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LNG工厂安全教育内容
LNG基础知识
成分:天然气主要以甲烷(CH)为主,同时含有少量得丙烷(CH)与丁
438
烷(CH)等烃类气体,氮、二氧化碳、硫化氢及微量得氢、氦、氩等
410
,所以成分也不完全
一样.
性质:由于天然气得主要成分为甲烷,且各地方得组成不同,其密度一般
在426~470kg/m3之间,如果甲烷含量越高则密度越小。液化天然
气得密度还就是温度得函数,温度越高密度越小。所以阐述性质得时候主
.
一般外观:高纯度得液化天然气就是无色、无味得透明液体。由于它得
低沸点,当观察时,液体常常有强烈得沸腾;当暴露到大气中时,由于空气
中水蒸气得凝结,将见到大量得蒸汽云。
液化天然气得物理性质(指甲烷)
性质单参数备注
位
沸点℃-1621atm条件下,液体向气体转化点
冰点℃-182、51atm条件下,液体向固体转化点
液体密度Kg4261atm,—162条件下
/m3
气态密度Kg/m0、7181atm,20℃条件下,:.
3
自燃温℃538汽油得为390~420℃
度
可燃极限%5~1520℃
液/气1:5911m3液体变成591m3气体(为大
约值)
注:当液化天然气转化为—107℃得蒸汽时,其密度大致与空气相当,
如果温度继续上升那么密度会变小,从而比空气密度轻,因此天然气容
易在空气中扩散.
2、天然气得安全提要
1)天然气存在着火得危险
天然气在空气中达到一定得比例遇到火源就会燃烧,但就是天然气
得燃烧范围比较窄:在空气中其体积分数为5~15%。这意味着,当空气
中天然气得体积分数低于5%,或者高于15%都不会燃烧,当然也就不
会爆炸.
概念提示:
(1)燃烧:燃烧就是可燃物快速氧化,伴有火焰、发光或发烟现象
得放热反应。其必备条件就是必须同时具有燃料与氧化剂,并
且要达到一定得温度才会发生。
(2)爆炸(化学爆炸):物质由一种状态迅速转变成另一种状态,
并在瞬间放出大量能量,同时产生具有声响得现象叫做爆炸。
爆炸也可视为气体或蒸汽在瞬间剧烈膨胀得现象。:.
此处得爆炸指空气混合物在密闭得容器内局部着火时,由于
燃烧反应得传热与高温燃烧产物得热膨胀,容器内得压力急剧增
加,从而压缩未燃得混合气体,使未燃气体处于绝热压缩状态,
当未燃气体达到着火温度时,容器内得全部混合物就在一瞬间完
全燃尽,容器内得压力猛然增大,产生强大得冲击波,这种现象称
为爆炸。
(3)根据爆炸传播得速度可将爆炸分为:
a、轻爆:通常指传播速度为每秒数十厘米至数米得过程
b、爆炸:指传播速度为每秒10米至数百米得过程
c、爆轰:指传播速度为每米1000米至7000米得过
程
在-162℃低温条件下,其燃烧范围为体积分数6~13%,有益
于燃烧得速度约为0。3m/s,因此在敞开得环境条件下,液化天然气及其
蒸汽一般不会爆炸。天然气燃烧产生得黑烟少,因此导致得热辐射也较
小。
液化天然气在环境温度下泄漏时,迅速蒸发产生大量得天然气气
体,,在储存、装卸或使用天然气得场合,不允许抽
烟或明火,否则有可能导致危险甚至人生伤害.
如果液化天然气泄漏在密闭得环境或者有热源(无点火源)空间,
由于其会变成蒸汽体积迅速扩大,同样有爆炸得危险。因此储存液化天
然气得场所要求开敞、通风,以便于蒸汽能够扩散开来。
当天然气在空气中得浓度超过1%时,操作人员应当撤离现场。:.
2)天然气有窒息得危险
天然气得过分积聚可能会使空气中氧浓度变稀,人畜在这种环境中可
能会导致昏迷、伤害,甚至窒
息。当空气中氧气体积含量低于20%时,操作人员应当注意;如果氧
气得含量进一步降低时操作人员应当撤离。
当操作人员因缺氧失去知觉时,应当立即将其撤离现场,并进行
吸,应当立即进行人工呼吸并马上送往医院治疗.
下面列出窒息得生理特征(也称缺氧效应)
阶氧(体积浓
症状
段度)
21~>
1呼吸与脉搏次数增加,肌肉运动协调性会轻度紊乱、
14%
有知觉、情绪烦躁、行动非常疲劳、呼吸困难、判断
214~>10%
失误、对疼痛失去知觉、
10~>恶心、呕吐、行动不自由、虚脱、失去知觉或有知觉
3
6%胆无力行动与喊叫、造成永久脑部伤害、
4<6%痉挛、呼吸微弱或停止呼吸、在几分钟内死亡、
所以当空气中氧气浓度〈10%,天然气得浓度>50%时,对人体
产生永久伤害,在此情况下,工作人员不能进入LNG区域。
3)液化天然气存在冻伤得危险
由于液化天然气得温度很低,假若与身体皮肤接触由于液体得迅速:.
汽化将会引起严重得冻伤,
感、皮肤变成灰白色、起沸或深层组织被冻死。由于起沸特性类似烧伤
起沸因此成为灼伤。
发生冷灼伤时应当采取以下处理方法:
(1)当皮肤与低温表面粘接时,可用热水加热方法使皮肉解冻,然后
再挪开冻结部位,并将伤员移至温暖得地方(约22℃);
(2)除去所有妨碍冻伤部位血液循环得衣物;
(3)将冻伤得部位立即进行水浴,水温要求41~46℃,部允许使用
干燥或直接加热得方式;如果水温超过46℃,就会加剧损伤
冻伤区得身体组织;
(4)立即将伤员送往医院做进一步治疗;
(5)如果伤员大面积冻伤,且体温已经下降,就需要将伤者浸沸在
41~46℃得水中,再尽快将伤者送往医院;
(6)冻伤得身体部位在加热后开始疼痛、肿胀,如果伤势不严重,应
当对冻伤部位进行缓慢、持续地加热,直至皮肤由灰白色变成粉
红色或红色;
(7)伤员不许抽烟、喝酒,因为这样会减少流往冻伤组织得血液量,
注射破伤风针剂,防止感染。
3、液化天然气得泄漏与溢出
如果贮存得液化天然气得量较大,发生溢出得情况能够产生严重得
后果,使得处于现场得人处于非常危险得境地。初步得伤害就是低温灼
伤、体温降低、肺部伤害、窒息等。如果遇到点火源,在溢出得液化天:.
然气大量汽化后产生蒸汽云团被点燃后会引起大规模得火灾.
液化天然气蒸汽云团受热后会上升,
距离与初始溢流得数量、持续得时间、环境风速、地形、大气得温度与
湿度有关。研究表明:风速较高时,能够很快驱散液化天然气蒸汽云团;
风速较低甚至无风时,蒸汽云团主要集中在溢流源附近。通常移动得蒸
汽云团得燃烧区域,主要在可见云团附近,而在海拔较高与湿度较低得地
区燃烧范围将扩展到蒸汽云团得上方.
溢流出得液化天然气发生火灾时,由于不断得溢流,火灾产生得热量
使得汽化云团加速蒸发与扩散,如果有风得话,火灾将迅速蔓延。火灾
本身能够产生强劲得空气对流,如果不阻止溢流继续发生将产生严重得
后果。
液化天然气得泄漏通常发生在焊缝、法兰密封面、螺纹接头、阀门、
金属软管等处,因此设备制造厂家应当加强质量控制,对焊缝进行必要得
检验,对整体进行气密性试验。
由于材料具有不同得线性膨胀量,即使就是常温下气密性试验获得
通过,但就是在充装液化天然气后材料得收缩不同,同样会产生泄漏,因
此使用单位应当在充装液化天然气前对容器得管道、阀门用液氮进行低
温预冷,在预冷过程中紧固法兰密封面、螺纹接头、阀门等,并在使用
前再次进行气密性试验(低温情况下),确保杜绝泄漏得发生。使用单位
应当形成使用情况检查制度,定期对部件设备进行安全检查.
4、安全防护装备与措施
1)工作人员在操作时,必须穿长衣长裤;:.
2)在有天然气或液化天然气得现场内工作时,需具有如下安全常识:
(1)使液化天然气设备远离火焰或电火花,周边不应有易燃或能够燃
烧得物品。
(2)在液化天然气设备维修、充装、存储得地区不允许烟火进入.
(3)有液化天然气得地区工作时需戴护目镜、脸罩、绝热手套、防
护服。防护服应当采用棉质材料,需穿长裤,不得穿裙子、短裤进行操
作,鞋底不得钉有铁钉;长裤得裤脚不能卷起,须将长裤盖住鞋帮
得开口。手套应为棉质或皮质材料,手套应当长且宽大,易于很快脱
掉;手套应当完好、干燥,不得有破损与潮湿.
(4)在拆卸零件维修时需给液化天然气气瓶排空、卸压.
(5)
器。
(6),而非灭火。
(7)在进入天然气区域前,应当先对该区域得氧气浓度与天然气浓度
%,天然气得浓度不能高于1%;否则
应当采取相应得措施。
5、消防
消防得目得主要就是扑灭火源或控制火焰扩散。首先应当切断泄漏
源,然后控制可燃物,再次扑灭火源。扑灭火源时应当选取正确得灭火剂,
对于液化天然气最好得灭火剂就是化学干粉灭火剂(碳酸钾).干粉喷向
火焰时,象浓云一样罩住火焰,减少热辐射。高温使得干粉放出结晶水
或产生分解,不仅吸收火焰得部分热量,还可以降低燃烧区内得氧气浓:.
,将灭火剂均匀喷洒到火焰
,一个350L得
干粉灭火器可以扑灭14m2范围内得火焰。
概念提示:
化学干粉灭火就是通过干粉与火焰接触时产生得物理化学作用灭
火,干粉颗粒以雾状形式喷向大火,大量吸收火焰中得活性基团,使燃烧
反应中得活性基团急剧减少,中断燃烧得连锁反应,从而使火焰熄灭。
液化天然气得灭火方式及其等级
灭火方等
使用方法说明
式级
化学干
利用化学反应来灭火。需要熟
粉灭火应用在火得根源,绝不能
1练得操作,如有障碍物得,灭火
剂(碳酸直接喷到火焰上
就是不可能得
钾)
化学干
粉灭火应用在火得根源,绝不能
2练得操作,如有障碍物得,灭
剂(碳酸直接喷到火焰上
火就是不可能得
钠)
高膨胀直接喷到火焰与未燃烧
使液化天然气与火焰隔绝,减
率沸沫得液化天然气上,减少液
3少火焰大小,从而使蒸发量降
(Hi—化天然气溢流并发生点
低
Ex)燃得机会:.
可以控制但不能灭火,直接喷
二氧化
在火焰上方使用,不要直到液化天然气上将增大蒸汽与
碳(CO3
接喷到火焰上火焰得高度,对没有气体得火
2)
焰比较适合
仅用来保护周围得财产。
不能喷到液化天然气上,
控制没有气体得火焰,冷却附
水3可以以水雾形式喷到天
近设备
然气蒸汽中缩小蒸汽云
团
说明:等级1为液化天然气灭火得最好方法,等级2为可以灭液化天然
气火灾,等级3为不能灭火,但可控制.
6、LNG得原料气、产品组成及特性
6、1LNG生产对原料气得要求
LNG工厂得原料气一般来自于油气田矿场,在天然气液化前,必须将
原料气中得HS、CO、水分、
22
***及重质烃等脱除,以免CO、水分、重质烃在低温下冻结而堵塞设
2
备与管道,HS、有机硫、***
2
质在原料气中得最大含量.
原料气中最大杂质允许含量
芳烃
杂质HOCOHSCOS总硫***
222
类
含量<0、503、5<0、110〈0、1~170:.
极限1×10~100mg/×10—~50010×1mg
—6×10m36mg/μg/0—6/m3
-6m3m3
6、2产品组成
LNG产品应当符合上面表格得要求,纯度高于商品天然气与车用压
缩天然气(GB18047-2000)。
高位发
总硫HSCO氧气水露点
22
项目热量
mg/m3mg/m3%%℃
MJ/m3
技术指
〉31、4≤200≤15≤3、0≤0、5①
标
①在汽车驾驶得特定地理区域内,在最高操作压力下,水得露点不应高
于-13℃;当最低温度低于-8℃,水露点应比最低气温低5℃
根据欧洲标准(EN1160-1996)得要求,氮气含量(摩尔分数)应小于
5%,一般天然气中氮
气含量均不高,如果遇氮气含气量高得天然气,在液化过程中要将氮气脱
除。在LNG中允许含有一定
数量得C~
25
常压沸点组成组成组成常压沸点下组成组成
组成3
下得性质123得性质12
1、70、3摩尔质量16、417、18、5
N0、5
2
96kg/mol1072:.
-1
93、87、—16-16
CH97、5沸点温度℃65、
4
622、61、3
3
4
3、8、64468、
CH1、8密度kg/m348、
26
26131、67
8
0、6液气比m3/
CH0、22、74590590568
38
9m3
0、0、
i-CH
410
1242每t转化成
0、1气体体积1
n—CH0、65
410
5t/m3
CH0、090、02
512
6、3特性
处理LNG得危险主要来自它以下三方面特性:(1)极低温度。在
大气压力下按LNG组成不同,
其沸点略有差别,但都在-162℃左右,在此低温下LNG蒸汽密度大
于环境空气。(2)仅少量液体就能转化为大量气体。1体积LNG大致能
够转化成600~625体积气体。(3)天然气就是可燃得。一般环境条件
下,5~15%(体积,下同)天然气与空气混合就是可燃得.
。1LNG得蒸发
6。、1蒸发气(BOG----boil-offgas)得物理性质:.
大批量得LNG就是作为一种沸腾液体储存在绝热得储罐中得。
任何传入储罐得热量都将导致一定
量液体蒸发而成为气体,这部分气体称为蒸发气体,其组成与液体组成有
关。
6。、2闪蒸
加压得LNG当其压力降至沸点以下时,将有一定量得液体蒸发而
成气体,同时液体温度也随之降
到其压力下得沸点,,因此闪
蒸气组成不同于液体组成。计
算闪蒸气及与之相对应得液体组分相当困难,必须借助计算机。以下数据
可以作为估算得参考:压力
在100~200kPa范围内,1m3处于沸点下得LNG降低1kPa压力时
。
6。、3储存容器
温度高于临界温度(—82℃)时加压不能使天然气液化,因此把LN
G盛装在没有放空系统得容器
中,随温度得上升容器压力会上升,
必须设置合理得放空安全系统。
、1溢出液体得性质
LNG倾倒在地面上时,起初蒸发迅速,然后很快降到某一固定得蒸
发速度,固定速度取决于地面:.
吸热性能以及可由周围大气中获得得热量。不同表面由实验测得得LNG
蒸发速度见下表。
颗粒填潮湿土干燥土标准混轻质胶状混
材料水
充物壤壤泥土泥土
60S后
蒸发速度
483065
kg/(m2、
h)
6、
6。、1翻滚现象(Rollover)
指短时间内有大量气体从LNG储罐中散发出来,如果不及时处理,
将导致设备超压。LNG储罐中有时会形成两个稳定得液层。这就是因
为新注入得LNG与原罐底剩余部分得密度不同,又没有充分混合,导致
下层密度高于上层。当有热量传入储罐时,两个液层之间自发地进行传
质与传热,最终完成混合,同时在液层表面进行蒸发。蒸发过程吸收了
上层液体得热量而使下层液体处于“过热"状态。当两层液体得密度接
近相等时就会突然迅速混合,在短时间内产生大量得气体,从而使得储罐
压力急骤上升,甚至使得安全阀开启。在蒸发过程中,当蒸发出得气体量
明显低于其正常水平时,通常就是出现翻滚得前兆。翻滚现象在运动得
设备中(槽车、车用气瓶)不会出现,因为运动得设备在运动过程中,使
得液体出现分层得条件消失。
。4、2快速相态转变(RPT):.
当温度相差悬殊得两种液体接触时,由于快速相态转变可能产生爆炸
力。此时,虽然不会出现燃烧现象,但就是快速相态转变具备爆炸得其她
特征,LNG溢入水中而产生得RPT不太常见,且后果不甚严重。经过
实验得出得理论:两种温差极大得液体接触时,如果热液体得温度(以
K计)比冷液体沸点温度高1、1倍,则冷液体温度迅速上升,表面层温
度超过自发成核温度(当液体中出现气泡时),此过程热液体能在极短
时间内通过复杂得链式反应机理以爆炸速度产生大量蒸汽,这就就是出
现RPT得原因。
6。3。4、3沸腾液体膨胀蒸汽爆炸(Bleve)
任何液体在(或接近)其沸点面压力又高于某一数值时,若容器因为故
障而突然泄压(比如:产生较大得裂口),容器内得液体迅速蒸发,剧烈得
膨胀可把整个容器推动几百米远。LNG一般贮存在低压容器中,且这
类容器都就是绝热得,因此蒸发速度不会太高,因而在LNG装置中很少
出现这种现象.
7、1
燃着得烟头表面温度为200~300℃,中心温度为500~8
00℃,:纸张得燃烧点为13
0℃,棉被、麻绒为150℃,松木为250℃,涤纶稍高也只有
390℃。吸烟剩下得烟头一般能继续燃着1~4分钟,在这个时
间内,许多易燃性物品均能被点燃。
附表:常用燃料物性参数与甲烷得比较:.
燃料甲烷汽油柴油
密度(kg/m3)426~743~874
爆炸极限(体积比)5~15%1~7、6%1、5~8、2%
自燃温度(℃)538227~471260
热值(kcal/N~9260~11270~10670
m3)
混合气热值(KJ/339438933790
m3)
在汽车中得热效率约36%约30%约35%~43%
空气中最小点火能
0、2850、2430、243
10-3J
自燃温度就是在没有火花与火焰得条件下,物质能够在空气中
自燃得最低温度。不低于且通常远高于燃烧上限对应得温
度.
着火点又称燃点。指可燃性液体表面得蒸气与空气得混合物与
火接触而发生火焰,且能维持继续燃烧不少于5s得温度。
从上表可以瞧出:天然气得爆炸极限下限比较高,自然温度也比较高,
标准状态下比空气轻。