LNG加气站安全风险分析与管控措施郭景涛

LNG加气站安全风险分析与管控措施郭景涛

易高清洁能源管理服务(西安)有限公司陕西西安710065

摘要:液化天然气(LNG)汽车加气站由于工作介质的易燃易爆特性和低温深冷特性、工作环境的特殊性及周边环境的复杂性,站内工艺流程复杂,安全管理尤为重要。

关键词:LNG加气站;安全风险;措施

引言

近年来,由于石油资源的紧缺以及环境问题日益严峻,促进了LNG等替代品的发展。LNG不仅具有清洁、高效的优势,而且相比石油还具有价格方面的优势,被称为新型的绿色环保燃料。我国地广物博,拥有丰富的天然气资源,为了实现能源结构的转变,促进经济转型,我国各个城市积极的将LNG加气站投入到建设当中。但是,由于发展较晚,再加上LNG与传统的汽油、柴油等燃料有着完全不同的特性,让LNG加气站在安全方面存在着很大的隐患。LNG加气站在具体运行过程中LNG处于高压液化状态,极易发生泄漏,遇明火易燃易爆,一旦发生事故,势必会造成严重的人员伤亡和经济损失,所以本文对LNG加气站的安全风险分析就显得尤为重要,对保障LNG加气站平稳运作有着极为重要的意义。

1、LNG的特性简介

LNG主要的化学成分为甲烷,并含有一些诸如乙烷、丙烷以及氮气等杂质,一般采用加压液态保存,根据生产方式的不同,LNG的组分也会略有差异。LNG对人体产生的危害主要有以下三个:第一;液态LNG温度极低,容易让人受到低温伤害;第二,当空气中天然气比例达到一定程度时,如果人体吸入过多的天然气将会出现窒息的可能,严重的将会威胁到生命;第三;人体若意外吸入少量的BOG(闪蒸气),则会出现暂时性的呼吸障碍,长时间的吸入将会威胁生命安全。LNG属于易燃易爆的化学产品,但由于其燃烧传播速度较低,所以在一般情况LNG不会因为着火而出现爆炸事故。另外,由于LNG存储状态属于低温,所以将可能会导致存储容器的材料发生变质或者韧性降低的问题,从而影响设备的正常运行。在进行阀门装配时,为了防止热胀冷缩造成阀门和管道之间的连接不牢的问题,一般将不经常使用的阀门进行焊接处理;对于经常使用的阀门,可以选用法兰连接。由于铝合金具有良好的抗低温特性,再加上其强度相对来说较低,质量轻,所以一般作为换热装置的主要材料,管道结构则选用强度更高的不锈钢材料。

2、LNG加气站生产运行主要存在的安全风险

2.1LNG加气站周边明火危险

天然气作为气体燃料很容易挥发和泄露,并且,其在空气中的燃点更低,遇到明火很容易产生爆炸等严重后果。然而,LNG加气站不可避免地存在较大的人流量与车流量,其周边很容易出现不确定火源,例如发动机的点火线圈,以及许多没有相关安全意识的顾客携带的点火源等。

2.2翻滚

翻滚是指储罐内不同密度的两层LNG翻动混合,在接触面产生热交换和热传递,短时间内有大量蒸发气产生。储罐内的LNG无论是单一来源还是均匀混合,都会有分层,LNG中渗入的热量会推动LNG分层的自然对流。温度较高的一层沿着管壁向上流动,从液面穿过,吸收热量蒸发成气体,温度较低的一层向下补回,循环完成。但如果混合的方式不正确,则LNG混合速度不易控制,当两层LNG达到相同浓度值时,则会产生翻滚现象,瞬间会有大量的BOG气体产生,导致储罐中的PSV爆裂,损坏储罐。翻滚主要发生在集液池、LNG罐区等区域。

2.3LNG存储过程中的危险因素

第一,在储罐中充装液体时出现过量甚至溢出的问题。出现这种情况的原因有以下两点:(1)工作人员的操作失误或者责任心不强,在储罐达到存储上限时依旧向储罐中充加天然气,(2)储罐的液位计损坏。这种问题会导致储罐内部超压,随后发生泄露,在遇明火后可能会导致爆炸事故的发生;第二,储罐的安全阀失效。出现这种情况的原因可能是由于工作人员没有定期对储罐的安全阀进行检修。这种问题会导致储罐在超压时不能及时泄压,易出现超压泄露的情况,遇明火易爆炸。

3、LNG加气站安全风险的管控措施

3.1加强对工作人员的培训

加强对工作人员的培训,提高其工作能力和安全意识,建立完善的安全管理制度,对工作场地进行定期的安全检查。对每一个工作岗位制定相应的操作规范和安全制度,必须对新到的工作人员进行有针对性的岗前培训,确保工作人员能够安全操作。

3.2事故预防安全措施

LNG批次不同、产地不同,密度自然也不同,于储罐内部混合之后必然会有分层现象产生,导致“翻滚”现象,在给LNG运行成本增加费用的同时,也给储罐安全带来极大风险。LNG进料能够采用两种方式,分别为底部进料和顶部进料。如果储罐中的LNG密度比新接收的LNG小,则顶部进料为优,相反则采用底部进料方式。采用LTD(自动密度检测仪)实时监测整个混合过程中的液体密度,如能进行分层密度监测更好,及时掌握不同时间、不同液位的混合液体密度的变化状况。一旦出现分层现象,立刻启动LNG罐内泵的自动回流系统,防止发生“翻滚”事故。

3.3构建安全管理体系

构建安全管理体系,建立健全安全组织机构,落实安全生产责任制。从制度体系源头上构建一张安全防护网,明确责任分工。同时建立健全各项安全规章制度和安全操作规程,并真正落实到位,考核执行。LNG加注气站应该结合LNG的特性及运行过程中存在的危险性,针对性地制定安全管理制度和安全操作规程,操作人员应该严格按照制度和安全操作过程进行作业,确保加气站的安全运行,防止事故的发生。

3.4加强安全检查

在加气前要对阀门、管道等接口进行检查,确保无泄露的问题出现。在进行加气过程中,工作人员要时刻关注设备是否有异常情况,即便使用了PLC系统,也要做好相关的记录,避免设备出现故障。另外,在遇到雷雨天气或者设备出现故障,不能确保工作的正常进行,应该暂停卸液、充装以及加气等工作。

3.5加强应急设施建设

LNG气化站生产原料和产品大多是易燃易爆品,容易引起火灾,因此要制定相关的解决措施来对发生的安全事故如火灾等进行处理,主要方式是进行现场应急设施建设,首先依据现场排查中出现的安全威胁进行设施规划,其次对应急设施进行购置和安放,应急设施的购置必须有质量保障,必要时要在安置前进行实验测试,确保所用设备能够满足需求,另一方面,应急设施的安放也有相关要求,一定不能影响生产过程,必要时可规划一定的空间来安放应急设施,例如灭火器等应固定在墙角的箱子中,防止意外碰撞。除此之外,还要成立安全管理小组,不定时巡查现场生产环境是否存在安全威胁、生产人员生产操作是否符合要求、现场应急设施是否处于戒备状态等。

结语

LNG加气站储存、装卸和输送的介质为液化天然气,存在易燃易爆与低温的危险特性。而加气站设备设施在运行过程中的老化、腐蚀、破裂及缺陷,或超压运行,会存在严重的安全隐患,导致燃气泄漏火灾爆炸的发生。因此,应该要做好LNG加气站设备设施,特别是对LNG加气站核心关键设备:如LNG储罐、管道、低温泵、加注机、气化器等设备设施的维护保养和隐患排查工作。加强安全管理和安全巡查,确保加气站的生产作业安全运行。只有这样才能确保设备完好、安全的投入生产,才能把加气站的设备管理工作做得规范化、科学化,才能防止和预防事故的发生,确保LNG加气站的长周期、安全运行。

参考文献

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[3]段品佳,张超,屈长龙,等.BIM技术在大型LNG储罐建设中的应用前景[J].天然气工业,2015,35(1):126-130.

作者简介

郭景涛,1982.1男,学位:学士,毕业学校及专业:山东建筑大学建筑环境与设备工程专业,工作内容:主要从事与天然气相关的工程建设及技术管理工作,公司:易高清洁能管理服务(西安)有限公司。

潘冬明,1983.6男,汉,籍贯:山东济宁,学历:本科,研究方向:化工设备管理,身份证号码:37082719838623XXXX。

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