01
低温深冷性
材料脆性破坏:
低温条件可使所接触的一般材料变脆、易碎;使一般管材、焊缝、管件受损产生泄漏;使一般设备、管道产生脆性断裂或者冷收缩,并引起其他危害。特别是对LNG储罐,LNG泄漏可能会引起外罐脆裂或变形,导致真空失效,绝热破坏。
耐低温需求:LNG相关设备及管材有耐低温需求。
对人的影响:
体温过低——10℃以下的低温可导致体温过低的伤害。
脆弱组织伤害——暴露时间很短,会伤害一些(如眼睛)。
低温灼伤——LNG直接接触皮肤可造成类似烫伤的起疱灼伤,泄露气体也能导致低温灼伤。
皮肤撕裂性伤害——直接接触LNG的裸露金属件,将会粘住皮肉,拉开时会撕裂皮肤。
冷蒸气云造成冷麻醉——LNG及其蒸发气的微量泄露可形成冷蒸气云,对人员造成冷麻醉伤害。短时间可引起呼吸不适。较长时间处于极冷环境中,吸入低温的LNG蒸气,会对呼吸道及其肺部形成损伤。同时,冷蒸气云与空气中的水分形成云雾,可使作业区可视性变差。
冻伤——严重或长时间暴露于寒冷蒸气(气体)中能引起冻伤、全身冻伤(冻僵),体温降至26℃以下时,可至死亡。
局部疼痛常常给出冻伤的警示,但有时会感觉不到疼痛。
02
蒸发性
LNG作为一种低温液体,储存状态下LNG往往处于气液相平衡状态,任何热量渗漏到罐中,都会导致一定量的LNG气化为气体,这种气体被称为蒸发气。这种在储存过程中,各组分发生不同程度的蒸发,结果使LNG的组成和密度发生变化的过程称为老化(Weathering)。
LNG气化率:与储罐温度和压力有关,降低储存温度与增加储存压力都可以降低LNG气化率。当压力在100~200kPa时,压力每下降1kPa,1m3的LNG产生大约0.4kg气体。
隔热保冷储存:LNG系统的隔热保冷材料应满足导热系数小、密度低、抗冻性强的特点。一般而言,其隔热保冷效果应满足LNG日气化率小于0.2%的要求。
03
分层
LNG是多组分的混合物,液体密度的差异可使储罐内的LNG发生分层。分层的原因往往包括以下几种:
充装的LNG因产地不同、组分不同而密度不同;
原有LNG与新充入LNG的温度不同而密度不同;
原有LNG由于老化使其组分发生变化。
04
翻滚
LNG分层后,当上下两层液体的密度接近相等时,就会突然迅速混合,下层被抑制蒸发的液体将在短时间内大量蒸发气化,导致翻滚现象。
底部液体由于漏热而形成过热,在一定条件下迅速到达表面并产生大量蒸气,导致翻滚现象。
05
超压爆炸
热蒸发及蒸发引起的液体受热膨胀(热膨胀)导致系统超压。
翻滚现象导致储罐超压。
在安全泄压装置故障或泄放能力不足时,储罐或管道会发生超压事故。
06
蒸气爆炸
即沸腾液体膨胀蒸气爆炸。它是指密闭体系中的过热液体在体系发生突然泄压时迅速气化,使容器内压力骤升而引起爆炸。
07
溢出、泄漏与扩散
LNG具有较强的挥发性,当LNG倾倒在地面上时,起初LNG会猛烈的沸腾蒸发,蒸发气体的温度接近LNG温度,其密度大于空气密度。
随着蒸发气不断从周围吸热升温,蒸发速率将迅速衰减至一个固定的值(该值取决与地面的热性质和周围空气供热状况)。
蒸发气密度将逐步变小,并沿地面形成一个层流。
温度高于-107℃时,气化后的天然气密度开始低于空气,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。这可作为蒸发气移动方向的指南,也可作为蒸发气-空气混合物可燃性的指示。
08
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之间的热传递速率非常高,LNG将剧烈地沸腾并伴随很大的响声,进而喷出水雾,导致LNG蒸气爆炸,即所谓的冷爆炸。LNG使水立即蒸发,类似于水落在烧红的钢板上所发生的现象。因此,应定期排放集液池中的雨水。
09
燃烧爆炸
LNG具有天然气的易燃易爆特性,在0.1MPa与-162℃的低温条件下,其燃烧范围为6%~13%(体积百分比),爆炸极限为5%~15%(体积百分比)。LNG发生火灾时推荐使用干粉灭火器。
10
窒息
一般,空气中含氧气量是21%,当氧气含量低于18%时,会引起人的窒息。
天然气是一种窒息剂。当空气中的甲烷浓度达到10%时,就会使人感到氧气不足;达到25-30%时,可使人产生头痛、头晕、注意力不集中、呼吸和心跳加速、精细动作障碍等症状;达到30%以上时可使人因缺氧而导致昏迷或窒息。因此,吸入LNG蒸发气后应马上远离LNG蒸发气区,症状会很快消失。