LNG气化站的运行风险「河北泰燃能源科技」
LNG气化站具有接收槽车运来的LNG，并进行储存、气化、调压、计量等功能。LNG气化站主要功能是将LNG进行 气化，将气化后的天然气输送到用户。
1LNG气化站的工艺和主要设备
LNG通过LNG槽车运至气化站，通过卸车增压器对LNG槽车进行增压，利用压差将LNG送至气化站的LNG储罐。在工作条件下，储罐增压器将储罐增压到0.6MPa。增压后将LNG送入空温式气化器，LNG与空气交换热量后转化为气态天然气，天然气出口温度比环境温度低10℃，压力为0.45~0.60MPa，如果空温式气化器出口的天然气温度达不到5℃以上时，用水浴式加热器加热升温，后经调压、计量、加臭后进入城市管网。
LNG气化工艺流程方框图如下所示:
LNG气化站主要设备有LNG储罐、空温式气化器、卸车增压器、储罐增压器、BOG加热器、水浴式加热器、调压、计量、加臭装置等。
2LNG气化站运行风险
2.1 LNG的特性
（1）火灾爆炸
LNG是以甲烷为主的液态混合物，具有天然气的特性，与空气混合能形成爆炸性混合物，限为5%~15%。常压储存温度约为-162℃。LNG泄漏后通过吸热气化后蒸发，会生成白色蒸气云。LNG密度约为标准状态下气态体积的600倍。
（2）低温
由于LNG是深冷液体，大量泄漏后由于不能及时蒸发会对其周边设施形成危害，同时低温液体对人员也会产生低温灼烧、冻伤等危害。站内的装置设施接触到LNG泄漏后的液体，会变脆、易碎，或者产生冷收缩，形成材料脆性断裂。2.2 LNG气化站运行危险性
LNG气化站在运行过程中工艺过程处于带压状态，所以工艺装置很容易发生泄漏，另外管道焊缝、阀门、法兰等处也容易发生泄漏，泄漏的LNG一旦遇到火源，即刻会发生火灾或爆炸。气化站运行过程可能存在多种火源，如出入的车辆、手机电磁火花、钉鞋摩擦、撞击火花、雷击等。
LNG气化站运行中在卸车过程、气化过程、检维修过程都有可能出现LNG泄漏而产生火灾爆炸和冻伤危险。
（1）卸车过程
LNG储罐在进液前需预冷，如预冷速度过快有可能使储罐发生脆性断裂而引发泄漏事故，易使现场操作人员造成冻伤伤害。
卸车过程随着液体进入储罐，储罐液位升高，会导致储罐压力升高，LNG储罐若压力控制不善会引起储罐超压，可能发生压力容器爆炸而引发火爆炸灾事故。LNG储罐在进液过程中有可能会超限，液位超限可能使多余液体从溢流阀流出，发生泄漏事故。LNG储罐一般是采用珠光砂填充绝热形式，双层结构，内外筒之间用珠光砂填充并抽真空绝热，所以LNG储罐如果真空被破坏会使绝热性能下降，从而引起储罐内的LNG因受热而发生大量气化，气化后储罐内的压力会快速上升，很容易引起储罐超压而发生压力容器爆炸，造成火灾爆炸事故。
（2）气化过程
LNG输送时，LNG流经的管道及阀门等设备会由于流动和冲击产生并积聚静电，若LNG管路的无防静电措施或防静电措施不佳，则会产生并积聚较高的静电，可能引发火灾爆炸和泄漏冻伤事故。
气化过程有可能因产生BOG而发生超压事故，气化过程如果压力控制不当或设备、管道及阀门等质量问题引起LNG泄漏会有火灾爆炸和冻伤的危险。
（3）检维修过程
检维修过程经常使用焊接、切割动火作业等作业，若违章动火或防护措施不当，易引发火灾爆炸事故。
3LNG气化站的危害程度
（1）LNG蒸气云爆炸的TNT当量假设1台100m3的LNG储罐，LNG储罐的充装系数取0.9，LNG密度取450kg/m3，根据TNT当量的公式计算出物质的TNT当量:
式中:——蒸气云当量系数，一般取值0.04；
——液化天然气总质量，kg；
——液化天然气燃烧热；
——LNG蒸气云的TNT当量，见表1。
表1 TNT当量表
物质 LNG
LNG质量（kg） 40500
LNG燃烧热（kj/kg） 48624
TNT当量（kg） 17427
由以上计算结果可知1台100m3的LNG储罐，如果LNG泄漏发生蒸气云爆炸的TNT当量为17427kg。
（2）LNG蒸气云爆炸的冲击波伤害
LNG以液态储存，如果瞬间泄漏后遇到延迟点火时泄漏到空气中，遇到火源，则可能发生蒸气云爆炸。假设1台100m3的LNG储罐，LNG储罐的充装系数取0.9，对LNG储罐采用蒸气云爆炸超压破坏模型进行分析，可按下式预测蒸气云爆炸的冲击波的损害半径:
R＝Cs（NE）1/3
式中:
R－损害半径，m；
E－爆炸能量，kJ；
可按下式取E=VHC V－参与反应的可燃气体的体积，m3；HC－可燃气体的高燃烧热值，kJ/m3，（LNG的高燃烧热值为39860kJ/m3）
N－效率因子，其值与燃烧浓度持续展开所造成损耗的比例和燃烧燃料所得机械能的数量有关，一般取10％。
Cs－经验常数，取决于损害等级。
损害等级和预测1台100m3LNG储罐爆炸的损害半径计算结果见表2。
表2 损害等级和1台100m3LNG储罐爆炸的损害半径表
损害
等级 Cs 爆炸损害特性 1台100m3LNG储罐爆炸的损害半径（m）
对设备的损害 对人的损害
1 0.03 重创建筑物和设备 1%死于肺部受损害
＞50%耳膜破裂 18
2 0.06 对建筑物造成外表损伤
或可修复的损坏 1%耳膜破裂
1%补抛射物严重砸伤 36
3 0.15 玻璃破碎 被飞起的下班损伤 90
4 0.4 10%下班破碎 240
由以上计算结果可知1台100m3LNG储罐若发生蒸气云爆炸，对周围人员及财产均会造成一定损害，因此防止因LNG泄漏产生蒸气云爆炸事故是安全工作。
4LNG气化站的安全运行措施
4.1 安全技术措施
（1）总平面布置
LNG气化站的总平面布置要严格遵守国家有关规范及规定要求进行布置，保证安全及消防的要求；站内功能分区要明确，工艺流程要顺畅，布置紧凑，管线短捷；站内人货分流，以确保交通运输安全畅通。
（2）工艺设备及管道
LNG气化站在满足总平面布置要求的前提下，气化站的工艺设备及管道的选择和设置等是保证气化站安全运行的关键。
LNG管道一般选用奥氏体不锈钢无缝钢管；输送LNG低温液体及BOG低温气体的管线需采取保冷措施；管道与设备管口及阀门均采用螺纹连接。
LNG储罐为压力容器，在气化站运行过程可能会出现储罐超压，所以储罐上设有安全阀；为了防止液位超限，储罐上应设置液位计，并设置液位上、下限报警和连锁装置。LNG储罐区储罐进、出液管道上设气动紧急切断阀，空温式气化器进液管道上也设紧急切断阀，紧急切断阀气源采用瓶装氮气，氮气管道设电磁阀，与储罐液位和空温气化器温度信号连锁，当发生紧急情况需要切断时，切断氮气管路，将管路放空，即可实施切断功能。
LNG气化器的液体进口管道上设置紧急切断阀，LNG气化器和水浴式加热器的天然气出口应设置测温装置，LNG气化器进口管道的紧急切断阀应与天然气出口的测温装置连锁。
站内可能发生可燃气体泄漏的场所，应分别设置可燃气体检测探头及低温检测元件，并将信号引至控制室进行声光报警。
（3）防雷防静电措施
LNG气化站内具有爆炸危险的建、构筑物的防雷设施和静电接地设施应符合相关规范的要求进行设计。站内所有电气设备外壳应一律接地，防止人身触电。应按规范要求对储罐、管道、钢结构进行防雷接地，防止雷电引起火灾和爆炸事故。
（4）消防措施
LNG气化站的排水系统应采取防止LNG流入下水道的措施；站内具有火灾和爆炸危险的建、构筑物、LNG储罐和工艺装置区都应配置小型干粉灭火器。
4.2 管理措施
安全生产管理是企业生产管理的基础工作之一，安全生产水平直接影响企业的安全生产。
（1）管理机制
LNG气化站设置安全生产管理机构，配备专职的安全生产管理人员。
应建立安全生产责任制，建立以站长为安全生产责任人的各级安全生产责任制，并落实各级岗位责任，做到责任明确、奖罚分明。建立并落实安全管理制度、规程，包括:各级安全生产责任制、安全教育培训制度、安全检查管理制度，检修安全管理制度、防火防爆安全管理制度。消防器材设施管理，制定职业健康和劳动保护管理制度，危险化学品安全管理制度，事故管理制度等。
记录各类安全管理制度台账，包括:安全会议记录；安全组织、人员变化台账；各级安全教育和考核台账；安全检查记录及隐患治理台账、事故管理记录；安全生产工作考核和奖惩记录；劳动保护用品发放台账。
（2）操作规程
LNG气化站应当根据站内实际运行的要求来编制完善的岗位操作规程，操作人员应严格按操作规程的要求进行操作，操作规程的内容通常包括正常的开车、停车和运行操作，另外对紧急停车和异常情况处理的内容也应编入操作规程。
（3）安全教育
气化站应经常性的组织员工安全生产培训，并建立和不断完善安全教育制度，不断加强对全体员工安全和职业健康教育，提高全员的安全知识水平，未经过专门培训的人员不得上岗。LNG气化站主要负责人、分管安全负责人和安全生产管理人员具备与其从事的生产经营活动相适应的安全生产知识和管理能力，依法参加安全生产培训，并经考核合格，取得安全资格证书。
（4）应急救援
LNG气化站应当编制事故应急救援预案。预案的内容包括:应急组织机构及职责、分级响应、报警程序及方式、应急物资储备、应急处理事故救援及人员疏散等。
LNG气化站应建立应急救援组织或者明确应急救援人员，并配备必要的应急救援器材、设备设施，站内要定期进行演练。
（5）防护用品
LNG气化站应为员工配备必要的劳动保护用品，配置的劳动保护用品应符合相关规范的要求。
5结语
LNG作为一种经济、安全、环保的调峰储备能源，符合国家能源产业政策。社会的高度发展为天然气行业带来了无限机遇，同时也增加了天然气企业的社会责任，因此应确保LNG气化站的安全运行，避免对群众和企业自身造成危害。