LNG儲罐泄漏事故危險分析及控制范圍

LNG作為一種清潔能源，正在地被和利用。隨著(zhù)LNG終端(LNG接收站)的不斷發(fā)展，人們對LNG泄漏的潛在威脅的關(guān)注度也越來(lái)越高。接收的LNG一般通過(guò)大型的低溫儲罐儲存。LNG儲罐按照對液體和蒸氣封閉系統的力學(xué)承載方式主要分為單容罐、雙容罐、全容罐和薄膜罐，其中全容罐具有兩個(gè)力學(xué)承載層，是我國目前投入運行的接收終端的主要儲罐類(lèi)型。

氣具有易燃易爆的危險特性，同時(shí)液化后氣的儲存溫度較低，體積為氣態(tài)時(shí)的1/600。近期廣西某液化氣項目計劃建設4臺單罐容積為160000m3的全容罐，內罐直徑為80m，內罐高度為35.65m，外罐內徑為82m，外罐高度為38.5m，這種大型的低溫儲罐一旦發(fā)生大的泄漏事故，將會(huì )造成嚴重的后果。因此LNG儲罐泄漏事故后果，確定LNG儲罐事故影響區域對LNG接收站的規劃布局和管理具有重要的意義。

1、LNG危險因素辨識

LNG的火災危險性為甲類(lèi)，LNG的主要危險性源自它的低溫（-162℃)、易燃性、蒸氣擴散性及窒息性。LNG儲罐可能發(fā)生泄漏事故、火災事故以及爆炸事故。

液化氣一旦從儲罐或連接的管道及閥門(mén)泄漏，一小部分立即氣化成蒸氣，泄漏到地面氣化后與周?chē)目諝饣旌铣衫湔魵忪F，在空氣中冷凝形成白煙，再稀釋受熱后與空氣形成爆炸性混合物。形成的爆炸性混合物若遇到點(diǎn)火源，可能引發(fā)火災及爆炸。

2、LNG儲罐泄漏事故辨識

LNG儲罐泄漏事故后形成的冷氣體在初期比周?chē)諝鉂舛却?，易形成低溫云層產(chǎn)生層流。泄漏的LNG的氣化量取決于土壤、大氣的熱量供給，剛泄漏時(shí)氣化率很高，一段時(shí)間以后趨近于一個(gè)常數，這時(shí)泄漏的LNG就會(huì )在地面上形成一種液流。若無(wú)圍護設施，則泄漏的LNG就會(huì )沿地面擴散。

儲罐LNG大量泄漏到地面上形成液池后，立刻被點(diǎn)燃會(huì )產(chǎn)生早期池火災；如果LNG蒸氣云被點(diǎn)燃可能會(huì )發(fā)生閃火并引發(fā)晚期池火災。

對事故進(jìn)行合理的定量分析，需要合理定量LNG儲罐泄漏事故場(chǎng)景，選取的事故較好具有代表性。

確定事故危險區域的方法有多種，主要有依據端事故后果確定風(fēng)險區域，依據較大設想事件確定風(fēng)險區域，依據風(fēng)險評估確定風(fēng)險區域。從端情況來(lái)說(shuō)，LNG儲罐事故的較嚴重后果就是在較惡劣的天氣條件下，所有設施失效，發(fā)生儲罐物料泄漏事故，而實(shí)際上可能性很小。對于即將進(jìn)行開(kāi)工建設的LNG儲罐，比較合理的做法是依據較大設想事件確定風(fēng)險區域，確定假設場(chǎng)景。

對于LNG儲罐泄漏事故后果定量分析，給出了對儲罐不同威脅類(lèi)型所對應的較大設想事件。這是近20位行業(yè)專(zhuān)家在一次LNG儲罐事故危害辨識會(huì )議上確定的，雖然這些假想事件在現實(shí)中還發(fā)生過(guò)，但是對于LNG儲罐風(fēng)險區域進(jìn)行定量分析具有很大的指導意義。

LNG儲罐的內部壓力控制在允許的范圍之內，罐內壓力過(guò)高或出現負壓，對儲罐來(lái)說(shuō)都是潛在的危險。影響儲罐壓力的因素很多，諸如熱量進(jìn)入引起液體的蒸發(fā)、充注期間液體的閃蒸、大氣壓下降或錯誤操作，都可能引起罐內壓力上升。另外，在以非?？斓乃俣冗M(jìn)行排液或抽氣、充注的液體溫度過(guò)低時(shí)，也有可能使罐內形成負壓。LNG儲罐應具有罐內壓力控制裝置，以罐內壓力處于允許范圍之內。除此之外，儲罐還配備有壓力閥和真空閥。壓力閥防止儲罐出現超壓，真空閥能感受當地的大氣壓，以判斷罐內是否出現真空，產(chǎn)生負壓。

LNG儲罐的壓力閥和真空閥與罐體之間還需設置有一個(gè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)的截止閥，以便閥的檢修。排氣裝置還應充分考慮在火災情況下如何進(jìn)行排放。對于雙層壁結構的儲罐，為了防止內罐損壞內LNG泄漏至內、外罐壁之間的絕熱層，外罐設置有足夠的排氣裝置。排氣通道的截面積需要根據儲罐容量來(lái)確定，NFPA59A規定不得少于0.0034c/kg，但不超過(guò)20%；外罐排放裝置的工作壓力不得超過(guò)外罐的設計內壓和內罐的設計外壓中的任何一個(gè)壓力。