LNG氣化站的安全管理

楊大偉

（深圳南天電力有限公司，廣東 深圳 518040）

LNG氣化站的安全管理

楊大偉

（深圳南天電力有限公司，廣東 深圳 518040）

通過(guò)總結(jié)實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，介紹了LNG的特性，總結(jié)和分析了LNG氣化站面臨的典型危險(xiǎn)情況，并提出LNG氣化站安全措施和方法，制定了LNG氣化站事故應(yīng)急預(yù)案。

LNG氣化站；安全；管理；應(yīng)急預(yù)案

常態(tài)為氣態(tài)的天然氣(Natural Gas，以下簡(jiǎn)稱(chēng)NG)經(jīng)液化后成為液化天然氣(Liquefied Natural Gas，以下簡(jiǎn)稱(chēng)LNG)，是公認(rèn)的潔凈、安全、環(huán)保能源。NG液化為L(zhǎng)NG，體積縮小為原來(lái)的1/625，具有儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢(shì)。

深圳南天電力有限公司作為全國(guó)第1家使用LNG再汽化后發(fā)電的電廠，率先在全國(guó)建立LNG氣化站，用槽罐車(chē)將LNG運(yùn)進(jìn)LNG氣化站，儲(chǔ)存在LNG儲(chǔ)罐中，汽化后進(jìn)入燃機(jī)中燃燒發(fā)電。實(shí)踐證明燃油改燃?xì)夤こ淌浅晒Φ?，LNG項(xiàng)目可行，設(shè)備選型合理，LNG氣化站的場(chǎng)站安全管理到位。

1 LNG特性

LNG是以甲烷為主的液化混合物，常壓下沸點(diǎn)為-162℃，密度大約為424kg/m3。NG相對(duì)空氣的密度為0.55，熔點(diǎn)為-182℃，沸點(diǎn)為-162℃，閃點(diǎn)為-188℃左右，具有以下特性。

1.1 易蒸發(fā)性

LNG是深冷液體，很容易被周?chē)目諝饧訜徂D(zhuǎn)化為NG，溫度也隨之上升。-107℃是一個(gè)重要的分界點(diǎn)，NG溫度低于-107℃時(shí)，氣體密度比空氣大；NG溫度等于-107℃時(shí)，氣體密度與空氣相當(dāng);NG溫度高于-107℃時(shí)，氣體密度比空氣小。一般情況下，NG密度小于空氣，很容易向上擴(kuò)散。但若LNG大量泄漏，短時(shí)間來(lái)不及與周?chē)諝膺M(jìn)行熱交換，溫度就可能低于-107℃，其蒸氣云的密度比空氣低。這樣NG會(huì)順著地面或向低處曼延，擴(kuò)散到很遠(yuǎn)的地方，一旦遇到點(diǎn)火源，就會(huì)燃燒，甚至回燃、爆炸，非常危險(xiǎn)。

1.2 易燃、易爆性

NG是甲類(lèi)易燃、易爆物質(zhì)，與空氣混合后在一定條件下是可燃的，其燃燒范圍大約在體積分?jǐn)?shù)為5%～15%。

1.3 低溫性

深冷的LNG具有低溫性，某些材料與之接觸會(huì)變脆、易碎和冷收縮，使設(shè)備損壞，引起LNG泄漏。人體持續(xù)接觸LNG后，會(huì)引起嚴(yán)重的低溫凍傷和人體組織損壞。

1.4 窒息作用

LNG蒸氣無(wú)毒，但如果吸入純的LNG蒸氣，會(huì)迅速失去知覺(jué)，幾分鐘后窒息死亡。當(dāng)大氣中的氧含量因LNG蒸氣含量增高而逐漸減少時(shí)，工作人員有可能警覺(jué)不到而慢慢地窒息死亡。

2 LNG氣化站典型危險(xiǎn)情況分析

2.1 LNG泄漏

LNG卸車(chē)時(shí)，可能出現(xiàn)槽罐車(chē)、儲(chǔ)罐內(nèi)液體狀態(tài)不穩(wěn)定，壓力升高，造成安全閥動(dòng)作，LNG泄漏。罐車(chē)與卸車(chē)臺(tái)的聯(lián)結(jié)法蘭也容易泄漏，特別是氣化站整套系統(tǒng)、裝置經(jīng)常處于冷熱交變中，造成管道、閥門(mén)等疲勞損失，產(chǎn)生泄漏點(diǎn)。

LNG一旦泄漏，一小部分立即急劇汽化成蒸氣，其他LNG泄漏到地面，立即沸騰，同周?chē)諝饣旌闲纬衫湔魵忪F，在空氣中冷凝成白煙，再稀釋受熱后成云。最危險(xiǎn)的情況是，LNG泄漏量大，風(fēng)小，來(lái)不及汽化，蒸氣云團(tuán)的溫度低于-107℃，密度大于空氣，向下風(fēng)處擴(kuò)散，若遇到點(diǎn)火源，即發(fā)生燃燒爆炸。特別是風(fēng)速較低時(shí)，熱交換過(guò)程變慢，順風(fēng)方向的漂移距離增加，火災(zāi)的危險(xiǎn)性增大，破壞范圍擴(kuò)大。

當(dāng)槽罐車(chē)、儲(chǔ)罐中LNG的氣相壓力增大，導(dǎo)致安全閥起跳排放LNG，按常理，排放會(huì)使壓力降低，安全閥回座。但是對(duì)于深冷的LNG，可能會(huì)有相反的情況出現(xiàn)：容器內(nèi)的LNG氣相壓力將可能低于LNG飽和壓力，導(dǎo)致LNG進(jìn)一步汽化，繼續(xù)通過(guò)安全閥排放，直到容器內(nèi)的LNG被完全排光，增加了LNG氣化站周?chē)馂?zāi)的危險(xiǎn)性和范圍。

2.2 內(nèi)膽損壞

LNG儲(chǔ)罐內(nèi)膽損壞將使LNG或NG進(jìn)入內(nèi)膽與外殼之間的真空保溫層中并汽化，使其壓力很快大于外殼的安全爆破膜片的破壞壓力，沖破安全爆破膜片，將NG排放至大氣。

2.3 外保護(hù)層損壞

LNG儲(chǔ)罐外殼一旦被破壞，內(nèi)膽與外殼之間的真空保溫層消失，導(dǎo)致儲(chǔ)罐中的LNG被加熱汽化，壓力升高，安全閥動(dòng)作，進(jìn)行事故排放。當(dāng)壓力升高過(guò)快，就可能導(dǎo)致罐體物理爆炸，這是非常危險(xiǎn)的。

3 LNG氣化站的安全管理

3.1 加強(qiáng)安全培訓(xùn)，人員持證上崗

火電廠的工作人員對(duì)熱物資的性能比較熟悉，而LNG是深冷物資，其性能與以往接觸的熱物資性能完全相反，因此必須下大力氣克服以往的一些慣性思維。提早對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行LNG安全培訓(xùn)，在氣化站建設(shè)、吹掃、預(yù)冷時(shí)讓相關(guān)技術(shù)人員、運(yùn)行人員、檢修人員提前介入，熟悉相關(guān)的系統(tǒng)、工藝、性能等。

氣化站使用的儲(chǔ)罐、管道、罐車(chē)都是承裝易燃、易爆物資的壓力容器，屬特種設(shè)備，受?chē)?guó)家嚴(yán)格監(jiān)控。所有安全管理人員和操作人員必須接受有關(guān)主管部門(mén)的培訓(xùn)，取得壓力容器特種設(shè)備管理人員和作業(yè)人員的上崗證。特種設(shè)備也必須嚴(yán)格按國(guó)家相關(guān)規(guī)定管理。

3.2 加強(qiáng)對(duì)外來(lái)車(chē)輛和司機(jī)的管理

由于外來(lái)車(chē)輛和司機(jī)，對(duì)LNG氣化站及場(chǎng)站周邊的情況不熟悉，因此必須從一開(kāi)始就對(duì)他們加強(qiáng)安全管理。車(chē)輛進(jìn)入氣化站必須在排氣管上帶上防火帽；車(chē)輛在站內(nèi)，每輛車(chē)附近至少有1名司機(jī)，一旦發(fā)生意外，可以及時(shí)處理，必要時(shí)可以將車(chē)輛駛離氣化站；卸車(chē)時(shí)，確保雙方各有1名員工在車(chē)旁，萬(wàn)一發(fā)生異常情況，雙方各自處理自己管轄范圍內(nèi)的狀況，力爭(zhēng)將事態(tài)控制在最小范圍。

為防止雙方溝通有誤，造成在卸車(chē)軟管沒(méi)有分離的情況下啟動(dòng)車(chē)輛拉壞卸車(chē)軟管，應(yīng)在車(chē)前輪下放置阻擋楔木，在駕駛室車(chē)門(mén)上懸掛“卸車(chē)中禁止啟動(dòng)車(chē)輛”警示牌，此項(xiàng)工作由電廠運(yùn)行值班員負(fù)責(zé)。只有在確認(rèn)完全分離卸車(chē)軟管的情況下，由電廠運(yùn)行值班員摘下警示牌、撤離阻擋楔木后，司機(jī)才能啟動(dòng)車(chē)輛。

3.3 嚴(yán)格控制點(diǎn)火源

點(diǎn)火源包括明火、無(wú)遮擋的強(qiáng)光、點(diǎn)燃的香煙、電火花、物體撞擊發(fā)出的火花、靜電、電磁輻射、高溫物體表面、汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣、閃電和雷擊等。

明火是最明顯、最直接的點(diǎn)火源，包括氣割火焰、電焊火花、汽車(chē)排氣的火星等，必須遠(yuǎn)離LNG氣化站。如因工作需要在LNG氣化站區(qū)域使用明火，則必須嚴(yán)格履行動(dòng)火工作票手續(xù)。首先使用可燃?xì)怏w檢測(cè)儀檢測(cè)大氣中可燃?xì)怏w的含量，當(dāng)可燃?xì)怏w含量低于報(bào)警值時(shí)，做好安全防護(hù)措施，方允許動(dòng)火，并全程進(jìn)行消防監(jiān)護(hù)。

靜電和火花等也是點(diǎn)火源，由于它們?nèi)菀妆蝗藗兒鲆?，所以更可怕。靜電、電力設(shè)備有可能產(chǎn)生火花，金屬或硬物之間撞擊也可能產(chǎn)生熱和火花，尼龍類(lèi)衣物或鞋的摩擦等也可能產(chǎn)生火花，鋁制工具在與生繡的鋼鐵撞擊后，也會(huì)產(chǎn)生鋁熱反應(yīng)。因此，在LNG站內(nèi)卸車(chē)和檢修時(shí)，要使用專(zhuān)用銅扳手，在操作時(shí)也要防止工具掉落或撞擊。作業(yè)人員在使用工器具前，要養(yǎng)成先觸一下地或連接一下接地線的習(xí)慣。運(yùn)行值班員要經(jīng)常檢查接地線，發(fā)現(xiàn)斷線、破損等要及時(shí)處理。干燥天氣，要經(jīng)常在場(chǎng)站的地面上灑水，保持地面和設(shè)備處于潮濕的環(huán)境中，減少或消除電荷的聚集。化纖類(lèi)衣物容易產(chǎn)生靜電，這種靜電很難消除。進(jìn)入LNG氣化站內(nèi)，應(yīng)穿安全工作服和棉制衣服，以減少靜電的產(chǎn)生。

LNG氣化站內(nèi)的電氣設(shè)備是按照防爆規(guī)范設(shè)計(jì)安裝的。工作人員在LNG氣化站內(nèi)使用非防爆電氣設(shè)備、工器具時(shí)，要嚴(yán)格按照動(dòng)火作業(yè)的要求辦理手續(xù)，做好安全措施。

手機(jī)、照相機(jī)等電子產(chǎn)品會(huì)產(chǎn)生靜電和電磁輻射，必須禁止在站內(nèi)使用。即使是防爆對(duì)講機(jī)長(zhǎng)期使用也會(huì)產(chǎn)生靜電和電磁輻射，因此使用防爆對(duì)講機(jī)也要經(jīng)常接觸一下地面或接地線來(lái)放電，特別是出現(xiàn)LNG大量泄漏，在低處形成云霧時(shí)，使用對(duì)講機(jī)要特別小心。

LNG在裝卸、儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中，由于流動(dòng)、沖擊、攪動(dòng)等易產(chǎn)生和聚集靜電荷。天氣干燥時(shí)，在地面上也會(huì)聚積電荷。如果設(shè)備、設(shè)施防靜電措施未落實(shí)或效果差，靜電荷不能及時(shí)消除，靜電電位上升到一定程度，就會(huì)發(fā)生靜電放電現(xiàn)象，產(chǎn)生靜電火花，引發(fā)災(zāi)難性事故。

閃電、雷擊是能量很大的點(diǎn)火源。在NG放散塔附近裝設(shè)避雷針，在8個(gè)LNG儲(chǔ)罐上裝設(shè)避雷環(huán)，在附近的鍋爐本體頂部裝設(shè)避雷帶，這些避雷設(shè)施均與全廠接地網(wǎng)連結(jié)，很好地保護(hù)了LNG氣化站。

3.4 配備完善的消防系統(tǒng)

一旦發(fā)生LNG大量泄漏，甚至發(fā)生火災(zāi)時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)消防水系統(tǒng)(儲(chǔ)罐消防環(huán)管和防液堤外的消防栓)，既冷卻保護(hù)罐體，也加快LNG的氣化。使用開(kāi)花水槍向LNG蒸氣云團(tuán)射水時(shí)必須注意，只能向蒸氣云團(tuán)的周?chē)吔缟渌f(wàn)不要將水射直接向LNG蒸氣云團(tuán)中心。否則，可能會(huì)因LNG強(qiáng)烈汽化、體積劇烈膨脹而產(chǎn)生物理爆炸。

移動(dòng)式干粉滅火器是撲救LNG、NG初起火災(zāi)的有效工具。

4 LNG氣化站事故應(yīng)急預(yù)案

為以防萬(wàn)一，LNG氣化站應(yīng)制訂《LNG氣化站事故應(yīng)急預(yù)案》，并定期進(jìn)行演習(xí)。

4.1 應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容

LNG氣化站事故應(yīng)急預(yù)案包括：應(yīng)急組織機(jī)構(gòu)及職責(zé)、報(bào)警程序及方式(含內(nèi)部及外部)、應(yīng)急響應(yīng)、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急處置、相關(guān)部門(mén)聯(lián)動(dòng)協(xié)同作戰(zhàn)、事故救援及人員疏散、應(yīng)急物資儲(chǔ)備(包括搶修備件、專(zhuān)用工具、應(yīng)急照明、應(yīng)急通訊工具、個(gè)體安全防護(hù)裝置)等。

4.2 應(yīng)急預(yù)案演習(xí)

根據(jù)情況，每年至少應(yīng)組織1次LNG氣化站事故應(yīng)急預(yù)案演習(xí)。演習(xí)涉及生產(chǎn)管理部、運(yùn)行部、檢修部、保衛(wèi)科義務(wù)消防隊(duì)員，內(nèi)容包括故障點(diǎn)處理、啟動(dòng)消防系統(tǒng)、機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)改變、LNG系統(tǒng)狀態(tài)改變、傷員救護(hù)和人員疏散轉(zhuǎn)移等。

通過(guò)應(yīng)急演習(xí)使相關(guān)部門(mén)和人員了解自己應(yīng)承擔(dān)的任務(wù)，檢驗(yàn)應(yīng)急物資供應(yīng)，單位內(nèi)部相互溝通聯(lián)絡(luò)以及與政府、周?chē)P(guān)聯(lián)單位的溝通聯(lián)絡(luò)，做到萬(wàn)一發(fā)生事故，各方面都能處變不驚、有條不紊地應(yīng)對(duì)，將損失和影響控制在最小范圍。

5 結(jié)束語(yǔ)

在LNG氣化站運(yùn)行的幾年中，各相關(guān)單位、部門(mén)和人員嚴(yán)格遵守規(guī)章制度，采取切實(shí)有效的安全措施，確保了LNG氣化站的安全運(yùn)行，做到了在大力使用環(huán)保清潔能源的同時(shí)，既保證了安全運(yùn)行，也為正確使用新型綠色環(huán)保能源積累了經(jīng)驗(yàn)。

2009-09-08；

2009-10-21)