液化天然气贮存过程风险分析

梁晓玲(呼和浩特石化公司，10070)

天然气作为世界三大一次能源之一，相比于煤炭与石油，具有清洁、高效、经济、方便可靠等优点。液化天然气(liquefied natural gas简称LNG)是天然气在常压下冷却至-162℃的液态形成，热值为52MMBtu/t，在贮藏运输过程中可最大程度节约贮运成本及空间。我国作为能耗消耗大国，为保证能源多元化并改善能源消费结构，我国也越来越重视LNG产业。LNG属于易燃、易爆危险化学品，在运输贮藏过程中实现零风险是国内外相关领域人员所重视的问题，特别是针对我国相对滞后的安全管理规范以及科学性的安全评价体系，全面准确的掌握LNG贮运过程中的风险分析尤为重要。

1 LNG贮存系统

如图1所示，LNG贮存系统主要包括接收、贮存、再气化等功能，最终实现用户管网稳定输配天然气。通过压差装卸公路槽车或罐式集装箱车等运来的LNG，随后通过空浴气化器、水浴汽化器、BOG处理工段并计量加臭后送入高压用户管网输配系统。

2 LNG贮存系统危险性分析

2.1 LNG自身危险性分析

单位体积的LNG气化后体积扩大625倍，同时其在空气中的可燃极限为5.3%-15.0%，的燃点为538℃，因此LNG在空气中泄漏后主要存在的危险性如下:气化后625倍的扩大率使其泄漏后迅速在空气中形成极易燃烧的气云，一旦接触点火源，便有火灾甚至爆炸的危险；低温气化属于蒸发吸热过程，瞬间大范围气化过程导致的低温会使与其接触的低合金碳钢发生脆性破裂，同时如果人员在无防护情况下接触LNG或者气化中的LNG均会造成人员冻伤、甚至死亡；气化后的LNG扩散到空气中，当天然气在空气中的体积分数大于40%时，会造成人员失去知觉甚至窒息死亡。

2.2 贮存过程危险性分析

在贮藏或运输LNG过程中的主要存在的潜在危险如下:同上述LNG自身危险性一致，LNG在生产、运输、贮藏、管网输送等过程中由于设备、阀门、管道、机泵等处存在的泄漏点所导致的LNG气化泄漏，会由于不同类型的点火源，电火花、明火、高温表明等，产生火灾甚至爆炸；在LNG绝热贮罐中，由于吸收外界能量所导致的常量蒸汽(BOG)，如果处理不当，BOG量将迅速增大、罐内压力快速升高，严重时会造成贮藏罐破裂；由于进料组分与贮藏罐内LNG组分不一致、或者进料方式不恰当，会导致短时间内贮藏罐内LNG的大量蒸发，进而罐内压力快速升高，严重时也会造成贮藏罐破裂；贮藏罐破裂所导致的人员伤亡、环境污染以及经济损失是非常严重的。

2.3 LNG事故及安全规范

自1944年首次出现的LNG贮罐爆炸事故造成128人死亡，人们对于LNG的安全问题存在担忧，下图是自1965年至2000年的LNG事故统计图，这为我国日后安全使用LNG问题敲响警钟，同时在LNG安全规范方面提出更高要求。目前LNG行业的安全规范主要有美国及欧洲标准，例如涉及到LNG生产、运输等方面的NFPA 59A、涉及到设备安装方面的49CFR Part 193、涉及到水上及岸上设备安装设计方面的33CFR Part127及EN1473等。我国LNG行业起步晚、暂时没有LNG相关安全规范，但目前我国液化气天然气标准技术工作组正加紧参考国际标准并结合我国国情制定相关规范标准，目前已完成《液化天然气、储存和装运》、《液化天然气罐式集装箱》、《液化天然气的一般特征》、《液化天然气码头设计规程》四项国标。

2.4 LNG危险评估体系

危险源辨识过程是危险评估体系的基础，主要包括分析系统属性、调查危险源、界定危险区域、分析存在条件及触发因素、分析潜在危险性、最后进行危险源等级划分。在危险源准确辨识后选择合适的评价方法及分级进行风险评价最终制定预防措施和应急预案是风险控制的最终目的。风险评价方法是危险评估体系的核心，按照方法特征主要分为定性评价(如故障树、检查表、矩阵分析法等)、半定量评价、定量评价、综合评价等；按照数据信息来源可分为专家评分法、参照类别法、模糊数学定量分析、灰色风险评价法等。

LNG的危险性主要来自两部分:公路槽车运输过程、储存站储存过程。其中公路槽车运输过程危险因素主要包括紧急切断阀故障(堵塞、泄露、破损)，安全阀故障(泄露、关闭不严、无法打开)，液位计故障(指示错误、连接部分渗漏)，槽车底盘故障(裂纹、断裂、失效、脱落、泄露)，装卸管接头故障(连接部分及密封处渗漏)，连接胶管及压力表故障(泄露或错误指示)，消除静电装置及装卸阀门故障(静电积累、指示错误、泄露)，罐体故障(泄露、螺丝松动)等。储存站危险因素主要包括连接管故障(断裂、粗糙、泄露)，罐体故障(气体摩擦、泄露)，测量仪器故障(仪器损坏、人为误差)，消除静电及接地电阻装置故障(静电积累、电阻不符合要求)，人工操作故障(作业操作不当、点火花、摩擦)，避雷装置故障(雷电直击)等。

在LNG全寿命周期内根据不同阶段所具有的潜在危险因素，选择适当的危险评价方法，预测危险发生点，将LNG运输、储存过程中存在的不安全因素控制到最低水平是LNG产业未来发展的必然要求。