LNG安全管理 - 副本

1、LNG安全管理,LNG 简史,1,LNG站安全设计标准,3,LNG加气站的安全运营,4,LNG事故案例分析,5,LNG 特性与危害,2,一、LNG简史,LNG就是液化天然气（Liquefied Natural Gas）的简称，是一种无色液体，主要成分是甲烷，可能还含有少量的乙烷、丙烷、氮等。其原料气通常是天然气或煤层气。 （GB/T19204-2003) 19世纪英国物理学家迈克尔法拉第首次在实验室制备LNG； 1873年卡尔文林德制造了第一台压缩制冷设备； 1917年美国西弗吉尼亚，第一座LNG试验工作建成； 1941年，美国俄亥俄州的克里夫兰，第一座商业化LNG工厂建成； 1959年世界上

2、第一首液化天然气运输船“甲烷先锋号”投入使用； 至今，LNG贸易量已占世界出口天然气总贸易量的27。,一、LNG简史,1845 英国物理学家：麦可法拉第 (Michael Faraday 1791 - 1867) 1823 法拉第通过液化氯气实验证明“气体是可以物理转化为液体” 主要成就：发现电磁场、电流,为什么要发展LNG?,能量密度大，便于储存和运输； 储运效率高，占地少，投资相对小； 密度小，储存压力小，更加安全； 组分纯净、燃烧完全、排放清洁； 机动灵活，不受管网制约。,一、LNG简史,1964年9月27日，阿尔及利亚的世界上第一座LNG工厂建成投产。同年，第一艘载着12000吨LNG

3、的船驶往英国，标志着世界LNG贸易的开始。1970年，利比亚成为非洲第一个LNG生产与出口国，其目标市场是西班牙。文莱是亚洲第一个LNG生产国。全球 LNG市场发展自2005年以来已增加 20%，2008年的产值达到2400亿美元，其贸易所占的比例已达到 29%。专家预计全球LNG年产量在2020年前超过5亿吨，相当于7000亿立方米。 出口国家：印度尼西亚、阿尔及利亚、马来西亚、文莱、澳大利亚、利比亚、卡塔尔、美国等国，年生产能力9000万吨/以上； 进口国家及地区：日本、法国、西班牙、比利时、土耳其、韩国、美国及中国台湾、中国大陆等,一、LNG简史,中国天然气利用极为不平衡，天然气在中国能

4、源中的比重很小。尽管还没有形成规模，但是LNG的特点决定LNG发展非常迅速。可以预见，在未来10-20年的时间内，LNG将成为中国天然气市场的主力军。2007年中国进口291万吨LNG，2007年进口量是2006年进口量的3倍多。2008年1-12月，中国液化天然气进口总量为3,336,405吨。2009年1-12月，中国液化天然气进口总量为5,531,795吨。按照中国的LNG使用计划，2020年国内生产能力将达到2400亿立方米。,一、LNG简史,一、LNG简史,中国制造的第一艘液化天然气(LNG)船,一、LNG简史,LNG 供应链,天然气采集,一、LNG简史,LNG 供应链,液化基地：

5、气体处理装置 液化装置 LNG储罐 装船设备,一、LNG简史,LNG 供应链,LNG 低温液化天然气半挂槽车,一、LNG简史,LNG 供应链,接收基地： 卸气设备 LNG储罐 气化设备,一、LNG简史,LNG的生产,LNG的生产,LNG的生产分成：原料天然气预处理、净化、储运及装运等步骤。,一、LNG简史,阶段循环制冷； 混合式或称多组分）制冷； 膨胀压缩制冷。,LNG液化技术,一、LNG简史,二、LNG 特性与危害,LNG基本的物理特性,LNG 物理对比,二、LNG 特性与危害,LNG 主要危害,火灾危害 Fire Hazard 物理爆炸 Rapid Phase Transitions 冷冻

6、危害 Cryogenic Hazard 窒息危害 Asphyxiation Hazard,甲烷,-162oC,1/600 压缩比,二、LNG 特性与危害,火灾危害,LNG 池状式火灾 Pool Fires,热辐射!,池火灾的破坏主要是热辐射, 如果热辐射作用在容器和设备 上,尤其是液化气体容器, 其 内部压力会迅速升高, 引起容 器和设备的破裂; 如果热辐 射作用于可燃物, 会引燃可燃 物; 如果热辐射作用于人员, 会引起人员烧伤甚至死亡。,二、LNG 特性与危害,火灾危害,LNG 闪炎式火灾 Flash Fires LNG 不断气化 气体温度仍然较低，比空气重 可见的气化范围约相等于可燃烧范

7、围 随风向扩散 不可用味觉测度LNG有否泄漏 遇火种被点燃回燃至液态泄漏点 形成 LNG 池状式火灾,-113oC!,二、LNG 特性与危害,火灾危害,LNG 蒸气团式爆炸Vapor Cloud Explosions,相对密封空间!,二、LNG 特性与危害,LNG 火灾,与普通的火灾有较大的差别，常用的救火方法可能会引至更大的火灾，及造成人命损失 最重要是造好预防措施，避免产生泄漏事故 首先是先切断泄漏，才扑灭火灾 必须设置适当的阀门，方便尽快切断泄漏 避免LNG可以储定在两个阀门之间 由于LNG易于挥发，集液池的面积应尽量小,二、LNG 特性与危害,LNG 火灾,应使用高倍数泡沫，以减少LN

8、G的挥发及着火的机会 如在集液池内LNG发生火灾，切勿用水救火，应防止火势漫延。消防用水应尽量避免流进集液池 LNG储罐附近的火灾，在间距以外的，除特别大火外，不会对储罐造成严重的影响。但要特别留意储罐的支撑,二、LNG 特性与危害,二、LNG 特性与危害,物理爆炸,大量的 LNG 泄漏在水面上 LNG 接触水面吸热后高速膨胀，导致物理爆炸(RapidPhase ransition) 遇没有被点燃，爆炸只会是局部性，影响较少,二、LNG 特性与危害,冷冻危害 & 窒息危害,LNG 气化后体积等于液体的600倍 气化云雾团内空气含量较低，产生窒息危害 冷冻危害 皮肤和呼吸系统冻伤, 呼吸困难，体

9、温降低,二、LNG 特性与危害,低温：由于液化天然气在泄漏或意外排放中，以 致蒸发转化为天然气时，其温度还处于低温的状 态，天然气的低温温度及危险性，会使外围相关 设备遇冷收缩、变脆性或断裂，从而损坏设备做 成更大的破坏或洩漏。其低温之温度，也会使外 围的操作者，造成皮肤和呼吸系统低温灼伤及身 体温度过低后果。,二、LNG 特性与危害,二、LNG 特性与危害,二、LNG 特性与危害,LNG蒸气云扩散图片,三、LNG站安全设计标准,LNG站安全设计概念,法例/标准,关键安全条件 (Critical Safety Conditions),三、LNG站安全设计标准,防止及控制LNG泄漏,须要有防止和

10、控制LNG泄漏的措施，以保护周边的重要设施，建构筑物和给排水系统 围堰最少体积为 V: V = 单罐容量 (当围堰内只设单罐) V = 单一最大罐容量 (当围堰内设多于一个储罐，以及围堰内有设置防止因低温或火灾影响邻罐泄漏的装置) V = 所有储罐总容量 (当围堰内设多于一个储罐，以及围堰内没有设置防止因低温或火灾影响邻罐泄漏的装置) 应禁止使用密闭式的排水系统,三、LNG站安全设计标准,消防系统,LNG站所有设施均必须配置相关消防系统。 相关消防系统的保护程度必须由防火工程原理，现场条件，LNG设施的危害性和对周边相邻设施的危害性综合考虑和评估来确定。,三、LNG站安全设计标准,消防系统,评

11、估必须包括以下事项: 监测与控制LNG, 易燃冷媒和可燃气体的火灾和泄漏的设备的种类、数量和位置。 火灾对LNG设施和建构筑物产生不利影响的有效保护方法 消防水系统 灭火和火灾控制设备 能自动启动紧急停止装置的探头的种类和位置 个人防护装置,三、LNG站安全设计标准,火灾与泄漏控制,根据防火工程原理评估的结果，在潜在泄漏与发生火灾的地点必须有适当的监测系统。 监测系统如: 低温报警系统、可燃气体报警系统和消防报警系统,必须落实维护保养计划!,三、LNG站安全设计标准,紧急停止装置,LNG设施须要配备紧急停止装置。 其功能必须包括: 隔离或切断LNG、易燃液体、易燃冷媒或可燃气体的供应源。 停止

12、相关设备的功能 紧急停止装置应该为失效安全型。手动启动装置最少与其控制的设备距15米。启动装置须有正确及清晰的标示。,三、LNG站安全设计标准,安全距离,储罐安全距离 储罐总容量大于265立方米，围堰边缘或罐区排水系统与建构筑物最少距离为: 储罐的0.7倍但不能少于30米 (表 2.2.4.1) 储罐总容量大于265立方米，储罐之间的最少距离为: 相邻储罐直径之和的1/4但不能少于1.5米,三、LNG站安全设计标准,安全距离,气化器安全距离 气化器自带热源: 15米 (距围堰，易燃液体及其储存，处理和管道设施) 气化器不带热源或自然气化器: 可设于围堰内 生产设施安全距离 生产设施内有 LNG

13、, 冷媒, 可燃液体/气体: 15米(距明火源，控制室和建构筑物),三、LNG站安全设计标准,安全距离,LNG 装卸安全距离 LNG 卸车连接点: 15米(距明火源，生产设备，储罐等重要设备),三、LNG站安全设计标准,1、LNG加气站的基础知识 工艺流程,LNG加气站主要工艺流程一般包括卸车流程、升压流程、加气流程以及卸压流程等四部分。站内主要危险区域是低温储罐区、低温泵罐区、加气区及输气管线。,三、LNG站安全设计标准,LNG贮罐LNG泵售气机LNG车载瓶,泄压流程,LNG贮罐安全阀（泄压）加热器放空管,LNG槽车卸气口LNG泵LNG贮罐,LNG贮罐LNG泵LNG汽化器LNG贮罐（液相）,

14、1、LNG加气站的基础知识 工艺流程,四、LNG场站的安全运营（基本要求）,安全生产，人人有责，全站员工必须坚持华润燃气“安全第一，预防为主、以人为本、 关爱生命”的安全方针。 LNG场站安全管理的基本要求： 1）防止LNG泄漏与空气形成可燃的爆炸性混合物； 2）在储罐区、气化区、卸车台等可能产生天然气泄漏的区域均设置可燃气体浓度监测报警装 置； 3）消除引发燃烧、爆炸的基本条件,按规范要求对LNG工艺系统与设备进行消防保护； 4）防止LNG设备超压运作和超压排放； 5）防止LNG的低温特性和巨大的温差对工艺系统的危害及对操作人员的冷灼伤。,四、LNG加气站的安全运营,储罐进出口紧急切断阀,B

15、OG系统（减压阀）,LNG站的安全设施,自增压系统（增压阀）,系统急停装置,压力、液位等报警装置,消防系统,储罐、管道的安全放散阀,四、LNG加气站的安全运营（管理措施）,四、LNG加气站的安全运营（事故处理及预防）,四、LNG加气站的安全运营（事故处理及预防）,1、储罐压力过高,可能出现的原因和处理方法： (1)压力表失灵应更换压力表； (2)LNG充装时槽车压力太高应及时泄压； (3)储罐自增压操作控制不好应检查阀门是否关闭严实； (4)储罐保冷性能下降应与厂家联系，抽真空等。,2、罐体冒汗结霜,可能的是真空度受到破坏，应联系LNG储罐生产商，检查LNG储罐 的真空度是否受到破坏，或是否有

16、其它影响储罐绝热性能的故障的 发生，并根据具体情况进行处理。,四、LNG加气站的安全运营（事故处理及预防）,3、安全阀起跳,分析安全阀超压起跳的原因，若是LNG储罐安全阀起跳，应及时手动放空，加速泄压，并分析超压原因；若是管路系统安全阀起跳应及时打开上下游阀门，平衡压力。问题处理完毕，建议重新调校安全阀。关闭安全阀根部阀，将安全阀拆下，送安全阀检验所进行校验。校验合格后将安全阀装上，打开安全阀根部阀，投用安全阀。,4、低温法兰泄露,将泄漏的法兰进行紧固，若紧不住则关闭该泄漏法兰的上下游阀， 泄压且温度升至常温后更换垫片，重新紧固后试压，直到不漏为止。,四、LNG加气站的安全运营（事故处理及预防

17、）,5、低温阀门泄露,低温阀门泄漏是阀门密封面损坏造成的，由于低温阀门大多是软密封结构，可以先用F扳手加力紧，若仍泄漏则需更换四氟密封垫，仍泄漏则可能是阀座损坏，需更换阀门。 低温阀门外漏分法兰泄漏和阀杆填料泄漏两种，一般采用紧固的方法处理，或者更换填料。,6、气动阀失灵,检查气体压力是否过低，压力不足需调整压力；若电磁阀故障应检 修电磁阀。检查电磁阀电压是否正常，若电压低查明原因进行修理。,四、LNG加气站的安全运营（事故处理及预防）,四、LNG加气站的安全运营（安全防护用品）,防静电鞋,配安全帽式防护面罩,蓝色防静电工装,低温防冻手套,LNG加气站劳动防护用品,四、LNG加气站的安全运营（

18、卸车操作）,结束,四、LNG加气站的安全运营（卸车注意事项）,注意事项 （一）槽车站内速度不超过5Km/hr； （二）槽车罐充装压力（增压器压力）控制在0.6Mpa10%； （三）储罐内压力严禁超限高于0.4 Mpa； （四）下列情况下不得卸车： （1）站内有动火作业； （2）雷雨天气； （3）站内有漏气现象； （4）站内其他不安全因素； （五）槽车无安全保护设施不得进入站区（防火帽、接地链等）； （六）卸车期间不得移动车辆、维护保养车辆； （七）卸车期间必须有人职守巡查； （八）防止漏液冻伤； （九）有其他重大危险情况按应急方案处理。,四、LNG场站的安全运营（加液操作）,四、LNG场站的安

19、全运营（加液注意事项）,加液注意事项,四、LNG加气站的安全运营（卸车注意事项）,3,2,1,1,要落实安全管理机构和责任人； 要落实安全岗位责任制； 要落实各项安全管理制度及操作规程。,特种设备要有注册登记证； 管理人员和操作人员要取得作业人员证。,要在检验有效期届满前一个月主动申报定期检验。,要建立有效的特种设备事故应急措施和救援预案，并开展演练。,对LNG储罐等特种设备的使用管理要求“3211”,两有证,三落实,一预案,一检验,五、LNG事故案例分析,克里夫兰 (美国) 1944年10月20日,东俄亥俄州燃气公司(East Ohio Gas Company) 1941年建成第二个LNG设

20、施(第一个于1939落成) 1944进行扩建工程，增建LNG储罐 由于当时受到第二次世界大战影响，缺乏镍合金，新建储罐只用含镍3.5%的合金 储罐泄漏形成可燃气体云雾团，扩散至周边街道和排雨水系统 在排雨水系统被点燃 爆炸燃烧范围接近1平方英里 造成民居128 人死亡，225人受伤，无家可归680人。摧毁79个家庭，2座工厂，217辆小汽车。,五、LNG事故案例分析,五、LNG事故案例分析,纽约 (美国) 1973,工作人员怀疑 LNG 储罐有轻微泄漏 用氮气把 LNG 储罐清空，然后用抽风机保持空气流通，发现裂缝并需要修保。 工作持续了10个月，聚脂薄膜和聚氨酯保温物料被不名火源点燃，温度和

21、压力提高，引至罐顶移位塌下。 造成37名罐内工人死亡。,五、LNG事故案例分析,纽约 (美国) 1973,原因: 相信是由于工人没有按工作程序使用防爆工具和清洁设备发生火花点燃聚脂薄膜。,工作許可證制度,密閉空間工作風險評估,五、LNG事故案例分析,斯克基达 (阿尔及利亚) 2004,可燃气体泄漏，被高压蒸气锅炉房抽风机吸进锅炉房 可燃气体在锅炉内被点燃，发生爆炸 连带周边的泄漏点也发生爆炸(储罐没有受到影响) 造成27人死亡，56人受伤,五、LNG事故案例分析,五、LNG事故案例分析,徐州LNG站事故,2月8日晚19时07分，江苏徐州市二环西路北首沈场立交桥西南侧的加气站储气罐发生泄露引发大

22、火。徐州消防支队先后出动15辆消防车、80余名官兵赶往现场处置火情。8日晚19时50分，20余米高的火势被成功控制。 9日下午15时50左右，记者在大火现场依然看到硕大的储气罐还不时冒起一人多高的火苗，加气站周围沿铜沛路口、二环北路口、黄河北路口等地方依然拉着警戒线，数辆消防车停在火场附近，数十名消防官兵仍然在紧张地降温灭火。直到下午16时30分左右，气罐周围不时冒起的零星火苗被消防队员成功扑灭，排除了隐患。,五、LNG事故案例分析,9日下午3点半，消防队员在焦黑的气罐底部处理着不时冒出的火苗,五、LNG事故案例分析,大火起因分析 1.燃烧区域集中在LNG 贮罐底部的阀门管道区域 2.大火从8

23、日19时07分开始，9日16时30分扑灭，历时21小时20分钟，最高火焰高度达到20余米。 分析：在LNG 贮罐区域着火应有两个条件，一是泄漏，二是点火源，从现场情况可知，失火前，贮罐底部区域出现LNG 泄漏，但是没有天然气泄漏报警。因贮罐底部区域内不存在明火及非防爆电气，所以点火源可能是外来的火种，当时正值正月初六，居民燃放的烟花炮竹是可能的外来火种。 外来火种点燃了贮罐底部泄漏的天然气，引发大火。,五、LNG事故案例分析,引发火灾在设备方面的原因分析 1. LNG 贮罐区域天然气泄漏报警器安装位置不当或者是报警器灵敏度不够，在发生天然气泄漏的情况下，没有及时报警。 2. LNG 贮罐区域没

24、有紧急切断的安全系统，这样在火灾情况下，仍有大量的泄漏气体在参与燃烧。 1). LNG 贮罐底部管道系统的液相管上没见到“紧急切断阀”，因此没有实施：“泄漏-报警-关闭出液管路”的自动切断功能。 2). LNG 贮罐区域没有“紧急切断按钮”，在发生危险时，不能人为启动紧急切断系统。,液相管线没有紧急切断阀,五、LNG事故案例分析,3. LNG 贮罐底部管路系统中有多组“法兰联接”件，它是LNG 站中最大的泄漏点，尤其在火灾情况下，更容易发生泄漏，这是徐州火灾中，有大量LNG 流出助长火势的重要原因。 管路系统采用焊接的联接方式就不会存在法兰联接件泄漏的隐患。 4. 贮罐的自增压器也存在泄漏的隐

25、患，应当与贮罐保护一定的距离，不要直接放在贮罐下部。,管路系统大量采用易泄漏的“法兰联接件”,五、LNG事故案例分析(槽车追尾事故）,事故时间：2009年12月4号清晨6时35分左右。 事故地点：沪陕高速公路陕西商洛市商州区杨斜镇境内。 事故简述：一辆装运着19吨LNG的槽车与前面行驶的一辆拉煤半挂货车发生追尾后起火燃烧，事故造成槽车驾驶室内两人当场死亡。消防官兵用30小时才将LNG的燃烧险情彻底排除。,消防官兵隔半个小时向LNG储罐喷水一次以降低罐体温度,五、LNG事故案例分析(槽车追尾事故）,五、LNG事故案例分析(槽车追尾事故）,打开尾部阀门开始大范围排放气,事故分析：西商高速公路由北向

26、南落差较大，沿途大陡坡路段一直持续到商州区杨斜镇附近，总长度达14公里。其间还有弯道较多长度为4.7公里的秦岭隧道，对路况不熟悉的大型超载车辆进入秦岭隧道后，一路高速下山，其间频繁使用刹车，造成刹车片发热失灵后出现机械故障，导致车辆失控而引发交通事故。 另外车辆在冬季违规使用刹车喷淋，造成路面在零下10左右的气温下结冰，导致正常行驶的车辆出现打滑、失控现象，进而发生交通事故。,五、LNG事故案例分析(槽车追尾事故）,五、LNG事故案例分析(试压爆炸事故）,1、事故简介 2009年2月6日12点，上海洋山深水港LNG接收站工程在进行中间介质气化器在调试过程中发生爆炸事故，导致1人死亡，16人受伤，其中3人骨折，伤势较重。 小洋山这条管道是上海第三条天然气输送的管道，在进行管道试压的过程当中，原来设计是15.6MPa