1 前言
自從LNG(液化天然氣)制成以來，由于LNG的特殊優(yōu)勢(shì)，在世界范圍內(nèi)獲得了廣泛的應(yīng)用。上世紀(jì)末以來，我國(guó)的LNG技術(shù)研究及應(yīng)用發(fā)展較快，隨著中原油田、新疆廣匯LNG生產(chǎn)工廠的建成投用，國(guó)內(nèi)的LNG供氣站已有幾十個(gè)，現(xiàn)在廣東、福建LNG接收基地項(xiàng)目正在緊鑼密鼓的實(shí)施，為今后我國(guó)LNG的較大規(guī)模應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的供應(yīng)基礎(chǔ)。
??? 由于我國(guó)目前還沒有相應(yīng)的LNG技術(shù)設(shè)計(jì)、防火規(guī)范，對(duì)LNG某些深層次的技術(shù)問題研究不深，LNG站建成后，如何實(shí)施有效地管理和控制，保證LNG站的安全運(yùn)行，成為擺在我們?nèi)細(xì)夤ぷ髡呙媲暗男抡n題。本文結(jié)合淄博LNG站的管理實(shí)例，談?wù)剬?duì)此問題的看法。
2 實(shí)施LNG站安全技術(shù)管理的理論依據(jù)及基礎(chǔ)
2.1 LNG的固有特性和潛在的危險(xiǎn)性
2.1.1 LNG的固有特性
??? LNG的主要成份為CH4，常壓下沸點(diǎn)在-162℃左右，氣液比約為600:1。其液體密度約426kg/m3，此時(shí)氣體密度約1.5kg/m3。爆炸極限為5%-15%(體積%)，燃點(diǎn)約450℃等等。LNG項(xiàng)目具有投資少、見效快、供氣方式靈活，冷能利用范圍寬泛等優(yōu)點(diǎn)。
2.1.2 LNG潛在的危險(xiǎn)性
??? LNG雖是在低溫狀態(tài)下儲(chǔ)存、氣化，但和管輸天然氣一樣，均為常溫氣態(tài)應(yīng)用，這就決定了LNG潛在的危險(xiǎn)性：
??? (1) 低溫的危險(xiǎn)性：人們通常認(rèn)為天然氣的密度比空氣小，LNG泄漏后可氣化向空氣飄散，較為安全。但事實(shí)遠(yuǎn)非如此，當(dāng)LNG泄漏后迅速蒸發(fā)，然后降至某一固定的蒸發(fā)速度。開始蒸發(fā)時(shí)其氣體密度大于空氣密度，在地面形成一個(gè)流動(dòng)層，當(dāng)溫度上升至約-110℃以上時(shí)，蒸氣與空氣的混合物在溫度上升過程中形成了密度小于空氣的“云團(tuán)”。同時(shí)，由于LNG泄漏時(shí)的溫度很低，其周圍大氣中的水蒸氣被冷凝成“霧團(tuán)”，然后，LNG再進(jìn)一步與空氣混合過程完全氣化。LNG的低溫危險(xiǎn)性還能使相關(guān)設(shè)備脆性斷裂和遇冷收縮，從而損壞設(shè)備和低溫灼傷操作者。
??? (2) BOG的危險(xiǎn)性：雖然LNG存在于絕熱的儲(chǔ)罐中，但外界傳入的能量均能引起LNG的蒸發(fā)，這就是BOG(蒸發(fā)氣體)。故要求LNG儲(chǔ)罐有一個(gè)極低的日蒸發(fā)率，要求儲(chǔ)罐本身設(shè)有合理的安全系統(tǒng)放空。否則，BOG將大大增加，嚴(yán)重者使儲(chǔ)罐內(nèi)溫度、壓力上升過快，直至儲(chǔ)罐破裂。
(3) 著火的危險(xiǎn)性：天然氣在空氣中百分含量在5%-15%(體積%)，遇明火可產(chǎn)生爆燃。因此，必須防止可燃物、點(diǎn)火源、氧化劑(空氣)這三個(gè)因素同時(shí)存在。
(4) 翻滾的危險(xiǎn)性：通常，儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG長(zhǎng)期靜止將形成兩個(gè)穩(wěn)定的液相層，下層密度大于上層密度。當(dāng)外界熱量傳入罐內(nèi)時(shí)，兩個(gè)液相層自發(fā)傳質(zhì)和傳熱并相互混合，液層表面也開始蒸發(fā)，下層由于吸收了上層的熱量，而處于“過熱”狀態(tài)。當(dāng)二液相層密度接近時(shí)，可在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，使罐內(nèi)壓力急劇上升，這就是翻滾現(xiàn)象。
2.2 LNG站工藝設(shè)計(jì)的合理性和全面性
2.2.1 LNG站應(yīng)有合理的工藝流程
目前我國(guó)已建成的LNG站規(guī)模不一，供應(yīng)用戶有民用戶，也有工業(yè)用戶，但采用的幾乎都是日本的工藝流程，見圖1。
從上述工藝流程圖中可以看出，為保證LNG儲(chǔ)罐中的LNG輸出時(shí)保持一定的動(dòng)力，設(shè)置了LNG增壓器(也可以設(shè)置LNG低溫泵)。南方地區(qū)如果冬季最低氣溫在10℃以上，可以不設(shè)水浴氣化器，直接利用空浴氣化器即可輸出符合要求的天然氣(NG)，建設(shè)費(fèi)用也相應(yīng)降低。實(shí)踐證明，該工藝流程完全符合我國(guó)LNG站的運(yùn)行實(shí)際。
2.2.2 LNG站應(yīng)有完善的運(yùn)行功能(措施)
??? 本人認(rèn)為，不論是工業(yè)用LNG站還是民用LNG站，不論是日常供氣還是調(diào)峰供氣，不論規(guī)模、容量大小，LNG站都應(yīng)有以下較完善的使用功能(措施)：卸車功能、儲(chǔ)存功能、LNG儲(chǔ)罐增壓功能、氣化功能、氣化器組相互切換功能、BOG釋放接收功能、緊急情況安全放空功能、異常情況緊急切斷功能、LNG泄漏(溢出)后的處理功能等，還應(yīng)具有LNG裝車功能，以保證異常情況LNG的導(dǎo)出和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)需要。要據(jù)實(shí)際情況考慮是否設(shè)計(jì)BOG再液化系統(tǒng)。目前國(guó)內(nèi)有些LNG站運(yùn)行功能就不完善，這將為今后LNG站的安全技術(shù)管理留下隱患。
