LNG接收站的风险因素及针对性管理方法

王林

广汇能源综合物流发展有限责任公司，中国·江苏 南通 226200

1 引言

伴随着中国经济快速发展，人们对能源的需求也在与日俱增，能源短缺、环境污染严重等问题逐步走进到人们的视野中，LNG 它作为一种高效清洁的资源，逐步的成为各区域引进的重点。由于LNG 体积小、热量高，极大地促进了天然气的储运和贸易发展，LNG 也是增长最快的天然气供应来源[1]。LNG 接收站的建设，它是能源引进的关键环节，能有效缓解能源短缺的问题，有利于调整产业结构、优化能源结构，促进经济社会发展全面绿色转型，推动实现高质量发展。

2 LNG 接收站主要工艺流程

2.1 卸船工艺流程

卸船工艺流程主要功能是把LNG 船的LNG 通过船舱低温泵输送至LNG 储罐，涉及的主要设备为卸料臂及卸船工艺管道。卸船工艺整个过程包括液相卸料臂和气相臂的连接、吹扫、压力检漏、ESD 测试、液相泄漏臂预冷，卸船管线低速卸料阶段、返船补气、全速度卸料阶段、减速卸料及停止卸料，卸料臂和返气臂吹扫、置换及拆臂。

2.2 储存工艺流程

储存工艺流程主要功能是LNG 物料储存，包括LNG进料、LNG 储存和BOG 外输及放空。LNG 在进料过程中，为防止因来料与罐内LNG 密度不同形成分层，通常采用上、下进液方式进料；当储罐内LNG 长期储存时，为防止因罐内LNG 吸热，避免下层LNG 形成独立的自由热循环，通常采用LNG 出液或内循环，打破LNG 分层。由于储罐从环境中吸收热量及泵运行产生热量，在内部会产生闪蒸BOG，为了有效地保持管内部的压力，通常采用BOG 压缩机将罐内BOG 抽出以降低储罐压力，带压BOG 通过外输管线可至市政中压管网，当外输量小于储罐BOG 闪蒸量或无法采用其他方式处理BOG 时，为确保储罐安全，储罐闪蒸产生的BOG 可打开放空阀通过火炬燃烧。

2.3 LNG 装车工艺流程

LNG 装车工艺流程主要功能是将LNG 物料通过LNG槽车外运。包括：LNG 泵出液、LNG 灌装、LNG 槽车计量等。LNG 灌装主要设备为LNG 装车橇，有单台单橇和单台双橇，每台装车橇上配有液相装车臂和气相装车臂，当LNG 槽车压力超过灌装压力时需通过气相臂，将槽车内的BOG 降压进入生产系统，确保装车正常进行。

2.4 LNG 气化外输工艺流程

LNG 气化外输工艺流程主要功能是将LNG 物料通过加热方式转换为常态天然气，通过管网外输。气化外输一般有两种方式，中压外输和高压外输。中压外输一般一般通过空温式气化器加热，供气压力≤0.4Mpa，主要供市政中压管网使用；高压外输主要通过高压泵加压，再通过海水系统加热，供气压力≤10Mpa，主要供高压外输管网使用。

3 LNG 接收站的风险因素

其一，LNG 泄漏的火灾与爆炸。一旦LNG 发生泄漏，LNG 遇热后急剧气化，当大量泄漏达到一定量后有可能形成LNG 池火，在蒸发过程中形成蒸汽云，逐步扩散，如果遇到明火，会引发火灾。当泄漏后的天然气和空气混合以后，遇到明火或静电火花会发生火灾爆炸。LNG 在卸船、存储、输送以及气化过程中，由于设备设施故障、操作人员违章操作、防爆区使用非防爆电气或违章动火，都容易发生火灾。

其二，LNG 翻滚事故。在LNG 接收站储存中，由于储罐中的LNG 有不同密度，密度较大的可与密度较小的在特定条件下处于相对平衡状态。当上下层LNG 密度接近时，下层LNG 突然上升而越过上层LNG，上层LNG 被下层温度较高的LNG 加热而快速蒸发，下层LNG 翻上来之后失去上层 LNG 的压制，因压力降低而处于过热状态，进而剧烈蒸发形成LNG 翻滚事故。在发生翻滚现象时，罐内LNG的气化量达到正常的10～50 倍，会导致储罐内的气压迅速上升并超过设定的安全压力，使储罐出现超压现象。如果不及时通过安全释放阀排放，就有可能造成储罐损伤，对设备造成损坏，严重会引发LNG 泄漏事故。

其三，中毒与窒息。LNG 基本无毒，但在高浓度下容易操作人员窒息。如果发生LNG 泄漏，应该立即切断泄漏源，保持工作环境通风，避免人员在现场聚集，在应急抢险过程中，技术人员要配备正压式空气呼吸器，防止中毒和窒息的危险。

其四，低温冻伤事故，LNG 它的温度一般为零下162℃，如果没有对低温管道阀门进行隔热，一旦人员与其接触，会产生严重的损伤[2]。在LNG 卸船、LNG 操作灌装等作业过程中，操作人员要佩戴防冻手套、防护面罩等劳保防护用品，对低温输送管道也要采用安全防护设施，防止人员造成低温冻伤事故。

4 LNG 接收站的针对性管理方法

4.1 规范工艺设计

现阶段我们在进行LNG 接收站风险因素探究时，要严格按照工艺要求，尽可能减少LNG 泄漏及流淌火造成的危险。在进行大中型液化天然气接收站设置布置时，要优先的考虑国家和行业的标准，然后按照天然气标准、石油天然气标准、石油化工标准以及一般通用标准进行装置的布设。根据LNG 接收站主要工艺流程及存在的风险因素，合理布局，优化工艺流程，可以在LNG 码头、储罐区、装车区等区域设置事故积液池，可有效地收集LNG 的泄露；尽可能使用π 型弯，减少热胀冷缩造成的管线受损和法兰接口泄漏；合理设置安全仪表系统和视频监控系统设计，本质上减少人为因素造成的安全生产事故。

4.2 把控工艺流程

在LNG 工艺流程控制时，应根据不同工艺流程进行合理控制。在卸船流程中，提前对卸船管线进行预冷，防止因短时间预冷导致卸船管线上下温差大，造成管线应力过大；合理控制卸船过程中返船补气，维持船舱内部的压力平衡；根据来料密度合理控制上、下进料方式，可有效避免罐内LNG 分层。对于现有的LNG 存储工艺系统分析时，主要有低温储罐、进出口管线、阀门以及控制仪表等设备组成。LNG 低温储罐采用的是绝热保冷设计，罐中的LNG 液泵的散热压力会发生变化。LNG 它通过泵井从灌顶排出，能够对它的泄漏问题进行有效控制。然而，在非卸船期间，LNG 储罐的操作压力应该保持在低压状态，为储罐留有缓冲的余地，在卸船操作时要提高储蓄罐内部的压力[3]。

因此在LNG 接收站针对性管理办法落实过程中，一方面，我们要考虑到在工厂内部较低的区域布置，形成天然的保护屏障，防止事故的泄漏。另一方面，对于LNG 储罐与配套设备、建筑物之间的距离需要满足规范要求，尽量靠近卸船码头，减少管线的长度，有效地节约投资。通常情况下，需要将BOG 压缩布置在半敞开式厂房内。在厂房设计时要注意天然气主要成分是甲烷，空气的密度比甲烷的密度高，顶部应该留有足够的通风通道，避免可燃气堆积遇明火产生的爆炸[4]。

4.3 落实事故计算

和其他国家的发达国家相比，中国的LNG 处于起步发展阶段，各大中型的LNG 接收项目也不断发展，在工程建设过程中对LNG 泄漏事故计算，成为该项目能否通过安全设施设计的主要因素之一。一旦发生泄漏，对项目的立项、建设、运营都会产生各种各样的影响。我们在进行LNG 项目经验分析时，设计人员要全方位地了解LNG 接收站的工艺要求，认真钻研国内外的LNG 接收站行业规范准则，对存在的问题不断质疑，彼此之间相互交流，提高该项目的设计水平。我们在进行LNG 泄漏事故计算分析时，还要考虑到接收站内部存在着大量的危险物质，如果持续泄漏，会对人员的生命安全产生极大的威胁。我们要结合工厂内部的实际情况，根据LNG 泄漏的特点，科学地计算出LNG 泄漏所产生的热辐射影响范围，根据设备、建筑物、人员活动场所能够承受的热辐射强度，布置或者是调整相应的措施。我们还要及时地了解LNG 和天然气的特性，在进行泄漏事故计算时，要包括池火、闪火、蒸气云爆炸事故等计算工作[5]。

5 结语

综上所述，在LNG 接收站工艺系统分析时，我们要做好日常的安全维护工作，这样才能在最大范围内，确保系统安全有效运作。LNG 接收站不断兴起，不仅为相关的投资企业带来良好的经济效益，而且能够有效改善环境，实现区域经济可持续发展，更好地提高区域人们的生活质量。我们要对LNG 技术站的风险因素进行分析，提出有针对性的解决方案，加大清洁能源的使用，LNG 接收站在未来经济建设过程中占据着关键作用。