液化天然氣儲運安全技術及管理

馬群凱(蘭州石化職業技術學院，甘肅 蘭州 730060)

1 液化天然氣儲運安全技術的發展背景

我國液化天然氣的儲運主要是為了緩解我國能源供應不均的緊張情況，在我國長時間的液化天然氣儲運安全管理中，積累較多的儲運安全管理技術。這些技術有力地保障了我國液化天然氣儲運安全，為我國現代化建的穩定安全建設提供了重要的基礎支撐[1]。

整體來看，我國液化天然氣儲運中仍然存在一定的不足，主要是是受到液化天然氣本身的特性影響，其氣化后的天然氣易燃、易爆的特點讓液化天然氣的安全儲運工作任重而道遠。在液化天然氣的生產、儲運和氣化供氣各個環節，都需要全面做好安全工作。一旦某一環節出現安全隱患，對安全、經濟效益及企業的影響重大，因此在液化天然氣儲運安全控制中，要堅持預防為主，在任何時候都要做好液化天然氣儲運安全管理工作。

2 液化天然氣的儲運風險來源分析

液化天然氣主要通過船運、車運和管道方式運輸，其中船運占據主要部分，其大噸位的特點非常適合跨國運輸，但是該方式在內陸配送上存在很大的局限性；車運是陸地配送的主要方式，是港口到企業運輸的重要渠道；管道運輸方式在我國的石油運輸行業中應用較廣，但是在對液化天然氣的運輸上還存在較多的安全問題，目前液化天然氣的管道運輸方式僅限于短距離運輸，尚無長距離運輸的案例，每一種運輸方式都存在一定的風險，其主要表現是：

在罐車運輸控制方面，主要面臨三方面挑戰。首先是物流行業集中度較低，管理粗放，安全意識不足，這種運輸模式對于高風險的液化天然氣而言，一旦出現事故，對于交通和社會影響造成非常大的影響；其次是液化天然氣罐車本身在裝備水平上就難以達標，大量的在役車輛技術及安全性能較差，尤其是液化天然氣罐車對真空性能要求很高，在運行一段時間而不進行檢查，能達標的車輛非常少；最后安全冗余設置不足，比如：EBS、防溜車裝置等不健全，還甚至有部分廠家私自非法改裝罐車，導致罐車質量嚴重不達標[2]。根據我國《移動式壓力容器安全監察規程》要求來看，我國罐車生產的主流廠家中，僅有一家滿足行業需求，罐車設備的落后，是液化天然氣罐車運輸過程中的主要危險來源。

液化天然氣的船運占據了全球天然氣運輸量的八成以上，船運本身的投資風險高，產業體系化完善，在安全管理控制工作中較為成熟，其本身的運輸也相對穩定，在液化天然氣的船運安全控制方面，不僅要針對航運中的安全做好控制管理，還需要重點對港口的裝卸、托運工作做好管理，應該嚴格按照《整船載運液化天然氣可移動罐柜安全運輸要求(試行)》辦法進行操作。

在管道運輸方面，最大的安全風險就是泄漏風險，其泄漏后和空氣混合遇到明火容易引發火災爆炸事故。另外，液化天然氣溫度很低，一旦泄漏會使一定范圍內的人員引起凍傷，同時還存在窒息的可能性。當管道越長，其泄漏風險越大，越難以控制，這就是在液化天然氣在管道運輸始終以短距離運輸的主要原因。

3 液化天然氣儲運安全技術及管理

3.1 液化天然氣儲存階段的安全管理

由于液化天然氣始終存在蒸發現象并且儲罐容納氣體的能力是有限的，液化天然氣在儲存階段也面臨較大的風險。當儲罐內的工作壓力達到允許最大值時，而蒸發還在進一步提升，就會有爆炸的可能性。導致壓力暴增的可能性主要是制冷設備的失靈而使介質溫度升高，所以在液化天然氣的儲存中，一定要重點做好溫度監控工作，另外還需對以下方面進行控制：

首先是儲罐材料的控制，尤其在首次進行液化天然氣儲存時應重點關注，儲罐材料在低溫條件下應具有一定的物理適應性，比如：低溫工作狀態下的抗拉和抗壓等機械強度、低溫沖擊韌性和熱膨脹系數等指標；其次是液化天然氣充注方式的控制，最好能在儲罐頂部和底部均設置充注管路，防止液化天然氣出現分層現象，或者有效消除已經存在的分層現象；最后是儲罐的隔熱性能的設置，不僅有利于保障儲罐的安全，同時良好的隔熱效果也可以有效降低制冷設備的能源消耗，隔熱材料的選擇最好還能在一定情況下，保證面臨火災環境時的高溫隔熱效果，確保其在高溫環境下不會出現融化或者沉降的現象；最后就是要做好儲罐周邊的安全輔助設施，比如：壓力的控制和報警防護系統、滅火設施等配套系統，有效提升儲存環境下的應急能力。

3.2 液化天然氣罐車運輸安全控制管理

罐車運輸的安全控制主要從兩方面考慮：第一方面主要是罐車本身的質量控制，對于我國當下液化天然氣運送罐車本身存在的不足之處進行改善，比如淘汰設計中的內外筒體厚度較薄、本身的重量較輕、而承載大質量的液化天然氣罐車。在整體結構上配置方面，做好輔助安全設施的配套工作，比如配套靜電接地裝置，消除運輸過程中產生的靜電。確保阻火器的安全有效，保證其能在放空口處出現著火時，能夠防止火焰回火，從而實現對設備的安全保護，最后罐車的前后左右兩側的滅火機設置，從而提升罐車在突發火災時的應急能力。另外罐車運輸安全控制還要做好操作技術上的控制，比如為了降低罐車內的含氧量，在注入液化天然氣之前先行使用氮氣進行充分置換，直到罐車內含氧量小于2%為止。另外就是要做好罐車的防超壓工作，防超壓的實現可通過平壓和泄液過程實現。

平壓過程的操作是，在降低儲罐壓力的同時提升槽車壓力，主要方式有兩種：第一種是儲罐頂部與槽車頂部連接平壓；第二種是儲罐頂部與槽車底部連接平壓。兩者中的后者具有更好的平壓效果，但是在操作難度上比起前者更高，風險更大，尤其是在平壓過程中存在儲罐頂部高壓氣體沖擊槽車底部液體的可能，導致液體蒸發加速，更嚴重的可能產生旋渦引起事故，因此一般建議采用第一種平壓方式[3]。

卸液過程是通過進液來降低儲罐壓力，卸液方法分為上進液、下進液和上下共同進液三種方式，其中上進液方式是應用最為普遍，該模式下儲罐頂部設有噴淋點，有助于儲罐頂部的氣體液化，從而達到更好的降壓效果[4]。

3.3 液化天然氣船運安全控制管理

通過船運對液化天然氣進行運輸是全世界天然氣貿易中發展最快的運輸方法，因此在船運方法上，具有所有LNG運輸中最為完善成熟的安全控制體系，其具體的控制工作包含了以下多個方面：

在船體控制方面，采用雙層殼體的結構，在船舶的外殼體和儲槽間形成保護，有效的保護了空間，從而降低船舶撞擊觸礁引起事故的可能性；在制冷方面，常采用全冷式或半冷半壓式制冷技術，一般來說大型LNG運輸船一般采用全冷式儲槽，而小型沿海LNG運輸船一般采用半冷半壓式；在隔熱手段控制上，主要采用真空粉末、真空多層、高分子有機發泡材料等方法，而每種隔熱手段都有各自的優缺點。

真空粉末隔熱是一種成本最低的隔熱效果，其操作工藝也相對簡單，真空多層隔熱成本更高，但是具備三個顯著優勢，第一就是真空多層隔熱效果更好，相比同樣真空粉末隔熱效果的船舶，其所占空間更小，這意味著貨物裝載量自然更大；在經濟方面，隨著船體的增加，填充粉末隨之增加，真空隔熱的成本會顯得更低；最后就是粉末隔熱會因為船體運動導致沉降現象的發生，但是真空隔熱完全不存在這樣的缺陷。

另外，液化天然氣的船運還具有再液化的控制手段，主要是通過再液化將已經蒸發的天然氣重新液化實現降壓。在實現方式上，使用三分之一的蒸發氣作為能源即可完成對剩下三分之二的蒸發氣的回收，可謂是一種安全經濟的控制手段，最后使用特制運輸球罐，增加各種安全警報裝置，也保障了液化天然氣船運的安全。

3.4 液化天然氣管道運輸安全控制管理

我國液化天然氣管道運輸以短距離運輸為主，相比于運輸其他介質，液化天然氣的管道運輸要求的運行溫度更低，對密封性和壓力控制要求更高，這自然是提升了對管道運輸環境的要求[5]。在具體的管道運輸安全控制上要注意以下三方面：

首先是要做好第三方施工安全管控與各類地質災害防控，確保液化天然氣管道本身質量和運輸環境的高度安全，其中管道施工質量可通過人為驗收測試進行，在質量控制上要嚴格控制各項參數，保障管道施工指標達到預定的標準。在地質災害控制方面，需要定期做好管道周邊環境的監測控制，加強預防；其次是要做好場站設備的安全控制工作，依據標準化場站建設相關要求建立安全管理體系；最后是管道維護人員的職業技能素質管理，由于液化天然氣管道本身對于環境要求很高，所以應加大維護的頻率，對維護的技術要求也需要具有一定的專業化和標準化，因此相關管理人員要堅決做好對管道維護人員的素質培養工作，進而保障運輸管道的安全性。

4 結語

液化天然氣儲存和運輸工作是一項復雜且危險的工作，對液化天然氣的儲運安全控制管理，關系到我國的能源的安全供應，在這方面，要充分結合當下液化天然氣運輸中存在的不足，重點把控風險高發階段，做好響應的管理控制措施，嚴格按照操作流程進行操作管理，加強應急保障體制建設，從而全面提升我國LNG運輸的質量水準。