LNG加氣站是以液化天然氣LNG (Liquefied Natural Gas)為供應(yīng)的加注站,其中液化天然氣LNG是天然氣經(jīng)凈化后,如:脫除CO2、硫化物、烴、水等雜質(zhì),然后在常壓下深冷至-162℃,由氣態(tài)變成液態(tài)的。主要應(yīng)用于公交城際客車和重卡。
一、危險性
1.LNG自身危險性
(1)火災(zāi)、爆炸特性
LNG是以甲烷為主的液態(tài)混合物,泄漏后由于地面和空氣的熱量傳遞,會生成白色蒸氣云。天然氣比空氣輕。會在空氣中快速擴散。遇到火源著火后,火焰會擴散到氧氣所及的地方。天然氣燃燒速度相對于其它可燃氣體較慢,大約是0.3m/s,燃燒的蒸氣會阻止蒸氣云團的進一步形成,然后形成穩(wěn)定燃燒。
云團內(nèi)形成的壓力低于5kPa,一般不會造成很大的爆炸危險。當天然氣與空氣混合比例在5%—15%(體積百分數(shù))范圍內(nèi)就會產(chǎn)生爆炸。
LNG火災(zāi)特點:
------火焰?zhèn)鞑ニ俣容^快:
------質(zhì)量燃燒速率達大,約為汽油的2倍:
------火焰溫度高、輻射熱強。易形成大面積火災(zāi):
------ 具有復(fù)燃、復(fù)爆性,難于撲滅。
· 火災(zāi)危險類別
天然氣火災(zāi)危險性類別按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》劃為甲類。
· 爆炸危險環(huán)境分區(qū)
根據(jù)我國現(xiàn)行規(guī)范《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》規(guī)定,天然氣的物態(tài)屬工廠爆炸性氣體,分類、分組、分級為:Ⅱ類,B級,T4組,即dⅡBT4,防爆電器應(yīng)按此選擇。
爆炸性氣體環(huán)境區(qū)域劃分為2級區(qū)域(簡稱2區(qū))。即在正常運行時,不可能出現(xiàn)爆炸性氣體混合物,即使出現(xiàn)也僅是短時存在的環(huán)境。
此外,LNG泄漏遇水時會產(chǎn)生冷爆炸,水與LNG之間有非常高的熱傳遞速率,LNG遇水會激烈地沸騰并噴出水霧,發(fā)生LNG蒸氣爆炸。
(2)低溫特性
LNG在標準大氣壓下具有極低的溫度,泄漏后的初始階段會吸收地面和周圍空氣中的熱量迅速氣化。但到一定地時間后,地面被凍結(jié)。周圍的空氣溫度在無對流的情況下會迅速下降。此時氣化速度減慢,甚至會發(fā)生部分液體來不及氣化而被防護堤攔蓄。LNG泄漏后的冷蒸氣云或者來不及氣化的液體都會對人體產(chǎn)生低溫灼燒、凍傷等危害。
如果操作人員沒有充分保護措施,在低于10℃下持久后,就會有低溫麻醉的危險產(chǎn)生,隨著體溫下降生理功能和智力活動下降,心臟功能衰竭,進一步下降會致人死亡。
LNG泄漏后的冷蒸氣云、來不及氣化的液體或噴濺的液體,還會使所接觸的一些材料變脆、易碎,或者產(chǎn)生冷收縮,材料脆性斷裂和冷收縮,會對加注站設(shè)備如儲、潛液泵、LNG高壓柱塞泵、加氣機、加液車造成危害,特別是LNG儲罐和LNG槽車儲罐可能引起外筒脆裂或變形,導(dǎo)致真空失效,保冷性能降低失效,從而引起內(nèi)筒液體膨脹造成更大事故。
(3)窒息
盡管LNG本身沒有毒性,但是在封閉的區(qū)域內(nèi)因為通風不好可以導(dǎo)致窒息。由于純潔的天然氣無色、無味、無嗅,人體不能靠自身的器官來感覺天然氣的存在(由于各地天然氣的組分不同,如液化天然氣中含有苯或者其他物質(zhì),所以可能會有異味)。如果沒有良好的通風環(huán)境,天然氣可將空氣中的氧氣置換掉,形成不能生存的缺氧空氣。此外,惰性氣體(如氮氣)在有限空間內(nèi)大量聚集,并且超過了一定濃度,也會導(dǎo)致人員窒息事故。
正常情況下,空氣中的氧氣含量為21%,不論因為燃燒還是因氧氣被置換形成的缺氧空氣,對人體都是有害的,因此LNG加氣站應(yīng)有相應(yīng)的預(yù)防措施。
當人處于含氧量僅為8-12%的空氣中時,人的神經(jīng)系統(tǒng)將會受到傷害。事實上,人在根本沒有警覺的情況下,立即失去知覺。
當空氣中的氧含量低于16%時,通常燃燒的火焰會熄滅。含氧量再低時,人就會喪失方位感。一系列的癥狀為嗜睡、疲倦、無方向感、錯覺,以及產(chǎn)生莫名的興奮等,進而喪失對危險的警覺。
一旦人處于含氧量為12%或更低的空氣中時,就立即失去知覺,也無法救助。含氧量的劇變或氧氣逐漸消耗均可以導(dǎo)致這種情況發(fā)生。雖然LNG蒸氣沒有毒,但其中的氧含量低,容易使人窒息。如果吸入純凈LNG蒸氣而不迅速脫離,很快就會失去知覺,幾分鐘后便死亡。
大多數(shù)工作在缺氧條件下的人們,一般將“同伴互救”的方法作為有效的保護方法。很明顯,若施救的人員沒有配相應(yīng)氧氣供給系統(tǒng),一旦進入該危險區(qū)域,也會發(fā)生同樣的事情。的辦法就是攜帶小型氧氣供給系統(tǒng),再實施救護。如果設(shè)備區(qū)域通風良好,不配氧氣供給系統(tǒng)也可進行同伴互救。假如不能判斷該區(qū)域是否缺氧,應(yīng)該遵守下列操作程序:
◆在進入該區(qū)域前,在同伴監(jiān)視的條件下,應(yīng)使用便攜式氧氣檢測器檢測氧含量,合格后,其它人方可進入。
◆同伴互救,在緊急情況下,如果需要救助一個人,應(yīng)多于一人進行施救。
◆配氧氣呼吸器,進行操作。
◆注意:回收放空的天然氣進入燃料系統(tǒng),如果不能回收放空的天然氣,則必須設(shè)置一適當?shù)姆趴占?,直接將天然氣引向高空放空?/span>
2裝置的危險性
(1)LNG儲罐
儲罐的危險性在于真空破壞,絕熱性能下降,從而使低溫深冷儲存的LNG因受熱而氣化,儲罐內(nèi)壓力劇增,儲罐破裂導(dǎo)致大量LNG泄漏。采取的預(yù)防措施是在儲罐頂部安裝安全放散閥,當儲罐壓力升高到一定值,采用手動把壓力降低,即使因為工作疏忽忘記排壓,安全放散閥也會自動開啟,通過集中放散管釋放壓力。
其次可能發(fā)生的危險性是儲罐進去液管道或者內(nèi)罐泄漏,如果內(nèi)罐泄漏,防爆蓋就會打開,從而降低內(nèi)外的壓力,不會引發(fā)儲罐爆裂。
(2)潛液泵、增壓氣化器
潛液泵和增壓氣化器在正常運行時,兩設(shè)施與LNG儲罐之間的閥門是開啟相通的。泵的進出口會出現(xiàn)密封失效,產(chǎn)生LNG泄漏。增壓氣化器的進口是LNG儲罐或LNG槽車的液相出口,出后是氣體,同樣會因密封失效產(chǎn)生LNG泄漏。
LNG潛液泵和增壓氣化器的泄漏可以通過關(guān)閉儲罐閥門或LNG槽車液相閥門來處理,一般泄漏量微小。
(3)儲氣瓶
儲氣瓶為壓力容器,的危險性在于介質(zhì)儲存壓力過大而發(fā)生物理爆炸。
通過在儲氣瓶進氣口設(shè)置壓力變送器、潛液泵與緊急切斷閥進行聯(lián)鎖,當儲氣瓶超壓時自動切斷進氣口并停止泵的運行。
(4)LNG高壓柱塞泵/高壓空溫式氣化器
LNG高壓柱塞泵及高壓空溫式氣化器是L-CNG加氣站的核心設(shè)備。工作壓力高達25MPa,可能因為密封失效或超壓泄漏而產(chǎn)生危險。
LNG高壓柱塞泵后置有壓力變送器,當壓力超過工藝設(shè)定值時,自動切斷泵的運行;空溫式氣化器后設(shè)置有溫度傳感器,當出口溫度達不到設(shè)定值時,自動切換運行另一組氣化器以達到工藝需求。
(5)LNG加氣機、L-CNG加氣機
LNG加氣機、L-CNG加氣機直接給汽車加氣,其接口為軟管連接,接口處容易漏氣。也可能因接口脫落或者軟管爆裂而泄露,在關(guān)閉了儲罐出液口、儲氣瓶出氣口或者泵停止工作后,泄漏量一般很小。
(6)卸車軟管
LNG卸車軟管與槽車連接,也會產(chǎn)生LNG泄露,通過關(guān)閉LNG槽車出液口后或停止?jié)撘罕镁涂梢钥刂菩孤?,泄露量一般不大?/span>
(7)LNG槽車
LNG槽車容積為42---52m3,危險性與LNG儲罐相同,但一般卸車時間控制在2---3小時左右,卸車次數(shù)視加氣站用氣情況,要求時間短,次數(shù)少,并選擇人流量較少的時段卸車。卸車時操作人員應(yīng)在現(xiàn)場進行管理,減少意外事故的發(fā)生。
3. 生產(chǎn)運行中的危險性
(1) 儲罐液位超限
LNG儲罐在在生產(chǎn)過程中可能會發(fā)生液位超限事件,會導(dǎo)致多余液體從溢滿及氣相閥流出來,系統(tǒng)設(shè)有儲罐的液位檢測傳遞及報警系統(tǒng),并且該系統(tǒng)與儲罐進出液氣動閥進行聯(lián)鎖。避免因液位超限而產(chǎn)生的一些危害。
(2)LNG設(shè)施的預(yù)冷
LNG儲罐在投料前需要預(yù)冷,生產(chǎn)過程中每次開車前需要對工藝管道進行預(yù)冷,如未進行預(yù)冷或者預(yù)冷速度過快,可能會導(dǎo)致工藝管道連接部位發(fā)生脆性斷裂和冷收縮,從而引發(fā)泄露事故。造成工作人員冷灼傷或火災(zāi)爆炸事故。
(3)BOG氣體
LNG儲罐或液相工藝管道,由于漏熱而自然蒸發(fā)一定量的氣體(一般情況下,為每晝夜2‰的蒸發(fā)量),這些氣體稱為BOG氣體。這部分蒸發(fā)了的氣體如果不及時排出。將造成儲罐壓力升高,可設(shè)置降壓調(diào)節(jié)閥。根據(jù)壓力自動排除產(chǎn)生的BOG以維持儲罐內(nèi)的壓力在安全許可范圍內(nèi)。
二、防爆安全措施
1. 加氣站基本要求
進站須知
· 進站人員必須遵守站內(nèi)各項管理制度。
· 進入站區(qū)的人員、車輛必須接受安全檢查。
· 進站人員嚴禁攜帶各類危險品(如:火種、易燃易爆物品等)。
· 進入加注站生產(chǎn)區(qū)禁止使用各種通訊設(shè)備。
· 參觀人員進站,須有專人陪同,未經(jīng)許可,不得隨意在站內(nèi)走動或動用站內(nèi)任何設(shè)施。
· 未經(jīng)許可,站內(nèi)禁止拍照和錄像。
· 進站車輛應(yīng)低速慢行,并??吭谥付ㄎ恢茫乖谡緝?nèi)進行車輛維修等與加注作業(yè)無關(guān)的活動。
· 來訪車輛進站必須進行登記,按指定位置停放,出站時要主動接受檢查,經(jīng)檢查后方可出站。
· 發(fā)現(xiàn)異常情況及時向現(xiàn)場工作人員反映,不得擅自進行處理。
2. 人員資質(zhì)要求
LNG加氣機/L-CNG加氣站操作人員上崗前首先應(yīng)該接受本公司的三級教育。
LNG加氣站/L-CNG加氣站操作人員必須經(jīng)過以下專業(yè)技術(shù)培訓、并考核合格取得相應(yīng)資質(zhì)后方可上崗作業(yè):
--- 加氣人員必須經(jīng)過當?shù)厥屑壻|(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門的氣瓶加氣作業(yè)培訓,并取得氣瓶加氣作業(yè)合格證.
--- 壓力容器安全管理人員和操作人員必須經(jīng)過當?shù)厥屑壻|(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門的特種設(shè)備作業(yè)培訓,并取得相應(yīng)的特種設(shè)備作業(yè)人員證.
--- 當?shù)卣鞴懿块T和企業(yè)規(guī)定的其它培訓和資質(zhì)認證.
操作人員應(yīng)嚴格遵守加氣站的操作規(guī)程和管理制度。按有關(guān)法規(guī)標準規(guī)定進行操作,操作人員應(yīng)熟悉本加氣站的系統(tǒng)流程和操作方法。
操作人員必須具備LNG/L-CNG的相關(guān)知識,能夠正確使用消防器材,熟悉事故應(yīng)急處理程序。
3. 設(shè)備設(shè)施要求
·設(shè)備、設(shè)施的安全裝置和安全附件必須定期檢定,確保完好。
·保證防雷防靜電、電氣保護、可燃氣體報警裝置和消防設(shè)施完好有效。
·爆炸危險區(qū)域電氣設(shè)備符合防爆要求。
·設(shè)備、設(shè)施密封良好,無腐蝕、無滲漏。
·保證設(shè)備、設(shè)施HSE標識清晰正確。
·危險區(qū)域和重要設(shè)備、必須懸掛安全標志。
·嚴禁設(shè)備超壓、超負荷、帶病運行。
·在埋地管道、電纜的上方,嚴禁隨意進行挖掘,不得堆放重物或腐蝕性物質(zhì)。
·特種設(shè)備的維修、保養(yǎng)必須由有資質(zhì)的人員進行作業(yè)。
4. 安全操作要求
加氣站的主要設(shè)備都處于LNG帶壓低溫儲存狀態(tài),主要設(shè)備及管線一般采用雙層真空絕熱結(jié)構(gòu)。LNG容器的工作壓力較低,同時操作溫度很低。雖然系統(tǒng)本身設(shè)設(shè)計了有效的安全措施,但是操作人員在操作過程中限度要遵守下列安全規(guī)定。
(1)穿戴防護用品
防護服:統(tǒng)一穿著公司的防靜電工作服。衣扣全部扣緊,長袖、長褲均不準挽起:褲子也應(yīng)穿在鞋或靴子的外面。
工作鞋:穿著防靜電防砸工鞋,無破損,無油污。
防護面罩:選擇大小合適的防護面罩,面罩要透光性好,便于觀看。遇LNG后不易破碎,使用時拉下,防止正面飛濺的LNG對面部、眼睛和頸部傷害,不用時攤到頭頂。
防凍手套:選用耐磨且能在低下使用的柔軟皮質(zhì)手套,內(nèi)襯棉質(zhì)襯里,手套要有較長護腕,護腕部份長約100mm,保暖防凍效果好,且厚度適中,手指活動自如,接觸到濺的液體能夠迅速脫下。
防爆工具:選用銅質(zhì)扳手、螺絲刀、鉗子等防爆工具。
搶險作業(yè)時,進入泄漏部位除應(yīng)穿戴好防護裝備外,還應(yīng)穿隔熱服嚴防凍傻。
(2)保持設(shè)備區(qū)有良好的通風
l 盡管LNG本身沒有毒性,但在封閉的區(qū)域內(nèi)會因為通風不好導(dǎo)致缺氧窒息。由于天然氣無色、無味、無臭,人體不能靠自身的器官來感覺天然氣的存在。所以在封閉的設(shè)備空間應(yīng)設(shè)置通風設(shè)備以保空氣流通良好。
(3)注意卸壓、排空LNG
l LNG加氣站是一個壓力儲運系統(tǒng)。LNG可以氣化使系統(tǒng)壓力升高。在進行檢修操作前,必須將所涉及到的設(shè)備管線降壓和隔離開,并且采用安全的方式將容器內(nèi)的LNG卸壓放空。否則會造成人員傷亡事故。
l 嚴禁在管線內(nèi)開成LNG的“死區(qū)”,例如兩道閥門之間的管線,“死區(qū)”內(nèi)封閉的LNG會因吸收熱量而氣化,造成管線超壓而破殘裂。
(4) 注意防火、防爆、防靜電
l 天然氣是易燃氣體,因此在LNG的儲運、生產(chǎn)的裝置區(qū)禁止吸煙、明火和使用非防爆的電氣設(shè)備。確保LNG設(shè)備遠離明火和靜電。嚴禁在LNG儲運區(qū)、維修區(qū)吸煙。
l 避免合用生熱和火花的非防爆工具,確實需要使用時,則需用便攜式可燃氣體檢測儀先行檢測,以確保安全。
(5)懸掛警示牌
l 低溫容器和低溫管道屬于特種壓力設(shè)備,時刻處于不可預(yù)見的變化環(huán)境中。在低溫容器和管道做常規(guī)檢查時,或涉及到某一事故,應(yīng)在明顯區(qū)域懸掛警示牌,寫明安全事項。
(6)緊急停機
LNG加氣站設(shè)有可燃氣體探測器、火焰探測器、緊急停機按鈕。
當出現(xiàn)下列情況時,請立即按緊急停機按鈕,則系統(tǒng)自動關(guān)閉所有氣動閥門,使加氣站處于相對安全狀態(tài):
l 當加氣站系統(tǒng)出現(xiàn)大量LNG泄露時;
l 當加氣站出現(xiàn)火災(zāi)時;
l 當加氣站周圍環(huán)境出現(xiàn)火災(zāi)時;.
l 當加氣站周圍環(huán)境出現(xiàn)其它不可控制的事故時。
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