LNG泄露危害及其水幕紧急处理.doc

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1、LNG泄露危害及其紧急处理摘要：随着大型LNG液化装置效率的提高和耐低温材料的研制突破，LNG产业在世界范围内得到了快速的发展。然而，LNG泄漏很难避免，相关危害事件时有发生。目前，喷射水幕被广泛认为是最有效且最具前景应用的控制和降低LNG泄露危害的技术。本文对LNG泄露危害和紧急处理做了简单介绍。关键词：LNG；泄漏检测；重气云；水幕；机械作用Abstract：Keywords：LiquefiedNaturalGas；spillagedetection；heavygascloud；watercurtain；mechanicaleffects1引言为了便于天然气的储存于运输，

2、可以采用常压降温到-162℃使其液化，液化后体积为原体积的1/600，大大降低了占用的体积。天然气液化装置一般由天然气预处理流程、液化流程、储存系统、控制系统以及消防系统等组成。现在常用的液化流程有阶式液化流程、混合冷剂液化流程、丙烷预冷混合制冷剂液化流程以及带膨胀机液化流程。常温下天然气的分子量远比空气小，但由于以低于大气压的沸点温度储存，一旦泄露接触周围暖空气是迅速闪蒸，形成了夹带液滴的混合蒸汽云团。使得蒸气密度高于空气密度，造成重气效应。2LNG泄露2.1LNG泄露的特征2.1.1LNG蒸汽云团LNG泄漏到地面后，最初会猛烈沸腾蒸发，其蒸发的速率迅速衰减至一个固定值，蒸

3、发气沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量，逐渐上升扩散，同时将周围的空气冷却至零点以下，形成一个可见的云团，我们称这种可见云团为重气云，由于重力的存在，使其扩散过程与非重气云的扩散过程存在本质的区别，重气云的扩散是一个十分复杂的过程，这种扩散与大气稳定度、空气的相对湿度、地表粗糙度有着密切的关系。正是这种重气效应的存在，使得云团不易稀释和扩散，增加了燃烧和爆炸的潜在危险性。此外，这种重气云是蒸发气移动方向的指南，也可以作为重气云团可燃性的指标。2.1.2LNG泄露蒸发的过程LNG大量溢出后，在地表形成一个小的液池。国外MorshedA.Rana，M.SamMannan等人做过

4、LNG泄露到混泥土池中扩散的实验，来研究其扩散的特性。LNG蒸发过程如下图1：图1FormationofLNGcloudfromcontinuousliquidreleaseLNG连续泄露重气云形成过程LNG从管中泄出后，会迅速闪蒸一部分，一般认为，这部分蒸发量大概是出口流量的5-15%；接着LNG与地表接触瞬间，相互换热，这期间又蒸发了部分；剩下主要是自然蒸发，太阳的辐射和空气的流动加速了表层LNG的蒸发，蒸发气就在顺风的方向形成了上述提到的重气云团。2.2LNG泄漏的危害甲烷本身是一种低毒性的窒息性气体，而LNG泄漏后形成的低温蒸汽云团又有别于普通的甲烷气体。其危害性主要

5、表现在三个方面：lLNG泄漏后，就开始大量气化，迅速膨胀扩散形成云团状。如果是在狭小的空间内，如LNG货舱，船上的船员、应急人员都可能会暴露在LNG云团中，来不及逃脱，就会造成窒息危害。l人员一旦接触到液态的LNG，皮肤会造成低温灼伤；同时低温LNG对于钢结构和一般船舶结构连接件，如焊接等具有破坏性影响。LNG船上出现泄漏，可能会降低运输船舶的结构完整性并损坏附属的设备。l泄漏后形成的蒸汽云团与空气混合，形成爆炸性混合物。而甲烷的爆炸极限为5%-15%（体积分数），一旦混合物中甲烷的浓度在爆炸极限范围内，就会有爆炸的危险，爆炸的压力达到0.68Mpa。燃烧起来后，火焰的温度高

6、，辐射热强，易形成大面积火灾。一般说来，气体的燃烧和爆炸可产生热负荷和压力负荷。通常用火灾造成的热辐射损害的等级来建立火灾危险区。对于热负荷。美国国防防火协会推荐用5kW/㎡的热通量值来制定人员的防火距离。在此范围内，穿着适当工作服的人员紧急操作持续几分钟而不造成伤害。火灾热辐射不同损害的等级显示在表1中。表1热辐射在通常情况下的损害等级表事故热通量（kW/㎡）损害类型35-37.5对于工艺设备包括钢罐，化学工艺设备，或者机器的损害25在无明火和不确定长期暴露的情况下点燃木头所需要的最小的能量18-20暴露的塑料电缆绝缘层退化12.5-15有明火是点燃木头所需要的最小能量；融

7、化塑料管道5允许员工在穿着适当工作服的情况下紧急操作持续几分钟注：事故热通量值基于平均暴露时间位10min。此外，当低温的LNG和一种热液体（比如水）接触而被突然加热的时候，就可能出现LNG的快速沸腾气化现象，导致局部超压释放，这种现象的影响仅局限在溢出源附近，会对设备和构筑物造成广泛的损害。2.3LNG的泄漏检测方法鉴于LNG泄漏的危害之大，在液化天然气厂，液化天然气调峰车间，LNG运输船等环境中，需安装各种LNG的泄漏检测装置，以确保及时发现和紧急处理。国内外使用的检测方法主要有以下几种：l可燃性气