廠內(nèi)點供式液化天然氣(LNG)氣化站常見問題及對策建議

馮銀均 毛樹懷 張文德 張遠(yuǎn)

摘 要：近年來，廠內(nèi)點供式液化天然氣（LNG）氣化站建設(shè)快速發(fā)展，許多安全問題也隨之產(chǎn)生，本文通過對廠內(nèi)點供式液化天然氣（LNG）氣化站進(jìn)行檢查調(diào)研，辨識廠內(nèi)LNG點供站普遍存在的問題，提出相應(yīng)的解決建議，以作為企業(yè)事故防范，部門監(jiān)督管理的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：點供站;LNG;危險;辨識

中圖分類號：F426.22 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）12-0180-02

0 引言

目前，由于鍋爐“煤改氣”工作的推進(jìn)，小型燃煤鍋爐要求拆除，然而我國天然氣管道的覆蓋能力不足，部分區(qū)域管輸天然氣尚未普及;“LNG點對點式供氣”作為新興的供氣模式，具有投資少、占地小、投產(chǎn)快等特點，且LNG較管輸天然氣具有價格優(yōu)勢，因此很多企業(yè)選擇自己建設(shè)LNG氣化站作為廠內(nèi)供熱燃料。但隨著廠內(nèi)LNG點供站的快速發(fā)展，許多安全問題也隨之產(chǎn)生，如2016年2月17日，江陰某紡織公司LNG儲罐首次進(jìn)行卸液時發(fā)生爆燃事故，2名卸車人員發(fā)生二級燒傷，事故原因為儲罐投用前未進(jìn)行液氮預(yù)冷，直接用LNG邊充邊放空方法預(yù)冷，導(dǎo)致現(xiàn)場聚集大量天然氣，后遇到靜電火花發(fā)生爆燃事故。

筆者通過對浙江省寧波、溫州、紹興、金華等地40家已投產(chǎn)的廠內(nèi)點供式液化天然氣（LNG）氣化站進(jìn)行調(diào)研，并且從LNG點供站建設(shè)法律法規(guī)符合性、周邊環(huán)境及總平布置、設(shè)備設(shè)施、消防和公用輔助設(shè)施、安全管理等幾個方面進(jìn)行檢查，辨識廠內(nèi)液化天然氣（LNG）點供站普遍存在的安全問題，并進(jìn)行研究分析，提出建議措施。

1 LNG點供站簡介

1.1 LNG點供站主要形式

根據(jù)調(diào)研，目前企業(yè)內(nèi)LNG氣化站儲罐的容積一般有5m3、10m3、15m3、20m3、50m3、100m3等規(guī)格，一般小于120m3，主要分為兩種模式：一種為整體成橇的氣化站（簡稱橇裝氣化站），如圖1，另一種為小型常規(guī)LNG氣化站[1]，如圖2。

橇裝氣化站：儲罐容積一般小于等于15m3，把儲存、氣化、調(diào)壓、計量、放散等所有功能均集成為一體，均設(shè)置在圍堰內(nèi)。

小型常規(guī)LNG氣化站：當(dāng)儲罐容積大于15m3，氣化量大于150m3/h時，由于整體成橇無法安裝，儲罐與氣化器、調(diào)壓計量加臭裝置等分開設(shè)置。

1.2 工藝流程

液化天然氣（LNG）由低溫槽罐車運來，在卸車臺處利用卸車增壓器使槽車儲罐內(nèi)增壓，形成壓差將LNG送入站內(nèi)低溫儲罐儲存，儲罐內(nèi)的LNG流入空溫式氣化器，在氣化器中液態(tài)天然氣與空氣交換熱，發(fā)生相變，液態(tài)天然氣變?yōu)闅鈶B(tài)天然氣，若空溫式氣化器氣化能力不足，設(shè)置水浴式氣化器補充，采用常溫天然氣經(jīng)調(diào)壓計量加臭后輸入廠區(qū)天然氣管網(wǎng)，供廠內(nèi)設(shè)備用氣，典型的LNG氣化站工藝流程見圖3。

1.3 企業(yè)LNG氣化站建設(shè)運營模式

目前，廠內(nèi)LNG點供站建設(shè)運營模式主要分為三類：

（1）工業(yè)用戶自建+工業(yè)用戶運營+LNG供氣方運輸供氣;（2）工業(yè)用戶自建+LNG供氣方運營+LNG供氣方運輸供氣;（3）LNG供氣方建設(shè)+LNG供氣方運營+LNG供氣方運輸供氣。

2 LNG點供站主要危險性

2.1 物質(zhì)危險性分析

LNG的危險性主要包含以下幾方面：

（1）低溫性。液化天然氣貯存的溫度均在零下162℃以下，低溫會導(dǎo)致工藝設(shè)施、管道發(fā)生脆性斷裂或冷收縮造成管道損壞，易凍傷操作者，泄漏或溢出后LNG急劇氣化，形成蒸氣云團(tuán)。（2）熱膨脹性。LNG體積約為同量氣態(tài)天然氣體積的1/600，若絕熱不好，少量LNG就會轉(zhuǎn)化為大量氣體，可能引發(fā)設(shè)施、管道壓力急劇上升發(fā)生超壓事故，造成設(shè)施、管道損壞甚至LNG泄漏。（3）火災(zāi)爆炸性?？諝?、天然氣混合物的爆炸下限很低，與空氣混合能形成爆炸性混合物，爆炸下限為3.6%～6.5%，燃點約650℃。如果存在外部火源，極易發(fā)生著火燃燒甚至爆炸，并且燃燒產(chǎn)生的熱輻射會對設(shè)施造成極大危害。

2.2 工藝危險性分析

（1）液化天然氣儲罐系統(tǒng)的壓力高低限報警、液位高低限報警、儲罐溫度、儲罐安全放散及爆破片、緊急切斷閥的缺失或失效，易引發(fā)天然氣的大量泄漏事故。（2）液化天然氣裝卸過程未靜電接地、連接不密封、違規(guī)裝卸等原因易引發(fā)液化天然氣泄漏等事故，從而引發(fā)其他火災(zāi)、爆炸、窒息和低溫凍傷等二次事故。（3）液化天然氣在常溫常壓下能迅速氣化，在儲罐儲存過程中如果儲罐的超壓安全裝置失靈、儲罐腐蝕、儲罐的使用壓力超過設(shè)計的工作壓力或充裝量過大，均有可能引起液體貯罐的超壓爆炸和因泄漏引發(fā)的火災(zāi)、爆炸和中毒窒息事故。（4）液化天然氣槽罐車運輸，運輸單位、人員不具備資質(zhì)條件，運輸車輛存在缺陷，容易引發(fā)車輛傷害等各類事故。

2.3 設(shè)備危險性分析

（1）壓力容器（包括LNG儲罐）、壓力管道可能因設(shè)計缺陷、制造缺陷、老化、疲勞運行、保養(yǎng)不當(dāng)、違章操作引發(fā)各類設(shè)備事故。（2）安全防護(hù)裝置或承壓元件失效，可能使壓力容器內(nèi)的帶壓工作介質(zhì)失控，產(chǎn)生泄漏或破裂爆炸，從而導(dǎo)致事故的發(fā)生。（3）防雷電設(shè)施或接地?fù)p壞、失效，可能遭受雷擊，產(chǎn)生火災(zāi)、爆炸。（4）LNG氣化站工藝區(qū)屬于爆炸危險區(qū)，若未采用防爆電氣設(shè)施、或防爆等級不符合要求，產(chǎn)生的電氣火花容易導(dǎo)致發(fā)生事故。

3 LNG點供站目前存在主要問題

根據(jù)對40家廠內(nèi)LNG點供站進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)，其主要存在以下安全問題：

（1）合法合規(guī)性方面：廠內(nèi)LNG點供站建設(shè)手續(xù)不完備，未組織竣工驗收就投入使用;安全設(shè)施未按“三同時”要求進(jìn)行;特種設(shè)備未定期檢測和使用登記;LNG氣化站防雷防靜電設(shè)施未定期檢測。（2）周邊環(huán)境及總平布置方面：LNG儲罐、集中放散管等設(shè)備設(shè)施與企業(yè)周邊車間廠房、設(shè)施普遍存在防火間距不足（部分甚至毗鄰建設(shè)），防火隔離措施不到位等情況。（3）設(shè)備設(shè)施方面：LNG儲罐二手租賃、表面銹蝕嚴(yán)重，未進(jìn)行定期檢測和登記;LNG儲罐絕熱層真空度未定期檢測;LNG儲罐四周未設(shè)置圍堰或圍堰有破損;部分壓力表、變送器、安全閥未定期校驗檢定;LNG低溫管道未設(shè)置保溫層或破損;未設(shè)置加臭系統(tǒng);未設(shè)置連鎖切斷系統(tǒng)等自控系統(tǒng)或自控系統(tǒng)不完善;自控系統(tǒng)缺少UPS電源等。（4）消防和公用輔助設(shè)施方面：單罐容積超過20m3的LNG儲罐未設(shè)置固定噴淋裝置;工藝區(qū)周邊滅火器材配置不足;工藝區(qū)電氣設(shè)施不防爆等。（5）安全管理方面：LNG點供站未設(shè)置專業(yè)的運行和管理人員，運行和管理職責(zé)不明確;未編制LNG點供站專項應(yīng)急預(yù)案;未配備相應(yīng)的應(yīng)急救援物資;用氣企業(yè)和供氣企業(yè)的安全職責(zé)和管理界限不清晰等。

4 建議

通過對現(xiàn)有廠內(nèi)LNG點供站的摸查調(diào)研，結(jié)合主要存在的安全問題，為保障LNG點供站的安全生產(chǎn)，提出了以下管理和技術(shù)方面的對策建議。

（1）LNG點供站必須取得合法手續(xù)方可建設(shè)，建設(shè)過程應(yīng)委托有相應(yīng)資質(zhì)的設(shè)計、施工安裝、安全評價單位，項目完工后依法組織項目竣工驗收，驗收不合格的LNG氣化站，嚴(yán)禁投入運行。（2）用氣企業(yè)LNG點供站作業(yè)人員應(yīng)經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)并經(jīng)燃?xì)夤芾聿块T考核合格;并制訂相應(yīng)的安全管理制度、安全操作規(guī)程和應(yīng)急救援預(yù)案，配備應(yīng)急搶修物資;若委托供氣單位運營的，應(yīng)簽訂安全協(xié)議，厘清雙方的安全生產(chǎn)管理職責(zé)和界限范圍，并應(yīng)設(shè)置專人負(fù)責(zé)監(jiān)督管理。（3）LNG供氣企業(yè)，必須證照齊全方可經(jīng)營。應(yīng)取得《?；方?jīng)營許可證》、《道路危險貨物運輸許可證》和《?；方?jīng)營許可證》。（4）明確LNG點供站主管部門，根據(jù)《危險化學(xué)品安全管理條例》第九十七條“法律、行政法規(guī)對燃?xì)獾陌踩芾砹碛幸?guī)定的，依照其規(guī)定”和《危險化學(xué)品經(jīng)營許可證管理辦法》第二條第二款“民用爆炸物品、放射性物品、核能物質(zhì)和城鎮(zhèn)燃?xì)獾慕?jīng)營活動，不適用本辦法?！备鶕?jù)《城鎮(zhèn)燃?xì)夤芾項l例》）第二條：“本條例所稱燃?xì)?，是指作為燃料使用并符合一定要求的氣體燃料，包括天然氣（含煤層氣）、液化石油氣和人工煤氣等”。因此，廠內(nèi)LNG作為燃料使用的，屬于城鎮(zhèn)燃?xì)庑袠I(yè)中的工業(yè)企業(yè)用氣項目，無須受《危險化學(xué)品安全管理條例》約束，應(yīng)由燃?xì)庵鞴懿块T主管。燃?xì)庵鞴懿块T應(yīng)該對LNG點供站進(jìn)行監(jiān)督管理，要求廠內(nèi)LNG點供站按程序取得合法手續(xù)。（5）落實其他政府部門監(jiān)管責(zé)任，LNG點供站安全管理涉及建設(shè)、儲存、充裝、運輸、經(jīng)營、使用等多個環(huán)節(jié)，需要消防、交通運輸、工商、市場監(jiān)督管理、規(guī)劃、應(yīng)急管理、城管執(zhí)法等多個部門根據(jù)各自職責(zé)共同做好監(jiān)管工作，建議政府層面建立健全部門聯(lián)席會議制度和聯(lián)合執(zhí)法機(jī)制，形成監(jiān)管合力，確保LNG點供事業(yè)安全、穩(wěn)定發(fā)展。（6）加強(qiáng)LNG點供站特種設(shè)備管理。LNG點供站特種設(shè)備主要包括壓力容器和壓力管道，尤其是在低溫儲罐與氣化裝置、用氣設(shè)備之間最高工作壓力≥0.1MPa且公稱直徑DN≥50mm的連接管道一律應(yīng)納入工業(yè)管道監(jiān)管，納入特種設(shè)備的設(shè)計、安裝、使用管理范疇。（7）加快廠內(nèi)LNG點供站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出臺。根據(jù)《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016-2014（2018年版）和《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》GB50028-2006液化天然氣儲罐（單罐容積V（m3）V≤10）與工業(yè)企業(yè)的防火間距至少為22m，集中放散裝置的天然氣放散總管與工業(yè)企業(yè)的防火間距至少為20m[3]。由于企業(yè)用地緊張，且LNG點供站基本是后期增設(shè)，很難滿足防火間距的要求，建議制訂針對性的LNG點供站的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對廠內(nèi)LNG點供站防火間距進(jìn)行重新論證，合理調(diào)整防火間距。

參考文獻(xiàn)

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