浅析液化天然气储罐安全防护技术研究进展

杜鑫

摘要：作为一种清洁燃料，天然气在人们的工作、生活以及出行方面都发挥着相应的价值。但这种能源具有易燃易爆的特点，因此在实际应用过程中，需要做好安全防护工作。基于此，本文对液化天然气储罐安全防护技术的研究情况进行阐述。

关键词：液化天然气;储罐安全防护技术;进展

引言

随着我国经济的快速发展，市场对能源的需求量不断提升。其中液化天然气，简称LNG，相对于天然气存储方便，受到众多工业企业的青睐。在LNG存储规模不断扩大的今天，液态天然气存储的风险也不断增加。这种风险的影响因素较多，需要采取有效的安全措施，避免对群众和公众的生命财产安全造成伤害。

1、液化天然气的事故类型

LNG的储运过程中，有可能发生泄漏、火灾、爆炸以及翻滚等情况，具有较高的事故风险性。LNG一旦泄漏，一小部分将会快速汽化成蒸气，遇到火源就会燃烧，浓度过高时就会发生爆炸。

翻滚情况主要指的是，天然气储罐存储时，由于外界与液体之间存在温差，导致LNG分层被破坏，最终使上层液体与下层液体的密度出现差异。另一方面，天然气储罐通过外界吸热，上层液体更容易蒸发导致密度增加。下层液體的温度较低，因此密度较大，当上层液体的密度增加到与下层液体密度接近时，就会出现翻滚现象。

2、液化天然气储罐主动安全防护技术

2.1保温绝热的防护措施

LNG储罐内液体与外界环境之间存在较大温度差，因此绝热保冷设计是保证存储安全的重要措施。当前，对于小型的LNG储罐通常会采用真空绝热或者真空粉末绝热的方式。大中型以及特大型的LNG储罐通常会使用堆积绝热的方式。当前，在材料技术不断发展的今天，新型材料逐步被应用到绝热保冷设计中，这对于提升防护效果具有非常重要的现实意义。

2.2压力防护措施

LNG储罐内压力的稳定性也是保证存储安全的重要前提，压力过高过低都容易发生事故。对此，在LNG储罐正常运行时，可以利用BOG压缩机将压力控制在一定的范围内，保证存储的安全性。另一方面，为了有效避免阀座结冰问题，影响安全阀的安全开启，需要使用先导式安全阀，并且将安全阀的进口管道伸到吊顶以下。

具体工作流程如下：当储罐内的压力过低时，通过调节阀可以向灌内注入一定的干燥天然气或者氮气，如果压力持续降低，真空阀将会打开，进一步调节内部的压力。安全阀和真空阀是维持LNG储罐内压力处于正常范围的重要防线。需要注意的是，安全阀的功能过于单一，因此需要配合其他的安全措施共同使用。

2.3利用惰性气体做好防爆处理

惰性气体防爆措施是常用的一种手段，考虑到LNG储罐内的蒸发气体，为避免气体混合物达到爆炸极限，可以提前对储罐进行处理，利用氮气置换罐内的气体，能够改善防爆效果。

2.4预防LNG翻滚的措施

由于LNG的密度差造成的分层是导致翻滚事故发生的根本原因，因此需要做好以下方面的措施，避免翻滚问题的出现。

第一，选择正确的充注方法，通常情况下，顶部充注和底部充注是常用的两种方式，当新充注的LNG密度比储罐内原有的LNG密度大时，可以采用顶部充注的方式。如果新充注的LNG密度小于原有的密度，可以采用底部充注的方式。第二，在充注时，管道和喷嘴应该分别采用多孔管和混合喷嘴方式，使新旧LNG得到充分混合。第三，在储罐的内壁设置相应的探测器装置，能够及时监测LNG液位、温度以及密度的变化，如果数据出现异常，需要立即启动循环泵，及时消除分层现象。

3、液化天然气储罐被动安全防护技术

3.1围护措施

通过围堰处理，能够更好地处理泄漏的LNG，并且抑制蒸发气的扩散。当前，LNG储罐按照结构的不同可以划分为单容罐、双容罐，对于单容罐而言需要单独进行围堰处理。在进行维护处理的过程中，需要严格遵循我国的相关标准，保证措施的有效性。

3.2消防冷却水防护措施

LNG储罐着火、爆炸的危害非常严重，其产生的热辐射会影响人体健康以及周边设施设备的正常运转。罐体处于高温环境中，将会导致强度下降，严重时会导致开裂，因此需要严格控制好蒸发气体的浓度，有效做好火灾的防火工作。使用消防冷却水的过程中，可以选择水幕、水喷淋、水喷雾、固定消防水炮以及室外消火栓等形式。

3.3泡沫覆盖的措施

LNG储罐的集液池或者围堰应该设置相应的高倍数泡沫系统，这种系统能够有效驱散蒸发气体，在火灾发生时，快速形成泡沫覆盖层，减少热量的传递，减慢蒸发的速度。LNG储罐的高倍数泡沫防护系统具体包括高倍数原液罐、过滤器、控制阀、管道、泡沫比例混合器、泡沫发生器以及火灾报警系统等组成。关于相关参数比例的设置，需要结合LNG储罐的实际情况，通过实践的方式做好数据分析工作，保证泡沫覆盖措施的有效性。

3.4干粉灭火措施

就当前的LNG储罐结构而言，当内部气压过大时，安全阀将会发挥作用，将超压气体排出，此时安全阀周围就会存在火灾风险。为进一步提升储罐的安全性，需要在安全阀出口位置设置相应的灭火系统。干粉灭火就是很好的一种选择。干粉灭火系统通常包括干粉罐、氮气瓶、减压阀、干粉输送管道以及喷头等部分组成。对于LNG储罐安全阀位置处的干粉灭火系统的相关参数需要结合实际进行设定，当前并没有形成统一的标准。

3.5隔震减震措施

对于LNG储罐的设计，需要重视抗震能力的设计，通过采用相应的隔震减震措施能够进一步提升储罐的抗震水平，降低地震对储罐的影响，提升安全水平。就当前而言，在储罐上可以采用物理隔震减震的方式，橡胶支座就是一种常用的处理方式。但这种处理方式也具有一定的缺点，对于周期较长的水平振动容易出现共振问题。由于缺乏相应的标准，橡胶支座的应用依然存在一定的不确定性。因此对于隔震减震措施的应用还需要加大研究力度，充分利用现代设备装置以及计算机控制技术的优势，提升防护效果，改善安全性。

4、结语

综上所述，LNG储罐本身具有一定的安全风险，为进一步做好安全生产工作，需要做好隐患排查，充分利用主动防护措施和被动防护措施，减少事故发生概率，使天然气能源发挥更大的经济价值。

参考文献：

[1]王永才，厉嘉滨，王海，刘军，沈雪锋.液化天然气储罐用水性防腐涂层体系的制备与应用研究[J].涂料工业，2020，50（10）：39-43.

[2]黄立凤.液化天然气储罐安全防护技术现状及发展趋势[J].化工管理，2018（27）：171.

[3]张淑淑，邢志祥，钱辉，张健.液化天然气储罐安全防护技术的研究进展[J].安全与环境工程，2018，25（02）：154-159.