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LNG加气站的工艺设施的危险性如下:
(1) LNG低温储罐
LNG低温储罐,容积60立方米,卧式真空粉末绝热低温储罐,双层结构,内筒为0Cr18Ni9奥氏体不锈钢,外筒为16MnR容器板材制造,内外 筒之间用珠光砂填充并抽真空绝热,最大的危险性在于真空破坏,绝热性能下降。从而使低温深冷储存的LNG因受热而气化,储罐内压力剧增,此时安全放散阀自 动开启,通过集中放散管释放压力。其次可能的危险性还有储罐根部阀门之前产生泄漏,如储罐进出液管道或内罐泄漏,如内罐泄漏,此时爆破片就会打开,从而降 低内外的压力,不会引发储罐爆裂。
(2) LNG泵、增压器
LNG泵和增压器,在正常运行时,两设施与LNG储罐之间阀门开启而相通,泵的进出口有可能因密封失效产生泄漏,增压器的进口是LNG储罐或LNG槽车的液相出口,出口是气体,同样因密封失效可能产生泄漏,但在关闭了储罐或LNG槽车的出液口后,泄漏量很小。
(3) LNG加气机
LNG加气机直接给汽车加气,其接口为软管连接。接口处容易漏气,也可能因接口脱落或软管爆裂而泄漏。在关闭了储罐出液口、储气瓶出气口或泵停止工作后,泄漏量很小。
(4) 卸车软管
同样LNG卸车软管与槽车连接,如发生泄漏,在关闭了LNG槽车出液口后或低温泵停止工作后泄漏量不大。
(5) LNG槽车
LNG槽车容积为42m3,危险性与LNG储罐相同,但一般卸车时间控制在2小时左右,每天最多卸车一次,时间短,次数少,发生事故几率较小。
3、工艺液相管道的危险性
(1)保冷失效
LNG液相管道为低温深冷管道,采用真空管或绝热材料绝热,但当真空度破坏或绝热性能下降时,液相管道压力剧增,此时安全阀自动开启,可以降低管道内的压力。
(2)液击现象与管道振动
在LNG的输送管道中,由于加注车辆的随机性,装置反复开停,液相管道内的液体流速发生突然变化,有时是十分激烈的变化,液体流速的变化使液体的动 量改变,反映在管道内的压强迅速上升或下降,同时伴有液体锤击的声音,这种现象叫做液击现象(或称水锤或水击),液击造成管道内压力的变化有时是很大的, 突然升压严重时可使管道爆裂,迅速降压形成的管内负压处可能使管子失稳,导致管道振动。
(3)管道中的两相流与管道振动
在LNG的液相管道中,管内液体在流动的同时,由于吸热、磨擦及泵内加压等原因,势必有部分液体要气化为气体(尽管气体的量很小),液体同时因受热 而体积膨胀,这种有相变的两相流因流体的体积发生突然的变化,流体的流型和流动状态也受到扰动,管子内的压力可能增大,这种情况可能激发管道振动。
当气化后的气体在管道中以气泡的形式存在时,有时形成“长泡带”;当气体流速增大时,气泡随之增大,其截面可增至接近管径,液体与气体在管子中串联排列形成所谓“液节流”;这两种流型都有可能激发管道振动,尤其是在流径弯头时振动更为剧烈。
(4)管道中蒸发气体可能造成“间歇泉”现象
与LNG储罐连接的液相管道中的液体可能受热而产生蒸发气体,当气体量小时压力较小,不能及时的上升到液面,当随着受热不断增加,蒸发气体增大时, 气体压力增大克服储罐中的静压(即液柱和顶部蒸发气体压力之和)时,气体会突然喷发,喷发时将管路中的液体也推向储罐内,管道中气体、液体与储罐中的液体 进行热交换,储罐中液面发生闪蒸现象,储罐压力迅速升高,当管道中的液体被推向储罐后管内部分空间被排空,储罐中的液体又迅速补充到管道中,管道中的液体 又重新受热而产生蒸发,一段时间后又再次形成喷发,重复上述过程,这种间歇式的喷发有如泉水喷涌,故称之为“间歇泉”现象,这种现象使储罐内压力急剧上 升,致使安全阀开启而放散。
4、LNG加气站场站运行中的危险性
(1)储罐液位超限
LNG储罐在生产过程中要防止液位超限,进液超限可能使多余液体从溢满阀流出来,出液超限会使泵抽空,并且下次充装前要重新预冷。此种情况下,监测报警系统会启动,并连锁关闭阀门,避免事故发生。
(2)LNG设施的预冷
LNG储罐在投料前需要预冷,同样在生产中工艺管道每次开车前需要预冷,如预冷速度过快或者不进行预冷,有可能使工艺管道接头阀门发生脆性断裂和冷收缩引发泄漏事故,易使工作人员冷灼伤,或者大量泄漏导致火灾爆炸发生。
(3)BOG气体
LNG储罐或液相工艺管道,由于而自然蒸发一定量的气体(制造厂家提供的数据为每昼夜小于千分之二的蒸发量)。生产运行中由于卸车,需要给系统增 压,这部分气体也储存于储罐;受气车辆气瓶内再加气之前需要降低车载气瓶内的压力,此部分气体再加气时又抽回储罐。这些气体统称为BOG气体,当BOG气 体压力过高时需要进行安全放散,否则有可能造成设备管道超压而产生爆裂事故。