液化天然气海上安全运输与保管的研究

液化天然气海上安全运输与保管的研究摘要：液化天然气海上运输是一种高风险的行业，液化天然气的装卸作业是海上运输起始和终止的关键环节，其安全性直接影响液化天然气海上运输事业的健康发展，对于液化天然气的安全利用起着决定性作用。针对液化天然气运输与保管中存在的安全影响因素，提出合理的危险应对措施以及解决方案，指导作业的安全进行，具有重要的现实意义。关键词：液化天然气安全运输翻滚冷凝第一章液化天然气的特点与潜在危险性......................21.1LNG简介...........................................21.2LNG的潜在危险性....................................21.3LNG船的潜在危险性..................................31.3.1液货翻滚的危害性...............................31.3.2冷凝或液化的危害性.............................3第二章液化天然气安全运输对策.............................32.1事故预防及应急措施.................................32.1.1火灾的预防及应急..............................32.1.2冻伤的预防及应急..............................42.2LNG船潜在危险性的防止措施..........................42.2.1LNG翻滚的预防措施............................42.2.2LNG冷凝或液化的预防措施.......................4第三章结论...............................................4第一章液化天然气的特点与潜在危险性1.1LNG简介天然气是从地底油气田开采获得的炭氢化合物和非炭氢化合物的混合气体。一般而言，甲烷占主要成分，占体积的70%~95%(有的甚至高达99%)，另外含有少量的乙烷、丙烷、丁烷和统称为天然气液的重质烃，少量非烃物如水、二氧化碳、氮、硫化氢以及其它非烃杂质。液化天然气(LiquefiedNatureGas，，简称LNG)是将天然气在常压下冷却到一160℃的低温液化制成的，其液态体积约为气态时的六百分之一，大气压下比重大约为0.45，主要成分是甲烷它本身是一种无毒可燃气体，它的主要物性和特性如表1所示。表1甲烷主要物性纯净的LNG是无色、无味、无毒和透明的液体，LNG比水轻，不溶于水。LNG蒸气在温度高于一110℃时，比空气轻，货物漏泄时蒸气往上升，易于扩散，因此发生爆炸的危险性相对液化石油气较轻。LNG化学性质稳定，不活泼。与空气、水及其它液化气货品在化学上相容，不会起反应(与氯可能有危险反应)。由于LNG的临界温度远远低于环境温度，所以只能采取全冷冻的方式运输或储存，即在常压沸点温度下运输。1.2LNG的潜在危险性（1）低温的危险性LNG是低温的液化气体，当其与人体直接接触时，会大量地从皮肤上吸收显热，并在其气化的过程中吸收潜热，因此裸露在外的皮肤会被冻伤。冻伤的程度由皮肤的接触时间、接触面积以及人体体温散失率决定。如果皮肤与LNG接触时间过长，就会造成永久性的伤害，甚至可能危及生命。（2）蒸发气体的危险性LNG在常温下极易气化，不可避免地导致液货舱内的压力和温度升高。外界传入的能量均能引起LNG的蒸发，LNG贮存必须维持一个极低的日蒸发率，否则，BOG的过度增加将使贮存温度和压力上升过快，而过高的压力会对液货舱的结构造成损伤，直至贮存罐破裂。（3）爆燃的危险性天然气在空气中浓度在5%～15%时，遇明火可发生爆燃。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。在操作时，只有浓度低于1.5%时，才允许工作人员进入，但是禁止进行热操作和其他产生火花的作业。1.3LNG船的潜在危险性1.3.1液货翻滚的危害性LNG翻滚是由于其密度差异而发生分层后所引起的相邻液的密度近似相等时的液层间强烈迅速混合的现象。当外界热量传入时，两个相邻液层发生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。当两个相邻液层密度接近时，短时间内产生液化气大量蒸发，货舱压力便会急剧上升。典型的翻滚事故记录表明:翻滚期间蒸发率大约是正常情况下蒸发率的250倍。蒸发率的突然上升会引起液货舱内压力远远超过其安全设计压力，给船舶安全运行带来严重的威胁。1.3.2冷凝或液化的危害性当液化气蒸气压力大于饱和蒸气压力或温度低于露点温度时，液化气会液化或冷凝，可能损坏货物机械或影响系统运行。第二章液化天然气安全运输对策2.1事故预防及应急措施2.1.1火灾的预防及应急在正常操作情况下，LNG船发生火灾的概率比普通油轮低，这是因为液货舱内不存在氧气等助燃气体。当LNG存于液舱内时，应绝对禁止空气漏入.最可能发生火灾的情况是LNG从管路系统或装卸货连接处漏到甲板上而被火花引燃。大量LNG漏到甲板上后会立刻变成气体。当甲烷蒸汽形成时，空气中的水蒸气会被凝结而形成浓雾，雾中含有许多甲烷气体.如果在甲板上看到有雾气，这表明LNG已经逸出，这时，必须采取迅速而准确的措施，并消除逸漏。首先应立即停止所有货泵和压缩设备运转，关闭所有阀门，使系统独立.通常，LNG船是启用紧急关闭系统来实现的。当启动紧急关闭系统后，应发出警报，使所有人员都进入紧急状态;随后，迅速关闭所有通风口和甲板上的开口，接近泄漏现场的人员应立即使用消防龙头冲洗甲板，若泄漏现场已被火引徽，则应立即执行灭火方案。2.1.2冻伤的预防及应急液化气温度很低，人体在接触后会发生严重的冻伤，最可能发生的情况是人体触及冰冻的舱壁或管路。要求在装卸或其他相关作业时，船员应穿着安全衣等保护设备，而且尽可能有人在旁协助，防止发生意外。对冻伤的处理应注意:去除冻伤部位阻碍血液循环的衣物;立即将冻伤部位放入40℃一46℃的温水中，绝对不能热敷;如果人体体温下降，应用衣物或其他物品保暖，尽快送到医院作进一步观察治疗;冻伤时皮肤会呈现蜡质无光泽的暗黄色，这时应耐心解冻，使其颜色变为粉红色或红色，解冻时可以用吗啡或镇痛剂来止痛。2.2LNG船潜在危险性的防止措施2.2.1LNG翻滚的预防措施翻滚是由分层引起的，为了防止分层的产生可采用内部搅拌或输出部分液体的方法。针对LNG船在静止的海面上锚泊一段时间后产生翻滚的可能性，应定期在液货舱内用液货泵打循环以防产生翻滚。预防翻滚的具体措施有：（1）分舱贮存；（2）选择正确的充注方法，LNG密度相近时一般底部充注，将轻质LNG充注到重质LNG贮槽中时采用底部充注，将重质LNG充注到轻质LNG贮槽中时采用顶部充注；（3）采取混合喷嘴或多孔管充注。2.2.2LNG冷凝或液化的预防措施对于货物压缩机而言，如果留在曲柄箱内的LNG蒸气冷凝或液化，就会稀释润滑油从而影响它的冷却和润滑性能，从而造成轴承等运动部件过热、损坏甚至爆炸。在起动压缩机前，应使用曲柄箱内的加热设备或采取其他措施使溶解在润滑油内的液化气蒸发，降低冷凝的可能性。第三章结论液化天然气在运输、储存及调峰方面具有独特的优越性，近年来，世界液化天然气工业发展迅猛，液化天然气已成为世界上贸易量增长最快的一次能源。我国从事液化天然气运输虽然也有十几年的时间，但还是属于起步阶段，各方面经验比较缺乏，加之运输液化气本身的风险性比较高，研究液化天然气的有关作业及安全知识就显得尤为重要。应在尊重科学、尊重实践的基础上，早日实现我国LNG海运的新突破。参考文献（1）陈宇翔.我国海上运输液化天然气展望及安全管理初探.中国海事.2006（2）张勇.液化天然气LNG的海上运输.水运工程.2005（3）赵学军，黄军.LNG海上运输的发展.世界海运.2008