液化天然气的储存及安全

液化天然气的储存及安全

庞星杰

山西燃气工程技术学校山西太原030620

摘要：随着天然气在能源领域中地位的提高，居民用气量逐年增加，国内LNG项目的先后立项，逐步形成了天然气的立体网络产业链，这其中LNG储存的安全问题日益受到行业人士的重视。本文将总结液化天然气的能源特点优势，重点谈谈液化天然气在储存方面的安全注意事项。

关键词：液化天燃气；储存方法；安全

引言

天然气是一种清洁优质能源，近年来，世界天然气产量和消费量呈持续增长趋势。从今后我国经济和社会发展看，加快天然气的开发利用，对改善能源结构，保护生态环境，提高人民生活质量，具有十分重要的战略意义。

1液化天然气的简介

1.1液化天然气的概述

液化天然气（LiquifiedNaturalGas，简称LNG），是天然气经压缩、冷却至其沸点（-161.5摄氏度）温度后变成液体，通常液化天然气储存在-161.5摄氏度、0.1MPa左右的低温储存罐内。用专用船或槽车运输，使用时重新气化。主要成分是甲烷，被公认是地球上最干净的能源。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/600，液化天然气的重量仅为同体积水的

45%左右。其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理，经一连串超低温液化后，利用液化天然气船或槽车运送。

1.1液化天然气的特点优势

1.1.1安全可靠

LNG的燃点比汽油高230℃，比柴油更高；LNG爆炸极限比汽油高2.5～4.7倍；LNG的相对密度为0.47左右，汽油为0.7左右，它比空气轻，即使稍有泄漏，也将迅速挥发扩散，不至于自燃爆炸或形成遇火爆炸的极限浓度。

1.1.2清洁环保

根据取样分析对比，LNG作为汽车燃料、比汽油、柴油的综合排放量降低约85％左右，其中CO排放减少97％、HC减少70％～80％、NOX减少30％～40％、CO2减少90％、微粒排放减少40％、噪声减少40％，而且无铅、苯等致癌物质，基本不含硫化物，环保性能非常优越。因此，LNG是一种洁净的能源。

1.1.3经济高效

LNG液化后体积大约缩小为气态天然气的1/625，其投资省、占地少、储存效率高。此外，LNG携带的冷量可以部分回收利用。

1.1.4灵活方便

LNG通过专门的槽车或轮船可以将大量的天然气运输到管道难以到达的任何用户，不仅比地下输气管道节省投资，而且方便可靠、风险性小、适应性强。

2液化天然气储存方法及分析［1］

液化天然气贮存于特制的储罐中，储存方法分为两种：常压储存和高压储存。

2.1常压储存

常压储存适用于LNG的大量储存，使用的是常压储罐。储罐的容积一般较大，结构简单，但承压能力较低，蒸发率较高。LNG在贮存过程中，环境会不断向储罐内漏热，引起储罐内部分LNG蒸发，从而导致储罐内压力升高，所以常压储罐的无损（憋压）储存时间较短。为了确保LNG的安全储存，一种方法是当储罐内压力达到一定值后，释放掉一部分蒸发气体以维持储罐内压力在许可的安全范围内。但是，蒸发气体的主要成分是甲烷（含量为90%以上），属于易燃易爆气体，如果释放到空气中则会增加空气的危险性。第二种方法是增设再液化设备，把蒸发气再液化后重新储存。把蒸发气再液化，一是需要增设液化设备，增加了储存成本，二是蒸发气再液化后其密度小于储罐内原有LNG的密度，重新注入储罐后易引起储罐内介质的不稳定性如分层、翻滚等现象的发生，给LNG的安全储存带来危险。

2.2高压储存

高压储存适用于LNG的少量储存，使用的是高压储罐。高压储罐容积较小，承压能力较高；一般使用真空隔热结构，隔热性能较好，所以罐内LNG的蒸发率较低。即使因环境漏热而使少量的LNG蒸发引起罐内压力一定程度的升高，储罐因能耐高压仍可继续安全储存LNG，而不必排放蒸发气或增设再液化设备。所以，高压储存LNG可减少蒸发气体的排放，降低LNG的储存成本。但是，高压储罐结构比较特殊，大多为真空隔热结构，制作工艺比较复杂，制作难度大、周期长，储罐的成本高，加上其容积较小，所以不适合用于大量储存LNG。

3液化天燃气储存的安全问题

3.1LNG储罐的安全间距

我国《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-92，1999年局部修订版）第5.3.3条规定液化烃全冷冻式储罐罐组内的防火间距为0.5D（D为相邻较大储罐的直径）。

3.2LNG储罐的净化

LNG储罐在首次充注LNG之前，或因需要进行内部检修而停止使用之后，应对储罐进行净化处理。净化的目的是要用惰性气体将储罐内的空气或天然气置换出来，避免形成天然气与空气的爆炸性混合气体。这种净化处理也称“惰化”。惰化用的气体通常采用氮气或二氧化碳。

3.3LNG储罐压力控制

LNG储罐的内部压力必须控制在允许的范围之内，罐内压力过高或出现负压，对储罐来说都是潜在的危险。影响储罐压力的因素很多，诸如热量进入引起液体的蒸发、充注期间液体的闪蒸、大气压下降或错误操作，都可能引起罐内压力上升。另外，在以非常快的速度进行排液或抽气、充注的液体温度过低时，也有可能使罐内形成负压。除此之外，储罐还必须配备有压力安全阀和真空安全阀。压力安全阀防止储罐出现超压，真空安全阀能感受当地的大气压，以判断罐内是否出现真空，产生负压。排气通道的截面积需要根据储罐容量来确定，NFPA59A-2009规定不得少于0.0034c/kg，但不超过2000；外罐安全排放装置的工作压力不得超过外罐的设计内压和内罐的设计外压中的任何一个压力。

3.4LNG储罐的充注量控制

LNG储罐设计有一个最高液位限，控制储罐内的液位不得超过此限，液位一旦超过最高液位限，液体将从溢流管排出。因此，在充注LNG时，应考虑液体受热后的体积将会膨胀而出现液位超高的情况，应留有适当的空间给液体膨胀。

3.5防止LNG在储罐内分层［2］

由于产地不同天然气组分会有一定的差异，所以LNG密度也会不同。如果不同密度的LNG储存在同一储罐内，造成液体分层，产生翻滚。因此，对于不同产地LNG应分开储存于不同储罐中。

4总结

随着LNG需求量的增多，如何解决LNG的大量储存和长期无损储存将是一个重要的技术问题。利用高压储罐和常压储罐联合储存LNG既可以实现LNG的大量储存、延长无损储存时间，又可降低储存成本，是一种非常有效的方法。我相信随着科技的发展、产业的完善，液化天然气的储存将会越来越安全。

参考文献：

[1]顾安忠等著.液化天然气技术，第1版，机械工业出版社，2004，01：52-53

[2]何立胜.液化天然气储存及应用技术研究［J］，中国石油和化工标准与质量，2014，09：34