徐 慧，傅 强，王诗鹏

1.西安石油大学石油工程学院 （陕西 西安 710065）

2.中国燃气控股有限公司 （广东 深圳 518033）

随着世界LNG（液化天然气）贸易日趋活跃，发生在LNG生产、运输、站场以及项目建设中的事故越来越多。由于LNG固有的危险性，加之LNG站场是重大的易燃易爆场所，存在着巨大的潜在危险性。一旦站场内的不安全因素被某种意外能量激化，就有可能发展成为重大燃烧爆炸事故。因此，研究LNG卫星站危险源辨识和控制对于今后LNG卫星站的安全建设、运行管理和发展都具有非常重要的意义。

1 LNG卫星站概述

LNG卫星站相当于小型的 LNG接收和气化站，适用于输气管线不易到达的中小城镇和需要使用清洁能源的工厂等。它接收由口岸LNG接收站或液化天然气厂通过专用汽车槽车（或车载、船载的罐式集装箱）运来的 LNG，经过气化、计量、调压、添味后，输送至城市管网供居民用气、商业用气及工业企业用气。卫星站内的主要设备如图1所示。

LNG卫星站是一个接收、储存和分配液化天然气的基地，是城镇或者燃气企业把LNG从生产厂家分往用户的中间调节场所。由于LNG本身具有易燃易爆的危险性，又具有低温储存的特点，因此它的安全运行越来越受到人们的重视。

2 LNG卫星站的危险源辨识

2.1 危险源辨识的原则和方法

危险源是可能导致事故发生的潜在不安全因素。实际生产过程中，危险源种类繁多、复杂，它们在导致事故发生、造成人员伤亡和财产损失方面所起的作用很不相同，相应的，预测控制它们的原则、方法也不尽相同。根据在事故发生和发展中危险源的作用，危险源可以分为2类，第一类危险源和第二类危险源：把系统中存在的可能发生意外释放能量或危险物质称为第一类危险源；将破坏能量措施或者是限制能量措施的各种危害因素叫做第二类危险源，包括人、物、环境3个方面的问题[1]。

结合LNG卫星站生产运行的特点，危险源主要体现在物质的固有危险性、人的不安全行为、物的不安全状态和管理方面的缺陷3个方面。辨识时主要应遵循系统性、科学性、预测性和全面性的原则。

2.2 物质的固有危险因素

液化天然气是以甲烷为主的液态混合物，无色、无味、无毒且无腐蚀性。在常压下沸点温度约为-162℃，着火点为 650℃，气化潜热为 510.25kJ/kg。液态密度为 0.42～0.46t/m3，气态密度为 0.68～0.75 kg/m3。与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸下限（体积分数）为3.6%～6.5%，爆炸上限（体积分数）为13.0%～17.0%.燃烧范围（体积分数）5%～15%。

LNG在大气中泄漏时温度很低，会把周围大气中的水蒸气冷凝成“雾团”，最后在进一步与空气混合的过程中完全被气化。可造成：①低温冻伤；②低温麻醉；③设备脆性断裂和遇冷收缩；④气化设备结冰导致气化率下降；⑤窒息[2]。

2.3 与人操作有关的危险因素

在LNG 卫星站的生产操作系统中，人的危险行为会对系统的安全运行产生很大影响。

人的错误操作能分为2类：一类为过失和疏忽，如储罐压力表看不清楚误读，紧张情况下将阀门拧错方向;一类为错误，如对工艺或者设备说明书的理解错误，不正确地理解仪器指示灯的指示。

2.4 设备的危险因素

2.4.1 BOG的危险性

LNG送入真空绝热储罐后，外界传入的能量仍能引起LNG的蒸发，这部分称为BOG，通过BOG管路和BOG加热器回收进入管网。要求LNG储罐有一个极低的日蒸发率，一般小于或等于0.3%。BOG将引起储罐压力上升，严重时导致储罐破裂。BOG在液相管路上也有产生。

2.4.2 LNG翻滚的危险性

由于天然气组分和液化深冷的程度不同，导致来自不同产地的LNG的密度和温度将有所差别。当它们储存在同一个储罐中相遇时会发生分层。当储罐与外界环境有热交换时，密度和温度不同的液相层之间将会发生传质与传热，然后开始互相掺混，液层表面也开始逐渐蒸发，下层液体由于吸收了上层液体的热量，而出现“过热”状态。当上下层液体液相密度逐渐开始接近时，两液层快速混合，并可在短时间内产生大量气体，此时LNG蒸发率远高于正常工况，从而储罐内压力急剧升高，这种现象就是翻滚现象。LNG大量蒸发会导致储罐压力的迅速升高而超过储罐本身的设计压力，如果这些高出的压力不能及时放散卸压，将会严重影响储罐的正常工作甚至危及储罐的安全。

2.4.3 LNG急冷和水击的危险性

急冷和水击是由于LNG的低温运行环境和液体特征所引起的。急冷的结果是出现挠曲现象。它是因为在管道顶部和底部出现了较大的温差，从而形成了温度梯度，致使管道在支架间出现挠曲现象，并且由于LNG管道和设备所受应力较高，所以挠曲现象可能会导致事故的发生。水击则是由于阀门的快速开启、关闭或停泵时产生瞬时的流体压力，导致流体的流速瞬间发生突然改变而出现的现象[3]。

2.4.4 LNG泄漏与沸溢

由于LNG全部工艺过程在低温环境下操作运行，金属材质的管件及阀门可能会出现较为明显地收缩，这种收缩现象可能会出现在工艺系统的各个部位，特别是阀门、焊缝、管件、法兰、密封及裂缝处，出现沸溢、蒸发及泄漏的几率就比其他部位大。气化器结冰现象，是由于气化器底部运行温度过低，底部管件及阀门可能会出现剧烈收缩，气化器底部容易发生LNG泄漏，泄漏的LNG与大气环境下的水蒸气反应，。尤其当LNG处于储存和运输过程时，由于LNG在压力容器中的振动时间较长，更容易出现沸溢、蒸发和泄漏的情况。若对这些管件不及时进行加固维护，泄漏的蒸气就会慢慢上浮，并且扩散至较远的位置，一旦与潜在火源相遇，就有可能发生火灾或爆炸事故，造成不可挽回的损失[4]。

由于设备的破坏，LNG直接泄漏在大气环境中，将会对人体造成低温灼伤，并且形成LNG蒸气云，严重时甚至发生火灾，造成热辐射，最危险的状况是由于燃烧后会产生强烈的空气对流，对LNG设备造成进一步的损坏，从而扩大了事故的严重性。

2.5 管理方面缺陷

1）不按规范与规定的操作行为在工作中常有发生，必须加强职工的行为规范教育，以免出现安全意识“疲劳”，严格控制职工的不安全行为。

2）安全生产检查形式化严重，不够专业，强度不够，事故隐患排查与排除不及时。

3）应对危险事故的预警机制不完善。

4）对定期开展安全风险评价认识不够，职工对站场进行危险识别、危险评价和危险控制的能力差。

5）应急事故救援演练在职工中得不到重视，过于形式化，且演练后职工缺少认真总结和改进[5]。

3 风险评价及控制措施

根据以上的分析可知，LNG卫星站的主要危险源是物质的固有危险、人的因素、物的因素、以及管理方面的疏忽共同组合而成的。因此为了预防事故的发生，必须从这几方面考虑。

3.1 物质固有危险因素的预防控制

厂区内分燃爆区和安全区，在燃爆区内应避免点火源；如果必须在燃爆区内使用明火，必须经过批准，同时必须使用可燃气体检测仪来监控大气中可燃气体的含量；设置警戒牌、标志；防止产生静电；做好避雷措施；提高工作人员的安全意识；做好操作人员的安全防护装备。

在接触低温液体、蒸汽相或接触与低温液态接触过的任何部件时，都应按照安全操作规范佩带无吸收性的手套；手套应宽松适手，且易脱下；如果在操作中遇到激烈的喷溅，必须使用面罩或护目镜保护眼睛；若发生粘接后，可用加热的方法使皮肉解冻，然后再缓慢剥离，不能硬将皮肤从低温表面撕开，否则这部分皮肤将会被撕裂，皮肤组织会被破坏，所以在戴湿手套工作时应特别注意；在容易发生LNG泄漏的地方应设置档板。

3.2 人的危险因素的预防控制

完善安全生产管理机构和安全生产检查制度，加强管理人员和职工教育的培训制度，定期教育以及整改，检查隐患，采用先进的管理措施以及设备，定期开展应急事故演练并完善应急事故预警机制。

3.3 设备的危险因素的预防控制

LNG卫星站的生产设备要满足防火、防爆等级要求，材料选择时要注意：必须全面考虑设备的使用环境、结构特点、工作特性、工艺性能，必须符合相关技术操作标准。设备自身危险因素排除后，还应该定期检查和保养，排除潜在隐患。

预防储罐和管路超压的控制措施：储罐本身及LNG输液、灌装管线等均设有合理的安全排放系统，包括各种安全泄放阀和BOG、EAG系统；保证储罐的低温质量，定期检查储罐的真空度；定期检查安全阀；保证储罐的充装量；防止液相管道液封操作。

预防储罐中LNG翻滚的控制措施：将不同气源的LNG分开储存，避免因密度差异引起分层；尽量避免少量LNG注入储罐；LNG混装后应马上使用（气化或转输），一般应在72h以内；LNG混装罐压力不应过高，且应全天监控；LNG混装罐液位不应太高；对长期储存的LNG，应该用定期倒罐的方式避免出现静止而分层。

预防LNG水击和急冷的控制措施：应避免快速开启或关闭阀门使LNG的流速发生突变而产生液击损坏管道部件；为防止卸车时急冷出现较大的温差应力影响卸车速度或破坏管道，每次卸车前都必须用罐中的LNG对卸车管道进行提前预冷，以减少对管道的冷击。

4 结语

LNG卫星站生产运行过程中任何小的意外与差错都有可能造成无法估量的严重后果。因此，LNG卫星站的危险辨识和预防控制已成为LNG生产、运行及管理环节中，企业必须要考虑的重要内容。LNG卫星站的职工与操作管理人员应熟练掌握危险辨识与预防控制的方法，及时准确地对站内的危险因素进行识别、分析评价，提出合理的事故预测及应急预案，建立切合实际的应急预案机制，结合企业生产特点与相关安全规范，做到全员参与、全程监测、全面预防，最终实现LNG卫星站的安全生产运行。

[1]廖春明．怎样对危险源进行识别和控制浅谈[J]．城市建设理论研究：电子版，2012（25）：1-2．

[2]朱昌伟，马国光，李刚．LNG气化站的安全设计[J]．煤气与热力，2007，27（7）：20-23．

[3]曲顺利,贾保印,赵彩云．LNG接收站的安全分析与措施[J]．煤气与热力，2011，31（10）：46-49．

[4]王鹏．LNG储运安全措施探讨[J]．长江大学学报（自然科学版）理工卷，2010，7（3）：264-266．

[5]李龙．LNG气化站安全生产风险管理分析[J]．煤气与热力，2009，29（1）：42-45．