摘要：针对液化天然气易燃、易爆、低温等特性以及产业链长的特征，介绍了产业链各环节、各类用户的安全技术特点与要求，论述了LNG泄漏引发的安全风险及防范措施，提出了实施全面安全管理的建议。

        关键词：液化天然气；泄漏；安全技术；全面安全管理；产业链
        1 概述       

   世界上最早使用LNG的时间是1959年，“甲烷先锋号”装载2000t的LNG从美国的路易斯安那州出发穿过大西洋运抵英国泰晤士的Canvery岛。在我国，2000年2月，第一座天然气液化工厂在上海建成投产，标志着我国大规模利用LNG开始。第一座大型LNG接收站(在深圳大鹏湾)建成投产于2006年6月，进口澳大利亚LNG，供应广东部分城市燃气和电厂。

    经过近几年的快速发展，中国LNG已形成一个极具发展潜力的新型产业，国产LNG与进口资源有机结合，互为补充，平衡发展。2009年，我国LNG的使用量已达到800×10⁴t/a以上，预计未来5年，国产LNG产能将达到350×10⁴t/a，进口LNG接收站规模可望突破5000×10⁴t/a。

    作为一个发展历史较短、技术含量较高的新领域，LNG产业安全技术具有许多独特之处，从生产到利用历经多个环节，产业链长且密切联系、相互依存，气相-液相-气相多次转换，易燃易爆，低温，使其安全管理问题错综复杂。因此，深入研究LNG产业链各环节的安全保障技术，对于促进行业稳妥发展有着十分重要的意义。

    LNG的主要组分是甲烷(CH₄)，气相体积分数一般在85%以上，还含有一定量的乙烷、丙烷及微量的氮气等组分。

    LNG产业链是一条资金庞大、技术密集的完整链系，产业链较长，主要包括上游开采与液化、中游运输与输配、下游储存、气化、利用等部分，涉及开采、集输、净化、液化、液相运输、储存、气化、管道输送、利用等多个环节。典型的LNG产业链流程见图1。

 

    从图1可以看出，为便于运输及节省运输费用，天然气一般在产地经过低温处理变成液体，然后借助于车船等运输工具将其运抵终端用户侧进行气化，再通过管道及输配设施输送给用户使用。其间，天然气经历了几次相变、几次温度剧变。这大大增加了LNG产业链上的安全管理难度，对LNG安全技术提出了较高的要求，对操作人员的操作技能要求也愈加严格。

   ① 基本物性

   LNG气相相对密度为0.6～0.7；液相密度为430～460kg/m³；气态体积是液态体积的600多倍；临界温度为190K左右，常温下不能靠加压液化而只能采用低温工艺将其液化。

    ② 燃烧

    着火温度：LNG的着火温度约为538℃，高于丙烷(493℃)、柴油(252℃)、汽油(257℃)、甲醇(464℃)。

    最小点火能量与燃烧速度：LNG的最小点火能量约为0.285mJ，低于汽油与柴油；燃烧速度也较慢，只有0.3m/s。

    爆炸极限：LNG在空气中的爆炸极限约为5%～15%，范围较窄，危险性相对小一些。

    扩散性：气相LNG常温条件下密度小，扩散系数较大，具有很强的扩散性。这表明，一方面，LNG泄漏后容易扩散，难以形成爆炸气体；但另一方面，一旦发生燃烧爆炸，火势蔓延速度则很快，燃烧面积和破坏程度也较大。因此，LNG泄漏后，力求避免燃烧爆炸是首要任务。

   ③ 低温

  LNG的最典型特征是低温，储存及运输环节中的LNG均呈低温特性。除了表现在对设备、管道材料的抗低温要求外，还要解决系统保冷、蒸发气处理等技术问题。防低温灼伤是运行人员必须具备的基本常识。

    ④ 泄漏

    防泄漏扩散及低温冻伤是安全利用LNG的两个关键问题。

    泄漏扩散包含液相泄漏与气相泄漏两种形式，涵盖LNG产业链的全部过程。无论哪个环节的任何形式的泄漏，都具有极大的危险性。LNG连续供应的特征，在一定程度上更易造成持续和大量的危险气体泄漏，造成更大范围的爆炸性气体空间，使事故的波及范围扩大。

    ⑤ 储存

    储存过程中应防止LNG分层与翻滚等现象的产生。此外，有效抑制储罐内LNG由液相向气相转换也是储存过程主要工作目标。

   ⑥ 压力输配

   气相LNG的输送一般都采用压力输送方式，输配管道运行压力大多在4.0MPa以上，具有典型的高压特征。防止泄漏是该环节最重要的任务。

    从图1可以看出，在终端利用环节之前，尽管LNG都是以液相形式出现的，但自始至终都需要设法抑制其由液相向气相转化。事实上，每个环节的LNG都是处于气液两相平衡之中。LNG产业所有链条上最大的安全风险就在于LNG的泄漏(包括气相状态的泄漏)，以及由此而产生的火灾与爆炸事故。

   ① LNG泄漏及其危害分析

   LNG的泄漏较容易被发现，但也极易引起火灾爆炸和低温冻伤等安全事故。如果是陆上地面泄漏，LNG将吸收地面和空气的热量迅速气化，在短时间内产生大量的蒸气。起初，低温的LNG蒸气密度大于空气，随着不断吸收周围环境的热量，LNG蒸气的密度小于空气，向大气上方扩散并与空气形成可燃的混合物随风漂流^[1]。

    如果是水上泄漏，由于水的比热容大及流动性等原因，使得LNG泄漏在水面上比在地面时的蒸发速率大得多，一般可达到0.18kg/(m²·s)。

    LNG蒸气扩散的范围与初始溢出的数量、持续的时间、风速和风向、地形、大气温度与湿度等因素有关。处置LNG泄漏事故要结合现场实际，正确评估LNG溢出速率、溢出量以及蒸气云的产生与扩散情况，采取正确的措施。对于风的影响，应从两方面考虑，没有产生火灾或爆炸事故之前，风势大有助于危险气体的快速消散；一旦造成了火灾，则会导致火灾蔓延、事故扩大。

   ② 预防与控制

   对于有可能发生泄漏的设备周围应设置限制LNG扩散的设施，比如围堰或蓄液池，减少暴露的LNG表面与空气的对流换热，以降低蒸发量；也可以将高膨胀率的泡沫灭火剂喷洒在LNG液面上，使其与空气隔离，降低LNG表面的气化率。

   少量泄漏情况下，最有效的措施是通风并消除点火源。

   ③ 气相LNG的泄漏及其预防

   少量气相LNG泄漏的情况较多，而且较难发现。预防气相LNG泄漏的有效方式是加强巡查及设置完善的检测监控设施，特别是一些易泄漏的部位，应重点监控，及早发现，及早处理。