LNG的危险性与安全防护.docx
《LNG的危险性与安全防护.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《LNG的危险性与安全防护.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
LNG的危险性与安全防护
中海油惠州新能源有限公司
LNG危害因素评估
LNG（液化天然气）是将天然气净化深冷液化而成的液体，它是一种清洁、优质燃料。
LNG的体积约为其气态体积的1/600，故液化了的天然气更有利于远距离运输、储存，使天然气的应用方式更灵活、范围更广。
1.LNG的基本特性
（1）组成
LNG主要成分为甲烷，另外还含有少量的乙烷、丙烷、N2及其他天然气中通常含有的物质。
按照欧洲标准EN1160的规定，LNG的甲烷的含量应高于75%，氮的含量应低于5%。
尽管LNG的主要组成是甲烷，但不能认为LNG等同于纯甲烷，对它的特性的分析和判断，在工程实践中大都要用气体处理软件（工艺包）进行计算，以得出符合实际的结果。
（2）LNG的特性
密度：
LNG的密度取决于其组分，通常为430～470kg/m3，甲烷含量越高，密度越小；密度还是液体温度的函数，温度越高，密度越小，变化的梯度为1.35kg/m3℃。
温度：
LNG的沸腾温度也取决于它的组分，在大气压力下通常为-166～-157℃，在一般资料上介绍的-162.15℃是指纯甲烷的沸腾温度，沸腾温度随蒸气压力的变化梯度为1.25×10-4℃/Pa。
LNG的蒸发：
LNG贮存在绝热储罐中，任何热量渗漏到罐中，都会导致一定量的液体气化为气体，这种气体就叫蒸发气。
蒸发气的组成取决于液体的组成，一般地，LNG蒸发气含有20%的N2，80%的甲烷及微量的乙烷，蒸发气中N2的含量可达到LNG中N2含量的20倍。
对于纯甲烷而言，低于-113℃的蒸发气密度比空气重，对于含有20%氮的甲烷而言，低于-80℃的蒸发气密度比空气重。
LNG的溢出与扩散：
LNG倾倒至地面上时，最初会猛烈沸腾蒸发，然后蒸发率将迅速衰减至一个固定值，蒸发气体沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量逐渐上升和扩散，同时将周围的环境空气冷却至露点以下，形成一个可见的云团，可作为蒸发气体移动方向的指南，也可作为气体空气混合物可燃性的指示。
蒸气云团扩散是一个复杂的问题，通常采用EVANUM和EOLE模型来计算蒸气云团扩散的安全距离。
LNG的燃烧与爆炸：
LNG具有天然气的易燃易爆特性，在-162℃的低温条件下，其燃烧范围为5%～15%（体积百分比）；LNG着火温度随组分的变化而变化，重烃含量的增加使着火温度降低，纯甲烷着火温度为650℃。
熟悉理解LNG的基本特性，有利于正确认识来自LNG的危险和进行人身安全防护。
2.LNG的危害因素
（1）LNG的储存
危险与LNG处于沸腾（或接近于沸腾）状态有关。
在LNG贮槽中，LNG处于沸腾状态，在LNG工厂的一些管道及液化工段末端，它接近于沸腾状态，外来的热量传入会导致气化使压力超高，致使安全阀打开或造成更大的破坏。
翻滚：
由于贮槽中LNG不同的组成和密度引起分层，两层之间进行传质和传热，最终完成混合，同时在液层表面进行蒸发。
此蒸发过程吸收上层液体的热量而使下层液体处于过热状态。
当两液体的密度接近相等时就会突然迅速混合而在短时间内产生大量气体，使储罐内压力急剧上升，甚至顶开安全阀。
为避免这种危险，应采取特殊处理的方法：
①轻LNG从槽底进料，或重LNG槽顶进料，或两者结合使用；②在槽内安装一自动密度仪检测不同密度的层；③用槽内泵使液体从底至顶循环；④保持LNG的含氮量低于1%，并且密切监测气化速率。
（2）低温冻伤
由于LNG是-162℃的深冷液体，皮肤直接与低温物体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，并粘在低温物体表面上。
皮肤及皮肤以下组织冻结，很容易撕裂，并留下伤口。
粘接后，可用加热的方法使皮肉解冻，然后再揭开。
这时候如硬将皮肤从低温表面撕开，就会将这部分皮肤撕裂，所以当戴湿手套工作时应特别注意。
低温液体黏度较低，它们会比其他液体（如水）更快地渗进纺织物或其他多孔的衣料里去。
在处理与低温液体或蒸汽相接触或接触过的任何东西时，都应戴上无吸收性的手套（PVＣ或皮革制成），手套应宽松，这样如发生液体溅到手套上或渗入手套里面时，就可容易地交手套脱下。
如有可能发生激烈的喷射或飞溅，应使用面罩或护目镜保护眼睛。
（3）LNG的泄露
由于低温操作，金属部件会出现明显的收缩，在管道系统的任何部位尤其是焊缝，阀门、法兰、管件、密封及裂缝处，都可能出现泄漏和沸腾蒸发，如果不及时封闭这些蒸气，它就会逐渐上浮，且扩散较远，容易遇到潜在的火源，十分危险。
可以采用围堰和天然屏障对比空气重的低温蒸气进行拦截。
（4）低温麻醉
没有充分保护措施，在低于10℃下待久后，就会有低温麻醉的危险产生，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。
对明显受到体温过低影响的人，应迅速从寒冷地带转移并用热水洗浴使体温恢复，不应该用干热的方法提升体温。
（5）窒息
呼吸LNG低温蒸气有损健康，短时间内，导致呼吸困难，时间一长，就会产生严重的后果。
虽然LNG蒸气没有毒，但其中的氧含量低，容易使人窒息。
如果吸入纯净LNG蒸气而不迅速脱离，很快就会失去知觉，几分钟后便死亡。
当空气中的氧含量逐渐降低，操作人员没有一点感觉，也没有任何警示。
等意识到，则为时已晚。
窒息共分为以下4种情况。
1）第1种情况：
含氧量14％～21%（体积含量，下同），呼吸、脉搏加快，并伴有肌肉抽搐。
2）第2种情况：
含氧量10％～14%，出现幻觉、易疲劳，对疼痛反应迟钝。
3）第3种情况：
含氧量6％～10%，出现恶心、呕吐、昏倒，永久性脑损伤。
4）第4种情况：
含氧量低于6%，出现痉挛、呼吸停止，死亡。
通常，含氧量10%是人体不出现永久性损伤的最低限。
相对应，正常空气中含52.4%的甲烷，其氧含量是10%。
因此，敬告大家不要进入LNG蒸气中。
（6）冷爆炸
在LNG泄漏遇到水情况下，（例如集液池中的雨水），水与LNG之间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。
这个现象类似水落在一块烧红的钢板上发生的情况，可使水立即蒸发，为避免这种危险，应定期排放集液池中的雨水。
（7）火灾
LNG蒸气遇到火源着火后，火焰会扩散到氧气所及的地方。
游离云团中的天然气处于低速燃烧状态，云团内形成的压力低于5kPa，一般不会造成很大的爆炸危害。
燃烧的蒸气就会阻止蒸气云团的进一步形成，然后形成稳定燃烧。
3.安全防护
（1）工艺装置安全设计
LNG装置的本身的可行性是保证LNG设施安全运行的重要前提,因此遵循标准和规范进行设计是十分必要的。
（2）可燃气体探测设施
在白天，可通过目测的方法来探测可见的蒸气云团，但是在晚上，就不再适用了。
通常，工厂都装有大型的可燃气体探测器，传感器都置于易发生泄漏的地方。
当传感器探出蒸气－空气的浓度达到下限的20%时，就通过报警传到控制室，操作工就能采取相应的控制措施进行处理。
当蒸气－空气的探测浓度达到下限的60%时，就会自动全厂停车。
因此，连续的自动探测系统在这方面比人工探测具有更大的优势，因为它们比人工探测更准确可靠。
（3）事故切断系统
LNG设施应包括事故切断系统（ESD），当该系统运行时，就会切断或关闭LNG、易燃液体、易燃致冷剂或可燃气体来源，并关闭继续运行将加剧或延长事故的设备。
ESD系统应具有失效保护设计，当正常控制系统故障或事故时，失效的可能性应该最小。
（4）消防水系统
使用带水位控制器的水幕或手握软管喷水使LNG蒸气云团改道，避免风将蒸气团移向会点燃该蒸气团的运行设备，同时，水也给蒸气带来额外的热量，造成云雾更快地浮动并向上扩散。
在有火灾的情况下，为了避免热辐射，一些设备需要大水作保护。
在处理LNG失火时，推荐使用干粉（最好是碳酸钾）灭火器，注意任何情况下不要在LNG储槽的大火中使用水,水会增大气化速率因而会将火焰高度增大6倍,辐射热增大3倍。
（5）人身安全保护
如果要接触低温气体、低温液体，则必须戴上防护面罩，戴上皮革手套，穿无袋的长裤及高筒靴（把裤脚放在靴的外面）、长袖的衣服。
在缺氧条件下，需戴呼吸设备。
面罩要求在低温下不会碎裂，衣物都要求由专门的合成纤维或纤维棉制成，且要求尺寸宽大，以防止低温液体溅落在衣物上，冻伤皮肤。
决不允许人员进入LNG池或LNG喷射物中，因为这些防护用具不能确保安全。
只有不存在着火源且需紧急操作时才能进入LNG蒸气中。
工作人员在灭火时，如穿的是易燃材料做成的工作服，在灭火过程非常危险。
由于热辐射，工作人员应穿由特殊保护材料制作的工作服，如消防人员防火服。
（7）低温冻伤急救
发生冻伤时应该用大量温水（41~46℃）冲洗皮肤冻伤处，不可使用干燥加热的方法，应将伤员移至温暖的地方（约22℃）。
如果不能得到立即诊治，就应刻不容缓地将伤者送至医院。
4.结束语
由于LNG是由天然气冷却到-162℃而成的深冷液体，同时又具有天然气易燃易爆的特性，因此，LNG被认为是一种非常危险的燃料。
但是，LNG产业几十年的发展历史来看，LNG产业具有良好的安全记录，比汽油、LPG、管道天然气的安全性好。
但这并非说LNG就不危险，关键是能否掌握来自LNG的特性和危险来源，是否按标准和规范去设计、施工、运行及管理。
附危害因素一览表
中海油惠州新能源有限公司危害因素一览表
序号
类别/单元
危害因素
涉及部门
风险等级
控制措施
部位/设备
活动/作业步骤
1
停车区车辆停靠
车辆行驶速度过快
公司所有部门/LNG加注站
中度
遵守交通法则
违章行为
公司所有部门/LNG加注站
中度
遵守交通法则
2
办公室办公
有时机器原有电线较短或需要增加电源接口
公司所有部门/LNG加注站
中度
尽量少使用
开关松动或老化
公司所有部门/LNG加注站
中度
定期检查
用电器功率过大（超出场所功率）
公司所有部门/LNG加注站
中度
关闭非工作电器的运转
插座周围有易燃纸张
公司所有部门/LNG加注站
中度
不要再插座旁摆放易燃易爆物品
3
电脑的使用
下班时电脑未关闭
公司所有部门
中度
下班前关闭电脑等所有电源
4
饮水机的使用
用玻璃杯接热水，玻璃杯炸裂
公司所有部门/LNG加注站
中度
尽量少使用玻璃杯，接热水时提高注意力
5
槽车卸液
静电接地线虚接或未接
LNG加注站
中度
定期检查接电线，并且按操作规程作业
槽车卸液法兰垫片变形损坏，导致LNG泄漏
LNG加注站
中度
卸液前检查，严格遵守《卸车操作规程》
使用非防爆工具
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程，使用防爆工具
操作人员失误或违章操作
LNG加注站
中度
操作人员定期培训，严格遵守《操作规程》
压力过大，槽车安全阀起跳，冷气灼伤工作人员
LNG加注站
中度
操作过程中远离槽车放散口
卸液完毕后，霜冻无法关闭阀门
LNG加注站
中度
加强现场监管
超装、超压造成大量泄漏
LNG加注站
中度
合理计划卸液量
雷雨天气进行卸液作业
LNG加注站
中度
强对流天气禁止卸液作业
6
LNG加注
进站加注车辆带进火种、静电、未熄火或未关闭手机
LNG加注站
高度
严格遵照《进站须知》，
加注前对车辆进行安全检查
司乘人员未在指定区域内等候
LNG加注站
中度
严格遵守《加气操作规程》，
提醒司机加注时站在制定区域等候
操作人员加注时未穿好防护用品
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程，按规定佩戴劳保用品
车载钢瓶无压力表或压力表失灵
LNG加注站
中度
严格遵守《操作规程》，
加注前对车载钢瓶进行安全检查
拔枪速度过快，造成软管内残液喷出
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程，按规定佩戴劳保用品
拔枪速度过慢，加注枪与气瓶充装口冻住
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程，按规定佩戴劳保用品
接地线忘接或连接不牢
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程，时常检查接地线连接处
7
LNG储罐设备撬
储罐的管线、阀门泄漏
LNG加注站
中度
严格遵守《巡回检查操作规程》
LNG泵故障短路、产生电火花
LNG加注站
中度
严格遵守《LNG泵操作规程》
未戴安全帽导致碰撞造成头部伤害
LNG加注站
中度
按规定佩戴好安全帽
在泄漏区的人员未采取相关的防护措施
LNG加注站
中度
按要求穿戴好劳保用品
上下围堰站不稳
LNG加注站
中度
提高注意力，禁止嬉戏打闹
8
中控室
配电柜接地失效
LNG加注站
中度
佩戴绝缘手套，定期检查
9
空压机房
松动法兰喷高压气体
LNG加注站
中度
按照《巡回检查操作规程》，定期巡检
10
箱式变压器
箱变高压接地线未断开
LNG加注站
中度
及时检查，及时消除
对加注站内用电设备违章操作
LNG加注站
中度
严格遵守《安全管理规定》，禁止违章操作
11
消防设施使用
先关阀门后停水泵
LNG加注站
中度
严格按照操作规程操作
12
设备检修
安全措施未审核批准
LNG加注站
中度
施工前上报施工方案，未经审核禁止施工
安全帽、工作服未按要求穿戴
LNG加注站
中度
施工人员穿戴好合格的劳保用品
未使用安全电压，或绝缘保护不合格
LNG加注站
中度
现场检查监督
作业场所未作隔离，产生电火花
LNG加注站
中度
生产区域内作业场所必须作隔离
检修管道及附件时使用铁制工具导致产生电火花
LNG加注站
中度
生产区域内作业必须使用防爆工具
雷雨天气违章用电，导致漏电伤人，出现电火花
LNG加注站
中度
雷雨天气禁止电气作业
13
巡回检查
人员酒后上岗
LNG加注站
中度
严禁酒后上岗
人员身体、精神面貌不好
LNG加注站
中度
注意休息，调整工作状态
未定期对防雷接地进行检测
LNG加注站
中度
按规定送检，加强巡检力度
14
电工作业
电工违章带电作业
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程
电工作业误操作
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程，按规定佩戴劳保用品
电器设备检修时未标示或监护电源、误合闸
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程，按规定佩戴劳保用品
人员在生理状态不良的条件下进行电工作业
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程，按规定佩戴劳保用品
电工作业人员未配备/穿戴规定的劳动保护用品
LNG加注站
中度
严格遵守操作规程，按规定佩戴劳保用品
15
动火作业
动火作业未采取有效的防护和监护措施
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
未按要求办理作业许可证
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
作业前未测氧
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
作业前未测爆
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
测氧测爆结果错误
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
作业未按要求配备/穿戴劳保用品
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
作业监护/应急准备不力
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
作业人员生理状况不良
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
未经确认在限制空间内动火
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
一级动火未办理作业许可
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
动火作业环境附近有易燃易爆物质
工程管理部
中度
严格遵循操作规程，按规定佩戴劳保用品
16
登高作业
未戴安全帽，未系安全带作业
工程管理部
中度
施工人员穿戴合格的劳保用品
安全带未实现高挂（系）低用，或固定不结实
工程管理部
中度
现场检查
六级大风及雷电、暴雨、大雾等天气下露天高空作业
工程管理部
中度
恶劣天气禁止作业
17
应急管理
应急培训不及时、不到位
生产与安全管理部
中度
定期进行应急培训
未按照预定计划开展应急演练
生产与安全管理部
中度
定期进行应急演练
应急物资缺少、损坏、失效
生产与安全管理部
中度
对应急物资定期检查补充
升级会员 