南武強(qiáng)

摘 要：本文首先分析了液化天然氣特性，接著分析了液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)模式，最后對(duì)液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)的安全技術(shù)應(yīng)用舉例進(jìn)行了探討。希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供有益的參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：液化天然氣;儲(chǔ)存;應(yīng)用技術(shù)

引言：

液化天然氣屬于低溫液體，作為重要的自然資源，液化天然氣的儲(chǔ)存、運(yùn)輸工作十分關(guān)鍵。在整個(gè)液化天然氣產(chǎn)業(yè)鏈中，無論是生產(chǎn)還是銷售都離不開對(duì)液化天然氣進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)，若儲(chǔ)運(yùn)期間出現(xiàn)了天然氣泄漏的情況，就有可能造成火災(zāi)、爆炸等安全事故問題。因此，有必要對(duì)液化天然氣的安全儲(chǔ)運(yùn)工作進(jìn)行研究。

1液化天然氣特性

1.1易燃特性

天然氣經(jīng)過降溫液化形成的液體便是液化天然氣，所以液化天然氣繼承了天然氣的易燃特征。在-162℃時(shí)，液化天然氣的燃燒體積百分比將會(huì)達(dá)到6%～13%，而燃燒速度大約為0.3/s。在開放條件下，液化天然氣通常并不會(huì)在燃燒期間出現(xiàn)爆炸問題，在遭遇火源時(shí)，由液化天然氣形成的火焰將會(huì)在氧氣的作用下實(shí)現(xiàn)快速擴(kuò)散，云團(tuán)中的天然氣會(huì)進(jìn)入低速燃燒狀態(tài)，而在云團(tuán)內(nèi)部所產(chǎn)生的壓力則會(huì)小于5kPa，所以并不會(huì)產(chǎn)生非常嚴(yán)重的爆炸問題。但是在附近空間有限的情況下，則會(huì)導(dǎo)致云團(tuán)內(nèi)部的壓力問題出現(xiàn)大幅上升，當(dāng)液化天然氣與空氣之間的混合濃度達(dá)到極限時(shí)，便會(huì)出現(xiàn)爆炸，進(jìn)而引發(fā)較為嚴(yán)重的事故問題。除此之外。液化天然氣的自燃溫度并不是一成不變的，而是會(huì)隨著組分的變化而自動(dòng)出現(xiàn)改變，其中重?zé)N含量的上升將會(huì)導(dǎo)致著火溫度點(diǎn)下降。

1.2低溫特性

液化天然氣在儲(chǔ)存過程中，低溫常壓儲(chǔ)存較為常見，即在儲(chǔ)存期間維持飽和蒸氣壓與常壓溫度之間的平衡，常壓下的液化天然氣其沸點(diǎn)大約處于-162℃，在對(duì)其進(jìn)行儲(chǔ)運(yùn)時(shí)，必須始終將溫度控制在合理范圍內(nèi)，另外還要注意設(shè)備、材料的性能情況，避免在低溫作用下出現(xiàn)脆性斷裂、冷收縮等問題的發(fā)生。在儲(chǔ)運(yùn)期間，成分不同的低溫液體將會(huì)儲(chǔ)存在同一儲(chǔ)罐中，因?yàn)槲鼰崤c蒸發(fā)能力的不同，將會(huì)出現(xiàn)密度、大小各不相同的雙層液體。兩個(gè)液體層在儲(chǔ)罐內(nèi)將會(huì)自行實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)傳熱，并在液層表面實(shí)現(xiàn)液體蒸發(fā)。當(dāng)分層液體相互之間的密度逐漸接近平衡時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生對(duì)流、混合的情況，此時(shí)便會(huì)在短時(shí)間內(nèi)形成大量氣體，儲(chǔ)罐則會(huì)在內(nèi)部壓力的急速變化下，將會(huì)出現(xiàn)超壓、損壞的問題。在低溫作用下，金屬部件將會(huì)產(chǎn)生收縮。儲(chǔ)槽系統(tǒng)中的焊縫、閥門等部位，此時(shí)便有可能出現(xiàn)沸騰蒸發(fā)、泄漏液化天然氣的問題。在儲(chǔ)運(yùn)期間，儲(chǔ)存容器的長時(shí)間振動(dòng)將會(huì)促使泄漏問題的發(fā)生概率變得更高。因此在儲(chǔ)運(yùn)期間如果出現(xiàn)泄漏，天然氣就有可能在擴(kuò)散中遇到其他火源，進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)、爆炸等事故。液化天然氣作為一種深冷液體，當(dāng)人體皮膚直接與其進(jìn)行接觸時(shí)，將會(huì)直接產(chǎn)生低溫凍傷，如果保護(hù)措施存在不足，就會(huì)對(duì)人體健康帶來非常大的傷害。除此之外，液化天然氣雖然并不具備毒性，但是因?yàn)槠溲鹾糠浅５?，所以人們在吸入液化天然氣蒸汽時(shí)，必須及時(shí)脫離，否則就會(huì)很快失去知覺，進(jìn)而導(dǎo)致死亡。

2液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)模式概述

2.1陸上液化天然氣存儲(chǔ)的主要模式

2.1.1接收站儲(chǔ)罐

接收站儲(chǔ)罐屬于常壓、低溫大型儲(chǔ)罐，其結(jié)構(gòu)形式有單包容罐、雙包容罐、全包容罐和膜式罐等。接收站儲(chǔ)罐通過低壓輸送泵將液化天然氣從儲(chǔ)罐內(nèi)抽出灌入罐箱或槽車儲(chǔ)罐內(nèi)。

2.1.2加氣站

加氣站儲(chǔ)罐按其所處環(huán)境，主要分為：第一，地上罐，分為臥式和立式，施工難度小。該類儲(chǔ)罐大多采取雙層結(jié)構(gòu)構(gòu)建，內(nèi)層是含鎳9%的鋼板，并以碳鋼材料作為其外層，中間層填充氮?dú)?。立式罐因安全?guī)范限制不適用于城市中心區(qū)內(nèi)。第二，地下罐，宜采用臥式儲(chǔ)罐，儲(chǔ)罐須安裝在罐池中，罐池為不燃燒實(shí)體防護(hù)結(jié)構(gòu)，較地上儲(chǔ)罐更安全，蒸發(fā)量更小，但施工難度大、成本高，對(duì)地質(zhì)情況要求也相對(duì)較高，內(nèi)壁一般使用不銹鋼板材料。第三，半地下罐，該類型是較為常用的一種存儲(chǔ)模式，其兼顧了上述兩種方式的優(yōu)勢，同樣采取兩層容器結(jié)構(gòu)。半地下罐應(yīng)采取抗浮措施，如無特殊要求不需要圍繞四周建護(hù)堤。

2.1.3罐箱、槽車儲(chǔ)罐

第一，罐箱，即罐式集裝箱，是將儲(chǔ)罐固定在集裝箱框架內(nèi)的儲(chǔ)存形式，罐體采用高真空多層絕熱，多用于公路、鐵路和水路儲(chǔ)運(yùn)，可實(shí)現(xiàn)液化天然氣貿(mào)易流程一罐到底的海陸聯(lián)運(yùn)模式，運(yùn)輸過程中無需多次倒罐，基本無損耗，安全風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)少。第二，槽車儲(chǔ)罐，罐體采用高真空多層絕熱或聚氨酯泡沫方式絕熱，為傳統(tǒng)液化天然氣陸上儲(chǔ)運(yùn)模式，包含裝、卸二次倒罐過程，安全風(fēng)險(xiǎn)環(huán)節(jié)相對(duì)較多，裝卸環(huán)節(jié)損耗也較多。

2.2液化天然氣運(yùn)輸?shù)闹饕Ｊ?/p>

2.2.1公路運(yùn)輸

即使用槽車和罐箱運(yùn)輸，是我國目前滿足終端用氣客戶需求的最主要運(yùn)輸形式，因其靈活便捷的特性適用于短距離、運(yùn)量不大的運(yùn)輸業(yè)務(wù)，但在冬季用氣高峰期氣源供應(yīng)緊張的情況下，也會(huì)進(jìn)行遠(yuǎn)距離運(yùn)輸。其缺點(diǎn)是運(yùn)力小、單位成本高，易受道路交通管制和極端天氣影響。

2.2.2船舶運(yùn)輸

船舶運(yùn)輸?shù)膬?yōu)勢之處在于安全系數(shù)高，可滿足大宗運(yùn)輸需求，運(yùn)輸路線長，單位運(yùn)輸成本低，多用于液化天然氣大宗進(jìn)出口業(yè)務(wù)，其對(duì)應(yīng)的接收存儲(chǔ)設(shè)施為液化天然氣接收站。

2.2.3鐵路運(yùn)輸

以鐵路運(yùn)輸液化天然氣罐式集裝箱的技術(shù)歷經(jīng)近20年，在日本等少數(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)發(fā)展較為成熟，在我國尚處于摸索開展階段。其主要形式是以鐵路平板貨車運(yùn)輸液化天然氣罐箱，優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)量大、低成本，可高效進(jìn)行遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，且較公路運(yùn)輸更為安全環(huán)保。

3液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)的安全技術(shù)應(yīng)用舉例

3.1監(jiān)測警報(bào)系統(tǒng)

依托于現(xiàn)代科技高速發(fā)展，做好液化天然氣的安全儲(chǔ)運(yùn)工作，可依據(jù)條件需求配置相應(yīng)的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)，包括溫度監(jiān)測、壓力監(jiān)測等。聯(lián)網(wǎng)警報(bào)系統(tǒng)可根據(jù)異常情況進(jìn)行及時(shí)的警報(bào)，從而幫助相關(guān)從業(yè)者更精準(zhǔn)地展開故障維修和搶險(xiǎn)工作，將安全隱患扼殺于萌芽狀態(tài)。此類自動(dòng)化聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測系統(tǒng)可以及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)相關(guān)的安全問題，并以警報(bào)的方式傳達(dá)到相應(yīng)的管理部門，相比起人工形式監(jiān)測，故障的排查及處理工作更加的高效。

3.2泡沫控制蒸氣擴(kuò)散及輻射裝置

工作原理是通過泡沫的高速膨脹，達(dá)到減緩液化天然氣可燃蒸氣擴(kuò)散的目的。相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，泡沫膨脹率約為500∶1，將泡沫鋪設(shè)在液化天然氣之上，在熱量持續(xù)上升的過程中，液化天然氣的氣化率也呈現(xiàn)出逐步增加的趨勢，氣化過后的液化天然氣蒸氣會(huì)越出泡沫層，隨著溫度越來越高而向上空飄散，從而降低安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.3防過度震動(dòng)裝置

液化天然氣在儲(chǔ)運(yùn)過程中，始終面臨不確定性因素的影響，儲(chǔ)罐受到震動(dòng)的情況時(shí)有發(fā)生。儲(chǔ)罐如果發(fā)生較大的震動(dòng)，則可能會(huì)伴隨著罐體或運(yùn)輸車輛傾斜、液化天然氣泄漏等一系列安全隱患問題，因此，加裝防過度震動(dòng)裝置由為必要。

3.4靜電導(dǎo)出裝置

液化天然氣的裝卸與運(yùn)輸過程中，液化天然氣會(huì)因摩擦產(chǎn)生靜電，而作業(yè)人員在操作過程中也會(huì)產(chǎn)生靜電，冬季尤為明顯。靜電極易產(chǎn)生火花，對(duì)于液化天然氣的可燃特性是極大的安全隱患，為防患于未然，主動(dòng)規(guī)避安全風(fēng)險(xiǎn)，儲(chǔ)罐和運(yùn)輸車輛應(yīng)合理設(shè)置靜電導(dǎo)出裝置。

結(jié)束語：

綜上，液化天然氣因其易燃、易爆、超低溫等特性，需要執(zhí)行更為嚴(yán)格的儲(chǔ)運(yùn)安全防護(hù)措施，要求相關(guān)從業(yè)工作者必須從日常工作著手，就液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)的各個(gè)環(huán)節(jié)及步驟進(jìn)行科學(xué)化的安排與檢測，力求提升液化天然氣儲(chǔ)運(yùn)的安全性。

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