淺談LNG管線的泄漏與預(yù)防

【摘要】液化天然氣（LNG）管線是液化天然氣生產(chǎn)工廠的重要組成部分，其規(guī)范操作是保證液化天然氣工廠正常生產(chǎn)必要的條件。本文針對(duì)液化天然氣工廠管線系統(tǒng)可能出現(xiàn)的泄漏情況作了簡(jiǎn)要分析，包括閥門的泄漏、連接管線的泄漏、氣相線的泄漏，并針對(duì)以上問題提出了相應(yīng)的預(yù)防措施。

【關(guān)鍵詞】液化天然氣；LNG；泄露預(yù)防

LNG是在一定的條件下經(jīng)過熱交換降溫被液化了的天然氣。由于天然氣液化前的體積相當(dāng)于液化后體積的620倍，因此，LNG成為一種方便大量運(yùn)輸天然氣。

我們公司4200型液化天然氣裝置于2010年正式投產(chǎn)。工廠的工藝主要包括脫CO2、脫水的凈化部分、氟利昂預(yù)冷部分、低溫液化部分、儲(chǔ)罐儲(chǔ)存及裝車等部分?；竟に嚵鞒倘缦拢涸蠚饨?jīng)過濾脫除CO2、水、經(jīng)熱交換進(jìn)行液化、進(jìn)入儲(chǔ)存單元、裝車外運(yùn)。盡管LNG行業(yè)是一個(gè)技術(shù)相對(duì)成熟，規(guī)范操作運(yùn)行也比較安全，但液化天然氣工廠在生產(chǎn)運(yùn)行中及LNG裝車操作的過程中，其管道系統(tǒng)的法蘭連接處、閥門盤根都有可能出現(xiàn)LNG泄漏。具體分析如下：

由于LNG液體的溫度很低，（本公司的LNG為帶壓液體，溫度在-137℃，）泄漏到溫度較高的地面上，會(huì)很快汽化的，大量吸收周圍空氣中及地面的熱量，形成氣霧云，汽化速率由地面的熱力特性及從周圍空氣溫度決定。泄漏的LNG剛開始汽化時(shí)，汽化氣溫度與LNG的溫度基本相同，其密度大于空氣的密度。隨著進(jìn)一步的氣化，它就比周圍空氣的密度小。這時(shí)，該氣體空氣混合物就會(huì)整體上升，形成氣團(tuán)。漏出的LNG液體將周圍的空氣冷卻至露點(diǎn)以下，形成一個(gè)可見氣團(tuán)向空氣中擴(kuò)散。這就是LNG泄漏的特征，該特征也可作為探測(cè)LNG泄漏的一種方式。

一、閥門填料的泄漏

LNG的閥門都是采用耐低溫的材質(zhì)，進(jìn)行低溫設(shè)計(jì)的，適用低溫環(huán)境運(yùn)行，但當(dāng)閥門冷卻至操作溫度時(shí)，金屬部分會(huì)遇冷收縮，該情況可能造成閥門泄漏現(xiàn)象。LNG閥門采用加長(zhǎng)閥蓋，可通過閥蓋上的結(jié)霜現(xiàn)象來判斷閥門是否泄漏，并通這一現(xiàn)象及時(shí)緊固閥蓋，可防止閥門出現(xiàn)泄漏。

二、連接管線的泄漏

管線通過絲扣及法蘭進(jìn)行連接，法蘭連接處加有伺服墊片，伺服墊片老化可能導(dǎo)致泄漏。在LNG裝車時(shí)，LNG需要從儲(chǔ)罐中轉(zhuǎn)換到LNG槽車時(shí)，需要一條液相管線和一條氣相回流管線。在連接好管線后，要進(jìn)行預(yù)冷操作，防止溫度降低過快，導(dǎo)致裝車鶴管的管線絲扣及法蘭連接點(diǎn)因冷收縮過快泄漏。因此，在裝車連接鶴管時(shí)要特別注意，將泄漏的可能性降至最低。在裝車完成后，采用氮?dú)鈱ⅩQ管內(nèi)的液體吹到槽車儲(chǔ)罐內(nèi)，防止鶴管中的液體汽化后，造成管線內(nèi)壓力增大。在槽車充裝過程中，如果槽車內(nèi)溫度較高，液體進(jìn)入槽車內(nèi)會(huì)迅速汽化，槽車罐內(nèi)壓力會(huì)升高，如果采取放空至大氣中，由于氣體有可能混有低溫液體放出。因此，放空口不可正對(duì)著人員或設(shè)備。

三、氣相線的泄漏

在天然氣液化裝置、儲(chǔ)存裝置中，由于焊接的原因，可能導(dǎo)致低溫氣體焊縫滲漏出來。在連接液化裝置到儲(chǔ)罐區(qū)的管線中，流動(dòng)的是液體。氣化區(qū)域管線內(nèi)流動(dòng)的是裝車回流氣化氣或儲(chǔ)罐內(nèi)的汽化氣。LNG汽化的區(qū)域，需要特別考慮管線的材質(zhì)問題，這涉及到從低溫管線到常溫管線的轉(zhuǎn)換。如果LNG儲(chǔ)罐的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，或者在槽車充裝過程中，槽車已經(jīng)裝滿，操作工又沒有發(fā)現(xiàn)LNG液體就會(huì)沿著氣相管線回流，低溫氣體或液體就會(huì)進(jìn)入常溫管線，盡管有自動(dòng)監(jiān)控設(shè)施，如處理不及時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致管線的脆裂。因此，為了防止及處理氣相線的泄漏，企業(yè)還要制定出防止液體流入汽化器的操作規(guī)程，并嚴(yán)格按操作規(guī)程執(zhí)行。

在液化天然氣工廠的管道系統(tǒng)中，低溫氣體也主要在焊縫、閥門、法蘭、管件及容器連接處滲出。低溫氣體滲出會(huì)冷卻周圍的空氣至露點(diǎn)以下，產(chǎn)生結(jié)霜現(xiàn)象，這一現(xiàn)象也可以幫助我們及時(shí)發(fā)現(xiàn)低溫氣體的泄漏，其處理方法，必須對(duì)泄漏區(qū)進(jìn)行隔離，如不能及時(shí)處理，必要時(shí)裝置進(jìn)行停車。如有泄漏，還應(yīng)消除任何潛在的火源。汽化裝置還應(yīng)配備可燃?xì)怏w探測(cè)器，用于及時(shí)發(fā)現(xiàn)可燃?xì)怏w氣體的泄漏。

為了防止液化天然氣工廠管道系統(tǒng)中LNG出現(xiàn)泄漏，可以采取的措施有：

1、直接與LNG接觸的管線設(shè)施必須使用耐低溫材料，防止發(fā)生脆裂。

2、根據(jù)LNG的特性，制定相應(yīng)的操作規(guī)程及相應(yīng)消防應(yīng)急預(yù)案。包括LNG安全裝車操作規(guī)程，低溫裝車泵啟動(dòng)安全操作規(guī)程，安全開、停車操作規(guī)程，安全生產(chǎn)操作規(guī)程，裝車系統(tǒng)泄漏應(yīng)急預(yù)案，儲(chǔ)罐區(qū)泄漏應(yīng)急預(yù)案等，并定期舉行消防應(yīng)急演練，確保發(fā)生泄漏能夠及時(shí)處理。

3、操作人員必須穿戴符合行業(yè)要求的勞保用品。LNG的低溫特性，可導(dǎo)致對(duì)身體各個(gè)暴露部位造成凍傷。操作人員穿戴適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)用品，避免與低溫LNG接觸造成的傷害。

4、采用可燃?xì)怏w探測(cè)器對(duì)LNG的泄漏進(jìn)行探測(cè)，使用干粉滅火器、圍堰等設(shè)施進(jìn)行預(yù)防及保護(hù)。

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作者簡(jiǎn)介

1王秉成（1969-），漢族，男，河南濮陽，現(xiàn)職稱：助工，學(xué)歷：大專，研究方向：天然氣。