LNG气化站的危险、有害因素分析

LNG气化站的危险、有害因素分析

张会媛

上海燃气工程设计研究有限公司无锡分公司 江苏无锡 214000

摘要：LNG气化站是以低温深冷储存天然气，经气化器将低温液态天然气气化后供应用户使用的天然气站场。LNG气化站的安全在整个站场的运营过程中十分重要。

关键词：LNG；气化站；安全

一、危险有害因素分析

1.物质危险

LNG气化站涉及的主要危险物质为低温天然气（其主要成分为甲烷，体积比约占天然气的97.5%），具有易燃、易爆的危险。甲烷对人基本无毒，但浓度过高时，使空气中氧含量明显降低，使人窒息。低温液化天然气储存温度为-160℃，若泄露与人体接触可造成低温灼伤。

2. 火灾

发生火灾必须同时具备三个条件：点火源、助燃物和可燃物。点火源产生方式多样。空气中的氧气是最常见的助燃物质。可燃物的量达到一定时，在助燃物的存在下，遇到点火源即可燃烧。

LNG储存、气化、供气的专门场所，而天然气属于易燃气体，若天然气发生泄漏，与空气混合，浓度处于爆炸极限范围内时，遇明火、静电发生火灾。常温常压下，LNG吸热极易由液态挥发为气体并迅速扩散蔓延，由于其密度比空气小，燃烧时火焰较大，火焰温度高、辐射热强，易形成大面积火灾。

LNG气化站火灾发生的可能原因如下：

天然气泄漏：LNG储罐、LNG槽车、LNG管道、气化器、加热器、调压计量撬等由于腐蚀或者超压、外力作用，或LNG管道的液击现象和两相流现象以及LNG储罐内的间歇泉现象，使设备受损发生泄漏；或由于设备、管线、阀门连接处密封不严发生泄漏；或者人员操作不当发生泄漏。

点火源：站区吸烟，站内未经批准的动火作业。

静电：设备、管道未采取防静电措施，法兰未进行防静电跨接或者接地不良等，管道内气体流速过快。

雷击：无避雷设施或避雷设施为定期检验、检测。

LNG气化站涉及的加臭剂四氢噻吩属于易燃液体，若加臭装置泄漏，遇到明火源、电火花可能引燃四氢噻吩发生火灾，或者泄漏的四氢噻吩挥发的蒸汽与空气混合，浓度处在爆炸极限范围内时，遇明火源、电火花、静电发生火灾。

LNG气化站涉及较多的电气设备，若电气线路老化、破损、受潮导致短路，发生电火花或设备超负荷运行，电气线路发热，导致电气火灾的发生。

3.容器爆炸

容器爆炸是由于液体变成蒸气或者气体迅速膨胀，压力增加，并超过容器的极限压力而发生的爆炸。容器爆炸前后，爆炸介质的化学性质未发生变化，变化的仅是爆炸介质的状态、参数。容器爆炸的危害是产生爆炸冲击波，摧毁建筑、设备，损伤人群。

LNG气化站的LNG储罐、LNG管道等均为承压特种设备，可能发生超压容器爆炸，可能原因如下：

在卸车过程中，LNG储罐保温效果不良或者隔热层破坏、LNG储罐和LNG槽车内的LNG密度不同或存在明显温差，LNG储罐内会存在液体翻腾现象，可能造成液位失真，监测设备失灵、泄压设施失灵等情况，可能导致承压设备内部压力增高并超过其设计压力，进而导致让其爆炸事故的发生。

LNG储罐保温效果不良或者隔热层破坏，漏热极易使容器内LNG气化，极少量的液体可以转变为很大体积的气体，导致容器压力过高，若安全阀等不能按规定开启，当气体压力超过容器承受压力时，就可能发LNG储罐发生容器爆炸危险。

LNG液相管道为低温管道，该项目采用真空管绝热，但当真空度破坏，绝热性能下降时，液相管道压力剧增，可能引起物理爆炸。

LNG的输送管道中发生液击现象，液击造成管道内压力的变化有时较大，压力升高过大时可使管道爆裂。

LNG管道中蒸发气体造成LNG储罐内发生“间歇泉”现象，使储罐内压力急剧上升，可能导致储罐发生容器爆炸。

LNG储罐或液相工艺管道，由于漏热而自然蒸发一定量的气体，一般情况下为每昼夜0.15％的蒸发量，这些气体称为BOG气体。生产运行中这部分蒸发了的气体如果不及时排出，可能造成罐内压力过高而造成物理爆炸事故。

4.化学爆炸

化学爆炸是物质在短时间内以极高的速度进行放热化学反应，形成其他物质，产生高温、高压气体和能量而引起的爆炸现象。由于生成大量气体和热量，且燃烧速度极快，在瞬间内产生的大量气体来不及膨胀而分散开，因此仍占据着很小的体积，这就使得气体压力急剧升高，作用于周围物体，而引起爆炸破坏。爆炸还可产生强大的空气冲击波，并向周围传播，其危害可推到建筑物，对在场人员具有杀伤作用。反应高、速度快、产生大量气体和热量，是化学爆炸的三个基本要素。

LNG气化站天然气属于易燃气体，如果天然气发生泄漏，与空气混合形成爆炸性混合物，浓度处于爆炸下限4.6%和爆炸上限14.57%之间，遇到明火、电火花、静电可能发生火灾爆炸事故。

5.低温灼伤

LNG是一种超低温液体。储存在槽车、储罐中，在储运或使用的过程中，一旦设备、容器、管线破漏，LNG溢出并大量吸热，急剧气化结霜冻冰，造成人员冻伤及设备设施损伤。

LNG储存温度约为-162℃，泄漏后的初始阶段会吸收地面和周围空气中的热量迅速气化。但到一定的时间后，地面被冻结，周围的空气温度在无对流的情况下也会迅速下降，此时气化速度减慢，甚至会发生部分液体来不及气化而囤积。气化的天然气在空气中形成冷蒸气云，蒸气云的密度和空气密度相等时温度是﹣107℃，LNG泄漏后的冷蒸气云或者来不及气化的液体都会对人体产生低温冻伤等危害。

同时一旦LNG发生泄漏，会使所接触的一些材料变脆、易碎，或者产生冷收缩，材料脆性断裂和冷收缩，会对项目设备如储罐、潜液泵等造成危害，特别是LNG储罐和LNG槽车储罐可能引起外筒脆裂或变形，导致保冷性能降低失效，从而引起内筒液体膨胀造成更大事故。

6.中毒和窒息

LNG是一种低温液体，LNG吸热气化后体积为液体的600倍左右。LNG本身不具有毒性，然而在气化后的LNG中逗留过长时间，会使人由于缺少氧气而窒息。此外，人员在进入储罐检修时，如罐内气体置换不彻底、通风时间不够、通风不良、操作工人防护不当等，也有可能会发生窒息事故。

同时，该项目涉及的加臭设备内含有四氢噻吩，若四氢噻吩发生泄漏，挥发的四氢噻吩蒸汽具有一定毒性，若局部通风不良，操作人员大量吸入可能造成出现运动性兴奋、共济失调、麻醉，最后死亡。

7.触电

配电箱、电线、电缆、电器元件等涉电设施，若安装不规范，质量不合格，动力配电箱未采取屏护、电气设备安全操作距离不够，接零保护不正确，没有漏电保护措施，不使用安全电压，绝缘不好，屏护不当，或者违章操作，会导致触电。

电气设备线路老化、磨损，或未安装触电保安装置，正常不带电的金属部件带电，工作人员接触引起触电事故。

发电机在运作过程中，发生异常，发电机壳体带电，人员接触导致触电。

作业人员在作业过程中因思想麻痹，注意力不集中，在设备检修或使用临时电焊设备时，未穿绝缘胶鞋和手套，可能发生电击、电伤事故。

电气工作人员未经培训考核，无证上岗。

如果防雷设施或接地损坏、失效，可能遭受雷击事故，引起人员触电等伤害。

8.机械伤害

机械伤害主要指机械设备运动（静止）部件、工具、加工件直接与人体接触引起的夹击、碰撞、剪切、卷入、绞、碾、割、刺等形式的伤害。各类转动机械的外露传动部分（如齿轮、轴等）和王府运动部分都有可能对人体造成机械伤害。

9.车辆伤害

LNG气化站主要涉及LNG槽车，如果车速过快、路旁主要设备设施无防撞设施和标志、路面不好（如路面有陷坑、障碍物、冰雪等），可能发生车辆撞击人体、车辆、设备、管线，进而导致人员伤害、撞坏管线造成泄漏，引起次生事故。

驾驶人员违章驾驶、站内人员引导错误或遇到恶劣天气等情况下均有可能造成事故的发生。

结束语

LNG气化站项目应严格执行国家、地方现行有关安全卫生法规、规范，严格遵守各项安全规章制度，全面落实安全生产责任制，实现安全生产。

参考文献

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