液化天然氣（LNG）生產(chǎn)儲(chǔ)存和裝運(yùn)過程安全監(jiān)控系統(tǒng)研究

摘 要：天然氣是一種儲(chǔ)藏在地底下，并且能夠燃燒的氣體，LNG作為一種優(yōu)質(zhì)的液化天然氣，不具有毒性跟腐蝕性，安全性高，是被全世界人們廣泛認(rèn)可的清潔能源。在追求綠色環(huán)保的國際普遍認(rèn)識(shí)下，液化天然氣得到越來越多的認(rèn)可。然而，天然氣作為一種可燃危險(xiǎn)物，生產(chǎn)、存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程的安全問題也不斷受到重視。該文從液化天然氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存、運(yùn)輸各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析，闡述每個(gè)環(huán)節(jié)的特點(diǎn)及安全注意事項(xiàng)，針對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題提出改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞：液化天然氣 安全 監(jiān)控系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：F407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）01（b）-0030-01

LNG英文全稱是Liquefied Natural Gas，也就是液化天然氣，在置身于常壓狀態(tài)之中呈現(xiàn)出氣體狀態(tài)的天然氣，進(jìn)行冷卻處理（將其放置在-162 ℃）之中，轉(zhuǎn)化為液體狀態(tài)。經(jīng)過液化處理之后的天然氣不僅僅能夠縮減儲(chǔ)存空間，此外其還有著較高的熱值與性能。甲烷是LNG的主要組成部分，沒有任何的色彩與異味，當(dāng)前人們?cè)絹碓阶非缶G色環(huán)保，液化天然氣理所當(dāng)然得到了民眾的鐘愛。城市燃?xì)夤咀鳛樘烊粴饨K端銷售方獲益頗豐。該文對(duì)液態(tài)天然氣生產(chǎn)、儲(chǔ)存、裝運(yùn)等環(huán)節(jié)的詳細(xì)運(yùn)行步驟與排除其安全威脅等問題進(jìn)行了系統(tǒng)的分析。

1 液化天然氣（LNG）生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)過程的特點(diǎn)

1.1 液化天然氣（LNG）的生產(chǎn)及其特點(diǎn)

天然氣屬于氣態(tài)化石燃料，主要的成分是甲烷，一般意義上，天然氣是從地下開采出來的，其主要的成分是甲烷，能夠作為燃燒材料使用。石蠟族低分子飽和烴氣體和少量非烴氣體進(jìn)行混合后形成了天然氣，成功開采出天然氣之后，借助相應(yīng)的裝置進(jìn)行加工與處理，然后在經(jīng)過加壓、制冷等一系列的程序使其由氣態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)，液態(tài)天然氣就是這樣形成的。

對(duì)天然氣進(jìn)行液化往往可以通過階式混合制冷工藝、混合階式制冷工藝、膨脹制冷工藝三種方式來實(shí)現(xiàn)。壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、換熱器、分離器、低溫儲(chǔ)罐、低溫泵、低溫槽車等是液化天然氣工廠必備的設(shè)備[1]。因?yàn)橹谱饕夯烊粴獾倪^程實(shí)質(zhì)就是制冷，因此其制造能夠以國內(nèi)制冷行業(yè)中的大企業(yè)為依托。空分制氮（-183 ℃）、制氮（-196 ℃）中眾多技術(shù)都能夠在液化天然氣的制造之中得以運(yùn)用，例如氣體膨脹制冷技術(shù)，壓縮制冷技術(shù)等。此外，我國當(dāng)前擁有的制冷機(jī)械設(shè)施與制造技藝達(dá)到了先進(jìn)行列，例如低溫儲(chǔ)罐、低溫槽車、換冷設(shè)備等。因?yàn)橹评浼夹g(shù)與制冷極其設(shè)備的持續(xù)更新，使得液化天然氣在我國的健康發(fā)展具有一定的物質(zhì)保障。

1.2 液化天然氣（LNG）的存儲(chǔ)及其特點(diǎn)

深冷液體儲(chǔ)罐儲(chǔ)存是進(jìn)行液化天然氣儲(chǔ)存的主要方式，液體儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存條件是雙壁真空粉末絕熱。在正常的條件下，液化天然氣的儲(chǔ)存周期是4 d，每天的蒸發(fā)率在0.6%左右。目前國內(nèi)的低溫儲(chǔ)罐技術(shù)進(jìn)行液化天然氣的儲(chǔ)存已經(jīng)非常成熟，這個(gè)行業(yè)不僅有能力生產(chǎn)大型的低溫儲(chǔ)罐，而且還有很好的效益。應(yīng)當(dāng)值得注意的是，在設(shè)備的先進(jìn)性以及生產(chǎn)工藝的領(lǐng)先性上，國外的液化天然氣方面具備更大的優(yōu)勢，值得我過去學(xué)習(xí)和借鑒。

1.3 液化天然氣（LNG）的裝運(yùn)及其特點(diǎn)

火車和輪船等交通運(yùn)輸方式都是液化天然氣最常見的使用工具。以我國天然氣的市場分布和產(chǎn)量等信息分析，在500～800 km的運(yùn)輸半徑以內(nèi)，最理想的方式是采用汽車槽車運(yùn)輸液態(tài)天然氣。用雙壁真空粉末絕熱技術(shù)在槽車罐體中使用，并且有輸液軟管和操作閥安全系統(tǒng)的配備。而低溫液體槽車則可以使用國內(nèi)生產(chǎn)的產(chǎn)品，因?yàn)橹圃旒夹g(shù)相對(duì)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量可靠。

2 安全監(jiān)控系統(tǒng)在液化天然氣（LNG）生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)過程的作用

安全監(jiān)測系統(tǒng)是一類涵蓋了多學(xué)科多種技術(shù)體系的綜合產(chǎn)品，將這種監(jiān)測技術(shù)結(jié)合實(shí)際加以應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能性表述，即實(shí)際測試，根據(jù)監(jiān)測結(jié)果實(shí)現(xiàn)系列參數(shù)的數(shù)值化確定。

以本液化天然氣工廠（LNG）周界防范系統(tǒng)為例對(duì)安全監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析，其組成主要有以下幾個(gè)部分，即電子巡更系統(tǒng)、全廠視頻監(jiān)視系統(tǒng)、門禁控制系統(tǒng)和全廠圍墻周界防范系統(tǒng)[2]。在重要生產(chǎn)單元和裝置區(qū)都安裝了視頻監(jiān)視系統(tǒng)，比如在重要的生產(chǎn)部位進(jìn)行監(jiān)視，常用的方法是固定式和云臺(tái)式的攝像機(jī)。高性能數(shù)字微波在工廠外部的報(bào)警設(shè)施以及防侵入探測中有所體現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)了圍墻周邊的攝像機(jī)和周圍的數(shù)字微波的互動(dòng)。在安全監(jiān)控系統(tǒng)中，門禁系統(tǒng)和電子巡更系統(tǒng)有重要的作用，對(duì)日常管理和生產(chǎn)巡檢有重要的意義。在液化天然氣的生產(chǎn)過程中涉及的原料大多是易燃易爆的氣體和液體，很容易誘發(fā)火災(zāi)。而在液態(tài)天然氣的生產(chǎn)過程中，隨著規(guī)模的不斷擴(kuò)大，液化天然氣的安全技術(shù)也不斷成熟。

2.1 存儲(chǔ)過程的安全監(jiān)控系統(tǒng)

LNG泄漏是在液態(tài)天然氣的儲(chǔ)存過程中最容易出現(xiàn)的安全問題。因此，為了避免泄露常常采用LNG設(shè)備，比如冷量檢測、火焰監(jiān)測、安全系統(tǒng)檢測和泄漏監(jiān)測等。LNG設(shè)施在出現(xiàn)泄露之后會(huì)有專門的設(shè)施對(duì)防泄漏的系統(tǒng)采取有效地保護(hù)措施。

（1）LNG儲(chǔ)罐。以下是防泄漏系統(tǒng)的組成：防超壓系統(tǒng)、閥門檢查和防過量注射系統(tǒng)。

（2）汽化器。緊急截?cái)嚅y安裝在LNG的進(jìn)口處，因此，出現(xiàn)汽化器的泄露等事故時(shí)，就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)。

（3）LNG泵。緊急截?cái)嚅y和啟動(dòng)截?cái)嚅y能夠進(jìn)行自動(dòng)動(dòng)作的實(shí)施，避免液態(tài)天然氣泄漏，在現(xiàn)場事故檢測和泵泄露檢測中都有重要的意義。

2.2 運(yùn)輸過程的安全監(jiān)控系統(tǒng)

為了確保液化天然氣的泄漏量保持較低水平，需要在運(yùn)輸?shù)母鞫喂苈飞显O(shè)置起截流作用的緊急截?cái)嚅y，其作用是當(dāng)緊急泄漏發(fā)生時(shí)，能及時(shí)阻斷外泄液化氣。除了緊急截?cái)嚅y，還設(shè)置了壓強(qiáng)保護(hù)與泄漏保護(hù)的安全閥部件。對(duì)于單一的LNG設(shè)備，其本身的系統(tǒng)安全性能得到保護(hù)和支持。由于這種本質(zhì)安全的設(shè)計(jì)要求較高，所以LNG在實(shí)際中的火災(zāi)并不常見。當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，以上各類安全保護(hù)裝置便會(huì)發(fā)生聯(lián)動(dòng)反應(yīng)，確保事故中的二次危害或者持續(xù)擴(kuò)大。

2.3 安全監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題及改進(jìn)措施

LNG的實(shí)際生產(chǎn)和裝載，運(yùn)輸環(huán)境特殊，其安全監(jiān)控過程包含了是三個(gè)階段，在LNG的壓縮階段，液化階段，以及存儲(chǔ)階段。這些工藝安全性能要求自身具備較強(qiáng)可靠性，除此以外，還應(yīng)配備較健全的監(jiān)控手段，例如，工藝過程的實(shí)際控制智能系統(tǒng)，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)檢測的安全儀表系統(tǒng)等。這些附帶設(shè)備能確保整套工藝體系的本質(zhì)安全。如果液化天然氣的相關(guān)工廠內(nèi)部出現(xiàn)了一系列的危險(xiǎn)，安全監(jiān)控系統(tǒng)將聯(lián)動(dòng)個(gè)安全檢測部件進(jìn)行危險(xiǎn)源的定位并將檢測情況反饋至管理人員端口，將人工管理人員的工作室進(jìn)行危險(xiǎn)警報(bào)啟動(dòng)。廠區(qū)攝像機(jī)配合警報(bào)時(shí)機(jī)切換至危險(xiǎn)檢測模式，并選擇在有必要時(shí)，自發(fā)的對(duì)工廠工作人員進(jìn)行語音提醒和指示，從多個(gè)方面進(jìn)行綜合安全防護(hù)建設(shè)。

3 結(jié)論

天然氣作為清潔能源越來越受到廣大使用者的廣泛關(guān)注，其生產(chǎn)、存儲(chǔ)和運(yùn)輸過程的安全問題也不斷受到重視。安全監(jiān)控系統(tǒng)在整個(gè)過程所起的作用是舉足輕重的，相關(guān)單位必須嚴(yán)格執(zhí)行，方能長治久安。

參考文獻(xiàn)

[1]LNG的基本知識(shí)[R]http：//www.docin.com/p-409286304.html.

[2]宋東曰.安全監(jiān)控系統(tǒng)在液化天然氣工廠（LNG）的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2013（11）：11-12.