大型儲(chǔ)罐液化天然氣危險(xiǎn)性與安全控制路徑探索

秦福濤+張毅男+方巍

摘 要：天然氣的存儲(chǔ)和使用中的安全管理以及對(duì)危險(xiǎn)險(xiǎn)情的評(píng)估和防范工作至關(guān)重要，關(guān)系到人員生命以及能源資源的安全與合理使用，目前儲(chǔ)備天然氣一般會(huì)使用大型儲(chǔ)罐作為液化的天然氣儲(chǔ)備容器，但是其具備一定的危險(xiǎn)性，需要管理人員要全面細(xì)致的進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，并采取可靠的安全控制舉措和策略來消除不安全因素和各類風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：大型儲(chǔ)罐；液化天然氣；安全控制；危險(xiǎn)性

中圖分類號(hào)：TQ086 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

隨著我國能源使用結(jié)構(gòu)的調(diào)整和相關(guān)能源基礎(chǔ)設(shè)施的調(diào)整和完善，也為了滿足人們生活對(duì)于天然氣這種清潔能源的極大需求，提高產(chǎn)能和儲(chǔ)備，開始使用大型的儲(chǔ)罐容器設(shè)備來儲(chǔ)存大量液化的天然氣以供使用，但是在安全管理工作中人們發(fā)現(xiàn)大型的儲(chǔ)罐存在一定的危險(xiǎn)性，需要采取科學(xué)合理的安全防護(hù)和控制措施加以彌補(bǔ)，防范可能出現(xiàn)的安全隱患和安全事故。

1 液化天然氣的特性

1.1 結(jié)構(gòu)組成。液化天然氣的主要成分是甲烷，另外還含有少量N2、乙烷和丙烷等物質(zhì)。由不同工廠生產(chǎn)加工出的液態(tài)天然氣組成成分會(huì)有些許不同，它的構(gòu)成成分取決于生產(chǎn)工藝和氣源組分，根據(jù)相關(guān)規(guī)定，液態(tài)天然氣中的甲烷含量通常要高于76%。

2 液化天然氣的特性

2.1 密度。液化天然氣的密度通常為430kg/m3～470kg/m3，甲烷的含量越高，液化天然氣的密度就越小；溫度越高，密度就越小。液化天然氣可通過氣體色譜儀對(duì)組分進(jìn)行分析從而計(jì)算出密度。

2.2 溫度。液態(tài)天然氣的沸騰溫度取決于組分，通常為-166℃～-157℃。沸騰溫度隨蒸汽壓力變化梯度為1.25×104℃/Pa，測量方式是使用鉑電阻溫度計(jì)對(duì)液態(tài)天然氣進(jìn)行測量。

2 液化天然氣的危險(xiǎn)因素

2.1 泄漏。如果在儲(chǔ)存過程中混入了外界的一些空氣或者化學(xué)成分，那么液態(tài)化的天然氣就會(huì)與之產(chǎn)生強(qiáng)烈的不良反應(yīng)，使得容器本身的材質(zhì)受到侵蝕和破壞，設(shè)備本身的結(jié)構(gòu)密度和強(qiáng)度就會(huì)大大下降，長此以往，容器就會(huì)出現(xiàn)碎裂，變得極具脆性，很容易引發(fā)容器出現(xiàn)漏點(diǎn)，就會(huì)引發(fā)天然氣泄漏事故。液態(tài)化的天然氣本身不具有腐蝕和侵蝕的特性，出現(xiàn)泄漏事故的原因就在于容器設(shè)備本身的材質(zhì)很容易被各種不良的反應(yīng)破壞侵蝕，由于大型儲(chǔ)罐自身的自重加之應(yīng)力的影響，液態(tài)氣體有很多的積水，水的浸泡腐蝕也是造成罐體材質(zhì)出現(xiàn)變質(zhì)，性能改變下降的一大誘因。

2.2 火災(zāi)爆炸：（1）儲(chǔ)存設(shè)備發(fā)生爆炸。天然氣一旦從罐體中瀉出，遇到外界空氣就會(huì)蒸發(fā)，經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)生成一種冷凝式的白煙氣體，如果遇到火就會(huì)瞬間發(fā)生劇烈的爆炸事故。（2）液化天然氣液池易引發(fā)火災(zāi)。天然氣本身的特性就極易引發(fā)大火，如果泄漏后繼續(xù)向周邊區(qū)域蔓延，那么形成的液池不管在靜止?fàn)顟B(tài)還是處于流動(dòng)中遇到明火就會(huì)立刻引發(fā)大火燃燒起來。

2.3 翻滾。液態(tài)的天然氣在罐體中由于密度大小的差異，在罐體內(nèi)就會(huì)自行上下進(jìn)行翻滾互換，在這個(gè)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，使得罐體之內(nèi)的氣壓快速上升，由于沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取疏通排氣的措施，那么就會(huì)對(duì)罐體造成擠壓損傷，程度劇烈到一定程度時(shí)就會(huì)造成天然氣泄漏事故。

2.4 冷爆炸。液化天然氣發(fā)生泄漏后，一旦遇到水就會(huì)與水產(chǎn)生非常高的熱傳遞，導(dǎo)致液化天然氣劇烈沸騰爆炸，因此應(yīng)定期排放液池中的積水，避免危險(xiǎn)事故發(fā)生。

3 保證大型儲(chǔ)罐液化天然氣安全的有效措施

3.1 保證罐內(nèi)壓力測量工作。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)罐體內(nèi)出現(xiàn)液態(tài)化的天然氣翻滾現(xiàn)象，防止其產(chǎn)生的大量氣體使得罐體內(nèi)的氣壓迅速升高引發(fā)罐體損傷、天然氣泄漏，要對(duì)罐體內(nèi)的氣壓值進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和精準(zhǔn)的測量，如果在監(jiān)測中發(fā)現(xiàn)氣壓上升，要將液化的設(shè)備拆卸下來，使用專門的閥門以及管道控制好氣體的流出和排除。

3.2 保證罐內(nèi)液位測量工作。使用專用的液位計(jì)來測算和測量罐體內(nèi)天然氣的所處位置和高度指標(biāo)，利用測得的數(shù)據(jù)和信息來開展管理和控制住標(biāo)準(zhǔn)的液體位置以及高度，防止出現(xiàn)異常情況。

3.3對(duì)溫度進(jìn)行測量。要對(duì)罐體內(nèi)液態(tài)的天然氣的溫度變化進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測和測量，要控制好溫度指標(biāo)，溫度過高或者呈現(xiàn)上升趨勢(shì)的時(shí)候，要采取相應(yīng)的措施對(duì)其進(jìn)行冷卻，但是要注意冷卻的速率以及溫度的合理控制。

3.4 避免低溫產(chǎn)生的麻痹現(xiàn)象。在擁有大型罐體的儲(chǔ)藏設(shè)備的車間進(jìn)行工作時(shí)，人們會(huì)明顯感受到氣溫很低，而且在長時(shí)間的工作狀態(tài)下就會(huì)逐漸對(duì)氣溫產(chǎn)生適應(yīng)性，對(duì)于繼續(xù)降低的溫度感受不是很明顯，人就會(huì)被逐漸麻痹，出現(xiàn)各種不良癥狀，引發(fā)心臟等嚴(yán)重疾病，因此要先進(jìn)性體檢測試，如果發(fā)現(xiàn)對(duì)于低溫工作環(huán)境無法適應(yīng)的情況，要果斷撤離該區(qū)域內(nèi)的目標(biāo)工作人員，防止造成人身損害。

4 安全防護(hù)工作

使用大型儲(chǔ)罐來貯存液化的天然氣時(shí)，需要開展多方面的安全管理和防護(hù)工作，具體的措施包括以下幾個(gè)方面：

其一，在發(fā)生低溫工作狀態(tài)引發(fā)的凍傷情況之中，工作人員要使用溫度適宜的水進(jìn)行沖洗，溫服不可過高，要緩慢進(jìn)行清洗來緩解凍傷的部位受到的創(chuàng)傷，要記住不得利用一些溫度過高的設(shè)備來治理凍傷，并且將受傷人員迅速的轉(zhuǎn)移到室溫較高的位置，隨后馬上送往醫(yī)院繼續(xù)診治。

其二，在大型的儲(chǔ)罐周圍和周邊區(qū)域范圍內(nèi)安設(shè)可靠的氣體檢測設(shè)備儀器，用以檢測周圍空氣中可能存在的某些可燃性和易爆性的危險(xiǎn)氣體，要根據(jù)以往的檢測經(jīng)驗(yàn)，將這些儀器主要部署在以往出現(xiàn)過漏點(diǎn)或者容易出現(xiàn)泄漏事故的位置，加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)性因素的防范和警覺性，如果空氣中的檢測結(jié)果發(fā)現(xiàn)可燃性的氣體超過一定的數(shù)量，那么檢測設(shè)備就會(huì)馬上發(fā)出警報(bào)進(jìn)行預(yù)警，人們就可以迅速做出合理的舉措進(jìn)行排險(xiǎn)。

其三，工作在一線的職工在操作一些機(jī)械設(shè)備和儀器時(shí)，容易被低溫或者其他不良因素引起不適甚至凍傷等事故，因此在工作中要穿戴規(guī)定的防護(hù)設(shè)備，包括防護(hù)服，雙手要佩戴安全防護(hù)手套，為了避免吸入有害氣體，還要戴上面具和頭盔，如果需要在缺氧的環(huán)境條件下開展工作，還要配備相應(yīng)的供氧設(shè)備器材，保護(hù)好員工的人身安全。

其四，在管理和控制整個(gè)儲(chǔ)罐設(shè)備系統(tǒng)之中，要著重注意檢查中斷或者切斷操作系統(tǒng)程序是否被開啟，防止安全事故的擴(kuò)散和蔓延，引發(fā)更為嚴(yán)重的后果。

其五，如果發(fā)現(xiàn)泄漏事故，那么就要采取一切可行的措施對(duì)泄漏出的液體以及氣體進(jìn)行有效的隔離，防止其快速蔓延到更大的區(qū)域之中，一般會(huì)使用泡沫來阻止其進(jìn)一步流動(dòng)，這樣在遇到明火時(shí)能夠有效地隔斷火源，防止釀成巨大的火災(zāi)，總之要根據(jù)實(shí)際情況果斷采取隔斷和隔離的相關(guān)舉措，防止影響到更大的區(qū)域范圍。

其六，在使用各種安全防護(hù)的設(shè)備或者器材時(shí)，要注重將其部署在關(guān)鍵性和具有危險(xiǎn)性的位置上，以便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)的來源和具體的成因，隨著安全防護(hù)理念逐漸加深，人們對(duì)于各種安全設(shè)備的需求更為迫切，因此在設(shè)計(jì)和規(guī)劃安全設(shè)備的結(jié)構(gòu)和功能時(shí)要依據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃。

結(jié)語

大型儲(chǔ)罐液態(tài)天然氣的泄漏會(huì)引發(fā)火災(zāi)爆炸等災(zāi)難性事故，因此，要設(shè)計(jì)科學(xué)合理的液態(tài)天然氣安全控制方案，保證低溫儲(chǔ)罐的安全。天然氣是一種新型的高效、清潔能源，隨著國家逐漸加大對(duì)新型能源開發(fā)力度，天然氣的市場占有率也越來越高，因此要充分保證天然氣儲(chǔ)罐區(qū)的安全，避免造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

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