液化天然氣接收站LNG 的泄漏與預(yù)防

林素輝 何 鋒

（中海福建天然氣有限責(zé)任公司，福建 莆田 351100）

0 引言

LNG 是天然氣儲存和運輸時所采用的一種獨特的物態(tài)，它有利于天然氣的遠(yuǎn)距離運輸、降低天然氣的儲存成本、城市天然氣調(diào)峰以及邊遠(yuǎn)地區(qū)天然氣的回收。同時，由于天然氣在液化前經(jīng)過了凈化處理，所以它比管道輸送的天然氣更為潔凈。LNG整個產(chǎn)業(yè)鏈主要包括天然氣液化、儲存、運輸、接收終端、氣化、管輸、計量、調(diào)壓等。

當(dāng)前，國內(nèi)多地建有LNG 接收站，其中位于深圳大鵬灣、福建莆田和上海洋山港的3個接收站已投入運行，在建的有中國海油的珠海高欄島、浙江寧波北侖港、廣東揭陽、海南洋浦接收站；中石油的江蘇如東、河北曹妃甸港、遼寧大連灣接收站；中石化的青島膠南董家口、廣西北海接收站。

1 LNG泄漏的特點

LNG 泄漏到地面上，初級階段會有劇烈汽化，汽化率很快降至一個穩(wěn)定的值。該值由地面的熱力特性以及從周圍空氣中可吸收的熱量決定。泄漏后初始?xì)饣钠瘹鉁囟扰cLNG 的溫度相同，其密度大于空氣的密度。氣體在地面上形成一層氣流，并從環(huán)境中不斷吸收熱量。當(dāng)溫度上升到約-107℃（具體溫度與LNG 組成有關(guān)）時，汽化氣密度就比周圍空氣小。隨著吸熱溫度的升高，混合物密度小于空氣，該氣體空氣混合物就會整體上升，同時漏出的LNG 液體將周圍的空氣冷卻至露點以下，使整個混合氣形成一個可見云團(tuán)。這就是LNG 出現(xiàn)泄漏的特征，該特征也可作為判斷LNG泄漏的一種手段。

2 LNG接收站可能存在的泄漏

由于LNG 接收站在LNG 儲存、裝卸船、裝卸車、BOG 回收、高壓氣化外輸?shù)炔僮鬟^程中，管道系統(tǒng)都有可能LNG 泄漏。為了減少泄漏，LNG 接收站管道系統(tǒng)、閥門大多采用焊接連接（少部接收站采用法蘭連接）。接收站管道系統(tǒng)最可能泄漏點主要有法蘭、法門閥蓋、閥門填料、閥門排污點、氣液相連接點等。

2.1 閥門填料的泄漏

盡管用于LNG 的閥門都按低溫環(huán)境設(shè)計，但當(dāng)閥門冷卻至操作溫度時，隨著金屬部分的收縮，可能造成閥門填料部位泄漏。對于LNG 加長閥蓋閥門的泄漏，可通過閥蓋上是否出現(xiàn)非正常結(jié)霜現(xiàn)象判斷，并通過早期的探測及緊固，防止填料出現(xiàn)泄漏。若已發(fā)生泄漏，可先降低閥門操作壓力待沒有LNG冒出時，進(jìn)行閥蓋緊固。

2.2 法蘭和閥門閥蓋泄漏

由于溫度降低遇冷收縮，管線法蘭連接點和閥門閥蓋（頂裝式閥門，法蘭方式）可能出現(xiàn)泄漏。對于法蘭泄漏，可通過保溫層上有無結(jié)霜現(xiàn)象判斷，也可通過安裝在保溫層內(nèi)的泄漏探測導(dǎo)管進(jìn)行早期探測，該泄漏可在冷卻管線過程中預(yù)緊固螺栓解決。若已發(fā)生泄漏，須先降低閥門操作壓力，待沒有LNG冒出時再緊固螺栓解決。

2.3 閥門排污點泄漏

接收站LNG 管線上的閥門一般設(shè)有排污點，在管線完成水壓試驗后，用于排放存在閥腔內(nèi)的水分、雜質(zhì)，排完之后重新擰上絲堵。閥門冷卻后，由于冷收縮，絲堵處可能出現(xiàn)LNG 泄漏。一旦出現(xiàn)閥門絲堵泄漏，須排放管線內(nèi)的LNG，泄壓后，重新擰開絲堵并處理后擰緊解決。由于閥門絲堵一般在排污、干燥后沒有其他用處，因此建議可在完成管線氮氣干燥和置換后將其焊接，以避免泄漏。

2.4 臨時連接管線泄漏

連接管線的絲扣及法蘭連接點因為冷收縮可能導(dǎo)致泄漏。當(dāng)軟管作為連接管線（如LNG裝車、預(yù)冷操作是跨接等）時，軟管本身也可能發(fā)生泄漏。因此，軟管應(yīng)根據(jù)國家安全標(biāo)準(zhǔn)至少每年進(jìn)行一次壓力測試，并在每次使用之前，首先進(jìn)行目測，將泄漏的可能性降至最低。同時要注意在液體的切換過程中，由于關(guān)閉閥門，LNG 或冷蒸汽可能被封閉的一個密閉空間內(nèi)，當(dāng)溫度升高，管線內(nèi)壓力增大，可能損害軟管，重新使用后可能造成泄漏。

2.5 氣相線的泄漏

氣相管線一般由于壓力較低不易發(fā)生泄漏，但當(dāng)LNG 竄入氣相管道時，由于管道急速冷卻，可能造成法蘭收縮松動而引起泄漏。在對BOG 處理過程中，經(jīng)常需要BOG 降溫，若噴射的LNG 未及時氣化，殘存在管道內(nèi)而后流到氣相管線的法蘭處，由于急速降溫，可能造成法蘭松動而泄漏。為了防止及處理氣相線的泄漏，在設(shè)計和施工時噴射LNG 處應(yīng)有一定的傾斜度，使之流向分液罐避免流向法蘭，同時噴射LNG操作應(yīng)間歇或小流量進(jìn)行。

2.6 不合格材料造成的泄漏

在管線施工過程中，如誤將碳鋼等非低溫管線焊入管道中，在低溫情況下造成脆裂從而引起泄漏。

此外，在液化天然氣接收站的管道系統(tǒng)中，隨著LNG 液體的泄漏，低溫氣體也會從焊縫、閥門、法蘭、管件及容器連接處滲出。滲出后，冷卻周圍的空氣至露點以下，形成云團(tuán)。一旦發(fā)現(xiàn)低溫氣體泄漏，其處理方法與低溫液體相似，必須對泄漏區(qū)進(jìn)行隔離或?qū)邮照具M(jìn)行停車。如果出現(xiàn)可燃蒸汽云團(tuán)，還應(yīng)消除任何潛在的火源。在有火源鄰近的區(qū)域，如利用內(nèi)燃系統(tǒng)的汽化器裝置區(qū)，需要制定快速切斷泄漏氣體/液體的操作程序。除了用自動控制設(shè)施防止低溫氣體或液體進(jìn)入外輸系統(tǒng)外，許多汽化裝置都還應(yīng)配備可燃?xì)怏w探測器、火焰?zhèn)鞲衅骷白詣痈煞蹨缁鹣到y(tǒng)來預(yù)防和處理低溫氣體的泄漏。

3 預(yù)防措施

綜上所述，為了防止和處理接收站管道系統(tǒng)中LNG出現(xiàn)泄漏，必須采取的措施有：

1）選擇適當(dāng)?shù)牡蜏夭牧霞氨＠浞绞?，?yán)格進(jìn)行施工管理。

2）根據(jù)LNG泄漏的特性，制定相應(yīng)的操作規(guī)程及措施。包括閥門操作規(guī)程，LNG 裝卸、切換規(guī)程，管線與汽化器緊急隔離規(guī)程，防止液體流入氣相的規(guī)程，采樣操作規(guī)程，快速切斷泄漏液體/氣體規(guī)程，泄漏區(qū)隔離規(guī)程及全廠停車規(guī)程等。

3）根據(jù)LNG泄漏的特性，制定相應(yīng)的操作規(guī)程及措施。包括閥門操作規(guī)程，LNG 裝卸、切換規(guī)程，管線與汽化器緊急隔離規(guī)程，防止液體流入汽化器的規(guī)程，采樣操作規(guī)程，快速切斷泄漏液體/氣體規(guī)程，泄漏區(qū)隔離規(guī)程及工廠停車規(guī)程等。

4）操作人員必須穿戴特殊的勞保。LNG的低溫可導(dǎo)致對身體各個暴露部分不同的影響。如果人員在低溫環(huán)境中沒有得到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，則他的反應(yīng)及能力都將受到影響。操作人員穿戴適當(dāng)?shù)膭诒＃梢员M可能的降低與低溫LNG接觸產(chǎn)生的危害。

5）采用可燃?xì)怏w探測器、火焰?zhèn)鞲衅骷白詣痈煞蹨缁鹌?、圍堰等設(shè)施對LNG 的泄漏進(jìn)行探測、預(yù)防及保護(hù)。