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液化天然氣儲存中的控制

發布時間:2018-09-27
隨著石油儲量的減少,氣成為21世紀的主要能源。近幾年,我國居民用氣量逐年增長,從而了LNG項目的發展,先后出現了廣東、福建、江蘇、上海LNG項目的規劃實施,逐步形成了沿海氣網絡。但同時也出現了一些問題,如LNG泄漏造成的人員、大面積泄漏引發的火災、吸入過量氣導致人員窒息死亡。
一、儲罐問題
LNG的主要成分是甲烷,還有少量的乙烷、丙烷和氮氣。其體積約為同質量氣態氣體積的1/600,在空氣中的爆炸限為5%~15%。
1、間距
美火協會標準NFPA59A《液化氣(LNG)生產、儲存和裝運標準》對LNG儲罐之間、儲罐至區域邊界之間的距離做出了規定,距離應大于相鄰儲罐直徑之和的1/4。以16萬m³時LNG儲罐為例,其距離應大于40m。
2、儲罐的置換
LNG儲罐在接收站試車或進行儲罐大修之前,需要對儲罐進體置換。置換方法是用惰性氣體(N2或CO2)將儲罐中的空氣或氣置換出來,防止形成混合氣體,引起爆炸,該種處理也稱“惰化”。置換要求分為4個區域,且每個區域的介質狀態和相關參數都有所不同。內罐和拱頂、環隙空間、罐底的露 點要求分別為-20℃、-10℃、0℃,各部分的氧含量要求不高于4%。
3、壓力控制
儲罐壓力過高或過低都有危害,罐內壓力過高可能導致罐頂掀開,儲罐形成負壓會導致儲罐抽癟。因此,儲罐壓力控制在要求的范圍之內。引起儲罐壓力變化的因素很多,如LNG槽車裝車返回的大量溫度較高的蒸發氣,卸船期間卸料臂的遇冷、誤操作,都可能引起罐內壓力上升。此外,突然增加外輸量或提高蒸發氣壓縮機負荷、全速卸料進入大量低溫LNG,也可能使罐內形成負壓。因此,在操作過程中應盡量避免大的工藝改變。一旦出現超壓或負壓情況,儲罐自身的一套保護系統會自動動作,對儲罐進行保護。儲罐還配備有先導式壓力閥(PSV)和先導式真空閥(VSV)。PSV通過先導氣確認儲罐是否出現超壓,當壓力高于閥的設定值后閥會自動打開。VSV通過先導氣確認罐內是否出現真空、產生負壓,一旦產生負壓并達到設定值,真空閥就會打開,吸入大量空氣,罐壓增加從而不會被抽癟。
二、控制措施
1、LNG泄漏事故的現場控制措施
LNG泄漏后蒸發產生的氣溫度較低且易姍易爆。為了盡可能減小LNG泄漏事故產生的不利影響,應采取以下主要措施:
(1)單容罐需要建立圍堰,在儲罐周圍形成一個區域將其圍繞起來。而全容罐則無需圍堰,外罐就是較好的圍堰。
(2)在易泄露的區域修建人工的排液通道,將閥門或法蘭處泄漏的LNG引入附近的集液池中。
(3)堵漏維修人員應穿好防護服,戴好防護手套、眼鏡等裝備以防,若蒸發氣量較大,需要佩戴正壓呼吸器。
此外,對于一些位置,如罐頂或者一些鋼架結構上方易泄露的高壓閥門,其下方應設置耐低溫集液板來防止泄露的LNG低溫破壞鋼架。將收集的LNG引入集液池內。
2、集液池內LNG液面上方的蒸發氣控制
泄漏的LNG被收集到集液池內,LNG與集液池的表面直接接觸,兩者之間存在很大的溫度差異,低溫LNG吸收大量熱量后會氣化。
為防止LNG蒸發氣導致局部空間形成爆炸條件,加強LNG氣化速度的控制,同時采取辦法使己經蒸發的氣休擴散,將濃度降低至爆炸范圍以外。為降低LNG氣化速度,可以選用泡沫玻璃磚、珍珠巖等保溫效果較好的材料建造集液池。此外,可以通過集液池配套的高倍泡沫系統噴射高倍泡沫,覆蓋在LNG的表面來加快LNG的擴散速度。
 
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