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燃气安全

【燃气学堂】LNG加气站,如遇紧急情况怎么办?

作者: 2018-06-12 14:10:04 来源:

 (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

(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

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、生产运行中的危险性

(1)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。

(2)LNG设施的预冷

LNG储罐在投料前需要预冷,同样在生产中工艺管道每次开车前需要预冷,如预冷速度过快或者不进行预冷,有可能使工艺管道接头阀门发生脆性断裂和冷收缩引发泄漏事故,易使工作人员冷灼伤,或者大量泄漏导致火灾爆炸发生。

(3)BOG气体

LNG储罐或液相工艺管道,由于而自然蒸发一定量的气体(制造厂家提供的数据为每昼夜小于千分之二的蒸发量)。生产运行中由于卸车,需要给系统增压,这部分气体也储存于储罐;受气车辆气瓶内再加气之前需要降低车载气瓶内的压力,此部分气体再加气时又抽回储罐。这些气体统称为BOG气体,当BOG气体压力过高时需要进行安全放散,否则有可能造成设备管道超压而产生爆裂事故。

 

5、其它危险危害因素分析

(1) 电气火花

在配电间、营业室、办公室等非防爆场所安装的电气设备都是非防爆的,在使用过程中,可能会产生电气火花,一旦达到爆炸极限范围的爆炸性气体混合物,会引起火灾事故。

(2)违章作业

在加气站内违章吸烟;卸车作业时无人监护,或监护人擅自离开岗位;无关人员擅自进入警戒区域,在警戒区域内使用手机等通讯工具;雷雨天进行卸车作业等,都会引发火灾、爆炸事故。

(3)中毒

天然气对人体基本无毒,但浓度过高时,使空气中氧含量明显降低,使人窒息。

(4)车辆伤害

外来车辆进站加气,若站内路况、车况,驾驶人员素质等方面存在缺陷,可引发车辆伤害事故。

(5)机械伤害

在日常作业、设备检修过程中不慎受到机械设备的传动部件、挤压部件以及外露突出部件或所使用工具损伤。

 

二、应急处置总则

1、根据天然气的特性及可能引起的灾害事故,建立科学、规范、统一、高效的液化气灾害应急指挥体系,提高加气站防灾、救援、减灾综合管理能力和抗风险能力。当发生天然气灾害事故时,迅速启动本预案,快速、积极、有序、有效的控制蔓延和处理液化气灾害,并将灾害损失减少到最低程度。

 

2、站点的天然气灾害事故应急处置的首要任务——确保人民生命安全,最大限度地减少灾害事故对人民生命财产的威胁和危害,加强加气站操作人员规范作业的意识和对加气站设备的保护意识,充分发挥人的主观能动性,将减灾工作纳入加气站的管理工作中,采取各种有效手段和措施,不断提高加气站天然气管理工作中,采取各种有效手段和措施,不断提高加气站天然气管理和应急处置水平。

 

3、站点的天然气灾害事故应急处置以预防为主,把灾害事故预防作为加气站减灾工作的主要任务,完善工作界面,运用信息化手段,使加气站日常管理的各项工作环节紧密衔接,形成整体合力,提高对天然气灾害事故的预防能力。

 

4、站点的天然气灾害事故应急处置工作实行“分级管理、按级负责”,以公司总经理为主的防灾、救灾负责制,形成相对统一、快速高效、拯救能力强的指挥体系,公司相关部门按照各自职责,分工负责,紧密配合,迅速有效的开展应急救援和善后处理工作。

 

三、应急指挥

1、 应急处置原则

加气站突发事故应急处置实行“分块结合、垂直管理,专业救援、统一指挥,即报告情况、跟踪落实,分级负责、先前处置”的原则。

 

当事故发生时,根据事故的性质、范围、损失及伤亡情况,成立现场应急指挥部,为临时机构,应急指挥部由公司总经理、公司分管安全领导、总工程师、安全保卫部经理、工程技术部经理、运营服务部经理、办公室主任、工程公司经理以及当事站站长组成。

2、应急指挥部的职责

(1)指挥部根据报警情况组织抢修、补救、疏散、急救等指挥工作并及时下达指令;

(2)公司总经理、公司分管安全领导、总工程师、安全保卫部经理、工程技术部经理、运营服务部经理、人事行政部经理、天然气设备维修公司经理、环美气站工程公司经理以及其他方面人员接报后要立即赶往现场;

(3) 指挥部人员到达现场后要制定应急处置方案,并根据沪市政信(2004)81号文件《燃气灾害事故信息报告制度》的要求及时向上级部门报告;

(4)指挥部要迅速组织抢修队伍,落实必要的物资,组织人员疏散;

(5)指挥部要及时向上级有关部门汇报现场抢险情况以及下发上级部门的有关指示精神;

(6)指挥部要及时向上级有关部门做好事故的勘查,处理善后工作。

3、现场指挥及设备抢修公司的职责

(1)现场指挥一般由安全保卫部经理、工程技术部经理担任(安全、工程技术部经理未到时由当事站站长代理);

(2)现场指挥要了解现场情况及时向有关部门汇报,便于上级有关部门制定抢修抢险的紧急方案;

(3)现场指挥负责下达抢险、抢修的方案的实施,汇报抢险、抢修的方案进程,并作全方位的协调;

(4)现场指挥负责火场灭火抢险、抢修的指挥工作,实施降温、灭火、隔离应急措施。

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