如何应对8.4LNG溢出或泄漏？

LNG溢出通常是指大量的液化天然气泄漏出来,能使现场的人员处于非常危险的境地。这些危害包括低温灼烧、冻伤、体温降低、肺部伤害、窒息、设备损坏、火灾等。泄漏出来的LNG会形成蒸气云团,蒸气云团被点燃发生火灾时,有可能危害周边地区,产生的热辐射也将对人体造成伤害。

在意外情况下,如果系统或设备发生LNG溢出或泄漏,LNG在短时间内将产生大量的蒸气。与空气形成可燃的混合物,并将很快扩散到下风处。于是,产生LNG溢出的附近区域均存在发生火灾的危险性。

LNG蒸气受热以后,密度小于空气,有利于快速扩散到高空大气中。蒸气扩散的距离与初始溢出的数量、持续的时间、风速和风向、地形,以及大气的温度和湿度有关。从对LNG溢出的研究表明:风速比较高时,能很快地驱散LNG蒸气云团;风速较低(或无风)时,蒸气云团主要聚集在溢出附近。移动的蒸气云团容易产生燃烧的区域,主要是在可见气团的周围,因为这些区域内的部分混合气体处于燃烧范围之内。

LNG溢出或泄漏是属于一种比较严重的事故,由于设备的损坏或操作失误等原因引起。正确评估LNG的溢出,以及蒸气云的产生与扩散,是有关安全的一个重要问题。溢出的LNG蒸发速度非常快,形成大量的蒸气云。蒸气云将四面扩散,比较危险的情况是遇到火源产生火灾。因为蒸气的数量多,溢出的LNG能不断地蒸发和扩散。在蒸气扩散的过程中,如果遇到有风的情况,火灾可能迅速蔓延。而且火灾本身也能产生强劲的空气对流。因此,在考虑人员和设备的安全问题时,应重视风和火的相互作用的影响。最危险的情况是由于燃烧产生强烈的空气对流,能对LNG设备造成进一步的损坏,扩大事故的严重性。

LNG的溢出可分溢出到地面和水面两种类型。

1.LNG溢出到地面

主要是指陆地上的LNG系统,因设备或操作原因,使LNG泄漏到地面。由于LNG与地面之间存在较大的温差,LNG将吸收地面的热量迅速气化。这是一个非常快速的气化过程,初期的气化率很高,只有当土壤中的水分被冻结以后,土壤传递给LNG的热量逐渐地减少,气化速率才开始下降。另外,周围空气的传导和对流,以及太阳辐射也会增加LNG的气化速率。在考虑系统或设施的安全性问题时,应考虑两方面的问题:首先是设备本身,在万一发生泄漏的情况下,设备周围应具备有限制LNG扩散的设施(围堰或蓄液池),应使LNG影响的范围尽可能缩小;其次是LNG溢出后,抑制气体发生的速率及影响的范围。

拦蓄和集液池是用于LNG储罐发生泄漏时,防止LNG扩散的设施。拦蓄内的容积应足够容纳储罐内的LNG。在某些设计中,则在储罐周围的地面采用低热导率的材料,如用具有隔热作用的水泥围起来,以减少蒸发的速率。另一种减少蒸发速率的安全措施是围绕拦蓄,安装有固定的泡沫发生器,在发生LNG溢出时,泡沫发生器喷出泡沫,泡沫覆盖在拦蓄中的LNG上面,既可以减少来自空气的热量,降低LNG蒸气产生的速率。目前有一些新的设计理念,储罐周围不设围堰。LNG储罐安装在一钢筋混凝土的外壳内,内罐通常使用9Ni钢制造。如果内罐发生溢出或泄漏,溢出的液体包含在水泥外壳的内部,液体表面暴露于空气的面积相对很小,气体产生的速度比LNG在拦蓄内要小得多。

比较危险的是LNG气体在飘散的过程中,可能在途中遇到点火源,然后产生燃烧,火焰顺着蒸气云往回蔓延到蒸气发生点,对设施具有潜在的毁坏作用。(www.xing528.com)

2.LNG溢出到水面

LNG在水面上产生溢出时,水面会产生强烈的扰动,并形成少量的冰。气化的情况与LNG溢出到地面差不多,当然,溢出到水面的蒸发速度要快得多。而且水是一个无限大的热源,水的流动性为LNG的气化提供了稳定的热量。有关的LNG工业机构和航运安全代理机构,对LNG在水上溢出的情况进行了深入的研究。根据有关的报道,LNG溢出到水面的蒸发速率是0.181kg/(m²·s),基本上不受时间的影响。

LNG溢出到水面上,最重要安全问题是蒸气云的形成和引起火灾的可能性。在空旷的地方,LNG产生的蒸气云一般不会产生爆炸,但有可能引起燃烧和快速蔓延的火灾。蒸气云产生以后,主要有两个方面的问题:一是蒸气云随着风向的扩散,如果在下风方向存在高温热源或火源,就有可能点着这些可燃气体的云团;二是天然气云团被点燃后,火焰的扩散及火焰产生的热流,点燃飘逸的天然气云团。

蒸气云团在大气中的扩散是个令人关注的问题。一旦发生类似的事故以后,需要利用气象学方面的技术,对可能扩散到的区域,提前进行预报,预先采取防火和防空气污染的措施。

表8-5列出LNG和液氮在水面的蒸发量和热流范围。

表8-5 LNG和液氮在水面的蒸发量和热流范围