(3)BOG气体的危险性。
LNG储存在绝热储罐中,任何热量渗透到储罐中,都会导致一定量的LNG汽化为气体,这种气体被称为蒸发气(BOG)。随着BOG气体的增加,储罐内温度、压力将不断上升,如上升过快将导致储罐安全阀的起跳,甚至储罐破裂。
BOG气体的组分与LNG的组分有关。一般情况下,蒸发气包括20%的氮,80%的甲烷和微量的乙烷。其含氮量是液体LNG中含氮量的20倍。当LNG蒸发时,氮和甲烷首先从液体中气化。对于蒸发气体,不论是温度低于-113℃的纯甲烷,还是温度低于-85℃含20%氮的甲烷,它们都比周围的空气重。在标准条件下,这些蒸发气体的密度大约是空气密度的0.6倍。
2、LNG储罐运行危险性
(1)因漏热或绝热破坏的危险
储罐因漏热必然要产生部分BOG气体;当绝热破坏时,罐内LNG会迅速受热气化,储罐压力剧增。此时,若储罐泄压速度低于升压速度,可能会造成储罐破裂等恶性事故的发生。
(2)储罐液位超限产生的危险
储罐高液位运行,易使储罐压力升高迅速,造成安全阀起跳,LNG气体大量放散,并可能造成次生事故的发生。储罐低液位运行,会出现低温泵抽空的现象,从而造成设备损毁事故的发生。
储罐的充装量应符合《压力容器安全技术监察规程》中充装系数的要求,储存液位宜控制在20-90%范围内。储罐应设置高低液位报警装置,储罐液相出口管应设置紧急切断阀。
(3)涡旋或翻滚的危险
在LNG储存和充注过程中,常发生一种被称为“涡旋或翻滚”的非稳性现象。所谓涡旋,是指出现在液体温度或密度分层的低温容器中,底部液体由于漏热而形成过热,在一定条件下迅速到达表面并产生大量蒸气的过程。涡旋现象通常出现在多组分液化气体中。
涡旋主要是由于在向盛有LNG的低温储罐中充注新的LNG液体或者LNG中氮蒸发而使储罐内的液体发生分层。分层液体在储罐周边漏热的作用下,形成各自独立的自然对流循环,进而使各层液体的密度不断发生变化,见图2。当相邻两层液体的密度近似相等时,两个液层就会发生强烈混合,下层积聚的热量突然释放出来,同时伴随着LNG表面蒸发率的骤增,几乎可达到正常情况下蒸发率的250倍。蒸发产生的大量气体,引起储罐内压力突然增大,导致大量天然气排空,造成严重浪费,甚至可能毁坏储罐及工艺系统,引起爆炸或火灾,严重威胁人员和财产安全。
(二)LNG加气站安全管理措施
通过对LNG加气站危险性分析,使我们认识到加气站安全运行的重要性。在加气站日常运行中,我们必须采取以下措施,加强安全管理,杜绝事故发生。
1、应加强对加气站设计、施工等环节的控制,确保本质安全。
(1)加气站设计
加气站设计要围绕防止LNG泄漏和防止火源产生这两个方面展开,工艺设计要简洁、设备管道布置要合理、安防系统设置要有效。
加气站应具备完善的运行功能和可靠的安全防范措施,站址选择、设备选型必须符合相关规范要求,施工、验收标准必须明确,不能因设计缺陷而给加气站日后的生产运行留下隐患。
(2)加气站施工
加气站施工安装必须由具备相应施工资质的单位负责实施。根据加气站内容器、管道的设置,加气站施工单位应取得由质量技术监督部门颁发的GC2级压力管道安装许可资格以及1级压力容器安装改造维修许可资格(或GC1级压力管道安装许可资格,或2级及以上锅炉安装许可资格)。
加气站运行设备、管材等所有物资的采购,必须满足设计文件的要求,不能擅自更改设备的规格型号、技术参数等。
加气站施工验收应按设计标准执行,尤其是隐蔽工程的验收必须严格把关,上道工序验收未合格的不得进入下道工序。
(3)技术档案管理
涉及加气站建设的技术档案包括加气站前期的初步设计文件、施工图、整套施工资料、相关部门的审批手续及文件等。这些资料是加气站建设的依据,应统一保管、永久保存。
2、要依法取得LNG车用气瓶充装资格,做到合法经营。
《气瓶充装许可规则》(TSG R4001-2006)规定:气瓶充装单位应当经省级质量技术监督部门批准,取得气瓶充装许可证后,方可在批准的范围内从事气瓶充装工作。因此,LNG加气站竣工验收完毕,加气站经营单位应立即向省级质量技术监督部门提出气瓶充装资格许可的书面申请,经评审合格取得充装许可证后,方可从事LNG汽车加气业务。
3、应加强安全基础管理,防止各类事故的发生。
(1)建立健全加气站各项安全管理制度和岗位操作规程。
安全制度和操作规程的健全完善是企业安全生产的保障。加气站应结合LNG的特性和运行过程中潜在的危险性,制定相应的安全管理制度和操作规程,并严格遵照执行,从而规范加气站操作人员的作业行为、夯实加气站安全管理的基础、防止安全事故的发生。
加气站应建立健全的安全管理制度有岗位安全生产责任制、安全教育和培训、安全检查和隐患整改、事故报告和处理、危险作业、场站管理等。加气站应制定的操作规程主要包括LNG槽车卸液、加气、储罐运行、仪表风系统、PLC控制系统等。
(2)落实操作人员的安全教育和防护工作,特种作业人员持证上岗。
加气站要加强对操作人员的安全教育和培训,定期组织学习加气站安全制度、操作规程、应急预案等,以促进其安全素质和工作技能的提高。
加气站要重视操作人员安全防护,应根据LNG的特性配备防静电工作服、防冻手套、防护面罩等防护用品,并指导、督促操作人员正确使用,防止人身伤害事故的发生。
根据国家相关法律法规要求,加气站特种作业人员还必须做到持证上岗,应取得的上岗证及发证部门见表1。
(3)做好生产现场的巡检工作,消除各项安全隐患。
加气站应重视日常安全巡查工作。根据LNG低温的特性,储罐或管道一旦发生泄漏或绝热失效时,会出现结霜、冰冻或罐壁“冒汗”等易于辨认的迹象。检查人员在巡查中能及时发现这些安全隐患并予以处理,从而防止事态的进一步扩大。操作人员要定时现场巡查LNG储罐、低温泵等设备的运行情况,记录储罐液位、压力等运行参数,确保储罐的安全运行。日常巡查还能有效杜绝“违章操作、违章指挥、违反劳动纪律”现象的发生。
4、应加强设备管理,确保设备运行安全。
加气站应建立设备管理台帐,完善设备管理台帐。压力容器(储罐、泵池)、压力管道(LNG管线)应在质量技术监督部门取得《压力容器使用证》、 《特种设备使用登记证》后方可投入使用。
加气站运行设备应做到定人管理,定期维护、定期检验。对站内消防设施也应定期检查或试车,确保设施完好、运行正常。
5、应完善事故应急抢险预案,提高事故应急处置能力。
制订事故应急预案的目的是为了提高对事故的处理能力,最大限度地减少事故中的人员伤亡和财产损失,控制危险源,排除现场灾患,消除危害后果,分析总结事故经验。
加气站事故应急预案要明确事故上报流程、事故预警等级、接警处置程序、应急人员工作职责、事故应急措施等内容。事故应急措施的制定要科学,要结合加气站的危险性分析,应具有可操作性。
事故应急预案应定期组织演习,每年不得少于1次。要通过演练,对事故应急预案进行不断地修订和完善,从而提高加气站的事故应急处置能力。
五、结论
目前,LNG汽车加气站产业布局现象正逐步显现,截至2012年4月,国内已建成投运的LNG汽车加气站已近300座,而去年同期仅仅只有100座。国内LNG汽车加气站建设正在发展中不断得以规范,在规范中不断得以发展。相信随着LNG汽车加气站相关政策法规、规范标准的不断完善,各项安全管理制度的不断健全,以及LNG技术的不断进步,LNG汽车加气站的建设将更加规范、发展将更加迅猛、运行将更加安全。
参考文献:
[1]顾安忠,《液化天然气技术手册》,机械工业出版社,2010年1月,第一版
[2]敬加强、梁光川、蒋宏业,《液化天然气技术问答》,化学工业出版社,2007年2月,第一版
[3]《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》NB/T l001-2011
[4]《液化天然气的一般特性》GB/T 19204-2003
[5]《城镇燃气技术规范》GB 50494-2009
[6]《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规范》CJJ 51-2006
[7]《企业投资项目核准暂行办法》国发 [2004] 19号
[8]《国务院关于投资体制改革的决定》国发 [2004] 20号