液化天然氣海上安全運(yùn)輸與保管的研究

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1、液化天然氣海上安全運(yùn)輸與保管的研究摘要：液化天然氣海上運(yùn)輸是一種高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，液化天然氣的裝卸作業(yè)是海上運(yùn)輸起始和終止的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其安全性直接影響液化天然氣海上運(yùn)輸事業(yè)的健康發(fā)展，對(duì)于液化天然氣的安全利用起著決定性作用。針對(duì)液化天然氣運(yùn)輸與保管中存在的安全影響因素，提出合理的危險(xiǎn)應(yīng)對(duì)措施以及解決方案，指導(dǎo)作業(yè)的安全進(jìn)行，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。關(guān)鍵詞：液化天然氣安全運(yùn)輸翻滾冷凝第一章液化天然氣的特點(diǎn)與潛在危險(xiǎn)性21.1LNG簡(jiǎn)介21.2LNG的潛在危險(xiǎn)性21.3LNG船的潛在危險(xiǎn)性31.3.1液貨翻滾的危害性31.3.2冷凝或

2、液化的危害性3第二章液化天然氣安全運(yùn)輸對(duì)策32.1事故預(yù)防及應(yīng)急措施32.1.1火災(zāi)的預(yù)防及應(yīng)急32.1.2凍傷的預(yù)防及應(yīng)急42.2LNG船潛在危險(xiǎn)性的防止措施42.2.1LNG翻滾的預(yù)防措施42.2.2LNG冷凝或液化的預(yù)防措施4第三章結(jié)論4第一章液化天然氣的特點(diǎn)與潛在危險(xiǎn)性1.1LNG簡(jiǎn)介天然氣是從地底油氣田開采獲得的炭氫化合物和非炭氫化合物的混合氣體。一般而言，甲烷占主要成分，占體積的70%~95%(有的甚至高達(dá)99%)，另外含有少量的乙烷、丙烷、丁烷和統(tǒng)稱為天然氣液的重質(zhì)烴，少量非烴物如水、二氧化碳、氮、硫化氫以及

3、其它非烴雜質(zhì)。液化天然氣(LiquefiedNatureGas，，簡(jiǎn)稱LNG)是將天然氣在常壓下冷卻到一160℃的低溫液化制成的，其液態(tài)體積約為氣態(tài)時(shí)的六百分之一，大氣壓下比重大約為0.45，主要成分是甲烷它本身是一種無(wú)毒可燃?xì)怏w，它的主要物性和特性如表1所示。表1甲烷主要物性純凈的LNG是無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒和透明的液體，LNG比水輕，不溶于水。LNG蒸氣在溫度高于一110℃時(shí)，比空氣輕，貨物漏泄時(shí)蒸氣往上升，易于擴(kuò)散，因此發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性相對(duì)液化石油氣較輕。LNG化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不活潑。與空氣、水及其它液化氣貨品在化學(xué)上相容

4、，不會(huì)起反應(yīng)(與氯可能有危險(xiǎn)反應(yīng))。由于LNG的臨界溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于環(huán)境溫度，所以只能采取全冷凍的方式運(yùn)輸或儲(chǔ)存，即在常壓沸點(diǎn)溫度下運(yùn)輸。1.2LNG的潛在危險(xiǎn)性（1）低溫的危險(xiǎn)性LNG是低溫的液化氣體，當(dāng)其與人體直接接觸時(shí)，會(huì)大量地從皮膚上吸收顯熱，并在其氣化的過(guò)程中吸收潛熱，因此裸露在外的皮膚會(huì)被凍傷。凍傷的程度由皮膚的接觸時(shí)間、接觸面積以及人體體溫散失率決定。如果皮膚與LNG接觸時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，就會(huì)造成永久性的傷害，甚至可能危及生命。（2）蒸發(fā)氣體的危險(xiǎn)性LNG在常溫下極易氣化，不可避免地導(dǎo)致液貨艙內(nèi)的壓力和溫度升高。外界傳入

5、的能量均能引起LNG的蒸發(fā)，LNG貯存必須維持一個(gè)極低的日蒸發(fā)率，否則，BOG的過(guò)度增加將使貯存溫度和壓力上升過(guò)快，而過(guò)高的壓力會(huì)對(duì)液貨艙的結(jié)構(gòu)造成損傷，直至貯存罐破裂。（3）爆燃的危險(xiǎn)性天然氣在空氣中濃度在5%～15%時(shí)，遇明火可發(fā)生爆燃。因此，必須防止可燃物、點(diǎn)火源、氧化劑（空氣）這三個(gè)因素同時(shí)存在。在操作時(shí)，只有濃度低于1.5%時(shí)，才允許工作人員進(jìn)入，但是禁止進(jìn)行熱操作和其他產(chǎn)生火花的作業(yè)。1.3LNG船的潛在危險(xiǎn)性1.3.1液貨翻滾的危害性LNG翻滾是由于其密度差異而發(fā)生分層后所引起的相鄰液的密度近似相等時(shí)的液層間

6、強(qiáng)烈迅速混合的現(xiàn)象。當(dāng)外界熱量傳入時(shí)，兩個(gè)相鄰液層發(fā)生傳質(zhì)和傳熱并相互混合，液層表面也開始蒸發(fā)，下層由于吸收了上層的熱量而處于“過(guò)熱”狀態(tài)。當(dāng)兩個(gè)相鄰液層密度接近時(shí)，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生液化氣大量蒸發(fā)，貨艙壓力便會(huì)急劇上升。典型的翻滾事故記錄表明:翻滾期間蒸發(fā)率大約是正常情況下蒸發(fā)率的250倍。蒸發(fā)率的突然上升會(huì)引起液貨艙內(nèi)壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其安全設(shè)計(jì)壓力，給船舶安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的威脅。1.3.2冷凝或液化的危害性當(dāng)液化氣蒸氣壓力大于飽和蒸氣壓力或溫度低于露點(diǎn)溫度時(shí)，液化氣會(huì)液化或冷凝，可能損壞貨物機(jī)械或影響系統(tǒng)運(yùn)行。第二章液化天然氣安

7、全運(yùn)輸對(duì)策2.1事故預(yù)防及應(yīng)急措施2.1.1火災(zāi)的預(yù)防及應(yīng)急在正常操作情況下，LNG船發(fā)生火災(zāi)的概率比普通油輪低，這是因?yàn)橐贺浥搩?nèi)不存在氧氣等助燃?xì)怏w。當(dāng)LNG存于液艙內(nèi)時(shí)，應(yīng)絕對(duì)禁止空氣漏入.最可能發(fā)生火災(zāi)的情況是LNG從管路系統(tǒng)或裝卸貨連接處漏到甲板上而被火花引燃。大量LNG漏到甲板上后會(huì)立刻變成氣體。當(dāng)甲烷蒸汽形成時(shí)，空氣中的水蒸氣會(huì)被凝結(jié)而形成濃霧，霧中含有許多甲烷氣體.如果在甲板上看到有霧氣，這表明LNG已經(jīng)逸出，這時(shí)，必須采取迅速而準(zhǔn)確的措施，并消除逸漏。首先應(yīng)立即停止所有貨泵和壓縮設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)，關(guān)閉所有閥門，使系

8、統(tǒng)獨(dú)立.通常，LNG船是啟用緊急關(guān)閉系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。當(dāng)啟動(dòng)緊急關(guān)閉系統(tǒng)后，應(yīng)發(fā)出警報(bào)，使所有人員都進(jìn)入緊急狀態(tài);隨后，迅速關(guān)閉所有通風(fēng)口和甲板上的開口，接近泄漏現(xiàn)場(chǎng)的人員應(yīng)立即使用消防龍頭沖洗甲板，若泄漏現(xiàn)場(chǎng)已被火引徽，則應(yīng)立即執(zhí)行滅火方案。2.1.2凍傷的預(yù)防及應(yīng)急液化氣溫度很低，人體在接觸后會(huì)發(fā)生嚴(yán)重