LNG工厂事故处理与应急管理分析

2016年9月
LNG 工厂事故处理与应急管理分析
张健肖军赵可(泰安昆仑液化天然气有限公司,山东泰安271000)
摘要：天然气属于易燃、易爆的气体，在LNG 生产过程中，安全问题始终是第一位的。

要研究LNG 系统的安全问题，在考虑LNG 设备或员工操作的安全问题时，不仅要考虑天然气的特性，还要考虑气体转变为液体以后，其液体特征和低温特性所引起的安全问题。

现根据对泰安昆仑3万吨/年LNG 装备国产化项目在生产运行过程中危险因素进行分析，探讨LNG 的生产过程事故类型及应急措施，并在生产中严格执行LNG 相关的标准规范和应急预案，采取合理的预防措施，对LNG 生产的安全运行至关重要。

关键词：LNG 工厂；事故类型；应急管理近年来，LNG 在国内的发展迅速，已被广泛应用到各个领域，但相关的应急管理还比较滞后，由于液化天然气除具有天然气易燃易爆的特性外，还具有低温性、扩散性，其这些特性都有可能引起相应的安全隐患，其可燃性可引起火灾、爆炸等事故，LNG 属于低温液体（-162℃)，在低温条件下会使材料发生脆性断裂和冷收缩对设备造成危害，从而损坏设备和冻伤操作者，另外LNG 泄漏后，能迅速挥发扩散，遇火源发生火灾或爆炸等。

如果人长时间暴露在LNG 气体环境下，会引起意识模糊和窒息。

因此LNG 事故类型较多，主要体现为LNG 生产过程中天然气的泄漏、锅炉爆炸、LNG 的低温冻伤、窒息、快速相变(也叫冷爆炸)、火灾及爆炸等。

1天然气泄漏的事故
1.1中毒事故
天然气的中毒事故主要有两种，主要因化学组份而异，一种是在含硫天然气处理过程中，由于脱硫设备跑、冒、漏气等原因，造成工作环境充满硫化氢。

当空气中硫化氢浓度达到20mg/m 3时，就可引起暂时的轻度中毒，出现恶心、头晕、头痛、
疲倦、胸部压迫感等症状；硫比氢浓度达60mg/m 3
以上，即发生剧烈中毒症状，出现抽搐、昏迷、甚至呼吸中枢麻痹而死亡。

另一种是天然气经过脱硫处理，只含有微量的有毒气体，对生理无毒害，如家用天然气，主要为甲烷的窒息作用，当通风不良时，燃气毒性主要来自一氧化碳。

1.2火灾爆炸事故
天然气的主要组分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、硫化氢等，为无色无味易燃易爆气体，比空气轻。

天然气扩散能力强，泄漏后随风迅速扩散，与空气易形成爆炸性的混合气体，爆炸极限为5.3%～15%，一旦天然气泄漏并与火源，火灾爆炸将同时发生，火焰传播的速度1000m/s 以上，具有很强的破坏力，因此发生火灾爆炸时，通常难以控制和施救。

1.3应急处置措施（1）切断泄漏源，紧急疏散与警戒。

通知上游值班人员关闭阀门，切断泄漏，迅速疏散现场及周边无关人员，封锁事故现场。

必要时采取交通管制，杜绝无关人员进入现场危险区域；保护泄漏管道附近其它管线或电缆；（2）现场救护和灭火，紧急抢修。

组织应急、医疗救护人员抢救现场中毒或受伤人员。

根据地形地貌、风向、天气等因素制定灭火方案，并合理布置消防和救援力量，采取有效的围堵措施，控制着火区域；灭火完毕后，立即对事故现场进行清理，
组织抢险力量对泄漏点进行封堵抢修工作。

2锅炉事故
（1）导热油泄漏事故
（2）锅炉鼓包、爆管事故（3）火灾爆炸事故应急处置措施（1）导热油泄漏事故应急处置：导热油是可燃物，一旦发生管壁泄漏现象，除了采取紧急停炉外，主要是采取把火焰和导热油管立即分开，对于不设置炉膛辐射受热面的导热油锅炉只要将在炉膛上部的旁通烟道打开就可以。

（2）锅炉鼓包、爆管事故应急处置：应中断燃烧，关闭鼓引风机和燃烧装置，查找原因采取措施。

（3）爆炸事故应急处置：⑴一般情况下可通过安装的膨胀箱和安全阀予以控制，必要时可以通过锅炉泄漏进行减压。

⑵紧急停炉，打开所有炉门，立即关闭天然气，让大量冷风窜进入炉膛里，迅速降低炉温；同步打开锅炉放油阀门，将高温油缓缓放入储油槽，并让膨胀槽中的冷油慢慢流入锅炉，及时带走热量。

⑶立即上报公司应急指挥部，组织应急抢险队进行扑救，同时向附近消防部门请求支援。

3LNG 泄漏事故
3.1低温冻伤事故
由于LNG 是-162℃的深冷液体，泄漏出来的超低温液体和过冷蒸汽会对操作人员安全生产威胁，接触到皮肤造成低温灼伤。

同时，低温LNG 对生产装置和设备也具有破坏性的影响，可能导致事故的进一步扩大。

例如：一般的焊缝、阀门、法兰和结构连接处。

3.2窒息事故
吸入LNG 低温气体有损健康，在空气中的体积分数大于40%时，吸入过量会导致缺氧窒息。

如果吸入的冷气体，会使呼吸不畅，长时间会导致严重疾病。

LNG 对人窒息的生理特征：第一种情况——含氧量在14%～21%时，脉搏、呼吸加快，并伴有肌肉抽搐；第二种情况——含氧量在10%～14%时，出现幻觉，易疲劳，对疼痛无感觉；第三种情况——含氧量在6%～10%时，出现恶心、呕吐、造成永久性脑部伤害；第四种情况——含氧量在＜6%时，出现痉挛，呼吸停止，死亡。

在此情况下，救护人员进入现场，必须佩戴空气呼吸器。

3.3冷爆炸事故
当LNG 大量泄漏遇到水会发生剧烈的吸热反应，导致LNG 快速的气化沸腾，期间会伴随有大的响声并形成水雾，如果在合适的条件下遇火源，会使火焰的高度增大6倍，辐射热增大3倍，从而造成LNG 的冷爆炸。

3.4火灾、爆炸事故
LNG 一旦发生泄漏，由于刚开始比空气重，会寄居在地面低洼的地方并发生初始气化，瞬间产生大量蒸汽，会与空气混合形成可燃性蒸团（5%~15%），当这种处于爆炸极限范围的蒸汽团，遇火源就会发生火灾爆炸事故，爆炸产生的冲击波和飞溅物将会对周围作业人员和设备造成损坏和破坏，后果往往很严重。

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(上接第312页)
蚀、设计因素、误操作。

每方面再细化为若干项,按规定对细化
因素逐项评分,其总和为危害因素的指标和。

得分越高,表明危
险性越小。

再综合管道事故泄漏后果的危害程度求得泄漏冲
击指数。

管道事故危害程度越小,泄漏后果指数越小,两者相除
求得相对风险数。

它较全面地考虑了管道实际危害因素,集合
了大量事故统计数据和操作者的经验,所得结论可信度较高;又
避免了对事故概率等数据的要求,便于掌握和应用。

具体的管
道风险评估法计算步骤见相关参考文献[1]。

2.3法律法规符合性评价
在对危险化学品输送管道进行危险有害因素辨识以及定
性定量安全评价之后，还应根据国家现行的相关法律法规对管
道建设项目进行安全条件论证。

危险化学品输送管道的安全
条件分析主要应从管道建设项目的选址、周边环境相互影响、
总平面布置、采取的本质安全措施、建设单位的安全管理等几
个方面进行评价，一般采用分析论证或根据现行的法律法规及
标准规范进行安全检查表评价。

3危险化学品管道安全间距问题探讨
危险化学品管道建设项目在安全评价过程中，对选址及周
边影响分析论证时，常会遇到如何判断与周边设施安全间距符
合性的问题。

对于危险化学品长输管道，涉及到一些辅助建构
筑物，如输气站、调压站、阀室等的建设，安全间距的判断可以
参考《建筑设计防火规范》（GB50016）及《石油化工企业设计防
火规范》
（GB50160）。

针对管道或管架与周边设施的间距，应查
找与管道相关的技术规范，一般会涉及关于管道或管架敷设的
安全间距要求。

《输气管道工程设计规范》
（GB50251）中“条文说
明4.2节第四条：本规范采用提高管道自身安全的原则，不采用
利用安全距离来保证周围建（构）筑物的安全的原则）”，可见该
规范未对输送天然气或煤气的长输管道与周边建（构）筑物的
安全间距进行明确规定。

《输油管道工程设计规范》（GB50253）
4.1.5节和4.1.6节，对输油管道（含原油、成品油、液化石油气）
与周边建（构）筑物的安全间距作了详细的规定。

对位于化工
园区内或化工厂内部的其他危险化学品输送管道，可参考《工
业金属管道设计规范》（GB50316）、《石油化工管道布置设计通
则》（HS3012）等，这些规范对危险化学品输送管道与管道之间、
管架与周边建（构）筑物、管架净空高度等方面，均作了规范要
求。

此外，针对氧气、氢气等输送管道的安全间距问题，还可进
一步参考《氧气站设计规范》（GB50030）及《氢气站设计规范》
（GB50177）等规范进行分析论证。

4结语
对危险化学品输送管道建设项目进行全面危险有害因素
辨识、选取正确的安全评价方法，根据现行法规及标准要求进
行安全条件分析，是做好危险化学品输送管道建设项目安全评
价的关键。

本文针对危险化学品输送管道建设项目的安全评
价过程中的几个主要问题进行了初步分析探讨，尤其是在现行
安全监管机制下，对管道建设项目与周边设施的安全间距的分
析评价是安全条件论证必不可少的环节。

参考文献：
[1]赵俊茹，等.管道风险评分法及在输油管道中的应用[J].
安全分析，2007.6.13
[2]刘康，等.安全评价师[M].北京：中国劳动社会保障出版
社，2008.
4事故处置措施
4.1评估事故危险等级，启动应急预案
LNG泄漏后，有关管理部门应该第一时间了解现场事故概
况，组织人员对事故发展态势进行实时监测，根据泄漏情况成
立抢险救援小组。

在统一指挥下，各部门应相互配合，共同应
对，并根据事故的严重程度启动相应的应急预案。

4.2切断泄漏源，紧急疏散与警戒
通知控制室值班人员关闭阀门，切断泄漏，迅速疏散现场
及周边无关人员，封锁事故现场。

必要时采取交通管制，杜绝
无关人员进入现场危险区域；
4.3围堰拦堵，控制火源
当LNG发生泄漏时，应该首先利用储罐四周的围堰控制溢
出的液体，控制LNG液体的流淌和点火源。

对有可能产生泄漏
的阀门、连接处设置挡板，防止LNG的喷射。

下方则设置集液
盘，收集泄漏的LNG引入集液池，使用通风机连续的通风，将
LNG蒸汽排出。

4.4启动消防系统，泡沫覆盖
当LNG发生泄漏时，首先使用带水位控制器的水幕或手握
消防水带喷水避免LNG蒸汽团被吹向点火源，采用高膨胀率泡
沫灭火器喷洒到LNG液面，使泄露的LNG表面与空气隔离，能
有效的降低LNG的气化率。

减少空气与LNG蒸汽混合形成可
燃物，从而降低了起火爆炸的可能性。

4.5火灾控制与扑救
预防LNG泄漏后发生火灾应该严格控制火源或防止火焰
扩散。

首先切断燃料源，可允许泄漏气体稳定燃烧，若不能切
断气源，则不允许熄灭泄露处的火焰，防止气体大量扩散造成
二次危害。

当需要对着储罐进行灭火时先利用消防系统的水
幕对储罐进行隔离，然后采用化学干粉灭火系统进行灭火，它
是扑救高压力、大流量天然气火灾的最有效措施，对泄漏较小
的火灾可用二氧化碳、卤代烷进行扑救，亦可用沙土进行扑救，
灭火后应立即切断气源，阻止气体溢出。

此外还要对着储罐及
邻近储罐和设备进行喷水冷却保护，避免储罐受热发生超压爆
炸造成更大灾难。

以上几种事故类型是LNG场站生产过程中，特有可能发生
的事故类型，本文主要通过对LNG工厂的主要危险性进行了分
析，并结合本工厂实际提出了相应的应急处理办法，在此基础
上总结提出了LNG场站的日常运行管理中，除应掌握天然气易
燃易爆的特性外，还应对LNG以上存在的危险性，导致可能发
生的事故机理熟悉，并能采取相应的处理措施。

参考文献：
[1]GB18218—2009，危险化学品重大危险源辨识[S]．
[2]顾安忠等.液化天然气技术.机械工业出版社，2003，10.
[3]国家安全生产监督管理局公告2015年第5号．危险化
学品目录[z]．北京：国家安全生产监督管理总局，2015．
[4]王忠.LNG站消防设计探讨[J].消防科学与技术，2001，(4).
[5]向宇.LNG装置的危险分析及安全设计探讨[J].上海煤
气，2002，(5)：40-45.
作者简介：
张健泰安昆仑液化天然气有限公司安技部工程师负责安全
生产管理工作
肖军昆仑能源投资（山东）有限公司生产安全信息部主任
负责安全生产管理工作
赵可泰安昆仑液化天然气有限公司安技部负责人负责安全
生产管理工作
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