LNG加氣站幾個關鍵安全技術的研究

劉丹(陜西 西安 710054)

在國家發改委以及環保總局制定的《國家環境保護“十二五”規劃》中明確提出了污染物排放以及控制目標，增強對機動車污染的防治；通過開發、使用清潔燃料和節能型汽車，減小污染物排放，對于大型、特大城市還必須將尾氣污染控制作為確保環境質量的基準。目前，天然氣汽車以其污染物排放少、能耗低廣受世界各國歡迎，成為國際上最理想的車用代替能源。液化天然氣（LNG）作為新型的天然氣車用形式，在被外界關注的同時，怎樣確保安全技術逐漸成為LNG研究的方向。

一、LNG加氣站流程以及危害因素

1.LNG加氣站流程

LNG通過LNG槽車在液化天然氣工廠進行LNG充裝，然后再經公路運輸，將其轉移到加氣站儲罐內，再通過儲存、泵送，稱之為汽車型LNG充裝。通常加氣站內設有站房、工藝裝置區域、加氣島等各種附屬設備。對于LNG的工藝裝置，又包括LNG儲罐以及包含放空系統、潛液泵、儲罐自增壓、管路連接在內的LNG泵撬。

2.LNG加氣站的危害因素

（1）介質危害性

LNG作為LNG加氣站的主要介質，它產生的危害包含：毒性、低溫危害、火災爆炸、窒息。從火災爆炸出現的原因來看，最主要的因素是泄露，一旦空氣中的天然氣聚集到一定數量，接觸明火就會燃燒；如果此時的含量已經達到極限值，接觸明火或者火源就很可能引發事故，出現爆炸。

從低溫危害來看，LNG溫度通常在零下162度，一旦LNG和低溫操作相接觸或者出現泄漏，都可能對人員造成低溫麻醉、凍傷。如果人體和它直接接觸，不僅皮膚表層很容易留在低溫物體上，還會對皮膚及皮下組織造成凍結，甚至留下傷口。

從毒性危害來看，LNG是烷烴為主的混合性氣體，如果在氣態狀態下，它具有無色、無味等特征，屬于低度性毒性物質，如果長期與其接觸，很可能造成人體神經衰弱。

甲烷是一種普通的窒息物質，人體如果持續暴露在甲烷含量較高的環境中，會引起意識模糊和窒息。天然氣在空氣中的體積分數大于40%時，如果吸入過量的天然氣會引起缺氧窒息。

（2）裝置危險

在低溫LNG儲罐中，單罐體積一般在60立方米以內，使用臥式絕熱真空粉末、珍珠紗用來填充內外筒。破壞真空是它最大的危險，在真空度降低的過程中，潛在的危險以及儲罐泄露都會造成很大影響。

在LNG撬泵內部，低溫泵很可能由于密封不嚴密造成泄露。在加氣機中，如果直接對汽車進行加氣，一直為軟管連接的接口就很容易出現漏氣現象，或者因為軟管爆裂、接口脫落出現泄露。

（3）生產危害

在運行過程中，LNG很可能因為液位超限而出現泄露，這樣不僅會讓工作人員冷灼傷，還可能引發火災或者大批量泄露。

生產管道開車前必須預冷，如果不預冷或者預冷速度不滿足要求，都可能讓工藝管道閥門出現冷收縮、脆性斷裂，從而引發事故，讓工作人員受傷，甚至出現火災爆炸和大量泄漏。

另外，在加氣工操作中，如果工作人員不注意也很容易導致泄漏，讓工作人員受傷，甚至出現火災爆炸。

（4）自然災害

根據相關調查，對LNG造成危害的因素主要包括：噪音、地震、雷擊與車輛傷害。噪音源于潛液泵；地震作為一種殺傷力極大的災害，對構筑物會造成嚴重的威脅；雷擊不僅會影響建筑物安全，還可能引發爆炸與火災，雖然出現頻率不高，但是作用力非常大；車輛傷害源于加氣站內部車輛，一旦道路沒有明確的安全指標，就很可能造成事故。

二、LNG加氣站需要注意的安全技術

通過對LNG加氣站危險進行分析，在LNG加氣站設計中，既要充分利用現代科學技術，還必須從減小與避免危害出發，確保各項安全。

1.平面布置

為了確保加氣站正常工作，必須根據站外結構，整合風向、地形等一系列因素，對儲罐可能造成影響的危險因素進行處理，并讓其遠離人群密集地和明火場所；儲罐周邊須設置防護堤，它的作用是當出現泄露時，能夠有效控制液體蔓延，將其固定在一定范圍。在設置防火間距時，根據相關規范要求，確定防火間距滿足要求。為了方便車輛出出，加氣站進出口通常會分開設置。為了杜絕與空氣生成新的混合物爆炸，LNG裝置應露天設置，便于泄露的LNG快速擴散、揮發。

2.工藝設計

LNG管路系統，使用最多的是自動超壓放散，并且設置好事故報警、安全放散與快速切斷功能，來保障場站生產安全。同時低溫儲罐還具有緊急切斷的功能，被安裝在液管出入上；一旦出現意外，通過切斷和外界之間的連接，也能在一定程度上避免液體流出。

儲罐除了要設置好安全閥、放空閥、高壓報警燈設施，還必須具有檢測、液位報警等安全設施。進行放空系統集中設置時，放散的低溫天然氣應進行加熱，并且達到常溫狀態再排放。因為，常溫狀態下的天然氣密度較小，所以一旦處于高溫排放狀態，就能迅速四散。在這過程中，為了避免火焰回竄，可以在匯集管末端安裝阻火器，對其進行火焰阻隔，這樣就能保障系統安全。

3.其他設計

站內建筑物，主要有加氣罩棚、站房、防護堤等，根據二級建筑物耐火設計來看，為了滿足規范要求，工藝裝置必須使用甲類進行生產，使用硬化地面。

在電氣設計中，對于潛在爆炸危險或者站內控制區域，應設置應急照明和普通照明。爆炸危險區域內，照明與電氣設備都必須隔爆，使用電線穿鍍鋅鋼管或者鎧裝電纜進行敷設。

在自控設計中，各個檢測區域的濃度除了要達到設定值，還必須保障可燃氣體的報警與發光信號。在LNG連鎖控制與緊急停車裝置中，必須在現場操盤與控制柜中設置切斷按鈕，當事故出現時，啟動緊急按鈕就能切斷閥。

結束語

LNG加氣站作為一項新興技術，我國的LNG還處于初始階段，為了確保LNG能夠安全、高效運行，除了要加大加氣站建設力度外，還必須從安全技術上不斷完善新技術、新工藝，讓LNG得到更加充分、迅速的發展。

[1]杜彥.LNG加氣站幾個關鍵安全技術的研究[D].山東建筑大學,2013.

[2]潘光泉.LNG加氣站的火災爆炸危險性分析及防火防爆設計[J].消防技術與產品信息,2012,(9):3-4.

[3]高欽.LNG加氣站安全設計[J].能源與節能,2012,(7):8-9,12.

[4]董巍,陳君君.LNG加氣站加氣及計量系統的優化設計[J].能源與節能,2014,(2):39-41.