LNG加气站安全事故分析及预防措施

文/胡志强 何晓强,杰瑞石油天然气工程有限公司

LNG加气站安全事故分析及预防措施

文/胡志强 何晓强,杰瑞石油天然气工程有限公司

随着我国能源结构的调整和环保要求的提高，汽车的发展步伐越来越快，为满足汽车的加气需求，加气站的数量日益增多。如何预防LNG加气站发生安全事故已成为加气站研究方向最重要的课题，本文针对加气站的安全问题，对加气站的常见的安全事故进行事故产生机理分析，并提出了相对应的预防措施，为后续的研究工作提供理论基础。

LNG加气站；安全事故；产生机理；预防措施

1 引言

加气站的组成主要包括储罐、槽车、低温潜液菜、加气机、增压器以及低温输送管道和其他附件等，流程组成有卸车流程、加气流程、卸压流程、调温调压流程。由于的低温和可燃等危险性，加气站中也存在分层翻滚、间歇泉、快速相变和泄露燃烧等安全事故，加气站的安全不仅对加气站本身重要，对周围环境设施的安全也存在一定的威胁。为了避免发生安全事故，研究安全事故产生的机理显得很重要，同时也可以为预防措施提供研究的基础。[1]

2 LNG加气站的运行流程

加气站工程的工艺流程主要分个部分：卸车流程、加气流程、卸压流程和调温调压流程。[2-3]

其中，卸车流程是指将汽车槽车内的卸至加气站储罐内，一般的卸车流程有两种方式，即潜液泵卸车工艺流程和自增压卸车流程。卸压流程是指在加气站的运行过程中，储罐、管道和潜液泵池的压力，随着汽化的产生而增大，将储罐、管道泄放的低温气体或排散的液体，通过放散系统放散到大气，保证储罐的安全。调温调压流程是指储罐的增压流程和增温流程，利用增压装置对储罐内进行增压。

3 加气站安全事故类型及预防对策

由于的低温特性、蒸发特性、易燃易爆特性等，如果加气站的设备不能满足的低温要求等，再加上加气站周围复杂的环境，对加气站的管理不够完善，会导致危险事故的发生。加气站应预防发生的事故类型有分层翻滚和间歇泉事故、快速相变、泄露和燃烧。

3.1 分层翻滚事故

分层翻滚现象是储罐容易发生的液体剧烈蒸发的失稳储存现象。[4]分层是导致翻滚现象发生的直接原因，而导致储罐内分层原因主要有两个：一是外界的热量的渗入，使得靠近储罐壁的液体温度升高，形成热边界层，引发储罐内形成自然分层，从而使得大量液体蒸发引起翻滚现象。二是两层之间不断进行热交换密度和温度逐渐接近，当密度接近相等时则迅速混合，液体迅速剧烈蒸发，发生翻滚现象。

预防措施：尽量选用组分相同的气源作为加气站的气源，降低由于新旧温度和密度不同造成翻滚现象发生的概率。同时加气站的同一个储罐不能同时进行卸车和加气环节。

3.2 间歇泉事故

间歇泉现象指液体在长的低温输送垂直管道中，低温液体由于受热汽化产生汽泡，随着汽泡数量的不断增多，将低温液体挤出管道进入储罐产生喷发的现象。对于加气站内的储罐和管道，由于的低温性也有可能出现间歇泉现象。

预防对策：在设计和建设中需要管道和储罐具有较好的绝热性能。

3.3 快速相变（冷爆炸）

快速相变指在泄露遇到水的情况下，由于的密度比水的密度小，会停留在在水面之上，由于是两者之间存在很大的温差，所以会发生强烈的传热过程，低温下的天然气在水面和之间形成一层蒸汽层，这更加剧了换热的强度。[5]如果蒸汽层遭到破坏，则会进入沸腾传热状态，因此迅速被加热并发生快速相变。同时气体的剧烈蒸发导致接触面的压力逐渐升高，从而引发冷爆炸现象。

预防对策：快速相变发生的直接原因是的泄露和泄露液体所接触到的环境，因此当加气站发生大量泄露后，严禁用水喷淋，而且应该经常对加气站的环境进行清理，及时清理站内的积水等。

3.4 泄露、燃烧、爆炸

加气站的爆炸主要是指管道和设备的压力超过其最大承受压力强度时发生的爆炸或局部炸裂。爆炸事故发生的主要原因有两方面：一是系统运行压力超过设备的强度极限：二是设备由于腐烛、疲劳损伤等原因，设备本身的强度和承受能力下降导致。一旦设备发生爆炸，发生泄漏，如果没有点火源不会发生燃烧，但是如果大量的泄露与空气混合形成可燃混合气体，有可能导致爆炸后的燃烧事故。

预防对策：为了防止泄露导致安全事故的发生，加气站内设备和管道除能承受低温外，作运行过程中应加强设备状态的监控，定期检修，一旦发生泄露应及时采取补救措施。

4 小结

LNG加气站的安全运行不仅对加气站来说非常重要，同时对周围设施与居民的安全也十分重要。通过对上述安全事故产生机理的分析，同时根据产生事故的原因提出了相对应的预防措施，对于LNG加气站的安全运行具有非常重要的意义。

[1]王军.LNG汽车和加气站的探讨[J].煤气与热力,2006,26(3):4-5

[2]吴佩英.LNG汽车加气站设计的探讨[J].煤气与热力,2006,26(9):7-9

[3]陈福洋.LNG汽车加气站设计中的几个问题[J].煤气与热力,2009,29(7):49-51,66

[4]李品友,顾安忠.液化天然气涡旋的理论研究[J].水动力学研究与进展,2000,

15(2 ):182-190

[5]王泓.快速相变—在LNG储运中应注意的问题[J].上海煤气,2006,(4):20-22

胡志强（1988-），黑龙江省双鸭山人，任职于杰瑞石油天然气工程有限公司，助理工程师，研究方向：天然气设备设计制造与加气站运营管理；何晓强（1990-），山东省威海人，任职于杰瑞石油天然气工程有限公司，助理工程师，研究方向：天然气设备设计制造与加气站运营管理。