LNG加气站的安全风险及安全措施建议

颜秋梅，丰霞

（浙江建安检测研究院有限公司，浙江杭州310021）

LNG加气站的安全风险及安全措施建议

颜秋梅，丰霞

（浙江建安检测研究院有限公司，浙江杭州310021）

随着时代的发展进步，液化天然气的使用更加广泛、普遍，但同时也带来了极大的安全风险。基于此，从LN G加气站入手，介绍加气站的工艺流程和安全风险，并由此提出加气站在运转过程中的一些安全措施建议，以降低安全风险。

LN G加气站；安全风险；安全措施

LNG是英文液化天然气（Liquefied natural gas）的缩写，是天然气经冷却至-162℃以下后液化而制成。在此过程中，非烃组分如S、N的含氧化合物均已被除去，LNG组成、安全性、热稳定性均较LPG、CNG更高。由于其清洁、高效的特殊优势[1]，世界LNG工业近30a来得到持续高速的发展，年增长率达20%以上，成为全球增长最迅猛的能源行业之一。

我国天然气资源丰富，为调整能源结构，实现能源战略安全，国内各大城市积极投身到建设LNG加气站和服务网络中。但是，作为新型的燃料能源，与传统汽油、柴油不同，LNG在安全隐患方面有其自身的特殊性。

考虑到工作环境、工艺流程的先进程度、使用情况等方面因素，选择南方某大型城市LNG加气站作为案例，详细介绍加气站工艺流程、安全危害因素，依据行业特点来介绍安全风险，提出安全措施建议，降低安全隐患。

1　工艺流程概述

加气站一般主要建筑物有加气区、拦蓄区、站房和辅助用房，主要设备设施有LNG储罐、LNG潜液泵、卸车（储罐）增压器、EAG加热器、LNG加气机、气化器、CNG增压装置、气瓶和CNG加气机等。LNG加气工艺流程可分为卸车流程、加气流程、泄压流程及待机状态四部分（见图1）。

1.1卸车流程

LNG槽车将LNG液体运至加气站内，然后连接LNG卸车管道，通过LNG潜液泵或卸车增压器将槽车中的LNG卸入LNG储罐中，工艺流程见图1。

图1　LNG加气工艺流程框图

1.1.1增压器卸车

通过增压器将气化后的气态天然气送入LNG槽车，增大槽车的气相压力，将槽车内的LNG压入LNG储罐。此过程需给槽车增压，卸完车后需要给槽车降压，每卸一车需要排放一定的气体。EAG加热器用于储罐和管道系统放散时加热天然气，实现EAG的安全放散。

1.1.2LNG潜液泵卸车

该过程先将LNG槽车和LNG储罐的气相空间连通，然后通过LNG潜液泵将槽车内的LNG卸入LNG储罐。

1.2加气流程

储罐中的LNG通过泵加压，再经流量计计量后通过加气枪完成汽车加气过程。

1.3泄压流程

正常运行过程中，为减少由于储罐中液体蒸发、气化的气体引起的储罐压力增大，以及气体排放带来的浪费，需在储罐压力高出正常工作压力且小于排放压力时，利用潜液泵打循环，通过上进液口对储罐进行降压；若储罐压力达到安全阀设定值时，则安全阀打开，释放储罐中的气体，保证储罐安全。

1.4待机状态

系统在无卸车、无加气及无泄压状态下，均处于待机模式。

2　危险因素分析

加气站的危险因素主要包含三类，物质本身的危险、设备和装置的危险、作业场所危险。

2.1介质的危险因素

2.1.1易燃、易爆特性

液化天然气是以甲烷为主的液态混合物，在-162℃的低温条件下，其燃烧范围为体检分数6%～13%[2]。天然气泄漏后由于地面和空气的加热会生成白色蒸气云。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，会在空气混合后，体积分数在一定范围内就会产生爆炸，其爆炸下限为5%，上限为15%。

2.1.2低温特性

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。气化的天然气在空气中形成蒸气云，此蒸气云密度和空气的密度相等时的温度是-107℃。所以，LNG泄漏后的冷蒸气云或者来不及的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、泵、增压器、加气机、卸车阀组和加气车造成危害，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，从而引起内筒液体气化，储罐压力增大，造成更大的事故。

2.2设备和装置的危险因素

LNG从汽车槽车、低温储罐到加气机整个系统和每个时段每个作业环节，均潜在着危险、有害因素。来自于自然的、人为的每一个微小的失误都可能酿成事故，给社会、企业和人民生命财产造成损失。

2.2.1LNG低温储罐

LNG低温储罐采用卧式真空粉末绝热低温储罐，双层结构，内外筒之间用珠光砂填充并抽真空绝热，储罐的设计压力一般为1.2MPa[3]。最大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。当放散不及时可能导致储罐压力增大，发生容器爆炸。其次，可能的危险性还有储罐根部阀门之前产生泄露，如储罐进去液管道或内罐泄漏，此时爆破片就会打开，从而降低内外的压力，如果爆破片失效，可能引发储罐爆裂。

2.2.2LNG潜液泵、增压器

在正常运行时，LNG潜液泵与储罐之间的阀门是相通的，增压汽化器的进出口和储罐及槽车的液相出口是连通的，若泵入口、增压器进出口出现密封失效，则可产生泄漏。

2.2.3EAG加热器

EAG加热器用于储罐和管道系统放散时加热天然气，可能因密封失效或超压泄漏而产生危险，如果有人员在附近，就容易发生人身伤害事故[4]。

2.2.4加气机

由于加气机计量显示器失灵，充装钢瓶缺陷、操作失误等造成的超装，引起汽车钢瓶超压爆炸。

加气枪与加气软管的活动接头处密封损坏，加气软管裂缝造成液化天然气的泄漏，此时遇明火还可能引起火灾、爆炸事故。

2.2.5槽车

（1）如果槽车设计存在缺陷，如设计参数选择不合理，强度计算不准确，材料选择不合理，设备选型不合理，结构设计不合理，以及制造质量、安装质量等，可能导致槽车罐体承压能力下降而引起开裂或爆炸，造成泄漏，引发火灾、爆炸事故。槽车的液封是气体，同样因密封失效可能产生泄漏。

（2）如果槽车制造过程中存在的焊接缺陷、如咬边、未熔合或未焊透等缺陷；或因焊接不良，焊缝、槽车封头过渡区等部位残余应力集中效应过大等，可能导致焊接处断裂或裂纹、

（3）由于槽车反复的加载和卸载，如槽车罐体焊缝或接管焊缝焊接质量不好，都容易在缺陷处产生应力集中，引发疲劳破裂。

（4）操作失误，液位报警器、低温安全阀或压力控制系统失灵，计量仪器、仪表失灵等，可能导致充装过量；另外，夏季室外温度较高，处于太阳暴晒之下的槽车罐内气体压力会随之上升。可能引致低温安全阀起跳，甚至导致超压爆裂。

2.3作业场所危险因素

作业场所中产生危险有害因素有火灾、爆炸，中毒和窒息等；其次，还有容器爆炸、机械伤害、触电伤害、高处坠落、车辆伤害、噪声危害和其他伤害等。

3　安全措施建议

鉴于加气站使用过程中存在上述危害因素，在加强安全管理的同时，为了降低安全事故的发生概率，并结合天然气的特殊性及实际操作过程中的经验，提出以下建议：①加强对罐区可燃性气体的含量监测，加强监测设备和报警设备的维护；②正确选择阀门、法兰及罐体的安全附件的型号，保证设备的源安全性；③加强阀门、法兰、储罐安全附件和罐体完整性、安全性的检查，防止因腐蚀等原因造成罐体开裂，预防泄漏；④加强安全检查，禁止在罐区内吸烟，严格执行LNG罐区的动火规章制度；⑤禁止在库内使用手机等电子通信设备，严禁使用非防爆电器，并加强对防爆电器的安全性检查；⑥定期检查和检测防雷防静电设施及附件设备，保证其符合安全规定；⑦严禁使用铁器和用铁器敲打地面和管线、设备；⑧严格控制LNG输入与输出的工艺参数，预防储罐超压；⑨上岗必须穿戴符合安全规定的防静电工作服和个体劳动保护品。

[1]马景柱,杨楚生.中国海油LNG汽车加注产业实践及发展建设[J].天然气技术与经济,2013,7(4):16-19,83.

[2]宋振兴.LNG加气站工艺技术、安全及经济性分析[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学能源科学与工程学院,2010.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局．GB50156-2012汽车加油加气站设计与施工规范[S].北京:中国计划出版社,2012．

[4]刘卫国.LNG汽车加气站安全运行管理[J].加气站,2012,21(1):41-43.

Safety Risk and Safety Measures of LNG Filling Station

Yan Qiu-mei,Feng Xia
(Zhejiang Giian Test Institute Co. Ltd.,Zhejiang Hangzhou 310021)

With the development and progress of the times,the use of liquefied natural gas more widely,generally,but it also brings a great security risk. Based on this,starting from LNG filling station,the process flow and safety riskof filling stations were introduced,and some safety measures in the operation process were put forward,in order to reduce the security risk.

LNG filling station; Safety risk; Safety measures

X937

A

2096-0387（2016）05-0066-03

颜秋梅（1984-），女，江苏徐州人，硕士，工程师，研究方向：安全评价、职业卫生评价等。