吳旭峰

摘要：隨著我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，LNG的需求量越來越高，LNG的行業(yè)發(fā)展非常迅速，然而在實(shí)際運(yùn)行過程中，安全始終是LNG行業(yè)的首要問題。LNG儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)會(huì)存在大量的易燃、易爆液化天然氣，一旦LNG儲(chǔ)罐發(fā)生泄漏，會(huì)對周圍的人員設(shè)備環(huán)境造成極大危害，因此研究LNG泄漏后的蒸汽擴(kuò)散規(guī)律和主要影響因素，對事故后果進(jìn)行定量分析，從而實(shí)現(xiàn)LNG的安全運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：LNG儲(chǔ)罐區(qū);泄漏擴(kuò)散;評價(jià)技術(shù)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對LNG的需求不斷增長，所以LNG儲(chǔ)罐區(qū)向著大型化的趨勢進(jìn)行發(fā)展，因?yàn)長NG的性質(zhì)不是非常穩(wěn)定，具有易揮發(fā)、易燃、易爆等特點(diǎn)，就會(huì)給大型LNG儲(chǔ)罐區(qū)造成一定的危險(xiǎn)性，安全問題也逐漸暴露出來，在大型LNG儲(chǔ)罐區(qū)一旦出現(xiàn)泄漏，就是造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。所以，對大型LNG儲(chǔ)罐區(qū)進(jìn)行定量風(fēng)險(xiǎn)分析，依據(jù)風(fēng)險(xiǎn)分析結(jié)果提出有效的措施，對大型LNG儲(chǔ)罐區(qū)安全有著非常重要的作用。

1大型LNG儲(chǔ)罐區(qū)潛在風(fēng)險(xiǎn)

對LNG儲(chǔ)罐區(qū)的危險(xiǎn)性進(jìn)行分析，LNG儲(chǔ)罐區(qū)的潛在風(fēng)險(xiǎn)主要包括：

（1）LNG儲(chǔ)罐破裂泄漏

出現(xiàn)這種風(fēng)險(xiǎn)事故的情況主要如下這幾種情況：第一，自然災(zāi)害的原因造成LNG儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變化，導(dǎo)致儲(chǔ)罐出現(xiàn)破裂;第二，LNG儲(chǔ)罐的保冷層出現(xiàn)裂縫，導(dǎo)致儲(chǔ)罐內(nèi)壓力增高，防護(hù)措施失效，引起儲(chǔ)罐出現(xiàn)破裂;第三，LNG儲(chǔ)罐內(nèi)罐出現(xiàn)破裂，造成LNG泄漏，引發(fā)罐體全面失效。

（2）罐頂全面失效

LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓增高造成超壓沖頂，也或者是因?yàn)長NG儲(chǔ)罐受到外力的影響造成罐頂全面失效。但LNG儲(chǔ)罐的一般都會(huì)配有報(bào)警裝置和安全閥來調(diào)節(jié)LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力，并且LNG儲(chǔ)罐采用的是混凝土儲(chǔ)罐頂，抗壓性能比較強(qiáng)，所以無需考慮這種風(fēng)險(xiǎn)的出現(xiàn)。

（3）LNG儲(chǔ)罐附件安全閥泄漏

安全閥是在事故狀態(tài)下能夠幫助LNG儲(chǔ)罐釋放壓力的一個(gè)設(shè)備，具有一定要的火災(zāi)可能性，安全閥失效的概率非常低，并且安全閥影響范圍比較小，即使出現(xiàn)事故，也不會(huì)造成其他設(shè)備的損壞，事故后果影響比較輕。

2影響LNG泄漏擴(kuò)散的關(guān)鍵因素

2.1大氣環(huán)境

大氣環(huán)境是影響LNG儲(chǔ)罐泄漏后蒸汽擴(kuò)散行為的主要影響因素之一，其中主要包括以下幾種：

（1）風(fēng)場。風(fēng)場主要包括風(fēng)速和風(fēng)向兩個(gè)影響因素。風(fēng)向的不同會(huì)影響LNG泄漏之后，LNG蒸氣的擴(kuò)散方向，風(fēng)速的大小則影響相對復(fù)雜，當(dāng)風(fēng)速越大氣流流動(dòng)就會(huì)越快，空氣與LNG之間的對流傳熱會(huì)更加劇烈，LNG蒸汽擴(kuò)散范圍就會(huì)變大。但是當(dāng)風(fēng)速保持不斷增加時(shí)，在一定范圍內(nèi)的氣體濃度，可能會(huì)由于紊流擴(kuò)散的增加出現(xiàn)下降。當(dāng)風(fēng)速越小時(shí)LNG蒸氣的擴(kuò)散范圍就會(huì)減小，此時(shí)在一定范圍內(nèi)氣體濃度會(huì)逐漸上升。

（2）環(huán)境溫度。當(dāng)LNG泄漏形成液池時(shí)，液池中的LNG蒸發(fā)速度會(huì)與周圍環(huán)境的自然溫度有著直接關(guān)系，溫度越高LNG的蒸發(fā)速度就會(huì)越快，蒸汽云團(tuán)的初始泄漏速度也會(huì)逐漸增加，濃度變大。另外LNG泄漏后，蒸氣擴(kuò)散初期屬于重氣擴(kuò)散，環(huán)境溫度的高低會(huì)直接影響到蒸汽與大氣之間的對流換熱，從而影響蒸汽溫度。

（3）大氣濕度。空氣中的含水量越多，空氣密度就會(huì)越大，相反空氣越干燥空氣密度就會(huì)越小，因此大氣濕度會(huì)直接影響到LNG擴(kuò)散是否屬于重汽擴(kuò)散。同時(shí)大氣濕度對于蒸汽云團(tuán)與大氣環(huán)境之間的換熱也會(huì)造成一定影響。

2.2地表環(huán)境

（1）地面粗糙度。地面的粗糙程度大小會(huì)直接反映出地面的光滑程度，地面粗糙程度越高，對地表附近的蒸汽擴(kuò)散阻力就會(huì)越大，越不利于發(fā)生蒸汽擴(kuò)散行為。

（2）地理形勢：由于LNG泄漏之后，蒸氣擴(kuò)散初期，表面會(huì)形成重氣擴(kuò)散，行為擴(kuò)散主要依靠地表進(jìn)行，因此地形因素對于蒸汽擴(kuò)散行為有著較大影響。同時(shí)大氣湍流程度也有可能由于障礙物的存在受到影響，間接影響LNG蒸汽的擴(kuò)散行為。

（3）地面坡度：通常情況下，坡度對于LNG蒸氣擴(kuò)散的影響力度并不大，但是當(dāng)風(fēng)速降到很小時(shí)，LNG蒸氣會(huì)依靠重力的作用，沿著下坡方向蔓延，坡度越大擴(kuò)散的就會(huì)越加迅速。

3LNG儲(chǔ)罐區(qū)泄漏典型事故后果

3.1火災(zāi)

目前我國對于液化天然氣行業(yè)的法律法規(guī)建設(shè)起步較晚，因此對于液化天然氣站場的設(shè)計(jì)和施工規(guī)范，大多是借鑒國外的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，通常情況下，液化天然氣火災(zāi)類型主要包括以下三種：

（1）池火災(zāi)： LNG泄漏之后會(huì)聚集成液池由液體蒸發(fā)或者沸騰所產(chǎn)生的氣體燃燒，進(jìn)而導(dǎo)致火災(zāi)的發(fā)生。

（2）噴射火災(zāi)。當(dāng)壓力管道或者容器發(fā)生破裂之后，易燃?xì)怏w從小孔或者裂縫噴出遇到明火產(chǎn)生的火災(zāi)。

（3）蒸汽云火災(zāi)：蒸汽云團(tuán)遇到火焰所形成的火災(zāi)。

5.2爆炸

LNG泄露之后會(huì)有可能形成化學(xué)爆炸和物理爆炸。蒸汽云爆炸和火球爆炸都屬于化學(xué)爆炸?？焖傧嘧兎序v液體膨脹所形成的氣體爆炸屬于物理爆炸?；瘜W(xué)爆炸所產(chǎn)生的爆炸能量更多影響范圍更大，所帶來的危害性也會(huì)更大。

蒸汽云爆炸是由于LNG泄漏之后，揮發(fā)的液化天然氣與空氣混合所形成的一種易燃易爆混合氣體，在達(dá)到爆炸極限內(nèi)遇到明火而形成的爆炸。蒸汽云爆炸模型主要用于定量評價(jià)與分析可燃?xì)怏w的生產(chǎn)或儲(chǔ)存場所所形成的蒸汽爆炸事故后果嚴(yán)重程度和危險(xiǎn)等級(jí)。當(dāng)大量液化天然氣泄漏到敞開的空間之后，如果沒有進(jìn)行點(diǎn)火，而是先在空氣中進(jìn)行擴(kuò)散，與空氣混合形成爆炸混合物。蒸氣云爆炸的破壞影響非常大，破壞力強(qiáng)，破壞范圍廣，會(huì)對周圍的人身安全和自然環(huán)境造成嚴(yán)重?fù)p壞。

4參考文獻(xiàn)

綜上所述，在實(shí)際LNG泄漏擴(kuò)散的過程中，由于LNG的泄漏機(jī)理非常復(fù)雜，并且由于LNG的低溫特性，會(huì)使周圍的水蒸氣發(fā)生明顯變化，進(jìn)而導(dǎo)致LNG與蒸汽產(chǎn)生對流現(xiàn)象，因此需要在實(shí)際研究過程中需要了解LNG的泄漏因素，并采取有效措施進(jìn)行控制，才能夠有效提高LNG儲(chǔ)罐區(qū)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，幫助LNG實(shí)現(xiàn)可持續(xù)化發(fā)展。

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