1944年美國俄亥俄州克利夫蘭市的一個調(diào)峰站的LNG儲罐發(fā)生事故,時至今日,LNG安全標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過了一個相當(dāng)漫長的歷程。當(dāng)時,那個LNG儲罐僅僅運行了幾個月就突然破裂,溢出120萬加侖(相當(dāng)于4542m3)的液化天然氣。由于防護堤不能滿足要求而被淹沒,爾后液化天然氣流進街道和下水道。液化天然氣在下水道氣化引起爆炸,將古力蓋拋向空中,下水管線炸裂。部分低溫天然氣滲透到附近住宅地下室,又被熱水器上的點火器引爆,將房子炸壞。很多人被圍困在家中,有些人試圖沖出去,但沒能逃離燃燒的街道和高溫困境。10個小時后,火災(zāi)才得到控制。此次爆炸波及14個街區(qū),財產(chǎn)損失巨大,其中有200輛轎車完全毀壞和136人喪生。
事故調(diào)查小組沒有查明儲罐失事原因,追溯事故發(fā)生的一年前,在該罐交付使用期間,靠近罐底產(chǎn)生了一道裂縫。人們沒有去調(diào)查裂縫的成因,只是對該罐進行了簡單的修補后即投入運行。現(xiàn)在人們認識到,導(dǎo)致該罐失事的原因是內(nèi)罐上某處出現(xiàn)了裂縫,溢出的液體充滿了內(nèi)殼和外壁之間的空間,而且氣化后導(dǎo)致壓力過大。
過去對密閉的空間的設(shè)計與現(xiàn)在不同,沒有采取泄壓措施。另外,過去用來制作內(nèi)罐的材料是3.5%鎳鋼,它不適宜低溫工作,現(xiàn)在通常改用9%鎳鋼。
這起事故對液化天然氣工業(yè)是一個極大的挫折,20年之后,該工業(yè)才得以恢復(fù)。在燃氣工業(yè)中斷的這些年頭,各種研究機構(gòu)和設(shè)備供應(yīng)商作進一步調(diào)查,并開發(fā)丁天然氣應(yīng)用技術(shù)、設(shè)備和材料,在這些領(lǐng)域所取得的重大進步,實際上部分應(yīng)歸功于使低溫工業(yè)受益非淺的美國空間計劃。這些研究成果現(xiàn)在已經(jīng)被世界上幾個正在運行的LNG設(shè)施所證實,并創(chuàng)造了一個史無前例的長達30年的安全紀(jì)錄。
影響設(shè)備和供氣站設(shè)計的安全因素有:
-安全標(biāo)準(zhǔn)
-平面布置
-控制方式
-儲罐
-消防
-停車
1 安全標(biāo)準(zhǔn)
由于那個LNG儲罐的失事,天然氣液化和儲存在第一次商業(yè)冒險中宣告失敗,為滿足調(diào)峰站的需要,燃氣工業(yè)轉(zhuǎn)向LPG。人們對克利夫蘭市災(zāi)難仍然記憶猶新,燃氣工業(yè)迅速制定了LPG設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)。1948年出版了《NFPA 59公用液化石油氣站》,1957年出版了《APl 2510海上和管道終端,天然氣凝縮油廠,提煉廠和罐區(qū)建造液化石油氣裝置的設(shè)計和施工》。
當(dāng)時,盡管技術(shù)已有進步,人們進行了多年的認真研究,但是,LNG設(shè)施設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的安全和技術(shù)性尚需進一步提高。
六十年代初期,人們對LNG重新產(chǎn)生興趣。由美國消防協(xié)會(NFPA)建議并起草了LNG設(shè)施設(shè)計新標(biāo)準(zhǔn)。在這首個綜合性標(biāo)準(zhǔn)里,制定出了液化天然氣的設(shè)計、選址、施工和設(shè)備運行以及液化天然氣的儲存、氣化、輸送和處理的要求。這些要求均包含在《液化天然氣(LNG)生產(chǎn)、儲存和處理標(biāo)準(zhǔn),NFPA59A》中。
《NFPA59A》的編制工作自1960年開始著手進行,并在1967年被美國燃氣協(xié)會(NFPA)正式采納。一年后美國石油協(xié)會(APl)采納了《APl2510A石油終端、天然氣加工廠、提煉廠和其它工廠的LNG裝置的設(shè)計和施工》。
同年美國石油協(xié)會又采納了《附錄QAPl620大型焊接液化天然氣低壓儲罐設(shè)計和施工的推薦標(biāo)準(zhǔn)》,其中論述的低溫應(yīng)用的設(shè)計和選材。
六十年代后期,由于LNG工業(yè)進入一個新的增長期,NFPA標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍需要擴展。人們丌始著手進行《APl2510A》的合并吸收工作,以便重新編氣《NFPA》,1971年的版本是擴展范圍后的第一版。隨后又進行了多次修訂。
詳細評論LNG安全標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不是本文的目的,不過這里仍要提到在NFPA59A十,影響LNG供氣站安全設(shè)計的一些關(guān)鍵因素:
-站場防止LNG溢出和泄漏的措施
-海上運輸和接收的要求
-攔截區(qū)的要求
-儲罐防護堤的要求
-儲罐、氣化器和工藝設(shè)備的間距
-材質(zhì),混凝土種類
-隔熱
-安全泄壓,儲罐赳壓保護
-氣化器,泵和壓縮機設(shè)備
-消防,叫燃氣體檢測和火災(zāi)探測器
-ESD(緊急停工)系統(tǒng)
LNG供氣站的安全原則是預(yù)防、檢測和控制。