LNG与加气站

摘要：在国家发改委以及环保总局制定的《国家环境保护“十二五”规划》中明确提出了污染物排放以及控制目标，增强对机动车污染的防治；通过开发、使用清洁燃料和节能型汽车，减小污染物排放，对于大型、特大城市还必须将尾气污染控制作为确保环境质量的基准。目前，天然气汽车以其污染物排放少、能耗低广受世界各国欢迎，成为国际上最理想的车用代替能源。液化天然气（LNG）作为新型的天然气车用形式，在被外界关注的同时，怎样确保安全技术逐渐成为LNG研究的方向。

关键词：LNG加气站；安全技术；危害

中图分类号：C35文献标识码： A

引言

在国家发改委以及环保总局制定的《国家环境保护“十二五”规划》中明确提出了污染物排放以及控制目标，增强对机动车污染的防治；通过开发、使用清洁燃料和节能型汽车，减小污染物排放，对于大型、特大城市还必须将尾气污染控制作为确保环境质量的基准。目前，天然气汽车以其污染物排放少、能耗低广受世界各国欢迎，成为国际上最理想的车用代替能源。液化天然气（LNG）作为新型的天然气车用形式，在被外界关注的同时，怎样确保安全技术逐渐成为LNG研究的方向。

一、LNG加气站流程以及危害因素

1、LNG加气站流程

LNG通过LNG槽车在液化天然气工厂进行LNG充装，然后再经公路运输，将其转移到加气站储罐内，再通过储存、泵送，称之为汽车型LNG充装。通常加气站内设有站房、工艺装置区域、加气岛等各种附属设备。对于LNG的工艺装置，又包括LNG储罐以及包含放空系统、潜液泵、储罐自增压、管路连接在内的LNG泵撬。

2、LNG加气站的危害因素

（1）介质危害性

LNG作为LNG加气站的主要介质，它产生的危害包含：毒性、低温危害、火灾爆炸、窒息。从火灾爆炸出现的原因来看，最主要的因素是泄露，一旦空气中的天然气聚集到一定数量，接触明火就会燃烧；如果此时的含量已经达到极限值，接触明火或者火源就很可能引发事故，出现爆炸。从低温危害来看，LNG温度通常在零下162度，一旦LNG和低温操作相接触或者出现泄漏，都可能对人员造成低温麻醉、冻伤。如果人体和它直接接触，不仅皮肤表层很容易留在低温物体上，还会对皮肤及皮下组织造成冻结，甚至留下伤口。从毒性危害来看，LNG是烷烃为主的混合性气体，如果在气态状态下，它具有无色、无味等特征，属于低度性毒性物质，如果长期与其接触，很可能造成人体神经衰弱。甲烷是一种普通的窒息物质，人体如果持续暴露在甲烷含量较高的环境中，会引起意识模糊和窒息。天然气在空气中的体积分数大于40%时，如果吸入过量的天然气会引起缺氧窒息。

（2）装置危险

在低温LNG储罐中，单罐体积一般在60立方米以内，使用卧式绝热真空粉末、珍珠纱用来填充内外筒。破坏真空是它最大的危险，在真空度降低的过程中，潜在的危险以及储罐泄露都会造成很大影响。在LNG撬泵内部，低温泵很可能由于密封不严密造成泄露。在加气机中，如果直接对汽车进行加气，一直为软管连接的接口就很容易出现漏气现象，或者因为软管爆裂、接口脱落出现泄露。

（3）生产危害

在运行过程中，LNG很可能因为液位超限而出现泄露，这样不仅会让工作人员冷灼伤，还可能引发火灾或者大批量泄露。生产管道开车前必须预冷，如果不预冷或者预冷速度不满足要求，都可能让工艺管道阀门出现冷收缩、脆性断裂，从而引发事故，让工作人员受伤，甚至出现火灾爆炸和大量泄漏。另外，在加气工操作中，如果工作人员不注意也很容易导致泄漏，让工作人员受伤，甚至出现火灾爆炸。

（4）自然灾害

根据相关调查，对LNG造成危害的因素主要包括：噪音、地震、雷击与车辆伤害。噪音源于潜液泵；地震作为一种杀伤力极大的灾害，对构筑物会造成严重的威胁；雷击不仅会影响建筑物安全，还可能引发爆炸与火灾，虽然出现频率不高，但是作用力非常大；车辆伤害源于加气站内部车辆，一旦道路没有明确的安全指标，就很可能造成事故。

二、液化天然气加气站工艺技术

液化天然气加气站主要是为了公共汽车而服务，逐渐朝着出租车和城际列车覆盖，其工艺流程主要有卸车、调压、加气以及卸压。首先，卸车流程即把槽车或者是集装箱中运送的液化天然气转移到加气站的储罐中，这是液化天然气进入加气站之前必须经历的一个流程。通常情况下，液化天然气卸车操作方式主要包括LNG增压器卸载、增压器与泵进行联合卸车以及潜液式LNG泵卸车[1]。笔者将详细介绍增压器与低温泵的联合卸车。

当液化天然气由槽车运至加气站后，通过槽车所备的空温式汽化器给予储罐施压，使其压力升高，当槽车同其储罐间构成压差之后，则经由压差的力量，将液化天然气进行卸车，使其进入到加气站的储罐里。同时，开启潜液式LNG泵，通过泵进行液化天然气的卸车作业，使卸车速度变快。待卸车完成之后，槽车中会有残留一些气相的天然气，为了避免因这些天然气的影响而使储罐里的压力快速增高，导致卸车速度受到影响，因此需要卸车台的气相管道对气相的天然气进行回收以及排放操作。

其次，调压也是液化天气加气站工艺技术中的一个重要流程，调压即借由相关的增压装置，使储罐里的天然液化气压力上升。为了确保天然液化气储罐里的液体始终趋于饱和状态，因此汽车在加气前，应该给予实施升温和升压操作，确定液体处于饱和状态之后才能够进行加气。调压流程也可以通过三种方式实现，第一种是借由储罐里的自动增压的相关装置进行升压操作；第二种是联合使用液化天然气的储罐压力控制装置同泵进行低速的循环使用，使压力升高；第三种是借由液化天然气低温泵实现升压目标。

加气流程作为最后一个流程，即给液化天然气汽车实施加气操作的流程。指借由液化天然气泵使储罐里LNG的压力上升并处于饱和状态，再通过加气枪进行加气操作。通常情况下，加气压力的最大值可以实现1.6兆帕斯卡左右，而液化天然气汽车内的液体是经由液相软管而来，残留的气相的天然气又经由气相软管进行回收处理，从而确保气瓶加气速度保持正常，且工作压力也维持正常状态。

三、LNG加气站需要注意的安全技术

1、平面布置

为了确保加气站正常工作，必须根据站外结构，整合风向、地形等一系列因素，对储罐可能造成影响的危险因素进行处理，并让其远离人群密集地和明火场所；储罐周边须设置防护堤，它的作用是当出现泄露时，能够有效控制液体蔓延，将其固定在一定范围。在设置防火间距时，根据相关规范要求，确定防火间距满足要求。为了方便车辆出出，加气站进出口通常会分开设置。为了杜绝与空气生成新的混合物爆炸，LNG装置应露天设置，便于泄露的LNG快速扩散、挥发。

2、工艺设计

LNG管路系统，使用最多的是自动超压放散，并且设置好事故报警、安全放散与快速切断功能，来保障场站生产安全。同时低温储罐还具有紧急切断的功能，被安装在液管出入上；一旦出现意外，通过切断和外界之间的连接，也能在一定程度上避免液体流出。

储罐除了要设置好安全阀、放空阀、高压报警灯设施，还必须具有检测、液位报警等安全设施。进行放空系统集中设置时，放散的低温天然气应进行加热，并且达到常温状态再排放。因为，常温状态下的天然气密度较小，所以一旦处于高温排放状态，就能迅速四散。在这过程中，为了避免火焰回窜，可以在汇集管末端安装阻火器，对其进行火焰阻隔，这样就能保障系统安全。

3、其他设计

站内建筑物，主要有加气罩棚、站房、防护堤等，根据二级建筑物耐火设计来看，为了满足规范要求，工艺装置必须使用甲类进行生产，使用硬化地面。在电气设计中，对于潜在爆炸危险或者站内控制区域，应设置应急照明和普通照明。爆炸危险区域内，照明与电气设备都必须隔爆，使用电线穿镀锌钢管或者铠装电缆进行敷设。在自控设计中，各个检测区域的浓度除了要达到设定值，还必须保障可燃气体的报警与发光信号。在LNG连锁控制与紧急停车装置中，必须在现场操盘与控制柜中设置切断按钮，当事故出现时，启动紧急按钮就能切断阀。

结束语

LNG加气站作为一项新兴技术，我国的LNG还处于初始阶段，为了确保LNG能够安全、高效运行，除了要加大加气站建设力度外，还必须从安全技术上不断完善新技术、新工艺，让LNG得到更加充分、迅速的发展。

参考文献

[1]杜彦.LNG加气站几个关键安全技术的研究[D].山东建筑大学,2013（12）.

[2]潘光泉.LNG加气站的火灾爆炸危险性分析及防火防爆设计[J].消防技术与产品信息,2012,(9).

[3]董巍,陈君君.LNG加气站加气及计量系统的优化设计[J].能源与节能,2014,(02).