LNG相关的危险因素
LNG的危险因素是与其独特的属性相关的,对于与LNG独特的理化特性相关的LNG的安全性方面需要客服两种不严谨的观点:即或是对于LNG的危险性缺乏足够的认识,单纯的基于几十年来LNG工业良好的安全记录而忽视LNG的危险性一面,盲目忽视LNG厂站装置及储运过程的安全因素,将LNG的安全性绝对化;另外一种观点则走到另一个极端,认为LNG十分危险,单纯的基于厂站能量储存密度爆炸当量的考虑而不加分析地认为任何大型的LNG项目都是对自身及周边安全性的严重威胁。
其实这两种观点都有些失之偏颇,通过以下的一些短片希望大家能对LNG有更加全面的认识,能够看到LNG的完整画面。
燃烧特性:
无畏派:LNG使香烟熄灭
慎微派:LNG的蒸发气被点燃
苹果派:其实这两段视频都是真实的,但是又都仅反映了LNG的部分特性:即LNG液体不会燃烧或爆炸,但LNG蒸发气可以燃烧及爆燃;此外,天然气的点燃温度约为538℃,而作为对比,汽油的着火点温度约为310℃,即从着火温度的角度来看,LNG的蒸发气相比较汽油的确更加难以点燃。
低温特性:
无畏派:快速的手接触
(此视屏为慢镜头,切勿模仿!)
慎微派:低温令玫瑰化为齑粉
苹果派:手浸入LNG得尝试我们不建议大家模仿。对于LNG装卸等可能直接接触LNG的从业人员,我们建议穿着低温防护服及低温防护手套(棉质手套会因为吸水性造成接触到低温介质时粘结皮肤),我们会在LNG装置的PPE部分对此进行更为详细的介绍。以下是一起LNG厂站的低温冻伤引起的事故介绍。
1977年3月阿尔及利亚出口终端的Camel LNG工厂[1],一名工人在一地下LNG储罐罐顶操作一装料管线上的手动阀门时,阀门阀体忽然破裂,大量LNG喷涌而出,该名员工因直接接触LNG当即冻伤身亡,而此时船上及陆上控制室的工作人员均未意识到事故发生,直至负责装船的工作人员目视发现“白色蒸气云”向自己飘来,才紧急撤下管线,靠船撤离。所幸事故中LNG蒸气云未被点燃。[2]苹果派:该起事故是已知的最早报道的LNG厂站装置中因直接接触LNG而导致的伤亡事故。该事故的肇事阀门为铸铝材质,而当下及近年来的阀门材质均已改为不锈钢材质。因材质导致的LNG大量泄漏的事故已鲜有发生;适当的操作人员个人防护用品(PPE)及严格遵守安全操作规程完全可以杜绝LNG的冻伤事故。
以下简要的概括一些在生产实践中会用到的LNG相关的安全要点:
LNG为低温介质,皮肤直接接触会造成低温灼伤;
LNG与地面或是水面接触会造成快速蒸发,其蒸气会成为潜在火灾的重要危险源;
LNG沸腾池会产生沸点温度的低温蒸气,其比空气重(比重约为1.5);当与空气混合后温度会升高,当温度高于约-113℃时,其蒸气比空气轻。该温度为蒸气温度的一个分界点;
当相对湿度高于55%时,可见的LNG蒸气云的燃气浓度通常会超过燃烧下限(LFL),这也可以作为可燃蒸气云范围的一个直接的表征;
LNG的能量密度较汽油高约10%以上,而LNG火焰的温度相对较高;
LNG液体不会燃烧或爆炸,但LNG蒸发气可以燃烧及爆燃;
LNG蒸发气(主要为甲烷)的燃烧下限为5%,较汽油(1%)及原油(0.7%)高;
LNG池火燃烧速度较长链烷烃更快,因而火焰更高,但是持续时间更短;
LNG池火相对少烟,但是辐射热量较更重的烃类更高,如较汽油高57%(220kw/m2相对比汽油为140kw/m2);大型LNG池火会产生更多的烟,因而热辐射强度会下降;
化学干粉是扑灭LNG火灾的唯一方法,泡沫能够延缓火灾速度,但是不会阻止LNG蒸发及蒸气云形成。因而控制燃烧比熄灭火灾更加安全,完全燃尽会避免延迟点燃闪火;
而LNG装置中的泄漏会引入收集池,因而池火多发生在收集池等位置。
对于与LNG独特的理化特性相关的LNG的安全性,需要全面辩证的看待:首先LNG具有低温冻伤、蒸发气燃烧爆炸(受限空间)及人体窒息等直接危害;同时LNG工业又具有数十年安全运行的实践经验,对其危险性实践中有成熟可靠的控制手段。因此对于LNG的危险性,既不可盲目轻视,亦不能因噎废食,需要科学辩证的同时看到硬币的两个面。