LNG场站安全事故类型、特点及应在设计中重点关注的环节
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摘 要：介绍了LNG场站安全事故类型、特点，提出了设计中重点关注的环节。
关键词：LNG场站 安全事故 设计
LNG燃料是一种密度小、易燃易爆且扩散性极强的液体，属甲类火灾危险品，其性质与液体甲烷相似，若处理不当，极易发生事故。
1 火灾、爆炸、冷爆炸
LNG是以甲烷为主的液态混合物，泄漏后由于地面和空气的热量传递，会生成白色蒸气云。天然气比空气轻，会在空中快速扩散，遇到火源着火后，火焰会扩散到氧气所及的地方。天然气燃烧速度相对于其他可燃气体较慢，大约是0.3m/s，燃烧的蒸气会阻止蒸气云团的进一步形成，然后形成稳定燃烧。
云团内形成的压力低于5kPa，一般不会造成很大的爆炸危险。当天然气与空气混合比例在5%-15%（体积百分数）范围内就会产生爆炸。
LNG火灾特点：
火焰传播速度较快;
质量燃烧速率大约为汽油的2倍;
火焰温度高、辐射热强，易形成大面积火灾;
具有复燃、复爆性，难于扑灭。
火灾危险类别：天然气火灾危险性类别按照GB50016《建筑设计防火规范》划为甲类。
爆炸危险环境分区：根据我国现行规范GB50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》规定，天然气的物态属工厂爆炸性气體，分类、分组、分级为：Ⅱ类，B级，T4组，即dⅡBT4，防爆电器应按此选择。爆炸性气体环境区域划分为2级区域（简称2区）。即在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物，即使出现也仅是短时存在的环境。
2 低温冻伤
LNG在标准大气压下具有极低的温度（-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被防护堤拦蓄。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灼烧、冻伤等危害。如果操作人员没有充分保护措施，就会有低温麻醉的危险产生，随着体温下降生理功能和智力活动下降，心脏功能衰竭，进一步下降会致人死亡。
3 窒息（LNG、N2、BOG）
尽管LNG本身没有毒性，但是在封闭的区域内因为通风不好可以导致窒息。由于纯净的天然气无色、无味、无嗅，人体不能靠自身的器官来感觉天然气的存在（由于各地天然气的组成不同，如液化天然气中含有苯或者其他物质，所以可能会有异味）。如果没有良好的通风环境，天然气可将空气中的氧气置换掉，形成不能生存的缺氧空气。此外，惰性气体（如氮气）在有限的空间内大量聚集，并且超过了一定浓度，也会导致人员窒息事故。正常情况下，空气中的氧气含量为21%，不论因为燃烧还是因氧气被置换形成的缺氧空气，对人体都是有害的，因此LNG加气站应有相当的预防措施。当空气中的氧含量低于16%时，通常燃烧的火焰会熄灭。含氧量再低时，人会丧失方位感。一系列的症状为嗜睡、疲倦、无方向感、错觉，以及产生莫名的兴奋等，进而丧失对危险的警觉。一旦人处于含氧量为12%或更低的空气中时，就立即失去知觉，也无法救助。含氧量的剧变或氧气逐渐消耗均可以导致这种情况发生。虽然LNG蒸气没有毒，但其中的氧含量低。容易使人窒息。如果吸入纯净LNG蒸气而不迅速脱离，很快就会失去知觉，几分钟后便死亡。大多数工作在缺氧条件下的人们，一般将“同伴互救”的方法作为有效的保护方法。很明显，若施救人员没有配相应氧气供给系统，一旦进入该危险区域，也会发生同样的事情。最好的办法就是携带小型氧气供给系统，再实施救护。
4 LNG储罐失真空
储罐最大的危险性在于真空破坏，绝热性能下降，从而使低温深冷储存的LNG因受热而气化，储罐内压力剧增，储罐破裂导致大量LNG泄漏。采取的预防措施是在储罐顶部安装安全放散阀，当储罐压力升高到一定值，采用手动把压力降低，即使因为工作疏忽忘记排压，安全放散阀也会自动开启，通过集中放散管释放压力。其次可能发生的危险性是储罐进去管道或者内储罐泄漏，如果内罐泄漏，防爆盖就会打开，从而降低内外压力，不会引发储罐爆裂。
5 L-CNG储气瓶超压
储气瓶为压力容器，最大的危险性在于介质储存压力过大而发生物理爆炸。通过在储气瓶进气口设置压力变送器、潜液泵与紧急切断阀进行联锁。当储气瓶超压时自动切断进气口并停止潜液泵的运行。
6 L-CNG高压柱塞泵/高压空温式气化器超压
CNG高压柱塞泵及高压空温式气化器是L-CNG加气站的核心设备。工作压力高达25MPa，可能因为密封失效泄漏或超压泄漏产生危险。L-CNG高压柱塞泵后置有压力变送器，当压力超过工艺设定值时，自动切断泵运行;空温式气化器后设置有温度传感器，当出口温度达不到设定值时，自动切换运行另一组气化器以达到工艺需求。L-CNG高压柱塞泵周边设置可燃气探测器，对泄漏及时报警。
7 储罐液位超限
LNG储罐在生产过程中可能会发生液位超限事件，会导致多余液体从溢满及气相阀流出来，系统设有储罐的液位检测传递及报警系统，并且该系统与储罐进出液气动阀进行联锁。避免因液位超限而产生的一些危害。
作者简介：
杨屹（1991- ），男，汉族，辽宁省盘锦市人，本科学历，助理工程师，研究方向：机械设计制造及其自动化。
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