LNG储罐事故的危害及应急处置研究_刘君军.pdf
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1、 2023 年第 5 期 CHEMICAL SAFETY&ENVIRONMENTLNG 储罐事故的危害及应急处置研究LNG 储罐事故的危害及应急处置研究刘君军 首都经济贸易大学 北京 100070 摘 要:LNG 储罐易发生泄漏、溢出、火灾和爆炸等事故,且容易导致储罐周围的土壤和水体污染,对环境造成不可挽回的损害,并造 成 巨 大 的 经 济 损 失,甚 至 导 致 重 大 人 员 伤 亡。制 定 详 细 的人员疏散、消防、泄漏控制、人 员 防 护 和 后 续 调 查 等 应 急 响 应 措 施,并 定 期 进 行 演 练,防 患 于未然。关键词:LNG 储罐;事故类型;应急处置作者简介:刘君
2、军,男,本科学历,在职研究生在读,现任天津市消防救援总队特勤支队作战训练科初级专业技术职务,曾参与甘肃白银景泰“723”重大边坡坍塌、四川泸定 6.8 级地震、上海“1031”渔船碰撞重大事故、河南安阳“1121”特别重大火灾事故、新疆乌鲁木齐“1224”重大火灾等多起重特大灾害事故的应急处置工作。天然气作为清洁能源,已经成为世界第三大能源来源,仅次于石油和煤炭,并有望在 2030 年取代煤炭成为第二大能源。天然气相比石油具有价格低廉、分布广泛、开采方便等优势,受到各国的青睐,在各国能源中所占比例在不断上升。我国十四五规划中明确指出,天然气行业将逐渐形成东西线、南北线贯穿互通的网络1。常规的天
3、然气储存方法是将气体进行压缩或液化 后 储 存 到 储 罐 中,相 比 于 压 缩 天 然 气(CNG),液化天然气(LNG)具有安全性高、成本低、储存容量大等优点,世界上许多国家已建成大、中型 LNG 储罐数百个。目前,我国内陆天然气的主要产地在新疆、青海、陕西、内蒙古、四川等地,已建成投产的 LNG 接收站都分布在沿海地带,如江苏南通、辽宁大连、福建莆田湄州湾、天津南港等地。随着沿海 LNG 接收站、内陆和海上 LNG 生产装置进一步加速建设建成,LNG在我国能源结构中的比例不断增加,应用日趋广泛,LNG 储罐的事故应急救援是消防救援队伍亟需面对的新课题。1液化天然气理化性质天然气是一种无
4、色无味的可燃气体,主要产生于油气田,其主要组分是甲烷,在常温下,不能通过加压将其液化,而是经过预处理,脱除重烃、硫化物、二氧化碳和水等杂质后2,深冷到-162 ,实现液化。液化天然气的物化参数见表 1。表 1液化天然气主要物化参数序号物化参数数值1分子量16.852气化温度/-162.3(常压 1.053 bar)3临界温度/-66.524冰点/-66.525液相密度/(kg/m3)460(15.5 )6气相密度/(kg/Nm3)0.7547蒸汽密度与空气密度的比值0.68 液态/气态膨胀系数/(m3/m3)610(15.5 )9燃点/65010热值/(MJ/Nm3)38.53(9 200 k
5、cal/Nm3)11气化潜热/(MJ/kg)0.51(120 kcal/kg)12运动黏度10-6m2/s13燃烧势/(CP)45.1814华白数/(MJ/m3)54.2315爆炸极限4.6 14.6%2液化天然气储罐的分类LNG 储罐属于低温储罐,分为单容式、双容式、全容式等。全容式储罐内壁为含镍 9%的合金钢、不锈钢薄膜,外壁则为钢筋混凝土,不仅可防止罐内 LNG 泄漏时外溢,其外层用钢壳,内外层之间有环空间,充填珍珠岩绝热层并内充 N2,罐底基础下面有加热装置控制温度,能够承受载荷的绝热层可以防止低温液体冻坏基础,基于上37 2023 年第 5 期CHEMICAL SAFETY&ENVI
6、RONMENT述优点,LNG 接收站的储罐通常采用全容式。此外 LNG 储罐还有薄膜式、地下式等形式,其中,地下式投资较大,建设周期较长,但抗震性能较好,逐步广泛应用3。3液化天然气储罐泄漏事故的危害3.1LNG 储罐泄漏事故发生的原因(1)储罐存在先天缺陷,设计不合理导致实际承压能力达不到预期标准,所选材料规格不达标,相关部件密封性差等导致储罐整体质量不合格,在投入生产后发生罐体爆裂事故。(2)缺少安全阀、液面计、压力计、温度计、检测仪等必要的关键性安全附件,或安全附件未发挥作用,导致储罐温度过高、介质过热,液化天然气发生气化,导致罐内压力超过设计压力,安全阀等装置失效,就会发生爆炸。(3)
7、储罐使用超出设计年限,罐壁因腐蚀变薄导致强度下降,出现局部泄漏后,内部钢材发生冷脆,引发物理爆炸。(4)由于地震、海啸等自然灾害或导弹袭击,导致储罐 出 现 罐 体 破 裂,引 发 大 面 积 低 温 泄 漏事故。3.2LNG 储罐泄漏事故的类型及危害3.2.1火灾爆炸泄漏的液化天然气与水相接触,两者温差较大,会发生急剧相变(RPT),引发激烈沸腾和巨大的响声,严重时会发生沸腾液体膨胀蒸气爆炸(BLEVE)。液化天然气蒸气云扩散到有限空间与空气形成爆炸性混合物后,一旦遇到点火源则发生大面积的爆炸(无约束蒸气云爆炸 UVCE),产生冲击波,对周围的人员和设施造成损伤或破坏;液化天然气大量泄漏到地
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