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1、LNG汽车加气站危险性分析1.1 介质危险性（1）介质组分性质贫气（mol%）富气（mol%）组分N21.2221.237CO20.0020.002甲烷78.4877.74乙烷19.8317.54丙烷0.4571.307异丁烷0.0040.113正丁烷0.0020.064异戊烷0.001液态密度Kg/m3S.P.T454.7461.4气态密度Kg/m3S.P.T0.79680.81995体积热值Kcal/Nm39191.09434.8注：S.P.T指标准状态参数，即压力为101.35KPa，温度为20，热值为低热值。（2） 介质的危险性 火灾、爆炸特性液化天然气是以甲烷为主的液态混合物，储存温
2、度约为146。泄漏后由于地面和空气的加热，会生成白色蒸气云。当气体温度继续被空气加热直到高于107 时，由于此时天然气比空气轻，会在空气中快速扩散。气态天然气的容积约为液态的570倍，天然气与空气混合后，体积分数在一定的范围内就会产生爆炸，其爆炸下限为5，上限为15。天然气的燃烧速度相对于其它可燃气体较慢（大约是0.3m/s）。 低温特性由于LNG在压力为1.5bar的条件下，储存温度约为146，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。但到一定的时间后，地面被冻结，周围的空气温度在无对流的情况下也会迅速下降，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。气化的天然
3、气在空气中形成冷蒸气云，此蒸气云的密度和空气的密度相等时的温度是107。所以，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。LNG泄漏后的冷蒸气云、来不及气化的液体或喷溅的液体，会使所接触的一些材料变脆、易碎，或者产生冷收缩，材料脆性断裂和冷收缩，会对加气站设备如储罐、泵撬、加气机、卸车阀组、加气车造成危害，特别是LNG储罐和LNG槽车储罐可能引起外筒脆裂或变形，导致真空失效，保冷性能降低失效，从而引起内筒液体膨胀造成更大事故。（3）火灾危险类别 天然气火灾危险性类别按照我国现行防火设计规范如防火规划为甲类，石油规及石化规细划分甲A类，即它的火灾危险性类别是最高
4、的。（4）爆炸危险环境分区根据我国现行规范爆炸规规定，天然气的物态属工厂爆炸性气体，分类、分组、分级为：类，B级，T1组，即BT1，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。1.2 装置的危险性 LNG加气站的工艺设施的危险性如下：（1）LNG低温储罐LNG低温储罐，通常采用立式或卧式真空粉末绝热低温储罐，双层结构，内筒为0Cr18Ni9奥氏体不锈钢，外筒为16MnR容器板材制造，内外筒之间用珠光砂填充并抽真空绝热，最大的危险性在于真空破坏，绝热性能下降。从而使低温深冷储存的LNG因受热而气化，
5、储罐内压力剧增，安全放散阀开启，产生大量的天然气放空。其次可能的危险性还有储罐根部阀门之前产生泄漏，如储罐进出液管道或内罐泄漏，但这些事故发生概率很小。（2）LNG泵撬LNG泵撬上有两个主要工艺设施，一个是低温潜液泵，一个是增压器，在正常运行时，两设施与LNG储罐之间阀门开启而相通，泵的进出口有可能因密封失效产生泄漏，增压器的进口是LNG储罐或LNG槽车的液相出口，出口是气体，同样因密封失效可能产生泄漏，但在关闭了储罐或LNG槽车的出液口后，泄漏量很小。（3）LNG加气机LNG加气机直接给汽车加气，其接口为软管连接。接口处容易漏气，也可能因接口脱落或软管爆裂而泄漏。在关闭了储罐出液口后或低温泵
6、停止工作后，泄漏量很小。（4） 卸车软管同样LNG卸车软管与槽车连接，危险性同LNG加气机。但在关闭了LNG槽车出液口后或低温泵停止工作后泄漏量不大。（5）LNG槽车LNG槽车危险性与LNG储罐相同，但一般卸车时间控制在2小时左右，每天最多卸车一次，时间短，次数少，发生事故机率较小。1.3 工艺液相管道的危险性（1）保冷失效LNG液相管道为低温深冷管道，采用真空管或绝热材料绝热，但当真空度破坏或绝热性能下降时，液相管道压力剧增，最终通过管道安全阀经统一放散管释放泄压。（2）液击现象与管道振动 在LNG的输送管道中，由于加气车辆的随机性，装置反复开停，液相管道内的液体流速发生突然变化，有时是十分
7、激烈的变化，液体流速的变化使液体的动量改变，反映在管道内的压强迅速上升或下降，同时伴有液体锤击的声音，这种现象叫做液击现象（或称水锤或水击），液击造成管道内压力的变化有时是很大的，突然升压严重时可使管道安全阀起跳，迅速降压形成的管内负压出可能是管子失稳，导致管道振动。（3）管道中的两相流与管道振动 在LNG的液相管道中，管内液体在流动的同时，由于吸热、磨擦及泵内加压等原因，势必有部分液体要气化为气体（尽管气体的量很小），液体同时因受热而体积膨胀，这种有相变的两相流因流体的体积发生突然的变化，流体的流型和流动状态也受到扰动，管子内的压力可能增大，这种情况可能激发管道振动。 当气化后的气体在管道中
8、以气泡的形式存在时，有时形成“长泡带”；当气体流速增大时，气泡随之增大，其截面可增至接近管径，液体与气体在管子中串联排列形成所谓“液节流”；这两种流型都有可能激发管道振动，尤其是在流径弯头时振动更为剧烈。（4）管道中蒸发气体可能造成“间歇泉”现象 与LNG储罐连接的液相管道中的液体可能受热而产生蒸发气体，当气体量小时压力较小，不能及时的上升到液面，当随着受热不断增加，蒸发气体增大时，气体压力增大克服储罐中的静压（即液柱和顶部蒸发气体压力之和）时，气体会突然喷发，喷发时将管路中的液体也推向储罐内，管道中气体、液体与储罐中的液体进行热交换，储罐中液面发生闪蒸现象，储罐压力迅速升高，当管道中的液体被
9、推向储罐后管内部分空间被排空，储罐中的液体又迅速补充到管道中，管道中的液体又重新受热而产生蒸发，一段时间后又再次形成喷发，重复上述过程，这种间歇式的喷发有如泉水喷涌，故称之为“间歇泉”现象，这种现象使储罐内压力急剧上升，致使安全阀开启而放散。1.4 生产运行中的危险性（1）储罐中的分层及漩涡现象 LNG储罐内的液体长期静止时，在充装新的LNG液体后，由于新注入的LNG液体密度不同于储罐中现有的LNG液体，就会形成两个液相层。由于两个液相层之间的热量的交换出现“过热”状态，进而强烈混合出现漩涡现象，使储罐内压力急剧上升，但此种现象在小型LNG储罐中不常见。（2）LNG设施的预冷 LNG储罐在投料前需要预冷，同样在生产中工艺管道每次开车前需要预冷，如预冷速度过快或者不进行预冷，有可能使工艺管道接头阀门发生脆性断裂和冷收缩引发泄漏事故，易使工作人员冷灼伤，或者大量泄漏导致火灾爆炸发生。（3）BOG气体 LNG储罐或液相工艺管道，由于漏热而自然蒸发一定量的气体，一般情况下生产运行中由于卸车，需要给系统增压，这部分气体也储存于储罐；加气车辆气瓶内如果残压过高，需要在加气之前降低车载气瓶内的压力，此部分气体在加气时又抽回储罐。这些气体统称为BOG气体，当BOG气体压力过高时需要进行回收或安全放散。