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LNG儲罐的安全問題與LNG溢出與泄漏事故的現場控制措施

   2017-03-14 1372
導讀

一、儲罐的安全問題 1、 LNG儲罐的安全間距。美國防火協會標準《液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運標準》(NFPA


    一、 儲罐的安全問題 
    1、 LNG儲罐的安全間距。美國防火協會標準《液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運標準》(NFPA 59A)對LNG儲罐之間及儲罐至區域邊界之間的安全距離做出了規定。
    我國《石油化工企業設計防火規范》(GB50160-92,1999年局部修訂版)第5.3.3條規定液化烴全冷凍式儲罐罐組內的防火間距為0.5D(D為相鄰較大儲罐的直徑)。

    2、 LNG儲罐的凈化。LNG儲罐在首次充注LNG之前,或因需要進行內部檢修而停止使用之后,應對儲罐進行凈化處理。凈化的目的是要用惰性氣體將儲罐內的空氣或天然氣置換出來,避免形成天然氣與空氣的爆炸性混合氣體。這種凈化處理也稱“惰化”。惰化用的氣體通常采用氮氣或二氧化碳。

    3、 LNG儲罐壓力控制。LNG儲罐的內部壓力必須控制在允許的范圍之內,罐內壓力過高或出現負壓,對儲罐來說都是潛在的危險。影響儲罐壓力的因素很多,諸如熱量進入引起液體的蒸發、充注期間液體的閃蒸、大氣壓下降或錯誤操作,都可能引起罐內壓力上升。另外,在以非常快的速度進行排液或抽氣、充注的液體溫度過低時,也有可能使罐內形成負壓。LNG儲罐應具有罐內壓力控制裝置,以確保罐內壓力處于允許范圍之內。除此之外,儲罐還必須配備有壓力安全閥和真空安全閥。壓力安全閥防止儲罐出現超壓,真空安全閥能感受當地的大氣壓,以判斷罐內是否出現真空,產生負壓。LNG儲罐的壓力安全閥和真空安全閥與罐體之間還需設置有一個手動開關的截止閥,以便安全閥的檢修。安全排氣裝置還應充分考慮在火災情況下如何進行安全排放。對于雙層壁結構的儲罐,為了防止內罐損壞內LNG泄漏至內、外罐壁之間的絕熱層,外罐必須設置有足夠的安全排氣裝置。排氣通道的截面積需要根據儲罐容量來確定,NFPA 59A規定不得少于0.0034c/kg,但不超過2000;外罐安全排放裝置的工作壓力不得超過外罐的設計內壓和內罐的設計外壓中的任何一個壓力。

    二、 LNG溢出與泄漏事故的現場控制措施
    LNG屬于液化烴,是甲A類火災危險物質,其蒸發產生的天然氣為甲A類可燃氣體,它們均具有高度易燃和易爆的危險特性。在LNG儲罐的布局與建設時,應考慮到在儲存和裝卸LNG的過程中存在LNG溢出或泄漏事故的可能性。LNG一旦溢出或泄漏到儲罐外,有可能引發火災、爆炸及凍傷等事故,將對附近人員和設備設施的安全產生危害。
    為最大限度地減輕LNG溢出或泄漏事故的不利影響,應采取以下主要措施: ①利用自然屏障、防護堤、攔蓄墻或其組合,圍繞儲罐構成一個攔蓄區;
    ②在儲罐的周圍修建自然的或人工的排水系統; 
    ③ 如果儲罐是地下式或半地下式,應采取挖溝方式構成一個攔蓄區;
    ④對于薄膜罐,無攔蓄區應設置集液池,且每個集液池應設有高倍數泡沫系統或水幕加干粉滅火系統等。
    無論采用上述哪種方式,都必須嚴格控制火源,同時制定緊急疏散預案等。 另外,對于有可能產生泄漏的閥門、接頭處則須設置擋板,防止LNG的噴射;下方要設置集液盤,收集泄漏的LNG,并通過排液管引入集液池。
    LNG防火堤、攔蓄區或集液池內LNG液面上方的蒸氣控制在出現LNG漏時,泄漏的LNG被收集在防火堤、攔蓄區或集液池內,LNG與防火堤、攔蓄區或集液池的表面直接接觸,兩者之間存在很大的溫差,LNG會產生強烈的氣化。同時,LNG表面與空氣直接接觸也會產生大量的蒸氣。在初始階段,液體與固體表面接觸氣化的速度遠比液體與空氣接觸氣化速度快,當LNG與固體表面之間的溫差降低至初始溫差的3%時,液體表面與空氣的對流換熱占主導地位。
    為防止LNG蒸氣(即天然氣)濃度太高引發爆炸,必須設法降低LNG的氣化速度,同時要設法加快LNG蒸氣的擴散速度。為降低LNG氣化速度,通常可以選用熱導率比較小的材料來建造防火堤、攔蓄區或集液池,甚至可以在防火堤、攔蓄區或集液池與LNG接觸的表面采用絕熱材料進行隔熱,從而降低LNG的氣化速度。另外,在LNG的自由表面放置一些密度低、熱容量小的材料,使其浮在液體表面上,以減少液體表面直接與空氣接觸的面積。如果這些材料做成網格形狀,還可以降低液體表面空氣的流速。泡沫玻璃熱導率低,不燃燒,在這種場合使用還具有很好的防火作用。

 
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