LNG加氣站安全事故分析及預防措施

文/胡志強 何曉強,杰瑞石油天然氣工程有限公司

LNG加氣站安全事故分析及預防措施

文/胡志強 何曉強,杰瑞石油天然氣工程有限公司

隨著我國能源結構的調整和環保要求的提高，汽車的發展步伐越來越快，為滿足汽車的加氣需求，加氣站的數量日益增多。如何預防LNG加氣站發生安全事故已成為加氣站研究方向最重要的課題，本文針對加氣站的安全問題，對加氣站的常見的安全事故進行事故產生機理分析，并提出了相對應的預防措施，為后續的研究工作提供理論基礎。

LNG加氣站；安全事故；產生機理；預防措施

1 引言

加氣站的組成主要包括儲罐、槽車、低溫潛液菜、加氣機、增壓器以及低溫輸送管道和其他附件等，流程組成有卸車流程、加氣流程、卸壓流程、調溫調壓流程。由于的低溫和可燃等危險性，加氣站中也存在分層翻滾、間歇泉、快速相變和泄露燃燒等安全事故，加氣站的安全不僅對加氣站本身重要，對周圍環境設施的安全也存在一定的威脅。為了避免發生安全事故，研究安全事故產生的機理顯得很重要，同時也可以為預防措施提供研究的基礎。[1]

2 LNG加氣站的運行流程

加氣站工程的工藝流程主要分個部分：卸車流程、加氣流程、卸壓流程和調溫調壓流程。[2-3]

其中，卸車流程是指將汽車槽車內的卸至加氣站儲罐內，一般的卸車流程有兩種方式，即潛液泵卸車工藝流程和自增壓卸車流程。卸壓流程是指在加氣站的運行過程中，儲罐、管道和潛液泵池的壓力，隨著汽化的產生而增大，將儲罐、管道泄放的低溫氣體或排散的液體，通過放散系統放散到大氣，保證儲罐的安全。調溫調壓流程是指儲罐的增壓流程和增溫流程，利用增壓裝置對儲罐內進行增壓。

3 加氣站安全事故類型及預防對策

由于的低溫特性、蒸發特性、易燃易爆特性等，如果加氣站的設備不能滿足的低溫要求等，再加上加氣站周圍復雜的環境，對加氣站的管理不夠完善，會導致危險事故的發生。加氣站應預防發生的事故類型有分層翻滾和間歇泉事故、快速相變、泄露和燃燒。

3.1 分層翻滾事故

分層翻滾現象是儲罐容易發生的液體劇烈蒸發的失穩儲存現象。[4]分層是導致翻滾現象發生的直接原因，而導致儲罐內分層原因主要有兩個：一是外界的熱量的滲入，使得靠近儲罐壁的液體溫度升高，形成熱邊界層，引發儲罐內形成自然分層，從而使得大量液體蒸發引起翻滾現象。二是兩層之間不斷進行熱交換密度和溫度逐漸接近，當密度接近相等時則迅速混合，液體迅速劇烈蒸發，發生翻滾現象。

預防措施：盡量選用組分相同的氣源作為加氣站的氣源，降低由于新舊溫度和密度不同造成翻滾現象發生的概率。同時加氣站的同一個儲罐不能同時進行卸車和加氣環節。

3.2 間歇泉事故

間歇泉現象指液體在長的低溫輸送垂直管道中，低溫液體由于受熱汽化產生汽泡，隨著汽泡數量的不斷增多，將低溫液體擠出管道進入儲罐產生噴發的現象。對于加氣站內的儲罐和管道，由于的低溫性也有可能出現間歇泉現象。

預防對策：在設計和建設中需要管道和儲罐具有較好的絕熱性能。

3.3 快速相變（冷爆炸）

快速相變指在泄露遇到水的情況下，由于的密度比水的密度小，會停留在在水面之上，由于是兩者之間存在很大的溫差，所以會發生強烈的傳熱過程，低溫下的天然氣在水面和之間形成一層蒸汽層，這更加劇了換熱的強度。[5]如果蒸汽層遭到破壞，則會進入沸騰傳熱狀態，因此迅速被加熱并發生快速相變。同時氣體的劇烈蒸發導致接觸面的壓力逐漸升高，從而引發冷爆炸現象。

預防對策：快速相變發生的直接原因是的泄露和泄露液體所接觸到的環境，因此當加氣站發生大量泄露后，嚴禁用水噴淋，而且應該經常對加氣站的環境進行清理，及時清理站內的積水等。

3.4 泄露、燃燒、爆炸

加氣站的爆炸主要是指管道和設備的壓力超過其最大承受壓力強度時發生的爆炸或局部炸裂。爆炸事故發生的主要原因有兩方面：一是系統運行壓力超過設備的強度極限：二是設備由于腐燭、疲勞損傷等原因，設備本身的強度和承受能力下降導致。一旦設備發生爆炸，發生泄漏，如果沒有點火源不會發生燃燒，但是如果大量的泄露與空氣混合形成可燃混合氣體，有可能導致爆炸后的燃燒事故。

預防對策：為了防止泄露導致安全事故的發生，加氣站內設備和管道除能承受低溫外，作運行過程中應加強設備狀態的監控，定期檢修，一旦發生泄露應及時采取補救措施。

4 小結

LNG加氣站的安全運行不僅對加氣站來說非常重要，同時對周圍設施與居民的安全也十分重要。通過對上述安全事故產生機理的分析，同時根據產生事故的原因提出了相對應的預防措施，對于LNG加氣站的安全運行具有非常重要的意義。

[1]王軍.LNG汽車和加氣站的探討[J].煤氣與熱力,2006,26(3):4-5

[2]吳佩英.LNG汽車加氣站設計的探討[J].煤氣與熱力,2006,26(9):7-9

[3]陳福洋.LNG汽車加氣站設計中的幾個問題[J].煤氣與熱力,2009,29(7):49-51,66

[4]李品友,顧安忠.液化天然氣渦旋的理論研究[J].水動力學研究與進展,2000,

15(2 ):182-190

[5]王泓.快速相變—在LNG儲運中應注意的問題[J].上海煤氣,2006,(4):20-22

胡志強（1988-），黑龍江省雙鴨山人，任職于杰瑞石油天然氣工程有限公司，助理工程師，研究方向：天然氣設備設計制造與加氣站運營管理；何曉強（1990-），山東省威海人，任職于杰瑞石油天然氣工程有限公司，助理工程師，研究方向：天然氣設備設計制造與加氣站運營管理。