液化天然气（LNG）储罐风险分析及事故处置对策

液化天然气（LNG）储罐风险分析及事故处置对策摘要：天然气已在全世界广泛推广使用，使用中可能发生泄漏、窒息、低温、受热蒸发、火灾与爆炸事故，极易造成人员伤亡。为有效防范事故发生和处置事故，作者对液化天然气（LNG）储罐安全风险进行分析，提出科学、专业、系统的处置对策，为消防工作的开展提供了运筹帷幄的基础，为在LNG储罐事故中灵活运用战术，科学处置奠定了可靠的知识基础。关键词：LNG储罐风险分析对策1.风险分析1・1泄漏。LNG储罐根据发生泄漏的位置可分为三种类型：管道泄漏、罐体泄漏和附件泄漏。LNG具有超低温的深冷特性，在低温条件下，储罐金属部件因为与环境温度差较大，出现明显的收缩现象，储罐各附件的连接部位，尤其是焊缝、阀门、法兰管件、密封处以及管路的连接处，都是容易发生泄露的地方。而受外力破坏，管道、罐体也容易发生泄漏。LNG储罐发生泄漏分析如图1所示：LNG枣Mfep矣灌持续迪掃形应较更老气云团浚有点撚H无找灾图1LNG储罐发生泄漏分析1・2窒息。LNG蒸气虽然无毒无味，但其与空气混合扩散后，空气中氧气浓度降低。当空气中氧含量非常低时，容易导致人员窒息。若环境中甲烷含量高于9%（体积分数），人的眼部、前额会出现明显的压迫感。当甲烷含量超过40%时将会出现缺氧性窒息。通常情况下，窒息过程的四个阶段如图2所示：窒息过程体积分数（氧气）可能生理反应第一阶段14%-21%脉搏频率增加，肌肉出现跳动，呼吸不畅第二阶段10%-14%迅速出现疲劳，判断不准，疼痛知觉不灵第三阶段6%-10%有恶心，呕吐症状，造成脑部永久性伤害第四阶段<6%出现肌肉痉挛，呼吸停止，导致死亡图2窒息过程分析1.3低温。LNG蒸发汽化潜热非常高，为509.33kJ/kg。泄漏的LNG液体与周围环境的温差极大，可迅速从周围环境中吸收大量热量，对周围造成低温破坏，周围环境温度急剧下降。泄漏现场，LNG液体、低温管线及设备等出现低温表面人与现场的设备都需要有效防护。没有充分保护措施的人员，会有低温麻醉的危险，出现体温下降，会造成严重冻伤，智力活动和生理功能下降，心脏功能可能会衰竭，体温持续下降导致死亡。没有充分保护措施的构件、设备，会造成低温冷脆型破坏，发生脆性断裂。1.4受热蒸发。在LNG储罐正常运行过程中，仍然从周围环境中不断获得热量，使储罐内的液体处于沸腾状态，产生了蒸发气体。储罐内液体表面的蒸发速率与获得的热量有关，蒸发的速率可以通过下式计算：式中m——液体蒸发的速率，kg/(m?・s)；入——表面热导率，W/(m・K),SH——汽化热，J/kg；va——热扩散率，m?/s；st——蒸发时间，s；T——环境温度，K；aT——液体温度，K。b天然气储罐表面热导率和热扩散率如图3所示：表面材料表面热导率入/[W/S(m・K)]热扩散率a./(m?/s)混凝土1.11.29X10-7湿沙土0.63.3X10-7砂砾地2.511.0X10-7干沙土0.32.3X10-7图3天然气储罐表面热导率和热扩散率即使是采用绝热材料的LNG全容罐，也不能阻止外部环境通过罐体把热量传递给罐内的LNG。当外界的热量通过罐壁传递给罐内液体，储罐中处于沸腾状态的液体会迅速蒸发汽化，导致储罐内部温度与压力急剧上升，进一步造成泄漏、火灾、爆炸事故。1.5火灾与爆炸。冷爆炸。当LNG泄漏后与水接触，因为泄漏液体密度比水小，会上浮并蒸发。如果大量LNG与水接触，就会引起急速相变，从而产生冷爆炸。为预防冷爆炸，在处理储罐泄漏时，必须避免直接向泄漏的LNG打水。蒸气云爆炸。泄漏的LNG液体流淌到地势低洼的地方聚集，聚集的液体从周围环境吸收热量后，迅速汽化成天然气蒸气，不断与空气融合，形成易燃易爆的蒸气云团。如果遇到点火源或者热源，就会发生冲击波强烈的蒸气云爆炸池火火灾。泄漏的LNG液体流淌到地势低洼的地方聚集形成液池。蒸气云爆炸、点火源或热源，可能会引燃地面上的LNG,在液池表面自然燃烧形成燃烧的池火，并随着泄漏液体的流淌向扩散地带迅速蔓延。1.5.4沸腾液体膨胀蒸气爆炸。当外部火焰长时间烘烤LNG储罐，储罐自身的机械强度下降，同时储罐内部液体汽化速度加剧，压力迅速升高。当储罐罐壁的强度下降到屈服极限，突然泄压，罐内液体迅速汽化，快速演变为蒸气爆炸。因此，需要采取预防措施，如启动储罐的冷却设施或部署力量冷却邻近储罐等，进而降低辐射热，防止出现沸腾液体膨胀蒸气爆炸。事故原因分析统计的LNG储罐事故 案例 全员育人导师制案例信息技术应用案例心得信息技术教学案例综合实践活动案例我余额宝案例 中，大部分事故原因与LNG储罐泄漏有关，小部分事故由点火源引燃，因此，有必要针对储罐泄漏原因和储罐区存在的点火源进行分析。2・1导致LNG储罐泄漏的原因LNG储罐的泄漏是导致火灾爆炸等一系列后果的原因，对导致LNG储罐泄漏的原因进行科学分析，有利于掌握LNG储罐泄漏的规律特点，从而进行遏制，其原因有主观因素和客观因素：主观因素指由管理工作人员造成的主观原因，存在不遵守管理规定的行为，导致LNG储罐泄漏。有以下几种情况。a）日常对LNG储罐的管道接连部位、法律、阀门等部位的保养不到位，有微小磨损，未及时检修，泄漏扩大，产生严重后果；b）厂区维护人员没有遵守维护管理规定，定期对LNG储罐的压力表进行校验检查、对安全阀进行性能检测c）LNG储罐的液位计失灵，维护人员没有及时检修，液位不准确，进液时可能会超量；d）作业时，操作人员擅离职守，没有及时掌握液位压力等情况，超出极限造成事故；e）上岗人员没有进行岗前职业培训，没有通过职业考核，安全预防事故和处置事故 经验 班主任工作经验交流宣传工作经验交流材料优秀班主任经验交流小学课改经验典型材料房地产总经理管理经验 能力不足。客观因素是指LNG储罐系统中，存在的不符合 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 标准的工艺装置、操作设备等。储罐自身及其配套设施质量不符合标准，监测系统和操作系统存在隐患或失灵，安全阀等装置失效，罐体性能老化及设备设施故障或失效。所以在设计建造时：a）使用的设备和材料必须符合规范标准，施工单位必须具备相应建造资格；b）监测系统配套的控制系统必须保证时时刻刻正常运行，紧急情况才能有响应。在储罐使用时：a）储罐罐顶的安全阀及一系列压力装置必须日常维护，在事故时才能正常启动；b）对性能老化失效的罐体结构和设备设施发生故障或失效，及时监测更换。2.2威胁LNG储罐的火源如果在LNG罐区事故的现场，可能出现的火源具体如下：明火。在罐区内违规使用明火，工作人员在罐区吸烟，燃烧的烟头中心温度高于天然气的燃点，一般温度在700〜800°C，火柴、打火机等工作时也会产生明火。罐区作业需要明火，必须采取相应的安全措施，隔离，检测，氮气保护等。电气火花。现代化设备都是离不开电，许多电气设备线路会发生故障老化。其中接触不良、接地失效、过负荷等都会有电火花或电弧产生，威胁储罐安全。必须日常监测相关设备及其线路可靠性。2.2.3静电火花。静电产生的火花有罐体静电、人体静电。LNG在不断流动过程中容易产生并且积聚静电荷，电荷的积聚，电位会上升，能量足够便产生静电火花，需要确保防静电设施完整有用。人体自身活动会产生静电，应该配备防静电内衣。雷击火花。雷击是我们无法有效管理的，防雷针等防雷设施缺失、预防不到位时，雷击可能直接导致火灾爆炸事故，有可能破坏击毁储罐的配套设备事故处置对策LNG储罐可能发生危险有储罐内LNG发生翻滚、储罐破裂LNG泄漏、罐体罐顶泄漏。泄漏产生的次生灾害有低温破坏、窒息、冷爆炸和火灾爆炸（喷射火、池火、闪燃、蒸汽云爆炸）。处置事故时，需要遵循“救人第一，科学施救”的原则，现场指挥部科学指挥，妥善处置，采取警戒疏散、火情侦察、坚守阵地、远程供水、冷却抑制、稳定燃烧、关阀截流、排空注水、灭火总攻等措施，各项措施要部署周密、科学正确、环环相扣，参战人员要有条不紊，严格执行指令，才能确保事故有效处置。（1）确保救援人员防护到位。做好防护，防窒息，防低温冻伤，正压式空气呼吸器和专业的防冻服；（2）询问现场情情况。掌握现场动向，有无被困人员，是否受伤，数量等；掌握LNG储罐的储量、泄漏量、泄漏时间、部位、形式、扩散范围；掌握周围环境情况，居民、单位是否疏散，电源是否切断，是否存在火源；根据应急预案和厂方责任人员掌握现场的消防设施，与厂方技术人员对接了解工艺措施，征求专家的处置建议。（3）侦查搜救被困人员，测检现场的泄漏浓度和扩散范围，掌握温度、风向、风速等气象条件，清查存在的所有危险源，DCS系统和人力掌握消防设施是否可运行，掌握情况，确定阵地和进攻防御路线。（4）以询问和侦查监测的结果为依据设警戒区，以实际情况调整，出入口严格把关，对进出人员、车辆、物资等进行检查和登记，严禁任何形式的点火源进入泄漏区域。（5）救生攻坚组，积极营救被困人员，确保救出所有被困人员，转移到安全区，对其检查登记，重伤人员及时送往医院就医。（6）现场处置时，依靠DCS系统掌握并启动罐区的氮气、喷淋等固定、半固定的消防灭火设施；以专家的建议实施工艺处置，火炬点燃，实施堵漏，关阀断料，输转倒灌、放空泄压等，铺设喷雾水幕水带阵地，稀释、隔绝把天然气驱赶到大气中。根据现场情况，确定可行的堵漏 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ，必须考虑LNG超低温的性质及低温破坏性，还应实施防爆措施，确保安全。（7）确定无泄漏，LNG扩散干净，天然气不在爆炸极限范围，排除险情；清点人员、安全撤离。（8）注意事项a）现场处置人员必须保护好自己，做好安全可靠的呼吸道防护和防冻防护；b）现场严防点火源引发爆炸务必从一而终，控制、消除一切危险源;c）保障现场调度指挥，指挥部建立在上风、侧上风方向，保障全场；d）选择合理可行的行车、进攻、撤退路线并部署参战力量；e）优先考虑采取工艺措施和利用固定设施进行处置；f）严格安全员 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 ，实时监测险情；g）现场信息慎重发布，和相关新闻做好协调。结论论文对LNG储罐存在的风险进行科学分析并提出科学的处置方法。符合规范要求的LNG储罐，其安全性可以信任，意外情况使储罐失去存储LNG功能，LNG的化学能和冷能变成不能控制的能量，会造成不可预测后果，如泄漏、窒息、低温、受热蒸发、火灾爆炸等。根据其事故原因，以科学规律归纳事故处置的方法为事故处置布置战术提供可靠的理论基础。作者简介：杨明友，男，1977年9月出生，汉族，贵州开阳，在职研究生，工程师，研究消防安全。黎荣幸，男，1996年10月出生，布依族，贵州独山，本科，消防安全。