LNG加氣站主要安全隱患與治理方案探討

楊小平

湖北新捷天然氣有限公司 湖北 武漢 430040

LNG加氣站內(nèi)主要表現(xiàn)的安全隱患有一下幾個方面。

一、LNG工藝管道泄漏隱患

1、法蘭： 加氣站場內(nèi)的工藝主體設(shè)備主要有LNG儲罐、LNG泵撬、LNG加氣機(jī)、氣化器等，各設(shè)備生產(chǎn)商的接口基本上都是以法蘭的形式預(yù)留，設(shè)計院也是以法蘭的形式進(jìn)行管道配型與連接。

法蘭連接方式產(chǎn)生的隱患主要是一下幾個方面：

1）墊片失效導(dǎo)致連接處泄漏；

2）由于管道熱冷縮致使法蘭連接螺栓組件的緊固應(yīng)力發(fā)生變化，導(dǎo)致連接處密封失效泄漏；

3）法蘭螺栓連接組件處于長期低溫環(huán)境下或維護(hù)誤操作導(dǎo)致組件疲勞失效引發(fā)泄漏；

4）由于管道支架基礎(chǔ)產(chǎn)生形變導(dǎo)致法蘭承載應(yīng)力失衡，引發(fā)密封失效泄漏；

整改方案：

1）盡量減少在管道系統(tǒng)上采用法蘭連接方式，改為直接對口焊接；

2）新采購設(shè)備，向設(shè)備生產(chǎn)供應(yīng)商提出技術(shù)要求，取消預(yù)留連接法蘭，只留管口；

3）向設(shè)計院和安裝施工單位提出連接技術(shù)要求，徹底消除泄漏隱患。

2、軟管：主要存在儲罐→泵撬、泵撬→加氣機(jī)、槽車→卸車口、加氣機(jī)→加氣槍頭四段范圍。

1）儲罐→泵撬→加氣機(jī)區(qū)段全部采用硬管連接工藝已經(jīng)很成熟，管道的區(qū)段走位與自身的剛性和固定托架內(nèi)的伸縮余量預(yù)留空間，已經(jīng)完全滿足不銹鋼管道熱冷縮的要求，改為硬管可有效避免因軟管的疲勞破裂引發(fā)的爆裂風(fēng)險。

2）槽車→卸車口區(qū)段，可采用定期更換新軟管或新型卸車臂

3）加氣機(jī)→加氣槍頭區(qū)段，由于車型和車載氣瓶形式與位置的差異加大，目前尚無較好的硬管作業(yè)臂完成作業(yè)，正在研發(fā)中。

3、真空管：由于真空管內(nèi)部結(jié)構(gòu)的因素，再加上制造質(zhì)量的不確定性，真空管內(nèi)漏造成的大面積泄漏風(fēng)險在早期建設(shè)運(yùn)行的站點中較為突出，工藝管溝內(nèi)的真空管基本處于無法維護(hù)和監(jiān)控狀態(tài)；在工藝管溝內(nèi)采用真空管運(yùn)行3～5年以上的站點應(yīng)該重點監(jiān)控，一旦發(fā)生泄漏，LNG液體在高壓狀態(tài)下會從真空管的檢測口大量噴涌擴(kuò)散，泄漏影響面積很大。采用裸管外加保冷措施的方案可有效解決此類隱患。

二、加氣作業(yè)區(qū)罩棚

在現(xiàn)行《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》GB50156-2012(2014年版) 附錄 C 加油加氣站內(nèi)爆炸危險區(qū)域的等級和范圍劃分中C.0.15的第2條說明與圖示中，有明確的空間尺寸標(biāo)注，但依據(jù)天然氣的特性，此條存在不適用性。標(biāo)態(tài)下的天然氣相對空氣密度為0.554，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于空氣密度，作業(yè)區(qū)域內(nèi)泄漏的天然氣會垂直向上飄散。

加氣站罩棚之所以存在安全隱患，主要是罩棚的結(jié)構(gòu)形式和附著在其上的相關(guān)電氣部分，罩棚設(shè)計與制作的結(jié)構(gòu)形式是否有利于天然氣的迅速擴(kuò)散，非常關(guān)鍵；罩棚若存在天然氣聚集的結(jié)構(gòu)與形式，罩棚內(nèi)的相關(guān)電氣的防爆防護(hù)性能就顯得尤為必要。

主要附著的電氣類型有照明、視頻監(jiān)控、可燃?xì)怏w監(jiān)測、形象裝飾用電、防雷接地等，其中最易被忽視的是視頻監(jiān)控器材與電路和形象裝飾用電器材與電路系統(tǒng)的防爆防護(hù)保護(hù)措施不到位，形成高空爆燃的安全隱患。

整改措施主要是：

1）新建罩棚可采用避免形成天然氣聚集空間的罩棚形式；

2）所附著的各類電氣采用相關(guān)防爆器材，電路采用防爆安裝方式（對于形象用發(fā)光標(biāo)識和字體內(nèi)的發(fā)光源難度較大）；

3）已建在用存在聚集天然氣空間的鋼網(wǎng)架罩棚，可采用加裝罩棚下吊頂?shù)姆绞?，消除聚集空間，利于天然氣快速飄散，降低風(fēng)險程度。

三、ESD功能設(shè)置與監(jiān)控控制聯(lián)動

現(xiàn)運(yùn)行的LNG站點內(nèi)大都是可燃?xì)怏w檢測和緊急切斷系統(tǒng)ESD相互獨立，不具有聯(lián)動控制功能，為了提高站內(nèi)安全控制的反應(yīng)速度和能力，降低隱患風(fēng)險度，可將可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)與緊急切斷系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)動，具有安防監(jiān)控系統(tǒng)的站場也可與緊急切斷ESD聯(lián)動進(jìn)行監(jiān)控控制，整體提高加氣站場的安全防控能力。

四、防爆電纜套管與防雷防靜電鏈接件

在運(yùn)行5年以上的站場內(nèi)，露天環(huán)境下的防爆電纜套管與防雷防靜電鏈接件的老化和腐蝕程度都較為嚴(yán)重，尤其處于周邊強(qiáng)腐蝕環(huán)境中的站場更加嚴(yán)重，定期對這些組件進(jìn)行專項檢查、驗證與整改，采用新材料和新技術(shù)強(qiáng)化保證他們的完好性，充分提高設(shè)備設(shè)施的本質(zhì)安全性。

上述這些方面是LNG加氣站場內(nèi)設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)本質(zhì)安全性提高與加強(qiáng)的重要內(nèi)容。

結(jié)束語

隨著各地政府加大對環(huán)保建設(shè)的要求，各地對大型新能源LNG重卡牽引車、LNG動力公共服務(wù)型車輛和LNG長途客運(yùn)車輛需求已呈現(xiàn)爆炸式增長需求，雖然國內(nèi)擁有3000多座LNG加氣站，但仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場需求。值此LNG事業(yè)大發(fā)展之際，將自己在建設(shè)與運(yùn)行管理加氣站的經(jīng)驗分享出來，希望能給同行啟示和借鑒，便于在新建站和舊站改造上發(fā)揮作用。