浅谈液化天然气储罐安全技术分析

浅谈 液化天然气储罐安全技术分析

徐威

中国市政工程华北设计研究总院有限公司 第十设计研究院

摘要：随着我国工业化水平的日益提高，在工业生产上，液化天然气的使用量也呈现出逐年上升的趋势，由于液化天然气属于易爆易燃性液体，其运输的安全性也成为社会各界人士所关注的课题。由于液化天然气会随着温度的变化而发生一定的变化，因此，在液化天然气的运输和储存的过程中要对温度进行充分的考虑，从而能够有效的避免发生不必要的安全隐患。

关键词：液化天然气储罐；安全防护技术；发展现状及趋势

引言

随着石油和煤炭的可开采量越来越少，世界能源结构逐渐发生重大变化；此外使用石油和煤炭会对环境造成严重的污染，因此开发利用清洁能源迫在眉睫。天然气逐渐走进了人们的视线中，它是一种新型的高效、清洁能源，但具有易燃易爆等特性。液化天然气（PNG)是将气态天然气液化后得到的超低温液体，液化后的液态体积仅为气态时的1/600，因此将天然气液化能减小储存空间和成本，使天然气得到更广泛的应用。PNG储罐是储存PNG的主要设备，其运行时处于超低温状态下且天然气具有易燃易爆等特性，因此PNG储罐极易发生各类事故，一旦发生，其后果影响极为严重。为预防PNG储罐发生事故，不仅应从人为操作上加强安全管理，更应从设计方面考虑储罐的安全防护性能，使其达到本质安全。

1液化天然气的特点

近些年来，液化天然气的应用逐渐广泛，主要是液化天然气不会在对环境造成污染和影响，环保性更强，已经成为世界上公认的清洁性最好的资源。天然气中的主要成分就是甲烷，天然气无色无味，没有腐蚀性和毒性。将气态的天然气转换为液态进行储存，能够提高其便利性，并且减少成本支出。通过低温液化对天然气进行处理，可以对其中的有害物质进行处理，在使用天然气时不会出现有毒气体，也不会危害人体健康。液态天然气在燃烧过程中会出现大量的热量，而煤、石油等燃烧会出现大量的有毒气体，危害环境以及人们的身体健康。储存液态天然气时，还在低温环境中进行，要求储罐有很好的绝热以及冷藏效果，将安全放在储罐设计的首要位置上，提高其安全性，避免运输天然气时出现安全事故。

2液化天然气储罐在使用中的安全风险

（1）泄漏。在进行液化天然气的储存时，如果有其他能与储罐材料发生反应的物质进入其中，就会导致储罐在使用过程中被腐蚀和破坏，一旦超过既定限度，储罐就会出现裂缝，进而产生泄漏。（2）火灾爆炸。在液化天然气从储罐中泄漏出后，会迅速产生汽化反应，体积扩大并扩散到空气中，一旦遭遇明火就会迅速发生爆炸。其次就是液化天然气液池出现火灾，在出现天然气泄漏，并遭遇明火后，会迅速蔓延到液池中，进而引起更加严重的火灾事故。（3）翻滚。液态天然气虽然大部分是由甲烷组成，但是其中会存在其他气体，所以在储罐中会存在密度不均匀分布的情况，这就会导致LNG在罐内翻滚，进而产生气体，一旦没有及时进行排气，罐内气体压力会逐渐增加，一旦超过罐体最大承受上限就会出现泄露问题。（4）冷爆炸。如果储罐中的LNG在泄露后遇到水，会产生非常剧烈的热传递反应，进而就会引起LNG沸腾而产生爆炸，因此在日常中需要及时清理排放LNG液池中的积水，避免此类问题的出现。

3液化天然气储罐安全技术分析

3.1液化天然气的储存技术

1)液化天然气主要是LNG甲烷常压低温的一种存在形式。液化天然气具有易燃、爆炸的性能。当遇到高温60度以上或有火源的引发时，会引起火灾危害，火焰会蔓延扩散至有氧气的地方，虽然燃烧的速度相对于其他气体还是比较慢的，但是也是不可忽视的重要问题。2)液化天然气储存一般都是控制好温度值，在常温一160~C左右的沸点时，储存、运输都是安全的。一般都是气罐存储，由于在运输过程中，控制好气罐温度值，注意观察系统保冷、蒸发气处理、泄漏扩散以及低温灼伤等方面的出现的问题，提前做好防护措施。3)液化天然气虽然危害性不大，但是他的含氧量较低，容易导致人窒息，如果人大量的吸人大量天然气体，若不及时脱离、急救也会有窒息的生命危害。液化天然气储存在常压绝热容器里的液体，天然气经过加压后储存在高压储罐里的气体。液化天然气当与水相结合时，会产生强烈的对流热量，可使水和气体直接迅速蒸发。

3.2液化天然气运输中注意事项

当液化气罐处于不正常的情况下，极易引发安全隐患，如果天然液化气的气压控制不当的情况之下，容易引发储罐中的天然液化气的气压上升，因此，必须要采取有效的措施对天然液化气内的气压值进行有效的控制，以取保其压力值处于良好的状态下。安装压力与真空性能的安全阀能够对天然液化气进行有效的控制，及时的发现罐内天然气的泄露问题，并且能够采取有效的措施进行解决。除此之外，无论天然液化气罐的隔热效果有多好，其仪表上的压强指数也会与外部的自然环境存在着一定的温差，其不可避免的会出现冷损现象的产生，与此同时，随着天然液化气内的压力的提高，其液化气的临界点也会随着提高，因此，当有一部分的天然液化气气体温度发生一定的变化的情况下，罐体内的压力也会随之发生一定的变化。在日常的天然液化气的运输过程中，要对液化气的装运设备进行及时的检查，必须要远离火源，并且对气压温度进行合理的控制，随时观察液化气罐中气压状态，采取有效的安全防护措施，有效避免发生险情。

3.3做好绝热保冷工作，提高储罐安全性

液化天然气的储存一般是储存在温度比较低的环境中，从而使其安全性得到保障，并强化其绝热保冷工作。储罐的大小不同，绝热要求也是存在差异的，通常而言，小型的储罐绝热方法常见的是真空以及粉末绝热。使用真空绝热就是防止气体出现对流产生热量，进而实现降温的效果。绝热保冷会受到真空度的影响，所以在储罐绝热过程中，要优先使用真空绝热容器，从而提高液化天然气的储存的安全性。对于大中型的液化天然气储罐，一般使用普通的堆积绝热方法进行绝热，这种方法要比其他绝热方法的经济性更好。堆积绝热使用珠光砂，将其放置在绝热空间中，由于珠光砂的颗粒比较小，密度需要能够得以满足，从而实现保冷的目的。要实现绝热效果，要进行接管绝热，储罐中，管道是重要的组成部分，将外界与内管相连接，如果管道没有绝热保冷处理，接管位置容易出现安全问题。所以接管时要提高其安全性。低温环境下，接管金属会收缩，设计时要对管道上部进行波纹膨胀节设计，实现收缩效果。同时加入隔热材料，实现保冷效果。

4液化天然气储罐安全防护技术的发展趋势

随着LNG储罐规范的更新，材料、施工、设计技术的不断发展突破，以及近年来LNG的发展状况可知，LNG储罐大型化、常压化是未来重要的发展趋势。大型化就是扩大储罐规模，便于节省材料和管理，并方便检测、维修；储罐常压化既可节省人力、物力，还能降低LNG使用过程中的危险，由此可知，大型常压储罐是大势所趋。在当下相关技术人员也在积极进行一种一种用于储罐内部填充的多孔材料，该材料不仅在阻隔防爆能力方面非常突出，并且还能够延缓罐内液体流动速度，即便出现泄漏着火等问题，也可以延缓汽化速率和罐体传热速度，避免BLEVE爆炸的出现，其仍需要进行进一步的试验验证。同时在后续的研究中，还需要进一步探究该类多孔材料在储罐应用中的可行性，从使用方式、具体应用方法等方面入手进行进一步研究，对液化天然气储罐安全运行提供更好的安全保障。此外，在现阶段还需要进一步强化对各种安全防护技术的研究分析，积极引入国外先进技术经验，不断提高我国液化天然气储罐安全防护水平。

5结论

液化天然气是一种易燃、爆炸性危险性物品，但是历年来一直在储存和运输途中安全性有比较好的记录。虽然是危险物品，只要我们掌握液化天然气的特性和危险度，按照正确的储存规范化的运输就不存在危险性。液化天然气是一种高效、方便、环保的清洁能源，比较其他主流燃料对环境污染几乎为零，在工业、农业生产制造及人们用日常生活中被广泛的利用的燃料，二氧化碳排放相比燃油汽车，排放的少很多。天然气在市场上的一种存在形式，通过加压改变其形态，以便运输储存，主要负责那些天然气管道无法照顾到的地域。

参考文献：

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