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LNG加气站安全风险及应对措施分析

文档作者：李美刚张维明文档来源：中海油能源发展股份有限公司油田建设工程分公司		点击数：	更新时间： 2021年11月18日
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★ 石油化工安全环保技术★
LNG加气站安全风险及应对措施分析
李美刚，张维明
( 中海油能源发展股份有限公司油田建设工程分公司，天津300452)
摘要：自液化天然气(LNG) 出现以来，由于其清洁、高效的特殊优势，在世界范围内
获得了广泛的应用。由于市场的大量需求，LNG加气站也呈爆发式发展，但国内LNG产业起
步较晚，有关LNG方面的规程、规范相对缺乏和滞后，造成很多不规范的加气站频繁发生泄
漏甚至爆炸事故，LNG加气站在运营过程中也容易出现安全事故。就LNG介质本身的危险特
性，结合加气站的各类存储设施及加气设备的特点，对加气站运行过程中的关键环节进行分
析，辨识LNG加气站的危险因素，探讨应对措施。
关键词：LNG加气站风险分析泄漏应对措施
自液化天然气(LNG)出现以来，由于其清
洁、高效的特殊优势⋯，在世界范围内获得了广
泛的应用，作为车用燃料相比汽柴油具有20％至
40％左右的价格优势，更因节能减排效果显著，
被称为绿色环保燃料。近年来，因油品质量、尾
气排放等问题凸显，雾霾天气导致空气质量下
降，严重影响了人们的13常生活，LNG等替代新
能源的发展刻不容缓。
由于市场的大量需求，LNG加气站也呈爆发
式发展。在国内，LNG产业起步较晚，有关LNG
方面的规程、规范相对缺乏和滞后，造成很多不
规范的加气站频繁发生泄漏甚至爆炸事故，LNG
加气站在运营过程中也容易出现安全事故。对
LNG介质本身固有的低温、易泄漏，易发生火
灾、爆炸等危险性因素和加气站的各类设备的使
用进行分析，辨识LNG加气站在建设和运营过程
中的危险因素，并探讨应对处理的措施。
1 LNG加气站危险因素分析
LNG加气站的核心设备可分为三大部分：一
是LNG低温储罐；二是将LNG从储罐加注到汽
车燃料箱的低温潜液泵和加气机，以及相关配套
的低温管线及阀门；三是控制整个运行过程的自
动控制系统及相关的安全配套设施。LNG加气站
主要的危险源是LNG本身，如何利用加气站的设
施设备将LNG控制在安全的状态，防止LNG的
意外泄漏是控制LNG加气站安全运行的关键
所在。
图1 LNG加气站现场布置
1．1 LNG介质的危险性
LNG是以甲烷为主的液态混合物，储存温度
约为一162 oC，主要危险是可燃、爆炸、低温。
LNG泄漏后通过吸热蒸发，会形成白色蒸气云，
蒸气云遇到火源就会着火。当蒸气云被空气加热
到高于一107 oC时，会在空气中快速扩散，与空
气混合后，体积百分数在一定的范围内会形成爆
炸，其爆炸下限约为4．6％，上限约为14．57％。
收稿日期：2013—08—23。
作者简介：李美刚，男，2004年毕业于西南石油大
学仪器仪表专业，一直从事海洋石油工程建造项目
安全管理工作，国家注册安全工程师，工程师。
电话：022- 66917390
由于LNG是深冷液体，温度达一162 oc，人
体皮肤直接与LNG容器或设备表面接触会产生严
重的伤害。直接接触时，皮肤表面的潮气会凝
结，并粘在LNG容器或设备表面上，皮肤及皮肤
以下组织冻结，很容易撕裂，并留下伤El ，此时
可用加热的方法使皮肉解冻，然后再揭开。
如果没有充分的保护措施，人长时间处于低
于一10℃环境下，就会有低温麻醉危险。随着体
温下降，生理功能和智力活动下降，心脏功能衰
竭，进一步下降会致人死亡。如果人员在LNG低
温场所工作，应做好防护措施，穿戴防护服装。
对明显受到低温影响的人员，应迅速用热水洗
浴，使体温恢复。
LNG蒸气无毒无味，但其中的氧含量低，人
如果不慎呼吸到LNG低温蒸气，短时间内会导致
呼吸困难，长时间可能导致窒息。一旦LNG泄漏
产生LNG蒸气时，人员不能冒然进人蒸气环境，
必须采取相应防护措施方可操作泄漏设备。
1．2 LNG加气站控制设备的危险性
1．2．1 LNG储罐
LNG外罐材质为Q345R碳钢，内罐材质为
06Cr l 9Ni l 0，内外罐之间设有绝热层并抽真空。
储罐的设计压力一般为1．2 MPa¨1，其最大危险
性在于真空破坏，绝热性能下降，从而使低温液
体因受热而气化膨胀，罐内压力剧增，储罐爆裂
导致LNG泄漏，甚至燃烧爆炸。主要预防措施是
在储罐的顶部安装安全放散阀，当储罐压力升高
到一定值，安全放散阀会开启，通过集中放散释
放压力。
图2 LNG低温储罐
1．2．2输送管道和内罐
LNG储罐的输送管道或内罐容易泄漏，这时
储罐的防爆盖将打开从而降低内外压力，不会引
发储罐爆裂。
1．2．3潜液泵和增压汽化器
潜液泵安装在密闭的潜液泵池中，与LNG储
罐之间的阀门是开启相通的，泵的进出El 可能会
出现密封失效，产生LNG泄漏。增压汽化器的进
出口和LNG储罐与LNG槽车的液相出口连通，
同样可能出现密封失效产生泄漏。
1． 3 LNG加气过程中操作的危险性
LNG加气过程中，人直接用加气机给汽车加
气，加气机接口为软管连接，可能因为接El 脱落
或软管爆裂而产生泄漏。所以LNG加气机一般设
紧急切断阀，出现泄漏时可紧急关停泵。
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图3给汽车加注LNG
LNG槽车一般容积为42～52 i n3，卸车软管
与槽车连接时，也会产生LNG泄漏，此时要紧急
停止泵的工作。卸车一般要求次数尽量少，时间
尽量短，控制在2—3小时内。尽量选择人流量小
的时候操作，并由LNG加气站专业人员进行。
2 LNG加气站安全风险及应对措施
2． 1 LNG泄漏处理措施
LNG在微量泄漏时，泄漏处呈现结霜现象，
此时应切断结霜处两侧阀门，检查并更换泄漏处
管道或管道附件。
LNG储罐紧急切断阀后端部位发生泄漏且达
到爆炸下限的20％时，LNG场站的可燃气体泄漏
报警器就会报警，并及时通过与检测仪表联锁的
紧急切断阀切断储罐上的排液阀门，或通过人工
操作关闭紧急切断阀。微量泄漏的LNG可直接气
化为冷蒸气云，冷蒸气云再吸热后立即升空扩
散，泄漏量大且来不及气化时可通过集液池收
集，此时可用干粉灭火器喷洒液体表面，隔绝空
气，降低气化速度。
如果储罐第一道阀门前端发生泄漏，则无法
通过切断泄漏源的方式来堵漏。所以加气站围堰
在容积设计时要按储罐的容积设计，这样泄漏的
液体会被全部拦蓄在围堰内，不会溢出围堰。此
时，液体表面会升起冷蒸气云并会扩散到下风向
处，可燃气体泄漏报警器探测到后会发声光报警
信号，并切断紧急切断阀。但因泄漏发生在紧急
切断阀前端，泄漏仍然会持续，此时抢险人员应
在上风向用移动式干粉灭火器喷洒液体表面，隔
绝空气，降低气化速度，等待消防队来后可用雾
状水枪驱赶冷蒸汽云向无人员的地方扩散。事故
发生初期应立即疏散无关人员，报警并封闭站前
道路，关闭站内电源。
2．2低温管线的LNG泄漏预防处理
当一162 oC的LNG在管线内运行时，金属部
件会出现明显的收缩，在管道系统的焊缝，阀门、
法兰、管件、密封及裂缝处，可能会出现泄漏和沸
腾蒸发，因此在施工过程中应注意焊口质量，并按
规程、设计文件要求检验。LNG的输送设备设施
如气相、液相工艺管道、低温阀门、阀件，要选用
符合标准要求的管材，按要求焊接、检验。
如果发生泄漏，则须及时封闭这些蒸气，并采
用围堰和天然屏障对比空气重的低温蒸气进行拦截。
图4 LNG低温管线及阀门
2．3火灾处理措施
在少量LNG泄漏时，首先切断储罐进出液
口，确认火灾不可能造成人员伤亡或二次破环
时，可让大火继续烧完。但当着火部位处于储罐
附近时，由于大火可能烧毁储罐配件或直接传热
给储罐造成更大危害时，应立即报警，同时利用
现有灭火器材组织灭火，疏散站内无关人员，设
立警戒线，报警，封闭站前道路。
2．4 LNG场站操作人员的安全管理
LNG固有的危险特性和潜在的危险性，要求
现场操作人员必须经过专业技术培训，经考核合
格后方可上岗。加气站操作人员必须熟知加气站
的工艺流程、设备的结构及工作原理、岗位操作
规程、设备的日常维护及保养知识、消防器材的
使用与保养等。
由于低温液体粘度较低，能更快地渗进纺织
物或其它多孔的衣料里去。如果与皮肤粘接，可
用加热的方法使皮肉解冻，然后再揭开。现场操
作人员都应戴上无吸收性的宽松手套(PVC或皮
革制成) ，这样如发生液体溅到手套上或渗人手
套里面时，就可容易地将手套脱下。为防止可能
发生激烈的喷射或飞溅，操作人员应使用面罩或
护目镜。
如果在操作过程中发生冻伤，应该用大量温
水( 41～46℃) 冲洗皮肤冻伤处，将伤员移至温暖
的地方( 约22℃) ，并及时拨打120，请求救援。
LNG泄漏遇到水时( 如集液池中的雨水) ，水
与LNG之间有非常高的热传递速率，LNG将激烈
地沸腾并伴随大的响声，喷出水雾，导致LNG蒸
气爆炸，因此操作人员应定期排放集液池中的
雨水。
3结论
LNG是一种高效、清洁、节能、环保的绿色
新能源，但也是一种非常危险的化学燃料，从从
事LNG加气站建设或运营的从业者角度出发，需
要更好的了解它的特性，在加气站建设和运行上
更合理的规避它的不安全因素，更大的发挥它的
能源优势，杜绝事故的发生，使它更好的服务
人类。
参考文献：
[ 1] 马景柱，杨楚生．中国海油LNG汽车加注
产业实践及发展建设[ J ]．天然气技术
与经济，2013，7(4) ：16—19，83．
[ 2] 中华人民共和国质量监督检验检疫总局．
GB 150_2011 压力容器[ s ] ．北京：
中国质检出版社，2012．
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部、中华
人民共和国国家质量监督检验检疫总局．
GB 50156- - 2012汽车加油加气站设计与
施工规范[ S] ．北京：中国计划出版
社．2012．

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