1、LNG储存中的常见现象LNG储存技术概况LNG储存工艺LNG储罐类型及安全l 漩涡l 老化l 分层l 蒸汽爆炸在LNG储存和储罐充注过程中发生的“涡旋”或“翻滚”（Roll Over）的非稳定现象。出现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，在一定条件下迅速上升到表面，产生大量蒸汽的过程。常出现在多组份液化气体中，在近乎纯近的液体中不易发生密度分层。分层自然对流强烈混合过热LNG大量、急速蒸发储罐压力骤然上升超压、泄放20世纪70年代LNG工业兴起以来，已发生过多起由漩涡引起的失稳事故：1971年8月21日，意大利La Spezia的确良SNAM LNG储配站在储罐充注后18小
2、时，罐内压力突然上升，安全阀打开，318m3 LNG被汽化放空；1993年10月，英国燃气公司（British Gas)的一处LNG储配站在发生事故时，压力迅速上升，两个工艺阀门首先被打开，随后紧急放散阀也被开启，导致约150t的LNG被排空。LNG是一种多组份混合物，在储存过程中，各组份将发生不同程度的蒸发，结果使LNG的组成和密度发生变化，这一过程称为老化（Weathering)。主要与氮含量有关储罐内形成密度不同的。形成独立的两个自然对流区域。半充满的LNG储罐内充入密度不同的LNG时会产生分层:1、产地不同组份不同；2、原有LNG与新充入LNG的温度不同；3、原有LNG因老化而使其组份
3、发生变化；危害机理：上部较轻的液层正常对流，向气相空间蒸发，释放热量；下层由于浮升力太弱，不能上浮至上层而只能在下层内部对流，当两层密度足够接近时发生快速混合，下层过热的液体将大量蒸发，引起储罐内压力上升，超过其安全设计压力。（1）监测储罐温度变化 沿储罐高度3m左右布置测温点，温差达-14时，即可能发生分层、漩涡（2）监测密度差或热值 新注入LNG与剩余LNG密度差或热值差（3）监测LNG的蒸发速度 测量罐内绝对压力密闭体系中的过热液体系发生突然泄压时将迅速汽化，使容器内压力骤升而引起爆炸。(Boiling Liquid Expanding Vapor,BLEVE)1966年1月4日，法国一
4、次液体混腾液体扩展为蒸汽爆炸事故导致18人死亡、81人受伤以及巨大的财产损失；1978年5月30日发生在Texas城的另一次沸腾液体扩展为蒸汽爆炸事故造成的损失达8.5亿美元。地面储罐 储罐储存 地中储罐 地下储罐 地下人工冻土带 岩腔储存 地下岩穴常压储存 储罐内为常压，适用于大量LNG的储存，漏热引起蒸发率较高，为防止压力升高，确保LNG安全储存，需要即时释放掉一部分闪发气（Boil off Gas,BOG）：放空或再液化。高压储存 适用于少量LNG的储存。采用绝热性能较好的真空绝热结构，蒸发率较低，不必排放BOG或增设再液化设备。常压高压联合储存 增设低温压缩机，将BOG升压后送初始压力
5、较低的LNG高压储罐内。同时具有常压和低压储存的优点；流程简单，设备少，安全程度高；投资省、LNG储存成本低；延长LNG储存时间、适用范围广。种类种类现材料及形式现材料及形式地面式金属双壁式(Double Wall)内壁:9%Ni钢或Al合金Tank外壁:碳素钢TankMembrance PC形式内壁:STS 304 Membrance外壁:Prestressed混凝土壁PC单壁的独立储存罐壁:9%Ni钢外壁:Prestressed混凝土壁 钢筋混凝土储存罐内壁:9%Ni钢外壁:钢筋混凝土半地下式金属双壁式内壁:9%Ni钢外壁:碳素钢Tank不锈钢 Membrane内壁:9%Ni钢外壁:Pre
6、stressed混凝土储存 地下式不锈钢 Membrane不锈钢 304 Membrane或无Membrane工艺管材管道绝热预冷管道输送的安全 输送管道直径小；泵站设备投资低，功耗低；需用价格昂贵的镍钢和性能良好的低温绝热材料，管道工程设计复杂，施工技术要求高，长距离LNG管线初期投资大。非绝热管（裸管）：造价低，跑冷，用于间断性短距离输送；真空绝热管：由内客与外管和支撑件构成，造价和施工管理费用高；普通绝热管：普通绝热结构，投资和施工管理费用较低，适于长距离输运 柔性管：费用高昂绝热困难，限于短距离装卸作业 刚性管：长距离LNG输送”管中管“：用气凝胶绝热材料填充内外管间环形空间，起支撑和
7、绝热作用，避免采用昂贵合金膨胀膜保持真空。在首站将一定温度的LNG送入管道，并吸收外界热量，然后通过LNG逐步蒸发而使管内压力升高，以此来推动LNG向前流动，从而优化LNG管输工艺的方法。将管道系统从环境温度冷却到工作温度的过程 LNG突然流入常温管道，管道会迅速收缩。管道低部与混腾的LNG直接接触（强烈冷却），而顶部相对较热，产生“香蕉”效应，收缩不均匀，可能引起管道、支撑和膨胀节的损坏。方法：先用冷的氮气在管道中循环，有时还需用干燥氮气吹扫管道，去除管道中残留的水蒸汽，使管道达到一定温度。目的：检验低温材料是不合格；检验焊接质量；检验管道冷缩量和管托支撑变化；检验低温阀门的密封性；使储罐达
8、到工作状态，测试罐真空性能 预冷应控制降温速率，一般在50左右比较安全。运输技术概况车运容器船运LNG海上运输的发展LNG船的结构特点LNG槽船的装卸LNG接收终端LNG海运安全汽化站的安全设计LNG站安全设计与管理1.1LNG汽化站设计的主要内容 围堰区 LNG储罐 汽化器 LNG管道及管件 汽化站消防系统外国标准：美国标准NFPA 59A 液化天然气生产、储存和装卸标准（2019年版）欧洲标准DIN/EN1473液化天然气设备与安装（2019年版）日本部颁标准KHK-4一般高压瓦斯保安法则（平成6年修订版）美国标准NFPA 11A 中、高倍数泡沫消防灭火系统（2019年版）美国标准NFPA
9、 15A 固定式水喷雾灭火系统（2019年版）美国标准NFPA 17A 干粉消防灭火系统（2019年版）中国标准：石油化工企业设计防火规范GB50162-92（2019年版）装卸油品码头设计防火规范JTJ237-2019石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范SH3063-2019爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范GB50058-92 水喷雾灭火系统设计规范GB50219-2019城镇燃气设计规范（GB50028-2019）火灾自动报警设计规范（GB50116-2019）建筑设计防火规范（GB50016-2019）建筑灭火器配置设计规范（GB50140-2019）一方面要从城市总体规划和
10、合理布局出发，另一方面应从有利于生产、方便于安全运输、保护环境入手，即要考虑能完成当前生产任务，又要考虑将来的发展，站址选择要考虑以下几个方面的问题：应选在城镇和居民区的全年风速最小处的上风侧，尽量远离人口稠密区，满足卫生和安全要求。为汽化站供电、供水、通信和网络联系方便，宜选在城市边缘。站址至少要有一条全天侯的汽车公路。应避开油库、桥梁、铁路枢纽站、飞机场等重要战略目标。站址不应受洪水和山洪影响，标高应高出历年洪水位0.5m以上。避免布置在滑坡、溶洞、塌方、断层、淤泥等地质条件不良区，土壤耐压力不低于0.15MPa。汽化站的罐区、汽化区、装卸区等生产区与站内外的建筑物的安全防火距离必须达到规范要求。储罐之类工艺设备上必须设置紧急关闭系统ESD（Emergency Shut Down)生产区易产生LNG溢出和泄漏的部位，应设置可燃气体检测仪和低温检测仪 低温设备和材料必须根据低温条件选定。建设消防系统，配备灭火系统。建立健全各项规章制度，对员工进行操作规程和常规事故处理方法的培训。火源控制。紧急关闭系统。火灾和泄漏监控 可能发生可燃气体聚集、LNG或可燃制冷剂泄漏以及发生火灾的区域，封闭的建筑物，均应进行火灾和泄漏监控。在汽化区应提供消防水源和消防水系统。灭火设备 LNG设施内或槽车上应设便携式或轮式灭火器。建立健全各项规章制度，对员工进行操作规程和常规事故处理方法的培训。
