天然⽓（lng）系统安全课程设计
1.1液化天然⽓储罐的基本情况
沈阳市于洪区细河LNG加⽓站
LNG储罐是储存液化天然⽓的专业产品，特种设备，三类压⼒容器，经过探伤，⽔压⽓压试验，技术监督局现场检验，出具压⼒容器检验证书，外部除锈喷漆等⼯艺制造完成。液化⽓储罐对受压元件材质、外观尺⼨和焊缝质量、运⾏质量、安装质量、内部装置及安全附件有着严格质量鉴定。 本⽂以容积为８０ｍ３，底部中⼼距上游风⼊孔６０ｍ，储罐直径为３ｍＬＮＧ储罐为研究对象，储罐为中型储罐，风速２．５ｍ／ｓ⽓象条件下围堰对其泄漏扩散的影响进⾏研究。单容罐，容器内壁为含镍9%合⾦钢，外壁为碳钢，⽽辅助容器只是由较低防护堤围成的收液槽，⽤于防⽌在内容器发⽣事故时LNG 外溢扩散。壁顶的悬挂式绝热⽀撑平台为铝制，罐顶则由碳钢或混凝⼟制成。罐内绝热材料主要为膨胀珍珠岩。风速为2.5m/s。 表1.1为储罐的各参数
1.2储存的危险物料
LNG的主要成分为甲烷，另外还有少量的⼄烷、丙烷、氮⽓及其他天然⽓中通常含有的物质，LNG的甲烷含量应⾼于75%，氮的含量应低于5%。尽管LNG的主要组成是甲烷，但不能认为LNG等同于纯甲烷。LNG的危险特性包括易燃易爆，窒息危害，灼伤危害，主要危险指数见表1.2
表1.1甲烷的主要危险特性
危险源是可能导致死亡、伤害、职业病、财产损失、⼯作环境破坏或这些情况组合的根源或状态。在《职业健康安全管理体系爱上便利贴女孩
要求》（GB/T 28001-2011）中的定义为：可能导致⼈⾝伤害和（或）健康损害的根源、状态或⾏为，或其组合。危险源由三个要
素构成：潜在危险性、存在条件和触发因素。
根据《化⼯企业定量风险评价导则》（AQ/T3046-2013），附录C，对危险度进⾏评价。本⽂以LNG 储罐作为危险评价单元，危险度
等级为II 级，中度危险。可能出现的危险是由于LNG 储罐泄漏或者其他原因所造成的⽕灾爆炸危险，窒息危险以及灼伤危险，造成⼈⾝伤亡及财产损失。 根据GB18218-2009《危险化学品重⼤危险源辨识》，储存区中LNG的最⼤临界量为10t。该LNG储罐的最⼤LNG储量为
420*80/1000=33.6t（甲烷的液相密度为420kg/Nm3），⼤于最⼤临界量标准，所以判定该LNG储罐为重⼤危险源。
2.LNG储罐的事故类型分析
LNG的主要危险性是LNG泄漏到空⽓中产⽣的。分为LNG⽓体泄漏与LNG液体泄漏，不同的泄漏会造成不同的事故及危
害，LNG储罐泄漏有如下特点：
1）⽓体泄漏速度⼤，扩散范围⼴。泄漏出的⽓体会很快扩散到⼤⽓中，甚⾄有可能形成天然⽓⽓云，借助风的作⽤进⾏漂移。
神舟hp8602）泄漏事故发⽣、发展的速度快。
3）易造成⽕灾和爆炸事故。
4）易造成冻伤事故。LNG储罐发⽣泄漏时，⽓体与空⽓进⾏热量交换使得周围环境温度降低，在场⼈员的⽪肤易被冻伤。5）使⼈窒息。虽然液化天然⽓本⾝没有毒，但它有含氧量低的性质。如果有⼈吸⼊了⼤量泄漏在空⽓中的LNG蒸⽓⽽没有迅速脱离，就会很快失去知觉，⼏分钟就会死亡。
本⽂主要对LNG储罐泄漏所造成的⽕灾和爆炸事故⾏分析。
罐区燃爆事故模式主要有：喷射⽕，闪燃与⽓云爆炸，池⽕灾，沸
腾液体扩展蒸⽓爆炸等（BLEVE）。
1）喷射⽕：在内部压⼒作⽤下,LNG⼤量泄漏、闪蒸，形成射流，在泄漏
⼝处被点燃，由此形成喷射⽕。
2）闪燃与⽓云爆炸：当LNG从低温容器中⼤量泄漏时，其扩散有⼀
个过程，在其最初由液态变成⽓态时密度⼤于周围空⽓，这时在泄漏的
LNG液相上⽅就形成了天然⽓的蒸⽓云，蒸⽓云将随风抵达泄漏位置的
下风侧，在地⾯附近形成预混⽓体，极有可能遇到明⽕后发⽣闪燃，若蒸
⽓云达到爆炸极限后遇到⽕源则直接发⽣蒸⽓云爆炸，闪燃与⽓云爆是什么让你如此美丽>铁托名言
炸的燃烧将迅速扩散回泄漏位置，可能导致罐体爆炸。蒸汽云爆炸形成
的冲击波还可造成更远距离外建筑设施破坏及⼈员伤亡。
3）池⽕灾：池⽕灾是指储罐中的可燃液体遇⽕源或泄漏后遇⽕源发⽣
的⽕灾，是可燃液体贮罐区易发⽣的主要⽕灾类型。在空⽓供应充⾜的
开放空⽓环境中池⽕灾的主要危害时是热辐射，造成⼈员伤亡和设备损
坏，甚⾄发⽣连锁事故。
4）沸腾液体扩展蒸⽓爆炸（BLEVE）：储存有可燃液化⽓的储罐，
如果受到外部⽕焰的长时间烘烤，储罐的强度将逐步减低当
强度下降到⼀定程度时，储罐将突然破裂，由此带来压⼒突
然降低，液化⽓迅速⽓化并燃烧，导致沸腾液体扩展为蒸汽
爆炸事故（BLEVE）的发⽣。沸腾液体扩展为蒸汽爆炸事故⼀
般是⽐较严重的，能造成巨⼤的财产损失和⼈员伤亡。
根据对事故类型的分析，可画出LNG⽓体泄漏及LNG液体泄漏的事件树。
2.1⽓体泄漏的事件树分析
3 储罐事故后果的模拟计算
3.1泄漏场景及泄漏速率
3.1.1泄漏场景
由于LNG储罐属于压⼒容器，根据《化⼯企业定量风险评价导则》（AQ/T3046-2013），如表2.1，泄漏场景可分为5mm 孔径泄漏到环境中，25mm孔径泄漏到环境中，100mm泄漏
到环境中和完全破裂泄漏到环境中。
3.1.1⽓体经孔泄漏
根据根据AQ/T3046-2013《化⼯企业风险评价导则》
P0=1.01*105pa，p=8*105pa,r=1.31，P0/P=0.125,
y=(6+2)/6=1.33,(2/Y+1)Y/Y-1=0.54,
因为0.125<0.54，所以属⾳速流动
１）当⽓体经5mm圆形泄漏孔流出
Ａ＝π(0.0025)2=1.96*10-5 R=52,.90
Q=1.38kg/s
2)当⽓体经25mm圆形泄漏孔流出
Ａ＝π（0.0125）2＝4.91＊10－４
Ｑ＝34.57kg/s
3)当⽓体经100mm圆形泄漏孔流出
Ａ＝π（0.05）２＝7.85*10－３
Ｑ＝552.64kg/s
4)当⽓体完全泄漏，以150mm圆形泄漏孔流出为例
Ａ＝π（0.075）2＝0.018
Ｑ＝1267.2kg/s
整理表格如下滑精病
表3.1 不同泄漏场景下的⽓体泄漏质量流率
3.1.2液体经孔泄漏
美宏互动根据《化⼯企业定量风险评价导则》（AQ/T 3046 —2013），瞬时质量流率为：
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议