液化天然气的危险性与安全防护[五篇范文]

第一篇：液化天然气的危险性与安全防护

液化天然气的危险性与安全防护

LNG(液化天然气)是将天然气净化深冷液化而成的体，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。

LNG从6O年代开始商业化至今已有3O多年的历史，随着天然气液化技术不断进步，液化成本比2O年前降低了5O，大大增加了LNG与其他能源的竞争力，LNG成为了当今世界能源供应增长速度最快的领域。国内LNG产业起步于上世纪9O年代末，先后有上海LNG调峰站、中原油田LNG工厂投产一批与中原LNG相配套的LNG应用工程也相继投入运行。而一批规模更大的LNG工厂和广东、福建青岛等进口LNG接受终端也正在紧锣密鼓地筹建中。新疆广汇150X 10 m。／d的LNG工厂在2004年即将投产。可以预见，未来数年内，LNG将广泛应用于工业和民用的各个领域。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、N 及其他天然气中通常含有的物质。不同工厂生产的LNG具有不同的组分，主要取决于生产工艺和气源组分，按照欧洲标准EN1160的规定，LNG的甲烷含量应高于75，氮含量应低于5。尽管LNG的主要组成是甲烷，但不能认为LN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。常用的计算软件有HYSIM 和PROCESS11等。(2)LNG的特性

密度：LNG的密度取决于其组分，通常为43O～470 kg／m。，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1．35 kg／m。〃℃。LNG的密度可直接测量，但一般都通过气体色谱仪分析的组分结果计算出密度，该方法可参见ISO 6578。温度：LNG的沸腾温度也取决于其组分，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 X 10 ℃／Pa，LNG的温度常用铜／铜镍热电偶或铂电阻温度计进行测量。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，这种气体就叫做蒸发气。蒸发气的组成取决于液体的组成，一般地，LNG蒸发气含有2O 的N，8O的甲烷及微量的乙烷，蒸发气中N 的含量可达到LNG中N 含量的2O倍。对于纯甲烷而言，低于一113~C的蒸发气密度比空气重，对于含有2O 氮的甲烷而言，低于一8O℃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，在一162℃ 的低温条件下，其燃烧范围为6％～13％(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．来自LNG的危险性(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，外来的热量传人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使下层液体处于过热状态。当两层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从槽顶进料，或两者结合使用；②在槽内安装一自动密度仪以检测不同密度的层； 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是一162℃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，就可容易地将手套脱下。如有可能发生激烈的喷射或飞溅，应使用面罩或护目镜来保护眼睛。(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，人在低于1o℃ 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都下降，心脏功能衰竭，进一步下降会致死亡。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。如果吸人纯净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1O％～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％～1O，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1O。因此，敬告大家不要进人LNG蒸气中。(6)冷爆炸

在LNG泄漏遇到水的情况下(例如集液池中的雨水)，水与LNG之间有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予5 kPa，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)工艺装臵安全设计

LNG装臵的本身的可靠性是保证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。NFPA59A和EN116O是2项权威性的标准，可以参照使用。(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，传感器都臵于易发生泄漏的地方。当传感器探出蒸气一空气的浓度达到下限的2O 时，就通过报警传到控制室，操作工就能及时采取相应的控制措施进行处理。当蒸气一空气的探测浓度达到下限的6O 时，就会自动全厂停车。因此，连续的自动探测系统在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，但同时，水也会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)使用泡沫控制蒸气扩散及辐射

泡沫迅速膨胀，可阻止LNG可燃蒸气的迅速扩散，并且在蒸气遇到火源着火后，可减少辐射量，泡沫的膨胀率约为500：1。将泡沫覆盖在LNG池表面，由于热量增加，会使LNG的气化率增大，气化后的LNG蒸气穿过泡沫，温度升高，向上飘浮。这样，LNG蒸气就像缕缕烟雾一样向上浮而不会沿着地面扩散，从而大大减少扩散区。如果是将泡沫覆盖在燃烧的LNG池上，就会降低气化率从而减小火势。热辐射量也就会随火势的减小而减少。(6)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。工厂人员在灭火时，如穿的是易燃材料做成的工作服，则工作过程非常危险。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

尽管LNG被认为是一种非常危险的燃料。但是，从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。

第二篇：LNG的危险性与安全防护

LNG的危险性与安全防护

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430～470 kg/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1.35 kg/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5 kPa，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。

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。

第三篇：液化天然气论文

《液化天然气供应技术课程设计》

题

目

液化天然气运输安全与发展

学生姓名

学号

专业年级

院

系

指导教师

2014 年 10月 31日

液化天然气运输安全与发展

摘要：天然气是一种清洁优质能源，近年来，世界天然气产量和消费量呈持续增长趋势。从今后我国经济和社会发展看，加快天然气的开发利用，对改善能源结构，保护生态环境，提高人民生活质量，具有十分重要的战略意义。具有建设投资小、建设周期短、见效快、受外部影响因素小等优点。作为优质的车用燃料，LNG具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长、运行成本低等优点;与压缩天然气(CNG)相比，LNG则具有储存效率高，续驶里程长，储瓶压力低、重量轻、数量小，建站不受供气管网的限制等等诸多优点。

关键词：液化天然气，液化，运输，安全，发展，应用

1液化天然气的制取与输送

LNG是液化天然气的简称，常压下将天然气冷冻到-162℃左右，可使其变为液体即液化天然气(LNG)。它是天然气经过净化(脱水、脱烃、脱酸性气体)后，采用节流，膨胀和外加冷源制冷的工艺使甲烷变成液体而形成的。LNG的体积约为其气态体积的l／620。天然气的液化技术包括天然气的预处理，天然气的液化及贮存，液化天然气的气化及其冷量的回收以及安全技术等内容。LNG利用是一项投资巨大、上下游各环节联系十分紧密的链状系统工程，由天然气开采、天然气液化、LNG运输、LNG接收与气化、天然气外输管线、天然气最终用户等6个环节组成。由于天然气液化后，体积缩小620倍，因此便于经济可靠的运输。用LNG船代替深海和地下长距离管道，可节省大量风险性管道投资，降低运输成本。从输气经济性推算，陆上管道气在3000km左右运距最为经济，超过3500km后，船运液化天然气就占了优势，具有比管道气更好的经济性。LNG对调剂世界天然气供应起着巨大的作用，可以解决一个国家能源的短缺，使没有气源的国家和气源衰竭的国家供气得到保证，对有气源的国家则可以起到调峰及补充的作用，不仅使天然气来源多元化，而且有很大的经济价值。

LNG作为城市气化调峰之用比用地下储气库有许多优点。例如：它选址不受地理位置、地质结构、距离远近、容量大小等限制，而且占地少、造价低、工期短、维修方便。在没有气田、盐穴水层的城市，难以建地下储气库，而需要设置LNG调峰。这项技术在国外已比较成熟，如美国、英国和加拿大的部分地区采用LNG调峰。我国也正在引进这项技术。液化天然气蕴藏着大量的低温能量，在1个大气压下，到常温气态大约可放出879KJ／kg的能量，利用其冷能可以进行冷能发电、空气分离、超低温冷库、制造干冰、冷冻食品等。由于LNG工厂在预处理时已脱除了气体的杂质，因此LNG作为燃料燃烧时所排放的烟气中 S02及NOx含量很少。因此被称为清洁能源，广泛用于发电、城市民用燃气及工业燃气，减少了大气污染，有利于经济与环境的协调发展。

2液化天然气的应用

2.1液化天然气冷能的利用

LNG的用途很广。可用于民用负荷调峰、发电、工业用户和商业用户。LNG的关键技术在于深度冷冻液化，其储罐和专用运输巨轮就象超级低温冰箱，这些过程都要消耗巨大的能源，但按能量守恒规律，此冷能在释砹时侧利用，以l毕低成本。利用LNG冷能主要是依据LNG与周围环境之间存在的温度和压力差，通过LNG变化到与外界平衡时，回收储存在LNG中的能量。

利用LNG冷能的过程可分为两类：直接利用和间接利用。前者包括：发电、空气液化分离、冷冻仓库、制造液化二氧化碳、海水淡化、空调和低温养殖、栽培等。后者包括：低温破碎、水和污染物处理及冷冻食品等。目前对液化天然气冷能的利用工程取得了许多成果。2.2液化天然气应用于汽车

天然气作为能源，由于它对大气污染少而被称为清洁燃料，更是汽车的优质代用燃料。近年来，它已被世界许多国家重视和推广。按照天然气的储存方式不同，天然气汽车大致分为CNGV(压缩天然气汽车)、LNGV(液化天然气汽车)、和ANGV(吸附天然气汽车)。

目前我国对天然气汽车的发展也非常重视。到1999年。全国已改装各种CNG汽车l万多辆，建设加气站70多座。ANGV正处在研制阶段。我国 LNGV的应用仍是一项空白。用LNG作为汽车燃料特别值得推广。与传统的石油类燃料相比，LNG具有明显的优点，汽车续驶里程长，LNG相对于 CNG和LPG具有储存能量大、压力低、噪声低、更清洁等优势，利用LNG冷量取代汽车空调，不破坏生态，良好的使用性能(抗爆、稳定性强、燃烧热值高、燃点值宽)和相对便宜。俄罗斯在将 LNG用于汽车运输、铁路运输、水上运输和空中运输方面积累了许多经验。

发动机运行时，LNG储液罐内的天然气液态与气态并存，正常工作压力不低于0.2MPa。当罐内压力低于0.2MPa时，压力控制阀开启，自增压器工作。将一部分气态天然气充人储液罐，而使罐内压力升高到工作压力。可以通过调节压力控制阀来改变自增压器的工作点。发动机处于停机状态时，随热量的不断吸人。LNG会不断气化。当LNG储液罐中的压力高于0.6MPa时，安全阀打开，迅速放出部分气态天然气，保证LNC储液罐不被损坏。另外，在LNG储存系统设有液位计和压力指示装置。车用液化天然气的储存温度范围为-130℃～160℃，其储存压力低于0.6MPa。使用时，从罐内流出的液化天然气经过气化器吸收发动机冷却水或废气热量而气化，并使其温度升高，然后通过两级减压器减压，由管路送到混合器与空气混合进入发动机。LNG的气化需要吸收较多热量。要求气化器具有良好的换热性能，并能供给足够的热量。

3液化天然气的运输方式及安全

3.1.1LNG运输船

为了液化天然气海上运输安全，LNG运输船的安全措施必须十分严格。以使用很多的MOSS球罐LNG船为例，主要的安全措施如下：

(1)球罐特制。由于罐内储存超低温液体会引起内部收缩，在结构上考虑避免收缩时的压力，设置储罐的支撑固定装置；为防止储罐超压或负压，专门装设安全阀；储罐开口暴露设置在甲板上。

(2)加强隔热。隔热的目的一是防止船体结构过冷；二是防止向储罐内漏入热量。LNG储槽的隔热结构由内部核心隔热部分和外层覆壁组成。针对不同的储槽日蒸发率要求，内层核心隔热层的厚度和材料也不同，LNG储槽的隔热板采用多层结构，由数层泡沫板组合而成。所采用的有机材料泡沫板需要满足低可燃性、良好的绝热性和对LNG的不溶性。在MOSS型船的球形储罐中，沿舱裙结构的漏热通常要占储罐总漏热量的30%，采用一块不锈钢板插在铝和钢质裙之间形成热阻，可明显减少漏热，日蒸发率从通常的0.2%降到0.1%。

(3)BOG处理。LNG储槽的隔热结构并不能完全防止LNG的蒸发，每天仍会有0.15～0.3%的蒸发量。这些蒸发气体(BOG)可以用作LNG船发动机燃料和其他加热设备的燃料。为了船舶的安全经济运行，采用再液化装置可以控制低温液体的压力和温度。为保证储存安全，也可以减小储槽保温层厚度，降低船舶造价，增加运量。

(4)采用二次阻挡层。在球罐泄漏时，把已泄漏的LNG保留一定时间，使船体构件不要降低到它的允许温度以下。以避免船体发生损坏或着火爆炸的重大事故。

(5)采用双层壳体。在船舶的外壳体和储槽间形成保护空间，从而减小了槽船因碰撞导致储槽意外破裂的危险性。

(6)为了安全，设置各种计量、测量和报警设施。3.1.2

船舶装卸安全

LNG船舶运输安全，除了LNG船舶安全外，船舶装卸安全也是重要方面。为此，在卸载设施、储罐和其他相关部位上必须采用相应的安全措施。

(1)卸载设施。在卸料臂上安装紧急关闭(ESD)阀和卸料臂紧急脱离系统(ERS)；LNG装船泵安装紧急关闭装置。

(2)储罐。为防止装满系统，将装船泵和储罐灌注管路上的ESD阀隔开；断开装置可人工或自动操作；使用液位报警器；防止超压或负压，采用导向操纵安全阀和自压安全阀。

(3)其他措施。LNG码头和靠近卸料臂处、蒸发器、LNG泵等位置设置低温探测器；在LNG建筑物内、管线法兰、卸料臂及蒸发器旁设置气体探测器；在LNG建筑物内、储罐顶盖上、码头及工艺区设置火警探测器。3.2车运安全 3.2.1LNG汽车槽车 LNG槽车的安全主要是防止超压和消除燃烧的可能性(禁火、禁油、消除静电)。

防止超压：防止槽车超压的手段主要是设置安全阀和爆破片等超压泄放装置。根据低温领域的运行经验，在储罐上必须有两套安全阀在线安装的双路系统，并设一个转换，当其中一路安全阎需要更换或检修时，可以转换到另一路上，维持至少一套安全阀系统在线使用。在低温系统中，安全阀由于冻结而不能及时开启所造成的危险应该引起重视。安全阀冻结大多是由于阀门内漏，低温介质不断通过阀体而造成的。一般通过目视检查安全阀是否结冰或结霜来判断。发现问题必须及时更换。为了运输安全，槽车上除了设置安全阀和爆破片外，还可以设置公路运输泄放阀。在槽车的气相管路上设置一个降压调节阀，作为第一道安全保护，该阀的泄放压力远低于罐体的最高工作压力和安全阀起跳压力。它仅在槽车运行时与气相空间相通；而在罐车装载时，用截止阀隔离降压调节阀使其不起作用。

泵送LNG槽车上工作压力低，设置公路运输泄放阀的作用是：(1)罐内压力低，降低了由静压引起的内筒压力，有利于罐体的安全保护；

(2)如果罐内压力升高，降压调节阀先缓慢开启以降低压力，防止因安全阀起跳压力低而造成LNG的突然大流量泄放，既提高了安全性，又防止了LNG的外泄；

(3)罐体的液相管、气相管出口处应设置紧急切断阀，该阀一般为气动的球阀或截止阀，通气开启，放气截止，阀上的汽缸设置易熔塞，易熔塞为伍德合金，其熔融温度为(70±5)℃。当外界起火燃烧温度达到70℃时，易熔塞熔化，在内部气压(0.1MPa)作用下，将熔化了的伍德合金吹出并泄压。泄压后的紧急切断阀在弹簧作用下迅速关闭，达到截断装卸车作业的目的。

防止着火：为了防止着火，消除LNG槽车周围的燃烧条件也是十分重要的。

(1)置换充分

LNG储槽使用前必须用氮气对内筒和管路进行吹扫置换，直至含氧量小于2.0%为止，然后再用产品气进行置换至纯度符合要求。

(2)静电接地 LNG槽车必须配备导静电接地装置，以消除装置静电；另外，在车的前后左右两侧均配有4只灭火机，以备有火灾险情时应急使用。

(3)阻火器

安全阀和放空阀的出口汇集总管上应安装阻火器。阻火器内装耐高温陶瓷环，当放空口处出现着火时，防止火焰回火，起到阻隔火焰作用，保护设备安全。3.2.2汽车装卸安全

LNG公路运输安全，除了LNG槽车安全外，汽车装卸安全也是重要方面。为此，在装卸设施、储罐和其他相关部位上必须采用相应的安全措施。

(1)装卸设施。在装卸臂上安装紧急关闭(ESD)阀；LNG装车泵安装紧急关闭装置。

(2)储罐。为防止装满系统，将装车泵和储罐灌注管路上的ESD阀隔开；断开装置可人工或自动操作；使用液位报警器；防止超压或负压，采用导向操纵安全阀和自压安全阀。

(3)其他。LNG装卸车场、蒸发器、LNG泵等处设置低温探测器；在LNG建筑物内、管线法兰、装卸臂及蒸发器旁设置气体探测器；在LNG建筑物内、储罐顶盖上、装卸车场及工艺区设置火警探测器。

4结束语

为了满足国民经济的需要和环境保护的要求，开发和安全运输液化天然气，最大程度地有效利用天然气这一资源，天然气液化与储运技术及液化天然气的应用，给我国天然气工业的发展和天然气的应用打下坚实的基础和必要的前提。

参考文献

[1]顾安忠等.液化天然气技术.北京：机械工业出版社，2004 [2]徐孝先等.液化天然气的运输方式及其特点.油气储运，Vok 25第25卷2006.3 [3]顾安忠，液化天然气技术，机械工业出版社，2011-5-1 [4]《兰州理工大学学报》，天然气液化技术研究，2004-06期 [5]李博洋，天然气储存及及应用技术论文，2009-01期

第四篇：液化天然气学习心得

学习心得

如果说页岩气对于我们尚比较陌生的话，那么LNG应该是我们每个天然气行业工作者耳熟能详，津津乐道的了。

LNG，即液态的天然气，为无色、无味、无毒、无腐蚀性液体，标准状态下沸点为-162℃，气液体积比约为620:1，正是由于LNG的这种物理性质，保障了LNG能够安全、大量的储存和运输，从而在天然气大规模远洋贸易中，起到至关重要的作用，虽然天然气仍然主要采用管道运输的方法，但是说道远洋运输，LNG是最好的也是目前唯一的手段。而LNG之所以如此受到青睐，主要是因为LNG的用途广泛，LNG可以用作民用燃气、发电、化工、运输工具的燃料和冷能利用几方面。

我国从2006年开始进口LNG，2008年进口总量为333.6万吨，2009年占全球贸易量3.14%，占亚太地区5%。2010年占全球贸易量4.3%，占亚太地区7.2%。预计到2020年，中国进口LNG为2500万吨/年。

这意味着我国急需形成大型化多元化的LNG产业链，LNG产业链包括天然气预处理、液化、储存、运输、接收、应用等环节。其中天然气的液化、储存、运输和应用是整个产业链的主要组成部分。目前我国已建和在建的天然气液化工厂约100座，但规模较小，国内技术已建成投产的装置约100套，工艺技术为单循环混合制冷剂和膨胀制冷，最大能力12万吨/年（膨胀制冷），混合冷剂技术建成的最大能力为60万吨/年。国内在建的天然气液化项目最大能力为100万吨/年。

天然气装置三大主要工艺系统为：天然气净化、天然气液化、LNG储运，其中天然气液化是技术核心和关键。而液化工艺分为三种：阶式制冷循环、膨胀机制冷循环、混合冷剂制冷循环。

阶式制冷循环流程复杂、设备多，但是能耗低，所以不单独采用；膨胀机制冷循环液化率低、能耗高，适用于中小型LNG装置；混合冷剂制冷循环系统简单、投资低，所以适用于大型LNG装置，目前采用较多的均为混合制冷循环。

远洋进口LNG由大型LNG船运送至接收站后，由陆地上的LNG罐车载运到各地，供居民燃气或工业燃气用。LNG罐车运载状态一般是常压，温度为112k的低温。LNG虽然相对于天然气较为安全，但仍然是易燃、易爆的介质，且陆地运输相对于管网运输也存在很大风险，所以，运输中的安全可靠是至关重要的。

LNG罐车由牵引车、低温储罐、行走机构（底盘）、充装泄压系统、增压减压系统、安全系统、仪表检测系统、抽真空及测量系统几部分构成。由于LNG的低温特性，所以储罐的保温防冻以及输送液体的泵也至关重要。采用泵送液体主要优点在于转注流量大、时间段，泵后压力高，泵前压力要求低，罐体设计压力低，这给LNG的充装节省了很多的资金和麻烦，但是LNG罐车的造价仍然较高，结构较复杂。

LNG大部分用途仍然是为了天然气的运输方便，所以，LNG气化站至关重要，LNG气化站是一个接受、储存和分配LNG的基地，是城镇或燃气企业把LNG从生产厂家转往用户的中间调节场所。LNG气化站主要包括卸车台、低温储罐、增压系统、气化系统及调压、计量和加臭系统。LNG通过低温槽车运到气化站，槽车储罐通过增压器进行增压，在压差作用下，通过卸车台的管道进入站内的低温储罐。低温储罐通过增压器使储罐压力达到一定值，罐内LNG通过出液管道进入气化系统，使LNG气化升温达到设定值，再通过出站调压器将压力降到要求值，然后通过计量和加臭系统进入燃气管网系统。气化站和LNG液化工厂等都需要合理的储罐进行储存LNG，由于储罐形式需要考虑储存规模、项目投资、建设周期、占地面积等因素，目前，国内LNG气化站常用的低温储槽有字母罐及单罐两种形式。一般储存量在1000m³以下的城市LNG气化站，基本都采用单罐储存。考虑到LNG储罐的运输、制造和国内的实际情况，由于占地小、国内厂家制造技术成熟等优点，对中小城市一般选择50m³、100m³、150m³的卧式或立式圆筒形低温真空粉末绝热储罐。

之后我还了解了LNG工厂、LNG汽车、LNG工艺上及设备上的一些要求，以及LNG储罐的一些原理和储罐低温保温的填料要求。

这次的学习可以说对我的帮助很大，LNG对于每个天然气行业的工作者来说都不算陌生，但是其中很多重要的特性、工艺要求、设备要求及选型等，对我们来说还不是很懂，通过这次学习，使我对LNG整个产业链有了全新的认识，感谢公司以及老师给我的这次机会。

第五篇：液化天然气气化站的安全设计

液化天然气气化站的安全设计

作者：石志俭，„

文章来源：燃气技术专题的博客

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更新时间：2010-5-7 概述

液化天然气气化站(以下称LNG气化站)，作为中小城市或大型工商业用户的燃气供应气源站，或者作为城镇燃气的调峰气源站，近年来在国内得到了快速发展。

LNG气化站是一种小型LNG接收、储存、气化场所，LNG来自天然气液化工厂或LNG终端接收基地，一般通过专用汽车槽车运来。本文仅就LNG气化站内储罐、气化器、管道系统、消防系统等装置的安全设计进行探讨。LNG储罐

2.1 LNG储罐的工艺设计

LNG储罐是LNG气化站内最主要的设备。天然气的主要成分甲烷常温下是永久性气体，即在常温下不能用压缩的方法使其液化，只有在低温条件下才能变为液体。LNG储罐的工作压力一般为0.3～0.6MPa，工作温度约-140℃，设计压力为0.8MPa，设计温度为-196℃[1]。

LNG气化站内150m3及以下容积的储罐通常采用双层真空绝热结构，由内罐和外罐构成，内罐材质为0Cr18Ni9不锈钢，外罐材质为16MnR压力容器用钢。内罐和外罐之间是由绝热材料填充而成的绝热层。当外罐外部着火时绝热材料不得因熔融、塌陷等原因而使绝热层的绝热性能明显变差。

目前生产厂家所用的绝热材料一般为珠光砂，填充后抽真空绝热。为防止周期性的冷却和复热而造成绝热材料沉积和压实，以致绝热性能下降或危及内罐，宜在内罐外面包一层弹性绝热材料(如玻璃棉等)，以补偿内罐的温度形变，使内外罐之间的支撑系统的应力集中最小化。支撑系统的设计应使传递到内罐和外罐的应力在允许极限内。

储罐静态蒸发率反映了储罐在使用时的绝热性能，其定义为低温绝热压力容器在装有大于50%有效容积的低温液体时，静止达到热平衡后，24h内自然蒸发损失的低温液体质量与容器的有效容积下低温液体质量的比值。一般要求储罐静态蒸发率≤0.3%[

1、2]。除绝热结构外，储罐必须设计成可以从顶部和底部灌装的结构，以防止储罐内液体分层。

2.2 LNG储罐的布局

根据GB

50028—2006《城镇燃气设计规范》的规定，储罐之间的净距不应小于相邻储罐直径之和的1/4，且不应小于1.5m。储罐组内的储罐不应超过两排，储罐组的四周必须设置周边封闭的不燃烧实体防护墙，储罐基础及防护墙必须保证在接触液化天然气时不被破坏。LNG罐区的设计应通过拦蓄设施(堤)、地形或其他方式把发生事故时溢出的LNG引到安全的地方，防止LNG流入下水道、排水沟、水渠或其他任何有盖板的沟渠中。

储罐防护墙内的有效容积V应符合下列规定：①对因低温或因防护墙内一储罐泄漏、着火而可能引起的防护墙内其他储罐泄漏，当储罐采取了防止措施时，V不小于防护墙内最大储罐的容积。②当储罐未采取防止措施时，V不小于防护墙内所有储罐的总容积。

2.3 储罐抗震、防雷、防静电设计

GB

50223—2004《建筑工程抗震设防分类标准》规定，20万人以上城镇和抗震设防烈度为8、9度的县及县级市的主要燃气厂的储气罐，抗震设防类别划为乙类。美国NFPA59A《液化天然气(LNG)生产、储存和装运标准》(2001年版)规定，LNG气化站内设施及构筑物的抗震设计应考虑操作基准地震(OBE)和安全停运地震(SSE)两种级别地震的影响。

操作基准地震(OBE)是指设施在其设计寿命期内可承受的可能发生的地震，即在该级别地震发生时，设备将保持运行。安全停运地震(SSE)是指气化站所在地罕见的强烈地震，设施设计应能保存LNG并防止关键设备出现灾难性故障，不要求设施在发生SSE后保持运行。

LNG罐区防护墙及其他拦蓄系统的设计至少在空载时能承受SSE级别的荷载，要求在发生SSE之后，LNG储罐可能会出现故障，但防护墙和其他拦蓄系统必须保持完好。凡是失效之后可能会影响到LNG储罐完整性的系统和构件，以及隔离储罐并保证它处在安全停运状态所需要的系统组件，必须能承受SSE而不发生危险。

LNG储罐应按照OBE进行设计，并按照SSE进行应力极限校核。在工厂内制造的储罐，其设计安装应符合ASME《锅炉和压力容器规范》(2007年版)的要求，储罐和支座的设计还应考虑地震力和操作荷载的组合作用，使用储罐或支座设计规范标准中规定的许用应力增量。

LNG气化站的储罐区设置地下避雷接地网，LNG储罐的支柱与避雷接地网连接，LNG储罐上无须设置防雷保护装置。站区的防雷设计应符合GB

50057—94《建筑物防雷设计规范》(2000年版)中“第二类防雷建筑物”的有关规定。防静电设计应符合HG/T

20675—1990《化工企业静电接地设计规程》的要求。气化器和管道系统

LNG气化站使用的气化器一般分为环境气化器(空温式气化器)和加热气化器(水浴式气化器、电加热气化器)。各气化器的出口阀及出口阀上游的管件和阀门，设计温度应按-168℃计算。气化器的出口须设置测温装置，并设自动控制阀门，当气化后进入燃气输配系统的气体温度高于或低于输配系统的设计温度时，自动控制阀门应能自动切断天然气的输出。

气化器或其出口管道上必须设置安全阀，安全阀的泄放能力应满足以下要求：①环境气化器的安全阀泄放能力必须满足在1.1倍的设计压力下，泄放量不小于气化器设计额定流量的1.5倍。②加热气化器的安全阀泄放能力必须满足在1.1倍的设计压力下，泄放量不小于气化器设计额定流量的1.1倍。

LNG气化站内使用温度低于-20℃的管道应采用奥氏体不锈钢无缝钢管，工艺管道上的阀门应能适用于液化天然气介质，液相管道采用加长阀杆的长柄阀门，连接宜采用焊接。工艺管道采用自然补偿的方式，不宜采用补偿器进行补偿。LNG管道上的两个相邻的截断阀之间，必须设置安全阀，防止形成完全封闭的管段。液化天然气储罐必须设置安全阀，选用奥氏体不锈钢弹簧封闭全启式安全阀；单罐容积为100m3及以上的储罐应设置2个或2个以上安全阀。管道和储罐的安全阀都应设置放散管并集中放散。液化天然气集中放散设施的汇集总管应安装加热器，低温天然气经过加热器加热后变成比空气轻的气体后方可放散。安全检测、控制装置

LNG气化站储罐区、气化区以及有可能发生液化天然气泄漏的区域，一般应安装低温检测报警装置，爆炸危险场所应设置燃气浓度检测报警装置。LNG储罐都应设置检测液位的报警装置，可以设置储罐低液位报警、超低液位报警、高液位报警、超高液位报警，以提醒工作人员及时处理。气化站内还应设置事故紧急切断装置，当事故发生时，应切断或关闭液化天然气来源，还应关闭正在运行、可能使事故扩大的设备。切断系统应具有手动、自动或手动自动同时启动的性能，手动启动器应设置在事故时工作人员方便到达的地方，并与所保护设备的间距不小于15m。消防系统

LNG气化站的消防系统主要包括消防供水和高倍数泡沫系统。

LNG储罐消防用水量应按照储罐固定喷淋装置和水枪用水量之和计算。总容积超过50m3或单罐容积超过20m3的液化天然气储罐或储罐区应设置固定喷淋装置。LNG立式储罐固定喷淋装置应在罐体上部和罐顶均匀分布。生产区防护墙内的排水系统应采取防止液化天然气流入下水道或其他顶盖密封的沟渠中的措施。需要说明的是，水既不能控制也不能熄灭LNG液池火灾，水在LNG中只会加速LNG的气化，进而加快其燃烧速度，对火灾的控制只会产生相反的结果。因此，LNG气化站的消防用水大量用于冷却、保护受到火灾辐射的储罐和设备，以减少火灾升级和降低设备的危险。这一点在制定和实施LNG气化站事故应急救援预案时必须注意。

液化天然气火灾多是由于储罐、管道或其他连接处破裂、损坏，使液化天然气喷出或外溢而引起的，一般归结为以下两种因素：①液化天然气在破口处喷出时产生静电酿成火灾，形成喷火现象；②液化天然气泄漏后会迅速气化变成蒸气，与空气混合形成爆炸性气体，在受热后温度上升或接触其他明火时发生爆炸。

高倍数泡沫覆盖了泄漏燃烧的液化天然气，一方面其封闭效应使得大量的高倍数泡沫以密集状态封闭了火灾区域，防止新鲜空气流入，使火焰熄灭。另一方面其蒸汽效应(指火焰的辐射热使其附近的高倍数泡沫中的水蒸发，变成水蒸气，吸收大量的热量)阻挡了火焰对泄漏液化天然气的热传递，从而降低了液化天然气的气化速度，达到有效控制火灾的目的。

倍数过低的泡沫含水量大，当其析液接触泄漏的液化天然气时，往往会加快液化天然气的气化速度；倍数过高的泡沫抵抗燃烧能力差，泡沫破裂速度快，不能起到有效的封闭作用。GB

50196—93《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》(2002年版)规定了泡沫混合液供给强度为7.2L/(min·m2)，发泡倍数为300～500倍。结语

在美国、日本等发达国家，LNG气化站的建设、生产技术已经非常成熟，但在我国还处于起步阶段。我们应努力全面学习先进的建设管理经验，周密考虑，从设计、施工阶段严格执行规范和技术要求，为LNG气化站的长久安全运行奠定坚实的基础。