液化天然气应用中的消防安全措施探究

王蹦蹦　任康　张通　白云飞

摘要：液化天然气（简称LNG）是应用超低温冷冻技术使天然气变为液态，采用超低温保冷槽罐储存，通过管网及交通工具输送至下游各个应用场所。天然气本身是一种易燃、易爆介质，而液化天然又具有低温和液体特性。天然气是一种清洁、高效的能源，随着液化天然气应用单位的不断扩大，其安全性倍受关注。本文基于液化天然气特性，从场站设计与建造阶段、运营管理阶段、应对事故和泄漏阶段探究消防安全措施，旨在强化液化天然气消防安全，保证应用效益。

关键词：液化天然气；消防安全；燃气安全管理

引言

随着全球清洁能源的快速发展，液化天然气（以下简称LNG）作为一种高效、清洁的能源正逐渐增加其在全球能源结构中的比重。天然气作为目前世界上最佳清洁能源，其低碳排放和较低污染的特性，被广泛用于替代传统煤炭和油品，用于发电、工业生产和交通运输等领域[1]。大力提高天然气在能源结构中使用比例，对实现我国“碳达峰、碳中和”目标有着重大意义。

一、液化天然气特性分析

（一）LNG燃烧性质

LNG的燃烧性质是指其在燃烧过程中的特点和行为。LNG是由天然气通过冷却至极低温度（约-162摄氏度）而转化为液态的形式，具有高能量密度。由于其在液态状态下，体积大幅度缩小，使得储存和运输更加便利。同时，其单位质量的能量含量较高，可以提供较多热能，适用于各种能源需求。与传统燃料相比，LNG燃烧产生的二氧化碳排放量较低，减少了温室气体释放和对气候变化的影响。此外，LNG燃烧过程中几乎没有颗粒物和硫氧化物等污染物排放，对空气质量的影响也较小。另外，LNG燃烧具有快速、均匀和可控的特点，可以通过适当的喷射和调节供气速率实现精确燃烧控制，使得LNG在发电、工业加热和家庭供暖等领域具有灵活性和可靠性[2]。

（二）液化天然气挥发性

当环境温度较高时，LNG接触到周围空气会迅速吸收热量，导致其温度上升，从而挥发为天然气，体积会迅速膨胀，会引起容器压力快速上升。因此，在储存和运输过程中，必须采取措施确保LNG的温度维持在低温范围，减少挥发和损失。由于LNG的挥发会导致压力增加，因此在LNG的储存和运输设施中，需严格控制容器质量，保证其具备良好的密封性和保冷特质，减少挥发风险。天然气是一种混合气体，不同组分的天然气在液化过程中会有所差异，因此其挥发性也略有差异。同时，纯度较高的LNG通常具有较低的挥发性，有助于提高储存效率和安全性[3]。

（三）液化天然气扩散性

温度、湿度、风速和地形等因素都会影响LNG的扩散速率和方向。较高的温度和风速促进LNG快速扩散，而湿度和地形则可能对扩散路径产生影响。同时，泄漏源位置、大小和释放速率都会直接影响LNG扩散程度和范围。较大的泄漏源和高速释放速率将导致更快的扩散。此外，LNG的密度差异也会对扩散性产生影响。相对于空气，LNG的密度较高，意味着它倾向于下沉和聚集在低洼区域[4]。这需要在安全设计和应急响应计划中考虑到LNG的密度特性，以便采取适当措施。

二、LNG储罐设计和建造阶段的安全措施

（一）设计可靠的防火设备和系统

LNG储罐区必须建立包括可燃气体检测系统、火灾报警系统、灭火设备设施系统等完善的防火体系。储罐和管道系统应设置防雷、防静电、防泄漏等措施，按相关要求设置可燃气体报警装置，及时发现泄漏并采取相应措施。为了提高防火系统的应用效益，可选用不锈钢、合金材料等可靠的防火材料和设备，并定期进行维护和检查。储罐应设置泡沫灭火系统、喷淋灭火系统等自动灭火系统，迅速扑灭火源。设计合理的天然气输送管线和阀门，避免管网系统泄漏和爆炸。LNG管理人员在应用防火设施系统之前，要根据既有经验建立应急预案，从火灾应急相应、现场应急处置、人员抢险疏散等方面着手，以便在火灾发生时能迅速响应并控制火势[5]。

（二）确保建筑材料符合消防标准

在液化天然气（LNG）应用中，保证建筑材料符合消防标准至关重要。建筑物的防火性能直接影响到人们的生命财产安全，因此必须严格遵守相关消防标准。在选择建筑材料时，应考虑其耐火等级、燃烧性能、产烟毒性等指标，对于用于液化天然气储存和运输的设备、管道和阀门，应使用符合规范的防火材料制造，并经过特定的防火测试和认证。LNG场站内设置合理的防火分区、防烟分区和疏散通道，当发生火灾时，能够迅速控制火势并疏散人员。此外，建筑物还应配备自动报警系统、灭火系统和疏散指示标志等消防设施，以便在紧急情况下快速发现火源并采取相应措施[6]。

（三）安装适当的泄漏检测和报警系统

液化天然气（LNG）场站安装适当的泄漏检测和报警系统非常重要。该系统帮助相关人员及时发现泄漏，并采取相应的补救措施，从而防止火灾或爆炸等危险情况发生。泄漏检测和报警系统各硬件设备/系统组成如下：

三、运营阶段的安全措施

（一）建立有效的應急响应程序

程序应明确泄漏、火灾、爆炸等潜在紧急情况，评估其对人员、环境和设备的影响。针对潜在的紧急情况，应准备消防器材、防护用品、应急通信设备等应急设备，确保其随时可用。应急人员应主动接受消防技能、急救技能等相关培训，熟悉应急设备操作。同时，组织应急指挥小组，负责应急响应的组织和协调。一旦发生紧急情况，应立即报告并启动应急预案。应急人员应按照预案进行响应，包括警报、疏散、救援等[7]。应急响应结束后，开展事故调查和原因分析，总结经验教训，采取措施恢复现场秩序。

（二）定期进行员工培训和演练

针对液化天然气的性质和火灾危险性，应向员工普及火灾预防、应急处理、疏散逃生等方面的消防安全知识。针对可能发生的紧急情况，定期组织员工进行模拟泄漏、火灾、爆炸等紧急情况的应急预案演练，训练员工迅速、准确应对紧急情况。对于液化天然气设备的操作和维护人员，应开展专门培训，熟悉设备性能、操作规程和维护保养方法，保证设备安全可靠运行。应急救援人员应学习急救知识、消防技能、应急救援设备使用等知识，提高应急救援能力和水平。

（三）维护和检查设备的完整性和可靠性

针对液化天然气设备，定期进行清洗、润滑、紧固等检查和保养工作，保证设备正常运转，预防设备损坏或失效。定期对液化天然气设备进行安全性能检测，包括压力容器、管道、阀门等设备的无损检测，降低设备缺陷和安全隐患。从温度、压力、液位等参数着手，实时监测液化天然气设备的运行状态，明确振动、噪声等机械性能情况，及时发现设备异常情况。对于紧急切断系统，应定期进行功能检查和测试，确保在紧急情况下能够迅速、准确切断气源，防止事故扩大[8]。就液化天然气应用软件控制系统而言，工作人员要定期进行更新和漏洞扫描。

四、应对事故和泄漏的措施

（一）启动紧急关闭系统和泄漏控制设备

在液化天然气（LNG）应用中，一旦发生泄漏，启动紧急关闭系统和泄漏控制设备至关重要。紧急关闭系统是为了在紧急情况下迅速切断气源，防止泄漏扩大而设计。该系统通常包括自动关闭设备和手动关闭设备，可以快速关闭阀门、切断电源等。

泄漏控制设备是用于减少泄漏对周围环境和人员的影响而设计。在液化天然气应用中，泄漏控制设备包括灭火器、喷淋装置、吸附剂等。如果发生泄漏，应立即启动泄漏控制设备，以最大程度减少对环境和人员的危害。同时，应立即联系相关人员进行处理，以防止泄漏进一步扩大。此外，应定期进行紧急演练，使相关人员熟悉紧急情况下的应对措施，迅速、准确启动紧急关闭系统和泄漏控制设备[9]。

（二）疏散人员和确保危险区域的限制进入

在液化天然气（LNG）应用中，一旦发生泄漏或紧急情况，首先需要疏散人员。一旦发现液化天然气泄漏或其他紧急情况，应立即从疏散和通信程序两个角度出发，启动应急预案；启动疏散人员程序，应迅速、准确通知到所有可能受影响的人员，包括但不限于液化天然气储存场站和运输设备的操作人员、管理人员和周边居民。

在确保危险区域的限制进入方面，立即封闭事故现场，禁止无关人员和车辆进入现场。同时，设置警戒线和警示标志，限制人员和车辆进出。对于已经泄漏区域，应进行隔离和监控，防止任何火源、静电等危险因素进入泄漏区域，以免引起火灾或爆炸等更严重的事故。另外，对于已经泄漏的液化天然气气体，需要进行稀释和清除工作。

（三）执行恰当的灭火和泄漏处置程序

LNG具有低温、易燃易爆、流体等特性，因此灭火方式不能简单采用常规方法。对于LNG泄漏引起的火灾，应综合利用喷水、喷泡沫或喷干粉等方式进行灭火，同时避免产生静电或火花。此外，灭火过程中应保持冷静，第一要素是迅速切断气源，防止火灾扩大；而如果燃烧比较稳定，在没有切断气源闸门情况下不宜马上灭火，以防泄漏的气体聚集形成爆炸性混合气体，从而引起剧烈爆炸；同时，应确保非抢险人员安全，迅速撤离现场。

LNG的泄漏处置程序应从五个方面落实到位。第一，一旦发生泄漏，立即切断气源，停止液化天然气的输送；第二，将泄漏部分的余气排出，防止气体在设备内部积聚；第三，使用水雾、泡沫等物质稀释泄漏出来的气体，降低其浓度，减少对环境的危害；第四，采用吸附剂、活性炭等物质吸附泄漏气体，将其清除出现场；第五，对泄漏部分进行检查，找出泄漏原因并进行修复。同时，对设备进行全面检查，提高设备的安全运行能力。

结语

在液化天然气应用中，消防安全措施至关重要。通过对液化天然气的特性和危险性进行分析，并采取一系列有效的消防安全措施预防和应对火灾事故，包括安装泄漏检测和报警系统、建立有效的应急响应计划、定期进行员工培训和演练、启动紧急关闭系统和泄漏控制设备、疏散人员和确保安全区域的限制进入以及执行适当的灭火和泄漏处置程序。合理化落实各类措施，旨在确保液化天然气生产和使用过程的安全和高效，同时保障人员和环境安全。

参考文献

[1]韦永金.液化天然气槽车装卸区设置联锁装置研究[J].设备管理与维修，2023（16）：43-45.

[2]杨小辉，薛文瑞.探讨液化天然气安全管理中存在的问题及对策[J].中国石油和化工标准与质量，2023，43（14）：95-97.

[3]田烨，卢俊文，湛立宁，等.液化天然气低温管道保冷效果的控制方法探讨[J].化工装备技术，2023，44（03）：9-13.

[4]江亮，王勇，李強.液化天然气船液货舱消防安全管理[J].水上安全，2023（02）：103-106.

[5]薛恺.液化天然气加气站的消防安全设计[J].石化技术，2021，28（12）：154-155.

[6]朱微，闫晓双.LNG加气站安全风险分析与管控策略研究[J].科技风，2019（24）：229.

[7]马炳蔚.目的论指导下哈纳斯液化天然气有限公司规章的翻译实践报告[D].宁夏大学，2020.

[8]匡文杰.（LNG）液化天然气加气站的消防安全设计[J].山西建筑，2019，45（08）：239-240.

[9]高勇，李红菊.消防安全管理现状分析与消防监督管理模式探究[J].城市建设理论研究（电子版），2019（07）：45.

作者简介：王蹦蹦（1996- ），男，汉族，陕西咸阳人，本科，助理工程师，研究方向：液化天然气场站运维。