论LNG站的安全技术管理
论文作者：刘新领
1 前言
自从LNG(液化天然气)制成以来，由于LNG的特殊优势，在世界范围内获得了广泛的应用。上世纪末以来，我国的LNG技术研究及应用发展较快，随着中原油田、新疆广汇LNG生产工厂的建成投用，国内的LNG供气站已有几十个，现在广东、福建LNG接收基地项目正在紧锣密鼓的实施，为今后我国LNG的较大规模应用打下坚实的供应基础。
由于我国目前还没有相应的LNG技术设计、防火规范，对LNG某些深层次的技术问题研究不深，LNG站建成后，如何实施有效地管理和控制，保证LNG站的安全运行，成为摆在我们燃气工作者面前的新课题。本文结合淄博LNG站的管理实例，谈谈对此问题的看法。
2 实施LNG站安全技术管理的理论依据及基础
2.1 LNG的固有特性和潜在的危险性
2.1.1 LNG的固有特性
LNG的主要成份为CH4，常压下沸点在-162℃左右，气液比约为600:1。其液体密度约
426kg/m3，此时气体密度约1.5kg/m3。爆炸极限为5%-15%(体积%)，燃点约450℃等等。LNG项目具有投资少、见效快、供气方式灵活，冷能利用范围宽泛等优点。
2.1.2 LNG潜在的危险性
LNG虽是在低温状态下储存、气化，但和管输天然气一样，均为常温气态应用，这就决定了LNG潜在的危险性：
(1) 低温的危险性：人们通常认为天然气的密度比空气小，LNG泄漏后可气化向空气飘散，较为安全。但事实远非如此，当LNG泄漏后迅速蒸发，然后降至某一固定的蒸发速度。开始蒸发时其气体密度大于空气密度，在地面形成一个流动层，当温度上升至约-110℃以上时，蒸气与空气的混合物在温度上升过程中形成了密度小于空气的“云团”。同时，由于LNG泄漏时的温度很低，其周围大气中的水蒸气被冷凝成“雾团”，然后，LNG再进一步与空气混合过程完全气化。LNG的低温危险性还能使相关设备脆性断裂和遇冷收缩，从而损坏设备和低温灼伤操作者。
(2) BOG的危险性：虽然LNG存在于绝热的储罐中，但外界传入的能量均能引起LNG的蒸发，这就是BOG(蒸发气体)。故要求LNG储罐有一个极低的日蒸发率，要求储罐本身设有合理的安全系统放空。否则，BOG将大大增加，严重者使储罐内温度、压力上升过快，直至储罐破裂。
(3) 着火的危险性：天然气在空气中百分含量在5%-15%(体积%)，遇明火可产生爆燃。因此，必须防止可燃物、点火源、氧化剂(空气)这三个因素同时存在。
(4) 翻滚的危险性：通常，储罐内的LNG长期静止将形成两个稳定的液相层，下层密度大于
上层密度。当外界热量传入罐内时，两个液相层自发传质和传热并相互混合，液层表面也开始蒸发，下层由于吸收了上层的热量，而处于“过热”状态。当二液相层密度接近时，可在短时间内产生大量气体，使罐内压力急剧上升，这就是翻滚现象。
2.2 LNG站工艺设计的合理性和全面性
2.2.1 LNG站应有合理的工艺流程
目前我国已建成的LNG站规模不一，供应用户有民用户，也有工业用户，但采用的几乎都是日本的工艺流程，见图1。
从上述工艺流程图中可以看出，为保证LNG储罐中的LNG输出时保持一定的动力，设置了LNG增压器(也可以设置LNG低温泵)。南方地区如果冬季最低气温在10℃以上，可以不设水浴气化器，直接利用空浴气化器即可输出符合要求的天然气(NG)，建设费用也相应降低。实践证明，该工艺流程完全符合我国LNG站的运行实际。
2.2.2 LNG站应有完善的运行功能(措施)
本人认为，不论是工业用LNG站还是民用LNG站，不论是日常供气还是调峰供气，不论规模、容量大小，LNG站都应有以下较完善的使用功能(措施)：卸车功能、储存功能、LNG储罐增压功能、气化功能、气化器组相互切换功能、BOG释放接收功能、紧急情况安全放空功能、异常情况紧急切断功能、LNG泄漏(溢出)后的处理功能等，还应具有LNG装车功能，以保证异常情况LNG 的导出和生产经营需要。要据实际情况考虑是否设计BOG再液化系统。目前国内有些LNG站运行功能就不完善，这将为今后LNG站的安全技术管理留下隐患。
2.2.3 LNG站应有可靠的安全措施
除LNG储罐本身具有的安全措施外，工艺管线中要设置安全阀、压力表、紧急切断阀、降压调节阀等安全措施；消防安全方面，要设置消防水池、消防水泵、LNG储罐喷淋降温设施、LNG
泄漏导出防护设施。应设置可靠的防雷、防静电设施；设置必要的保冷措施和燃气加臭措施(民用户)。此外，还要设置异常情况下的安全连锁系统。
2.3 LNG站的储存设备、气化设备、输送设备制造安装质量要精良
LNG储罐作为LNG站中的关键设备，本身制造质量要达到设计文件、合同文件和国家有关压力容器制造标准、规定的要求，决不能偷工减料；LNG气化器、(增热器)，特别是空浴气化器，由于列管焊口较多，应注意焊口质量，按规程、设计文件要求检验；LNG的输送设备设施，如LNG 气相、液相工艺管道，要选用符合要求的管材，按要求焊接、检验；低温阀门、阀件也应符合要求。
3 LNG站的安全技术管理
LNG固有的特性和潜在的危险性，要求我们必须对LNG站进行合理的工艺、安全设计及设备制造，这将为搞好LNG站的安全技术管理打下良好的基础。
3.1 LNG站的机构与人员配量
应有专门的机构负责LNG站的安全技术管理；同时应配备专业技术管理人员；要划清各生产岗位，并配齐岗位操作人员。不论是管理人员，还是岗位操作人员均应经专业技术培训，经考核合格后方可上岗。
3.2 技术管理
3.2.1 建立健全LNG站的技术档案
包括前期的科研文件、初步设计文件、施工图、整套施工资料、相关部门的审批手续及文件等。
3.2.2 制定各岗位的操作规程
包括LNG卸车操作规程、LNG储罐增压操作规程、LNG储罐倒罐操作规程、LNG空浴(水浴)气化(器)操作规程、BOG储罐操作规程、消防水泵操作规程、中心调度控制程序切换操作规程、LNG进(出)站称重计量操作规程、天然气加臭操作规程等。
3.2.3 做好LNG站技术改造计划
3.3 (生产)安全管理
3.3.1 做好岗位人员的安全技术培训
包括LNG站工艺流程、设备的结构及工作原理、岗位操作规程、设备的日常维护及保养知识、消防器材的使用与保养等，都应进行培训，做到应知应会。
3.3.2 建立各岗位的安全生产责任制度，设备巡回检查制度
这也是规范安全行为的前提。如对长期静放的LNG应定期倒罐并形成制度，以防“翻滚”现象的发生。
3.3.3 建立健全符合工艺要求的各类原始记录
包括卸车记录、LNG储罐储存记录、中心控制系统运行记录、巡检记录等，并切实执行。
3.3.4 建立事故应急抢险救援预案
预案应对抢先救援的组织、分工、报警、各种事故(如LNG少量泄漏、大量泄漏、直至着火等)的处置方法等，应详细明确。并定期进行演练，形成制度。
3.3.5加强消防设施的管理
重点对消防水池(罐)、消防泵、LNG储罐喷淋设施、干粉灭火设施、可燃气体报警设施要定期间修(测)，确保其完好有效。
3.3.6 加强日常的安全检查与考核
通过检查与考核，规范操作行为，杜绝违章，克服麻痹思想。如LNG的卸车就值得规范，从槽车进站、计量称重、槽车就位、槽车增压、软管连接、静电接地线连接、LNG管线置换、卸车、卸车完毕后余气的回收、槽车离位以及卸车过程中的巡检、卸车后(位)与进液储罐的衔接等等，都应有一套完整的规程要求。
3.4 设备管理
由于LNG站的生产设备(储罐、气化设备等)均为国产，加之规范的缺乏，应加强对站内生产设施的管理。
3.4.1 建立健全生产设备的台帐、卡片、专人管理，做到帐、卡、物相符
LNG储罐等压力容器应取得《压力容器使用证》；设备的使用说明书、合格证、质量证明书、工艺结构图、维修记录等应保存完好并归档。
3.4.2 建立完善的设备管理制度、维修保养制度和完好标准
具体的生产设备应有专人负责，定期维护保养。
3.4.3 强化设备的日常维护与巡回检查
(1)LNG储罐：外观是否清洁；是否存在腐蚀现象；是否存在结霜、冒汗情况；安全附件是否完好；基础是否牢固等。
(2)LNG气化器：外观是否清洁；(气化)结爽是否均匀；焊口是否有开裂泄漏现象；各组切换(自动)是否正常；安全附件是否正常完好。
(3)LNG工艺管线：(装)卸车管线、LNG储罐出液管线保温层是否完好；(装)卸车及出液气化过程中工艺管线伸缩情况是否正常，是否有焊口泄漏现象；工艺管线上的阀门(特别是低温阀门)是否有泄漏现象；法兰连接处是否存在泄漏现象；安全附件是否完好。
对设备日常检验过程中查出的问题都不能掉以轻心，应组织力量及时排除。
3.4.4 抓好设备的定期检查
(1) LNG储罐：储罐的整体外观情况(周期：一年)；真空粉末绝热储罐夹层真空度的测定(周期：一年)；储罐的日蒸发率的测定(可通过BOG的排出量来测定)(周期可长可短，但发现日蒸发率突然增大或减小时应找出原因，立即解决)；储罐基础牢固、变损情况(周期：三个月)；必要时刻对储罐焊缝进行复检。同时，应检查储罐的原始运行记录。
(2) LNG气化器：外观整体状况；翅片有无变形，焊口有无开裂；设备基础是否牢固；必要时可对焊口进行无损检测。检查周期：一年。
(3) LNG工艺管线：根据日常原始巡检记录，检查工艺管线的整体运行状况，必要时可检查焊口；也可剥离保冷层检查保冷情况；对不锈钢裸管进行渗碳情况检查。(检查周期：一年)
(4) 安全附件：对各种设备、工艺管线上的安全阀、压力表、温度计、液位表、压力变送器、差压变送器、温度变送器及连锁装置等进行检验。检验周期：一年。值得说明的是，上述安全附件的检验应有相应检验资质的单位进行。
(5)其他：防雷、防静电设施的检验一年一次。其他设备、设施也应及时定期检查
3.5 应逐步应用现代化的管理手段和方法，加强LNG站的安全技术管理
4 取得的效果
淄博LNG站作为我国第一座卫星式LNG供气站，自2001年建成以来，注重安全技术管理，完善管理制度，运行正常。当然，上述有些安全技术管理的方法，都是基于自己对LNG的一些粗浅的认识。
5 结束语
随着LNG在我国的不断推广应用，如何搞好LNG站的安全技术管理成为一个新课题。有人可能认为，日本应用LNG几十年了，LNG站也没有出现大的问题。但本人认为，日本没有出现大的问题，就是因为他们真正了解了LNG的特性和潜在危险，不论从工艺、还是到设备制造到安全管理，都严格把关，确保了LNG站的安全运行。因此，LNG站的安全技术管理问题应予关注和研究，通过不断探索，逐步走出一条适合我国国情的LNG站安全技术管理的新路子。
参考文献
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(本文作者：刘新领 山东淄博市煤气公司 255000)