★石油化工安全环保技术★2013年第29卷第1期PETROcHEMIcALsAFETYANDENVIRONMENTALPROTEcTl0NTEcHNOLOGY‘葫咎
LNG沸腾液体扩散蒸气云爆炸火球事故后果分析
辛颖，
(延安职业技术学院，王岩
陕西延安716000)
摘要：作为当今世界增长最快的清洁能源，液化天然气(LNG)在储存过程中一旦发生
泄漏，将会导致重大事故。采用沸腾液体扩散蒸气云爆炸(BLEVE)火球模型，模拟分析
100m3液化天然气储罐发生沸腾液体扩散蒸气云爆炸的事故后果，定量计算事故的伤害半径、
财产损失半径、伤亡人数，为事故预防提供依据。
关键词：液化天然气沸腾液体扩散蒸气云爆炸火球热辐射模型BLEVE事故分析
伤亡人数
液化天然气(LNG)的主要成分为甲烷
(96％)，属于甲类火灾危险性，液态时密度为
437．70k∥m3，气态时密度为o．965k∥Nm3，液
化天然气LNG是将常温条件下不能加压液化的天
然气进行预处理，脱除重质烃、硫化物、二氧化
碳和水等杂质后，在常压下将天然气深冷到一
162℃，实现液化，它是以液态形式存在的天然
气，其体积可缩小到气态时的1／600，大大促进
了天然气市场的发展。液化天然气广泛应用于天
然气输配的调峰储存，提高了城市燃气和电厂供
气的稳定性。但是，由于天然气具有易燃易爆的
特点，此外，LNG还具有沸腾翻滚、低温冻伤、
低温麻醉、窒息、冷爆炸等危险，确保天然气的
使用安全必须放到重要的位置。
LNG储罐是连接上游生产和下游用户的重要
设备，对于液化工厂或接收站来讲，大型储罐占
据着很高的投资比例。LNG大都加压储存在绝热
储罐中，任何形式的热量(包括高温照射、外部
火源灼烧等)都可以导致储罐内一定量的LNG产
生气化，由液体变为气体。当容器内部压力过
高，储罐内压力平衡遭到破坏，超过容器本身强
度或者容器本身存在缺陷(如机械碰撞、制造缺陷、腐蚀等)，则很易造成绝热储罐破裂，储罐
内部所盛装的LNG会产生瞬态泄漏。由于环境温
LNG加气站危险性分析和预防
一、危险性
1.LNG自身危险性
1火灾、爆炸特性
LNG是以甲烷为主的液态混合物,泄漏后由于地面和空气的热量传递,会生成白色蒸气云;天然气比空气轻;会在空气中快速扩散;遇到火源着火后,火焰会扩散到氧气所及的地方;天然气燃烧速度相对于其它可燃气体较慢,大约是0.3m/s,燃烧的蒸气会阻止蒸气云团的进一步形成,然后形成稳定燃烧;
云团内形成的压力低于5kPa,一般不会造成很大的爆炸危险;当天然气与空气混合比例在5%—15%体积百分数范围内就会产生爆炸;
LNG火灾特点：
------火焰传播速度较快：
------质量燃烧速率达大,约为汽油的2倍：
------火焰温度高、辐射热强;易形成大面积火灾：
------具有复燃、复爆性,难于扑灭;
·火灾危险类别
天然气火灾危险性类别按照建筑设计防火规范划为甲类;
·爆炸危险环境分区
根据我国现行规范爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范规定,天然气的物态属工厂爆炸性气体,分类、分组、分级为：Ⅱ类,B级,T4组,即dⅡBT4,防爆电器应按此选择;
爆炸性气体环境区域划分为2级区域简称2区;即在正常运行时,不可能出现爆炸性气体混合物,即使出现也仅是短时存在的环境;
此外,LNG泄漏遇水时会产生冷爆炸,水与LNG之间有非常高的热传递速率,LNG遇水会激烈地沸腾并喷出水雾,发生LNG蒸气爆炸;
2低温特性
LNG在标准大气压下具有极低的温度,泄漏后的初始阶段会吸收地面和周围空气中的热量迅速气化;但到一定地时间后,地面被冻结;周围的空气温度在无对流的情况下会迅速下降;此时气化速度减慢,甚至会发生部分液体来不及气化而被防护堤拦蓄;LNG泄漏后的冷蒸气云或者来不及气化的液体都会对人体产生低温灼烧、冻伤等危害;
如果操作人员没有充分保护措施,在低于10℃下持久后,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;
LNG储罐安全分析
摘要：LNG作为一种清洁高效的能源，具有很高的环保性和经济性，在LNG行业大发展的环境下，我国对LNG的进口量和需求量快速增长，越来越多LNG储罐投入运行。作为LNG 的存储装置，属于重大危险源，一旦发生事故，将会造成环境污染、人员伤亡、火灾爆炸等风险。
1 LNG发展背景与现状
由于我国国民经济的不断发展，清洁能源的合理使用逐
渐代替了传统能源的应用，降低了对生态环境的污染。LNG 作为清洁能源的主要组成部分，其促进了国家节能减排的发展。但我国液化天然气发展仍处在初级阶段，还需引进国外先进技术，对液化天然气储运方式进行合理优化，促进液化天然气的良好发展。
2 LNG的特点
LNG的主要组成成分为甲烷，具有燃点高、易挥发、爆炸极限高、无毒等的特点，液化天然气密度与空气密度比较来说，比重约为0.65。LNG具有较好的可燃性，并在燃烧后不会产生有害气体以及物质，是一种较为良好的清洁能源。LNG 在燃烧后产生的二氧化碳量也比较低，可在一定程度上避免加重温室效应。
3 LNG储罐风险
3.1 翻滚风险
LNG储罐在储存过程中，翻滚是一种非稳定现象。主要是由于新注入的LNG密度与残存LNG密度差别较大，两者混合不充分，形成两个稳定的分层，但是底部的密度大于上部密度。随后，由于储罐的传热，使储罐内液体形成自然对流循环，LNG不断失稳而产生翻滚，翻滚使不同分层的LNG混合，进一步增加LNG紊乱程度，使各层液体密度不断变化，导致LNG的大量汽化引发事故。
3.2 泄露风险
LNG泄漏具有极大危险性，LNG为－162℃储存，泄漏时，易造成非耐低温设备、人员冷冻伤害。在LNG泄漏遇到水的情况下，例如集液池中的雨水，因两者之间非常高速率的热传递，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。LNG虽然没有毒性，但其中含有82%～98%的甲烷，发生泄漏后会导致空气中的氧气减少，长时间暴露在富含甲烷的环境中会造成人体缺氧窒息。
LNG储罐泄漏事故类型与影响因素模拟分析
摘要：通过使用ALOHA泄漏事故模拟软件，我们可以模拟出不同的灾难环境，以便更好地识别和预防灾难发生。此外，为了更好地应对灾难，我们还要结合当前环境有效预防灾难发生。因此，我们可以通过精确的灾难预测和评估，为灾难发生后的人员提供更有效的安全保障，这些信息可以帮助消防指挥员采取明智的应对措施。
关键词：LNG；ALOHA；后果模拟
ALOHA（Areal Locations of Hazardous Atmospheres）是美国环保署、CEPPO等政府组织联合推出的一款全新应用，它可以帮助人们更有效地处置突发事件，并且可以通过CAMEO系统实现快速、准确的处置[1]。通过使用ALOHA，我们不仅可以有效地控制毒性、可燃性、热辐射、超压等有害物质的传播，同时也可以准确估算出有害物质的浓度，并且可以精确定位到有害物质的爆炸位置，从而有效防止有害物质的污染，保护公众安全[2]。此外，CAMEO、MARPLOT也都具有良好的实用价值，它们三者具有良好的互动功能，使得我们的工作更加高效[3]。
一、事故场景
如果在一个特定的时刻，一个化学品公司的LNG储存槽发生了一次严重的泄漏，这个泄漏是由于一个圆柱状的孔洞造成的，它离储存槽的底部16cm，泄漏的当量直径是4cm。这个储存槽的总容积是52m3，在发生泄漏前，LNG的总存储量是17000kg。此时，风力是7.5m/s，风向东南，记录海拔是3.5m，蓝天中的云量约占21%，温度是37℃，相对湿度是85%，而且不是逆温层。
二、相关参数的设置
LNG是液化状态下的天然气，即将天然气冷却到大约-162℃变成的无色无味的液体[4]。天然气的主要成分为甲烷，同时含有少量的碳水化合物、水、二氧化碳、氮气、氧气、硫等其他成分，天然气在液化过程中大部分的杂质被过滤去，最后只留下甲烷以及极少的碳水化合物[5]。根据欧洲标准EN1160的规定，LNG的甲烷含量应高于75 % ，氮含量应低于5%[6]。由于ALOHA软件不适用于化学混合物的模拟分析，因此本文选取LNG的主要成分—甲烷来代替LNG进行模拟分析。模拟计算的基础数据如表1所示。
