液化天然氣應(yīng)用中的消防安全措施探究

王蹦蹦　任康　張通　白云飛

摘要：液化天然氣（簡稱LNG）是應(yīng)用超低溫冷凍技術(shù)使天然氣變?yōu)橐簯B(tài)，采用超低溫保冷槽罐儲存，通過管網(wǎng)及交通工具輸送至下游各個(gè)應(yīng)用場所。天然氣本身是一種易燃、易爆介質(zhì)，而液化天然又具有低溫和液體特性。天然氣是一種清潔、高效的能源，隨著液化天然氣應(yīng)用單位的不斷擴(kuò)大，其安全性倍受關(guān)注。本文基于液化天然氣特性，從場站設(shè)計(jì)與建造階段、運(yùn)營管理階段、應(yīng)對事故和泄漏階段探究消防安全措施，旨在強(qiáng)化液化天然氣消防安全，保證應(yīng)用效益。

關(guān)鍵詞：液化天然氣；消防安全；燃?xì)獍踩芾?/p>

引言

隨著全球清潔能源的快速發(fā)展，液化天然氣（以下簡稱LNG）作為一種高效、清潔的能源正逐漸增加其在全球能源結(jié)構(gòu)中的比重。天然氣作為目前世界上最佳清潔能源，其低碳排放和較低污染的特性，被廣泛用于替代傳統(tǒng)煤炭和油品，用于發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)和交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域[1]。大力提高天然氣在能源結(jié)構(gòu)中使用比例，對實(shí)現(xiàn)我國“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)有著重大意義。

一、液化天然氣特性分析

（一）LNG燃燒性質(zhì)

LNG的燃燒性質(zhì)是指其在燃燒過程中的特點(diǎn)和行為。LNG是由天然氣通過冷卻至極低溫度（約-162攝氏度）而轉(zhuǎn)化為液態(tài)的形式，具有高能量密度。由于其在液態(tài)狀態(tài)下，體積大幅度縮小，使得儲存和運(yùn)輸更加便利。同時(shí)，其單位質(zhì)量的能量含量較高，可以提供較多熱能，適用于各種能源需求。與傳統(tǒng)燃料相比，LNG燃燒產(chǎn)生的二氧化碳排放量較低，減少了溫室氣體釋放和對氣候變化的影響。此外，LNG燃燒過程中幾乎沒有顆粒物和硫氧化物等污染物排放，對空氣質(zhì)量的影響也較小。另外，LNG燃燒具有快速、均勻和可控的特點(diǎn)，可以通過適當(dāng)?shù)膰娚浜驼{(diào)節(jié)供氣速率實(shí)現(xiàn)精確燃燒控制，使得LNG在發(fā)電、工業(yè)加熱和家庭供暖等領(lǐng)域具有靈活性和可靠性[2]。

（二）液化天然氣揮發(fā)性

當(dāng)環(huán)境溫度較高時(shí)，LNG接觸到周圍空氣會迅速吸收熱量，導(dǎo)致其溫度上升，從而揮發(fā)為天然氣，體積會迅速膨脹，會引起容器壓力快速上升。因此，在儲存和運(yùn)輸過程中，必須采取措施確保LNG的溫度維持在低溫范圍，減少揮發(fā)和損失。由于LNG的揮發(fā)會導(dǎo)致壓力增加，因此在LNG的儲存和運(yùn)輸設(shè)施中，需嚴(yán)格控制容器質(zhì)量，保證其具備良好的密封性和保冷特質(zhì)，減少揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)。天然氣是一種混合氣體，不同組分的天然氣在液化過程中會有所差異，因此其揮發(fā)性也略有差異。同時(shí)，純度較高的LNG通常具有較低的揮發(fā)性，有助于提高儲存效率和安全性[3]。

（三）液化天然氣擴(kuò)散性

溫度、濕度、風(fēng)速和地形等因素都會影響LNG的擴(kuò)散速率和方向。較高的溫度和風(fēng)速促進(jìn)LNG快速擴(kuò)散，而濕度和地形則可能對擴(kuò)散路徑產(chǎn)生影響。同時(shí)，泄漏源位置、大小和釋放速率都會直接影響LNG擴(kuò)散程度和范圍。較大的泄漏源和高速釋放速率將導(dǎo)致更快的擴(kuò)散。此外，LNG的密度差異也會對擴(kuò)散性產(chǎn)生影響。相對于空氣，LNG的密度較高，意味著它傾向于下沉和聚集在低洼區(qū)域[4]。這需要在安全設(shè)計(jì)和應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃中考慮到LNG的密度特性，以便采取適當(dāng)措施。

二、LNG儲罐設(shè)計(jì)和建造階段的安全措施

（一）設(shè)計(jì)可靠的防火設(shè)備和系統(tǒng)

LNG儲罐區(qū)必須建立包括可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、滅火設(shè)備設(shè)施系統(tǒng)等完善的防火體系。儲罐和管道系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置防雷、防靜電、防泄漏等措施，按相關(guān)要求設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警裝置，及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏并采取相應(yīng)措施。為了提高防火系統(tǒng)的應(yīng)用效益，可選用不銹鋼、合金材料等可靠的防火材料和設(shè)備，并定期進(jìn)行維護(hù)和檢查。儲罐應(yīng)設(shè)置泡沫滅火系統(tǒng)、噴淋滅火系統(tǒng)等自動滅火系統(tǒng)，迅速撲滅火源。設(shè)計(jì)合理的天然氣輸送管線和閥門，避免管網(wǎng)系統(tǒng)泄漏和爆炸。LNG管理人員在應(yīng)用防火設(shè)施系統(tǒng)之前，要根據(jù)既有經(jīng)驗(yàn)建立應(yīng)急預(yù)案，從火災(zāi)應(yīng)急相應(yīng)、現(xiàn)場應(yīng)急處置、人員搶險(xiǎn)疏散等方面著手，以便在火災(zāi)發(fā)生時(shí)能迅速響應(yīng)并控制火勢[5]。

（二）確保建筑材料符合消防標(biāo)準(zhǔn)

在液化天然氣（LNG）應(yīng)用中，保證建筑材料符合消防標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。建筑物的防火性能直接影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此必須嚴(yán)格遵守相關(guān)消防標(biāo)準(zhǔn)。在選擇建筑材料時(shí)，應(yīng)考慮其耐火等級、燃燒性能、產(chǎn)煙毒性等指標(biāo)，對于用于液化天然氣儲存和運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備、管道和閥門，應(yīng)使用符合規(guī)范的防火材料制造，并經(jīng)過特定的防火測試和認(rèn)證。LNG場站內(nèi)設(shè)置合理的防火分區(qū)、防煙分區(qū)和疏散通道，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，能夠迅速控制火勢并疏散人員。此外，建筑物還應(yīng)配備自動報(bào)警系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)和疏散指示標(biāo)志等消防設(shè)施，以便在緊急情況下快速發(fā)現(xiàn)火源并采取相應(yīng)措施[6]。

（三）安裝適當(dāng)?shù)男孤z測和報(bào)警系統(tǒng)

液化天然氣（LNG）場站安裝適當(dāng)?shù)男孤z測和報(bào)警系統(tǒng)非常重要。該系統(tǒng)幫助相關(guān)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏，并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，從而防止火災(zāi)或爆炸等危險(xiǎn)情況發(fā)生。泄漏檢測和報(bào)警系統(tǒng)各硬件設(shè)備/系統(tǒng)組成如下：

三、運(yùn)營階段的安全措施

（一）建立有效的應(yīng)急響應(yīng)程序

程序應(yīng)明確泄漏、火災(zāi)、爆炸等潛在緊急情況，評估其對人員、環(huán)境和設(shè)備的影響。針對潛在的緊急情況，應(yīng)準(zhǔn)備消防器材、防護(hù)用品、應(yīng)急通信設(shè)備等應(yīng)急設(shè)備，確保其隨時(shí)可用。應(yīng)急人員應(yīng)主動接受消防技能、急救技能等相關(guān)培訓(xùn)，熟悉應(yīng)急設(shè)備操作。同時(shí)，組織應(yīng)急指揮小組，負(fù)責(zé)應(yīng)急響應(yīng)的組織和協(xié)調(diào)。一旦發(fā)生緊急情況，應(yīng)立即報(bào)告并啟動應(yīng)急預(yù)案。應(yīng)急人員應(yīng)按照預(yù)案進(jìn)行響應(yīng)，包括警報(bào)、疏散、救援等[7]。應(yīng)急響應(yīng)結(jié)束后，開展事故調(diào)查和原因分析，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，采取措施恢復(fù)現(xiàn)場秩序。

（二）定期進(jìn)行員工培訓(xùn)和演練

針對液化天然氣的性質(zhì)和火災(zāi)危險(xiǎn)性，應(yīng)向員工普及火災(zāi)預(yù)防、應(yīng)急處理、疏散逃生等方面的消防安全知識。針對可能發(fā)生的緊急情況，定期組織員工進(jìn)行模擬泄漏、火災(zāi)、爆炸等緊急情況的應(yīng)急預(yù)案演練，訓(xùn)練員工迅速、準(zhǔn)確應(yīng)對緊急情況。對于液化天然氣設(shè)備的操作和維護(hù)人員，應(yīng)開展專門培訓(xùn)，熟悉設(shè)備性能、操作規(guī)程和維護(hù)保養(yǎng)方法，保證設(shè)備安全可靠運(yùn)行。應(yīng)急救援人員應(yīng)學(xué)習(xí)急救知識、消防技能、應(yīng)急救援設(shè)備使用等知識，提高應(yīng)急救援能力和水平。

（三）維護(hù)和檢查設(shè)備的完整性和可靠性

針對液化天然氣設(shè)備，定期進(jìn)行清洗、潤滑、緊固等檢查和保養(yǎng)工作，保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，預(yù)防設(shè)備損壞或失效。定期對液化天然氣設(shè)備進(jìn)行安全性能檢測，包括壓力容器、管道、閥門等設(shè)備的無損檢測，降低設(shè)備缺陷和安全隱患。從溫度、壓力、液位等參數(shù)著手，實(shí)時(shí)監(jiān)測液化天然氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，明確振動、噪聲等機(jī)械性能情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常情況。對于緊急切斷系統(tǒng)，應(yīng)定期進(jìn)行功能檢查和測試，確保在緊急情況下能夠迅速、準(zhǔn)確切斷氣源，防止事故擴(kuò)大[8]。就液化天然氣應(yīng)用軟件控制系統(tǒng)而言，工作人員要定期進(jìn)行更新和漏洞掃描。

四、應(yīng)對事故和泄漏的措施

（一）啟動緊急關(guān)閉系統(tǒng)和泄漏控制設(shè)備

在液化天然氣（LNG）應(yīng)用中，一旦發(fā)生泄漏，啟動緊急關(guān)閉系統(tǒng)和泄漏控制設(shè)備至關(guān)重要。緊急關(guān)閉系統(tǒng)是為了在緊急情況下迅速切斷氣源，防止泄漏擴(kuò)大而設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)通常包括自動關(guān)閉設(shè)備和手動關(guān)閉設(shè)備，可以快速關(guān)閉閥門、切斷電源等。

泄漏控制設(shè)備是用于減少泄漏對周圍環(huán)境和人員的影響而設(shè)計(jì)。在液化天然氣應(yīng)用中，泄漏控制設(shè)備包括滅火器、噴淋裝置、吸附劑等。如果發(fā)生泄漏，應(yīng)立即啟動泄漏控制設(shè)備，以最大程度減少對環(huán)境和人員的危害。同時(shí)，應(yīng)立即聯(lián)系相關(guān)人員進(jìn)行處理，以防止泄漏進(jìn)一步擴(kuò)大。此外，應(yīng)定期進(jìn)行緊急演練，使相關(guān)人員熟悉緊急情況下的應(yīng)對措施，迅速、準(zhǔn)確啟動緊急關(guān)閉系統(tǒng)和泄漏控制設(shè)備[9]。

（二）疏散人員和確保危險(xiǎn)區(qū)域的限制進(jìn)入

在液化天然氣（LNG）應(yīng)用中，一旦發(fā)生泄漏或緊急情況，首先需要疏散人員。一旦發(fā)現(xiàn)液化天然氣泄漏或其他緊急情況，應(yīng)立即從疏散和通信程序兩個(gè)角度出發(fā)，啟動應(yīng)急預(yù)案；啟動疏散人員程序，應(yīng)迅速、準(zhǔn)確通知到所有可能受影響的人員，包括但不限于液化天然氣儲存場站和運(yùn)輸設(shè)備的操作人員、管理人員和周邊居民。

在確保危險(xiǎn)區(qū)域的限制進(jìn)入方面，立即封閉事故現(xiàn)場，禁止無關(guān)人員和車輛進(jìn)入現(xiàn)場。同時(shí)，設(shè)置警戒線和警示標(biāo)志，限制人員和車輛進(jìn)出。對于已經(jīng)泄漏區(qū)域，應(yīng)進(jìn)行隔離和監(jiān)控，防止任何火源、靜電等危險(xiǎn)因素進(jìn)入泄漏區(qū)域，以免引起火災(zāi)或爆炸等更嚴(yán)重的事故。另外，對于已經(jīng)泄漏的液化天然氣氣體，需要進(jìn)行稀釋和清除工作。

（三）執(zhí)行恰當(dāng)?shù)臏缁鸷托孤┨幹贸绦?/p>

LNG具有低溫、易燃易爆、流體等特性，因此滅火方式不能簡單采用常規(guī)方法。對于LNG泄漏引起的火災(zāi)，應(yīng)綜合利用噴水、噴泡沫或噴干粉等方式進(jìn)行滅火，同時(shí)避免產(chǎn)生靜電或火花。此外，滅火過程中應(yīng)保持冷靜，第一要素是迅速切斷氣源，防止火災(zāi)擴(kuò)大；而如果燃燒比較穩(wěn)定，在沒有切斷氣源閘門情況下不宜馬上滅火，以防泄漏的氣體聚集形成爆炸性混合氣體，從而引起劇烈爆炸；同時(shí)，應(yīng)確保非搶險(xiǎn)人員安全，迅速撤離現(xiàn)場。

LNG的泄漏處置程序應(yīng)從五個(gè)方面落實(shí)到位。第一，一旦發(fā)生泄漏，立即切斷氣源，停止液化天然氣的輸送；第二，將泄漏部分的余氣排出，防止氣體在設(shè)備內(nèi)部積聚；第三，使用水霧、泡沫等物質(zhì)稀釋泄漏出來的氣體，降低其濃度，減少對環(huán)境的危害；第四，采用吸附劑、活性炭等物質(zhì)吸附泄漏氣體，將其清除出現(xiàn)場；第五，對泄漏部分進(jìn)行檢查，找出泄漏原因并進(jìn)行修復(fù)。同時(shí)，對設(shè)備進(jìn)行全面檢查，提高設(shè)備的安全運(yùn)行能力。

結(jié)語

在液化天然氣應(yīng)用中，消防安全措施至關(guān)重要。通過對液化天然氣的特性和危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，并采取一系列有效的消防安全措施預(yù)防和應(yīng)對火災(zāi)事故，包括安裝泄漏檢測和報(bào)警系統(tǒng)、建立有效的應(yīng)急響應(yīng)計(jì)劃、定期進(jìn)行員工培訓(xùn)和演練、啟動緊急關(guān)閉系統(tǒng)和泄漏控制設(shè)備、疏散人員和確保安全區(qū)域的限制進(jìn)入以及執(zhí)行適當(dāng)?shù)臏缁鸷托孤┨幹贸绦?。合理化落?shí)各類措施，旨在確保液化天然氣生產(chǎn)和使用過程的安全和高效，同時(shí)保障人員和環(huán)境安全。

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作者簡介：王蹦蹦（1996- ），男，漢族，陜西咸陽人，本科，助理工程師，研究方向：液化天然氣場站運(yùn)維。