LNG气化站安全评价

目录目录 (1)摘要 (4)1绪言 (5)1.1LNG（液化天然气）简介 (5)1.1.1LNG的基本属性 (5)1.1.2LNG的危险、有害性 (6)1.2研究背景 (7)1.3LNG气化站风险评价技术的研究现状 (9)1.3.1国内研究现状 (9)1.3.2国外研究现状 (12)1.4主要研究内容 (14)1.5本课题的目的意义 (14)2LNG气化站风险评价体系研究 (14)2.1LNG气化站概述 (15)2.2LNG气化站风险评价因素分析 (17)2.3评价准则 (19)2.4本章小结 (19)3基于模糊综合评价的LNG气化站安全评价 (19)3.1模糊综合评价原理 (19)3.2实例计算 (19)3.3风险值的分析及等级的划分 (19)3.4本章小结 (19)4基于神经网络的LNG气化站安全评价 (19)4.1神经网络原理 (19)4.1.1神经网络简介 (19)4.1.2神经网络结构 (19)4.2实例计算 (19)4.3本章小结 (19)5LNG气化站事故后果分析 (19)5.1事故后果简介 (19)5.2事故后果计算模型 (20)5.2.1泄露扩散模型 (20)5.2.2池火模型 (20)5.2.3蒸气云团爆炸模型 (20)5.2.4沸腾液体扩展蒸气爆炸模型 (20)5.3软件模拟结果 (20)5.4本章小结 (20)6研究总结 (20)6.1本文的研究成果 (20)6.2展望 (20)参考文献 (20)摘要随着我国“西气东输”、“俄气南供”、“进口LNG",“近海气登陆”等工程的实施，越来越多的城市会用上天然气。

但随着城市建设的发展和人口密度的增加，大量的管道运行在人口稠密、经济集中的城市，城市天然气管网的泄漏或爆裂事故往往会给城市居民的生命和财产带来巨大的损失，给社会造成深远的负面影响。

本文借鉴了国内外关十天然气管道风险评价的研究成果，引入模糊数学理论和模糊综合评价技术，提出了基十模糊综合评价技术的城市天然气管道风险评价的方法，对城市天然气管网的风险评价进行了全面的研究。

(1)应用模糊综合评价技术将评价的六个方面因素进行综合考虑，建立了较为完整的城市天然气管道风险评价模型，并结合管道安全评价指标实际确定了其完整的指标体系。

(2)在传统燃气气管道风险评价四大因素第二方破坏、腐蚀破坏、设计缺陷和操作不当的基础上加入了储气站失效和事故后果影响两个因素进行综合考虑，使最终的评价结果更加全面合理。

(3)本文在参考以往评价方法的基础上，将层次分析法与模糊综合评价有效集合，消除了评估人员由十主观性造成的偏差，为城市管网风险评价提供了一种有效、适用和较为准确的方法。

关键词:LNG加气站风险评价模糊数学模糊综合评价层次分析法1绪言1.1LNG（液化天然气）简介1.1.1LNG的基本属性天然气在常压下，被冷却至约-162℃时，由气态变成液态，称为液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)。

LNG是由天然气转变的另一种能源形式。

液化天然气的物化性质如下：①组成。

LNG的主要成份为甲烷，化学名称为CH4，还有少量的乙烷、丙烷以及氮等其他天然气中含有的物质，按照欧洲EN1160的规定，LNG中甲烷含量应高于75%，氮含量应低于5%；②温度。

LNG的沸腾温度也取决于其成分，在标准大气压力下通常为-166～-157℃，在一般资料上介绍的-162℃是指纯甲烷的沸腾温度；③密度。

LNG的密度取决于其成分，通常为430～470kg/m3，甲烷含量越高，密度越小，密度还与液体温度有关，温度越高，密度越小，变化的梯度为1.35kg/（m3·℃）；当LNG转变为气体时，其密度为1.5 kg/m3，气体温度上升到-107℃时，气体密度与空气的密度相当，意味着LNG气化后温度高于-107℃时，气体的密度比空气小，容易在空气中扩散。

④燃烧与爆炸。

LNG具有天然气的易燃易爆特性，在162℃的低温条件下，其燃烧范围为6%～13%（体积百分比），LNG的着火温度随组分的变化而变化，重烃含量的增加使着火温度降低，纯甲烷着火温度为650℃，气态热值9100KcaI/m3，液态热值12000Kca1/kg，爆炸范围为5%～15%；⑤溢出与扩散。

LNG倾倒在地面上时，最初会猛烈沸腾蒸发，然后蒸发率将迅速衰减至一个固定值，蒸发气体沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量逐渐上升和扩散，同时将周围的环境空气冷却至露点以下，形成一个可见的云团，可作为蒸发气体移动方向的指示，也可作为气体空气混合物可燃性的指示；⑥蒸发。

LNG储存在绝热储罐中，任何热量渗漏到罐中，都会导致一定量的液体气化，这种气体就叫做蒸发气。

对于纯甲烷而言，低于-113℃的蒸发气密度比空气重，对于含有20%氮的甲烷而言，低于-80℃的蒸发气密度比空气重。

1.1.2LNG的危险、有害性通过分析LNG的属性并结合实际生产情况，LNG的危险、有害性可以分为以下几种：（1）LNG的储存：LNG储存的危险性与LNG处于沸腾(或接近沸腾)的状态有关。

在LNG储槽中，LNG处于沸腾状态，在LNG工厂的一些管道及液化工段末端，它接近于沸腾状态，外来的热量传入会导致气化使压力超高，致使安全阀打开或造成更大的破坏。

储罐内的翻滚现象也是非常值得注意的，翻滚是由于贮槽中LNG不同组份和密度引起分层，两层之间进行传热和传值，最终完成混合，同时在液层表面进行蒸发。

此蒸发过程吸收上层液体的热量使下层液体处于过热状态。

当两层液体的密度接近相等时就会突然迅速混合而在短时间内产生大量气体，使储罐内压力急剧上升，甚至顶开安全阀。

为避免这种危险，应采取特殊措施：①密度小的LNG从槽底进料，或密度大的LNG从槽顶进料，或两者结合使用；②在槽内安装一自动密度仪以检测不同密度的层；③用槽内泵使液体从底至顶循环；④保持LN G的含氮量低于1%，并且密切监测气化速率。

（2）低温冻伤：由于LN G是-162℃的深冷液体，皮肤直接与低温物体表面接触会产生严重的伤害。

直接接触时，皮肤表面的潮气会凝结，并粘在低温物体表面上。

皮肤及皮肤以下组织冻结，很容易撕裂，并留下伤口。

粘接后，可用加热的方法使皮肉解冻，然后再揭开。

这时如硬将皮肤从低温表面撕开，就会将这部分皮肤撕裂，所以当戴湿手套工作时应特别注意。

低温液体温度较低，它们会比其他液体(如水)更快地渗进纺织物或其他多孔的衣料里去。

在处理与低温液体或蒸汽相接触或接触过的任何东西时都应戴上无吸收性的手套(PVC或皮革制成)，手套应宽松，这样如发生液体溅到手套上或渗入手套里面时，就可容易地将手套脱下。

如有可能发生激烈的喷射或飞溅，应使用面罩或护目镜来保护眼睛。

（3）LNG的泄漏：由于低温操作，金属部件会出现明显的收缩，在管道系统的任何部位尤其是焊缝、阀门、法兰、管件、密封及裂缝处，都可能出现泄漏和沸腾蒸发，如果不及时封闭这些蒸气，它就会逐渐上浮，且扩散较远，容易遇到潜在的火源，十分危险。

可以采用围堰和天然屏障对比空气重的低温蒸气进行拦截。

（4）低温麻醉：没有充分保护措施，人长时间在低于10℃下的环境中待久后，就会有低温麻醉的危险发生，随着体温下降生理功能和智力活动都下降，心脏功能衰竭，进一步下降会导致死亡。

对明显受到体温过低影响的人，应迅速从寒冷地带转移并用热水洗浴使体温恢复，不应该用干热的方法提升体温。

（5）窒息：呼吸LNG低温蒸气有损健康，短时间内，导致呼吸困难，时间一长，就会产生严重的后果。

虽然LNG蒸气没有毒，但其中的氧含量低，容易使人窒息。

如果吸入纯净LN G蒸气而不迅速脱离，很快就会失去知觉，几分钟后便死亡。

当空气中的氧含量逐渐降低，操作人员没有一点感觉，也没有任何警示。

等意识到，则为时已晚。

（6）冷爆炸：在LNG泄漏遇到水的情况下(例如集液池中的雨水)，水与LNG 之间有非常高的热传递速率，LNG将激烈地沸腾并伴随大的响声、喷出水雾，导致LNG蒸气爆炸。

这个现象类似水落在一块烧红的钢板上发生的情况，可使水立即蒸发，为避免这种危险，应定期排放集液池中的雨水。

（7）火灾：LNG蒸气遇到火源着火后，火焰会扩散到氧气所及的地方。

游离云团中的天然气处于低速燃烧状态，云团内形成的压力低于5kPa，一般不会造成很大的爆炸危害。

燃烧的蒸气就会阻止蒸气云团的进一步形成，然后形成稳定燃烧。

尽管LNG被认为是一种非常危险的燃料。

但是，从LNG产业几十年的发展历史来看，LNG产业比汽油、LPG、管道天然气的安全性好。

但这并非说LNG 旧不危险，关键是能否掌握LNG的特性，是否按照标准和规范去设计、施工、运行及管理。

1.2研究背景随着全球经济的迅速增长和能源需求量的不断扩大，LNG以其得天独厚的环保、价廉、运输效率高、方便等特点的优势在我国燃气市场崭露头角，给LNG工业的发展提供了良好的基础。

LNG气化站是一种对LNG接收、储存、气化、调压、计量、加臭而后送入输气管网供各类用户使用的场所。

近年来，随着我国LNG气源的引进和大型LNG 接收终端站的建设投产，以及国内油气田LNG工厂的建设，如中原油田LNG工厂、海南福山LNG工厂、新疆广汇LNG工厂等项目的实施，LNG已成为无法使用管输天然气供气城市的主要气源和过渡气源，也是许多以管输天然气供气城市的调峰气源和补充气源。

LNG气化站以其建设周期短、投资省、见效快、方式灵活以及能迅速满足用气市场需求的优势，已逐渐在我国东南沿海等众多经济发达、能源紧缺的中小城市建成，成为永久供气气源站或管输天然气到达前的过渡供气气源站[1]。

目前，我国LNG气化站从建设速度到建设规模都是世界其他国家不可比拟的。

从1999年上海引进法国技术建成第一个LNG气化站起，2001年，中原油田建成了我国第一座生产型的LNG气化站，淄博LNG 气化站同时建成投产，揭开了中国LNG供气的序幕。

随着新疆广汇LNG厂于2004年投产，以及广东沿海地区LNG接收终端的建成投产，加之LNG气化工程的关键设备如LNG低温储罐、气化器、低温管件和阀门及LNG运输槽车和LNG船的国产化，LNG供应在我国已形成南、中、西的供应格局。

我国的山东、江苏、河南、浙江和广东等省的一些城镇相继建设了LNG气化站, 向居民用户、商业用户或工业企业供应天然气。

目前，国内至今（2007年）已建成逾80座LNG气化站。

与此同时，LNG气化站的安全管理现状已无法缓解日益扩大的LNG气化站对城市居民和站内工作人员生命财产安全所形成的巨大潜在危险。

LNG气化站潜在着泄漏、火灾和爆炸等危险。

这些事件发生的概率较低，一旦发生，易造成灾难性的后果。

例如1944年美国俄亥俄州克利夫兰市的一个LNG调峰气化站的LNG储罐发生事故，共溢出4560m3液化天然气，事故造成200辆车完全毁坏，136人丧生。