液化天然氣貯存過程風險分析

梁曉玲(呼和浩特石化公司，10070)

天然氣作為世界三大一次能源之一，相比于煤炭與石油，具有清潔、高效、經濟、方便可靠等優點。液化天然氣(liquefied natural gas簡稱LNG)是天然氣在常壓下冷卻至-162℃的液態形成，熱值為52MMBtu/t，在貯藏運輸過程中可最大程度節約貯運成本及空間。我國作為能耗消耗大國，為保證能源多元化并改善能源消費結構，我國也越來越重視LNG產業。LNG屬于易燃、易爆危險化學品，在運輸貯藏過程中實現零風險是國內外相關領域人員所重視的問題，特別是針對我國相對滯后的安全管理規范以及科學性的安全評價體系，全面準確的掌握LNG貯運過程中的風險分析尤為重要。

1 LNG貯存系統

如圖1所示，LNG貯存系統主要包括接收、貯存、再氣化等功能，最終實現用戶管網穩定輸配天然氣。通過壓差裝卸公路槽車或罐式集裝箱車等運來的LNG，隨后通過空浴氣化器、水浴汽化器、BOG處理工段并計量加臭后送入高壓用戶管網輸配系統。

2 LNG貯存系統危險性分析

2.1 LNG自身危險性分析

單位體積的LNG氣化后體積擴大625倍，同時其在空氣中的可燃極限為5.3%-15.0%，的燃點為538℃，因此LNG在空氣中泄漏后主要存在的危險性如下:氣化后625倍的擴大率使其泄漏后迅速在空氣中形成極易燃燒的氣云，一旦接觸點火源，便有火災甚至爆炸的危險；低溫氣化屬于蒸發吸熱過程，瞬間大范圍氣化過程導致的低溫會使與其接觸的低合金碳鋼發生脆性破裂，同時如果人員在無防護情況下接觸LNG或者氣化中的LNG均會造成人員凍傷、甚至死亡；氣化后的LNG擴散到空氣中，當天然氣在空氣中的體積分數大于40%時，會造成人員失去知覺甚至窒息死亡。

2.2 貯存過程危險性分析

在貯藏或運輸LNG過程中的主要存在的潛在危險如下:同上述LNG自身危險性一致，LNG在生產、運輸、貯藏、管網輸送等過程中由于設備、閥門、管道、機泵等處存在的泄漏點所導致的LNG氣化泄漏，會由于不同類型的點火源，電火花、明火、高溫表明等，產生火災甚至爆炸；在LNG絕熱貯罐中，由于吸收外界能量所導致的常量蒸汽(BOG)，如果處理不當，BOG量將迅速增大、罐內壓力快速升高，嚴重時會造成貯藏罐破裂；由于進料組分與貯藏罐內LNG組分不一致、或者進料方式不恰當，會導致短時間內貯藏罐內LNG的大量蒸發，進而罐內壓力快速升高，嚴重時也會造成貯藏罐破裂；貯藏罐破裂所導致的人員傷亡、環境污染以及經濟損失是非常嚴重的。

2.3 LNG事故及安全規范

自1944年首次出現的LNG貯罐爆炸事故造成128人死亡，人們對于LNG的安全問題存在擔憂，下圖是自1965年至2000年的LNG事故統計圖，這為我國日后安全使用LNG問題敲響警鐘，同時在LNG安全規范方面提出更高要求。目前LNG行業的安全規范主要有美國及歐洲標準，例如涉及到LNG生產、運輸等方面的NFPA 59A、涉及到設備安裝方面的49CFR Part 193、涉及到水上及岸上設備安裝設計方面的33CFR Part127及EN1473等。我國LNG行業起步晚、暫時沒有LNG相關安全規范，但目前我國液化氣天然氣標準技術工作組正加緊參考國際標準并結合我國國情制定相關規范標準，目前已完成《液化天然氣、儲存和裝運》、《液化天然氣罐式集裝箱》、《液化天然氣的一般特征》、《液化天然氣碼頭設計規程》四項國標。

2.4 LNG危險評估體系

危險源辨識過程是危險評估體系的基礎，主要包括分析系統屬性、調查危險源、界定危險區域、分析存在條件及觸發因素、分析潛在危險性、最后進行危險源等級劃分。在危險源準確辨識后選擇合適的評價方法及分級進行風險評價最終制定預防措施和應急預案是風險控制的最終目的。風險評價方法是危險評估體系的核心，按照方法特征主要分為定性評價(如故障樹、檢查表、矩陣分析法等)、半定量評價、定量評價、綜合評價等；按照數據信息來源可分為專家評分法、參照類別法、模糊數學定量分析、灰色風險評價法等。

LNG的危險性主要來自兩部分:公路槽車運輸過程、儲存站儲存過程。其中公路槽車運輸過程危險因素主要包括緊急切斷閥故障(堵塞、泄露、破損)，安全閥故障(泄露、關閉不嚴、無法打開)，液位計故障(指示錯誤、連接部分滲漏)，槽車底盤故障(裂紋、斷裂、失效、脫落、泄露)，裝卸管接頭故障(連接部分及密封處滲漏)，連接膠管及壓力表故障(泄露或錯誤指示)，消除靜電裝置及裝卸閥門故障(靜電積累、指示錯誤、泄露)，罐體故障(泄露、螺絲松動)等。儲存站危險因素主要包括連接管故障(斷裂、粗糙、泄露)，罐體故障(氣體摩擦、泄露)，測量儀器故障(儀器損壞、人為誤差)，消除靜電及接地電阻裝置故障(靜電積累、電阻不符合要求)，人工操作故障(作業操作不當、點火花、摩擦)，避雷裝置故障(雷電直擊)等。

在LNG全壽命周期內根據不同階段所具有的潛在危險因素，選擇適當的危險評價方法，預測危險發生點，將LNG運輸、儲存過程中存在的不安全因素控制到最低水平是LNG產業未來發展的必然要求。