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液化天然气常见安全问题及相关措施

热度0票  浏览0次 时间:2021年9月13日 09:13
(嘉兴市嘉通新能源股份有限公司,浙江 嘉兴 314000)
摘. . 要:随着人们生活水平的提高,液化天然气使用较多并广泛应用于各个领域,尽管液化天然气的使用会人们带来了一定的便利,但从本质上来说液化天然气是一种化石能源,在开采、加工、运输、储存以及使用过程中都会存在安全隐患,一旦发生问题将会造成无法弥补的后果。
关键词:液化天然气;储运;安全技术;管理措施
引言
众所周知,石油是经过漫长生成时间而形成的自然资源,逐渐被人类发现而广泛开采。但是它是不可再生的资源,随着开采量的逐年增加,全球石油储备逐渐减少,寻找代替石油的新型能源已经迫在眉睫,而天然气的使用逐渐得到人们重视和关注。经过多年的发展,我国天然气产业在勘探、开发、销售以及应用等方面,已经取得良好的效果。但是,由于其特殊的组成成分,液化天然气在储存和运输过程中,如果不按照相关规程操作,会对相关工作人员和单位造成严重威胁。
因此在天然气使用过程中,要重视安全及管理要点,特别要重视液化天然气储运的安全问题,能够减少安全事故的发生。
1. 液化天然气所具有的重要特征
1.1 易燃特征
甲烷是易燃气体,并且在加压液化后仍然具有易燃性。甲烷在-160 ℃左右环境中能够以 0.3 m/s 燃烧,体积比约为 6% 至 13%。当周围空间足够大时,液化天然气及其 BOG 只会发生燃烧而不会发生爆炸。但是,在液化天然气接触火源燃烧过程中,前期燃烧速度较慢,随着时间推移火势逐渐蔓延,发生燃烧的区域增加,与氧气的接触面积也逐步增大。当液化天然气在燃烧时,周围空间环境满足不了火势蔓延的发展,液化天然气就会与空气混合在一起,就容易满足爆炸条件而发生安全事故。
1.2 低温特征
天然气在常压下的沸点约为-160℃,因此在小于-160℃时为液态,常温常压下为气态。尽管在低温条件下能够存储天然气,但在运输和使用过程中较为不便,也就是说所有操作都必须在低温条件下进行,一方面低温条件较为严格,另一方面会导致运输成本提高。另外,如果处理液化天然气,则需要提供小于 -160℃的低温环境,并且需要相关设备、工作环境和管道材料,由于在超低温下进行作业,需要设备和材料能够保持良好的性能,以避免由于加工过程中材料设备不适应低温而引起的诸如收缩、硬化甚至断裂等故障,防止天然气发生泄漏。最后,在储运过程中需要能够持续提供低温条件的设备,目前一般采用液化天然气储罐是 BOG 储罐,在超低温条件下,BOG 储罐的零件或储罐发生热胀冷缩的现象,因此要重视 BOG 储罐竞争零件或罐体的体积变化,以保证天然气的安全储运。
1.3 快相变特征
如前文所说,在小于 -160℃时天然气为液态,但是在与周围介质发生接触后,就会从液态瞬间变为气态,即具有快相变特征,因此这种液态很不稳定。根据生活常识,在两种表面温度相差较大的介质相互接触时,当两种介质的沸点相差 100 倍以上时,温度较低的介质会迅速升温,而温度较高的液体在接触低温介质后,会瞬间降温并产生大量水蒸气,发生类似于向烧红的铁片上泼水的现象。液化天然气泄漏时,就会与空气中的水蒸气相接触,此时就会发生相变。特别是当液化天然气流入水中时,两种温差巨大的液体会产生极强的对流换热,产生的热量如果在有限空间内无法传递出去,就会产生剧烈的爆炸事故。
2. 液化天然气的储运
2.1 液化天然气的存储
①地上储罐:通常是由两层构成,外层一般是碳钢壳,内层是 9%的含镍钢板,在两层中间添加珍珠岩等绝热材料。②地下储罐:一般是在地下深挖得到,由钢板等材质作为内层,外部使用钢筋混凝土覆盖填充,该类型储罐使用较多。③半地下储罐:这种类型的储罐使用也较多,具有地上储罐和下部储罐的优点。一般也是由两层构造,内层由 9%的含镍钢板制成,外层充满高强度混凝土。由于钢筋混凝土的加强作用,这类储罐不需要另外加设护堤。 ④地下洞穴储罐:
这类储罐建设对地质构造要求较高,并且需要合适的地理位置建设地下洞穴储存,其中有些是天然形成,还有一部分属于人工建造。
2.2 液化天然气的运输
①槽车运输:在早期液化天然气主要以罐车的形式进行运输。通过槽车将液化天然气直接运输到用户手中,就有重要的现实意义。但槽车运输方式只适合短距离、运输量小的情况。随着我国公路和铁路的飞跃发展,槽车运输天然气不仅会在运输距离和运输量方面有所提升,其运输方式也将会发生重大变革。②船舶运输:也就是我们所说的船运。船舶运输自古至今都是一种极其重要的运输方式,具有运输量大、运输距离长、安全性高以及较为灵活的特点,目前应用较多并得到人们的重视。目前我国航运技术不断发展,能够减少液化天然气运输过程中的成本和安全事故,船舶运输也表现出强有力的发展后劲。③管道运输:管道运输是相对安全和实用的运输方式,但在使用过程中可能会收到材料特性以及周边环境的影响,需要考虑到铺设成本和管道老化的问题,虽然管道运输存在一定的弊端,但目前也是液化天然气的重要运输方式之一。
3. 液化天然气储运的安全问题及管理措施
3.1 加强液化天然气的管理力度
液化天然气是一种加工材料,其性质更加不稳定,在储存和运输过程中更容易发生事故,一旦事故发生就会造成不可挽回的损失,严重时还会威胁相关工作人员生命安全。在进行走访和调查过程中,很多居民虽然在日常生活中经常使用液化天然气,但是对其性质和可能发生的危害基本不了解,因此在生活环境中液化天然气成了一种潜在的危险。同样对于液化天然气的工作人员来说,他们在工作和运营中没有充分了解液化天然气的知识,同样忽视了液化天然气的潜在危险。因此,必须加强液化天然气的监督管理工作,加强居民和相关安全人员的安全意识。例如,对于大多数居民,有关部门应定期举行液化天然气安全知识讲座;对液化天然气储运人员,可以制订天然气使用方法和说明的册子,并将印刷好的手册发放,监督相关工作人员进行学习。
3.2 储运材料的合理选择
液化天然气需要的储运条件较高,需要维持低温高压的状态,但是在实际储存运输过程中,会受到运输方式、震动以及周边环境的影响,进而影响到液化天然气的储存温度,当储运罐或者 BOG 储罐温度升高时,液化天然气可能会发生泄漏,当液化天然气在狭小密闭的空间与空气混合,到达爆炸极限后遇到明火,就容易发生爆炸事故,因此用于储存和运输液化天然气的设备材料非常重要,选用的材料在高温或低温下不易发生形变,运输过程中受外界影响较小,不能产生较大的温差变化,防止液化天然气发生泄漏;当采用运输槽车时,一般多采用抽真空方式保持隔热性能,并且搭配多功能复合绝热材料,这样能够降低运输成本并表现良好的作用效果。
结语
综上所述,研究液化天然气储运的安全问题和管理措施是必要且可行的。由于液化天然气具有易燃特征、低温特征、快相变特征,因此在储存和运输过程中会存在很多潜在的危险,所以,如何完善和创新液化天然气储运,使其发生泄漏以及其他事故的可能性降到最低,是当前液化天然气运输业面临的极大挑战。
参考文献:
[1] 矫德仁 . 试论液化天然气储运的安全技术及管理 [J]. 化工管理,2019(26):86-87.
[2] 王兴军 . 液化天然气的储运问题与安全技术管理探讨 [J]. 石化技术,2018,25(12):157.



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