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lng加气站设备遇到紧急情况怎么办?

时间:2019-01-11   浏览量:

一、经营过程中LNG加气站可能引起的事故

1、危险因素分析

(1)火灾、爆炸特性

   液化天然气是以甲烷为主的液态混合物,储存温度约为-162℃。泄漏后由于地面和空气的热量传递,会生成白色蒸气云。当气体温度继续被空气加热直到高于-107℃时,由于此时天然气比空气轻,会在空气中快速扩散。液体密度约是标准状态下气体的570倍,天然气与空气混合后,体积百分数在一定的范围内就会产生爆炸,其爆炸下限为5.3%,上限为15%。天然气的燃烧速度相对于其它可燃气体较慢(大约是0.3m/s)。

(2)低温特性

   由于LNG在压力为0.40MPa的条件下,储存温度约为-137℃,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。

    LNG泄漏后的冷蒸气云、来不及气化的液体或喷溅的液体,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,会对加气站设备如储罐、潜液泵、加注机、加注车造成危害,特别是LNG储罐和LNG槽车储罐可能引起外筒脆裂或变形,导致真空失效,保冷性能降低失效,从而引起内筒液体膨胀造成更大事故。

(3)火灾危险类别

天然气火灾危险性类别按照《建筑设计防火规范》划为甲类。

(4)爆炸危险环境分区

   根据我国现行规范《爆炸和火灾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体,分类、分组、分级为:Ⅱ类,B级,T4组,即dⅡBT4。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、装置的危险性

LNG加气站设备的工艺设施的危险性如下:

(1) LNG低温储罐

   LNG低温储罐,容积60立方米,卧式真空粉末绝热低温储罐,双层结构,内筒为0Cr18Ni9奥氏体不锈钢,外筒为16MnR容器板材制造,内外筒之间用珠光砂填充并抽真空绝热,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,此时安全放散阀自动开启,通过集中放散管释放压力。其次可能的危险性还有储罐根部阀门之前产生泄漏,如储罐进出液管道或内罐泄漏,如内罐泄漏,此时爆破片就会打开,从而降低内外的压力,不会引发储罐爆裂。

(2)LNG泵、增压器

   LNG泵和增压器,在正常运行时,两设施与LNG储罐之间阀门开启而相通,泵的进出口有可能因密封失效产生泄漏,增压器的进口是LNG储罐或LNG槽车的液相出口,出口是气体,同样因密封失效可能产生泄漏,但在关闭了储罐或LNG槽车的出液口后,泄漏量很小。

(3) LNG加气机

   加气站设备LNG加气机直接给汽车加气,其接口为软管连接。接口处容易漏气,也可能因接口脱落或软管爆裂而泄漏。在关闭了储罐出液口、储气瓶出气口或泵停止工作后,泄漏量很小。

(4)卸车软管

   同样LNG卸车软管与槽车连接,如发生泄漏,在关闭了LNG槽车出液口后或低温泵停止工作后泄漏量不大。

(5) LNG槽车

    LNG槽车容积为42m3,危险性与LNG储罐相同,但一般卸车时间控制在2小时左右,每天最多卸车一次,时间短,次数少,发生事故几率较小。

3、工艺液相管道的危险性

(1)保冷失效

    LNG液相管道为低温深冷管道,采用真空管或绝热材料绝热,但当真空度破坏或绝热性能下降时,液相管道压力剧增,此时安全阀自动开启,可以降低管道内的压力。

(2)液击现象与管道振动

    在LNG的输送管道中,由于加注车辆的随机性,装置反复开停,液相管道内的液体流速发生突然变化,有时是十分激烈的变化,液体流速的变化使液体的动量改变,反映在管道内的压强迅速上升或下降,同时伴有液体锤击的声音,这种现象叫做液击现象(或称水锤或水击),液击造成管道内压力的变化有时是很大的,突然升压严重时可使管道爆裂,迅速降压形成的管内负压处可能使管子失稳,导致管道振动。

3)管道中的两相流与管道振动

   在LNG的液相管道中,管内液体在流动的同时,由于吸热、磨擦及泵内加压等原因,势必有部分液体要气化为气体(尽管气体的量很小),液体同时因受热而体积膨胀,这种有相变的两相流因流体的体积发生突然的变化,流体的流型和流动状态也受到扰动,管子内的压力可能增大,这种情况可能激发管道振动。

    当气化后的气体在管道中以气泡的形式存在时,有时形成“长泡带”;当气体流速增大时,气泡随之增大,其截面可增至接近管径,液体与气体在管子中串联排列形成所谓“液节流”;这两种流型都有可能激发管道振动,尤其是在流径弯头时振动更为剧烈。

4)管道中蒸发气体可能造成“间歇泉”现象

    与加气站设备LNG储罐连接的液相管道中的液体可能受热而产生蒸发气体,当气体量小时压力较小,不能及时的上升到液面,当随着受热不断增加,蒸发气体增大时,气体压力增大克服储罐中的静压(即液柱和顶部蒸发气体压力之和)时,气体会突然喷发,喷发时将管路中的液体也推向储罐内,管道中气体、液体与储罐中的液体进行热交换,储罐中液面发生闪蒸现象,储罐压力迅速升高,当管道中的液体被推向储罐后管内部分空间被排空,储罐中的液体又迅速补充到管道中,管道中的液体又重新受热而产生蒸发,一段时间后又再次形成喷发,重复上述过程,这种间歇式的喷发有如泉水喷涌,故称之为“间歇泉”现象,这种现象使储罐内压力急剧上升,致使安全阀开启而放散。

4、生产运行中的危险性

(1)加气站设备储罐液位超限

   LNG储罐在生产过程中要防止液位超限,进液超限可能使多余液体从溢满阀流出来,出液超限会使泵抽空,并且下次充装前要重新预冷。此种情况下,监测报警系统会启动,并连锁关闭阀门,避免事故发生。


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