天然气的防火防爆

天然气的防火防爆

天然气与空气混合物发生爆炸必备两个条件：一是要处于爆炸范围；二是混合物温度达到着火温度。爆炸时的压力比常压大6～7倍，同时产生强烈冲击波，并且往往引起火灾。由于天然气中H2含量极低，点燃无爆鸣声。因此防止天然气管道、管件、燃烧器泄漏是关键。天然气燃具都是高温设备，要采取绝热、隔热措施，与可燃材料保持规定距离。液化天然气气源气量大且比较集中，往往需要远距离输送。考虑经济性，则采用较大的压力。天然气的储存不论采用哪种方式，其要求条件均比较高。尽管在技术上都是成熟的，都应该高度重视其高压输配和储存的安全性。本节重点对液化天然气站的防火防爆进行介绍。

天然气属于易燃、易爆的介质，在天然气的应用中，安全问题始终是放在非常重要的位置。液化天然气是天然气储存和输送的一种有效的方法，在实际应用中，液态天然气也是要转变为气态使用，因此，在考虑LNG设备或工程的安全问题时，不仅要考虑天然气所具有的易燃易爆的危险性，还要考虑由于转变为液态以后，其低温特性和液体特征所引起的安全问题。在考虑LNG系统的安全问题时，首先要了解液化天然气的特性及其潜在的危险性。针对这些潜在的危险性，充分考虑对人员、设备、环境等可能造成的危害，考虑

相应的防护要求和措施。其次是要了解相关的标准，我国液化天然气工业起步比较晚，相关的标准还不大健全，对于不同的LNG系统，有必要参照一些液化天然气工业比较发达的国家的标准。如美国的NFPA59A、NFPA57、英国的

EN-1473、国际海事组织的(IMO)关于液化石油气体船运规定等。对于液化天然气的生产、储运和汽化供气各个环节，主要考虑的安全问题，就是围绕如何防止天然气泄漏，与空气形成可燃的混合气体，消除引发燃烧爆炸的基本条件以及LNG设备的防火及消防要求：防止低温液化天然气设备超压，引起超压排放或爆炸；由于液化天然气的低温特性。对材料选择和设备制作方面的相关要求：在进行LNG操作时，操作人员的防护等。

一、基本常识

1. 点火源

点火源包括明火、无遮挡的强光、点燃的香烟、电火花、物体撞击发出的火花和静电、高温表面、发动机排气等。有关安全和消防部门都针对这些点火源制定了相关的操作规程。总之，LNG设备和确定的危险区域应远离和避免上述点火源。除了指定的安全区域，都应严格禁止吸烟和非工作必需的明火。工作流程必须能确保安全区的安全。“禁止吸烟”、“禁止明火”等标识必须明显标志。如果非要在危险区使用明火，则必须使用可燃气体检测器来监控大气中可燃气体的

含量。

静电、电力设备都有可能产生火花。金属或硬物之间的碰撞也可能产生热和火花，如工具、机械零件掉落或撞击。尼龙类的衣服或鞋的摩擦等，也有可能产生火花。铝制的工具在与生锈的钢铁撞击后，会产生铝热反应。该反应产生的火花也有可能点燃天然气。使用安全的工具可以减少火花的产生，操作时应防止工具的掉落或撞击。在使用工具或器具前，还应先接一下地或连接一些地线等。

化纤类的衣服容易产生静电，这种静电很难消除。进入工作区应穿安全的工作服和棉制衣服，以减少静电的产生。

电力开关或转换器在切断电源或接通电源时，会产生电火花。接线松动、电线破裂等情况下，也会产生电火花。电流过大，导致电线或设备温度很高，也可以起到点火源的作用。美国消防协会NFPA分别对危险区域和设备的安全等级做了规定。应当充分保证这些设备的安全。操作人员应该认识到关闭电源时，有可能会产生电弧。在危险区安装的插头和插座，都应经过安全的防爆设计，并合理地使用。

表面温度高于9℃的物体，可以点燃天然气和空气的混合物。因此，对表面温度较高的部件，如燃烧型气化器、引擎的排放管路等，都应该当作明火来处理。内燃机和燃气轮机产生的火花，也是潜在的点火源。在山区工厂中，安装这些设备必须遵循NFPA37的标准。工作人员也必须注意到危险区内

卡车、驳船、终端运输船等引擎产生的电火花。任何安装有发动机的设备，在危险区必须确认周围没有可燃气体，否则不能使用。

2. 可燃物

引起火灾的第二个要素是可燃物的存在。对于LNG系统，就是指LNG蒸气与空气的混合物。除了天然气和其他可燃制冷剂以外，还有油漆、纸和木材等。这些可燃材料都不能存放在危险区内。

3. 氧化剂

空气本身就是一种氧化剂，其中含有体积分数为21%的氧气。在燃烧的三要素中，氧化剂是很难避免的，因为空气无处不在。但在发生火灾时，应设法减少空气的对流。如LNG 储罐发生溢出后，对积存在围堰中的LNG，可用泡沫灭火剂喷洒，使泡沫覆盖在LNG的液面上，减少空气与LNG的接触面积。同时也可降低LNG的蒸发速率。

二、LNG溢出或泄漏

LNG溢出能使现场的人员处于非常危险的境地。这些危害包括低温灼烧、冻伤、体温降低、肺部伤害、窒息等。当蒸气云团被点燃发生火灾时，热辐射也将对人体造成伤害。

在意外情况下，如果系统或设备发生LNG溢出或泄漏，LNG 在短时间内将产生大量的蒸气。与空气形成可燃的混合物，并将很快扩散到下风处。于是，产生LNG溢出的附近区域

均存在发生火灾的危险性。

LNG蒸气受热以后，密度小于空气，有利于快速扩散到高空大气中。蒸气扩散的距离与初始溢出的数量、持续的时间、风速和风向、地形，以及大气的温度和湿度有关。从对LNG 溢出的研究表明：风速比较高时，能很快地驱散LNG蒸气云团；风速较低或无风时，蒸气云团主要聚集在溢出附近。移动的蒸气云团容易产生燃烧的区域，主要是在可见气团的周围，因为这些区域内的部分混合气体处于燃烧范围之内。LNG溢出或泄漏是属于一种比较严重的事故，由于设备的损坏或操作失误等原因引起。正确评估LNG的溢出，以及蒸气云的产生与扩散，是有关安全的一个重要问题。溢出的LNG蒸发速度非常快，形成大量的蒸气云。蒸气云将四面扩散，比较危险的情况是遇到火源易产生火灾。因为蒸气的数量多，溢出的LNG能不断地蒸发和扩散。在蒸气扩散的过程中，如果遇到有风的情况，火灾可能迅速蔓延。而且火灾本身也能产生强劲的空气对流。因此，在考虑人员和设备的安全问题时，应重视风和火的相互作用的影响。最危险的情况是由于燃烧产生强烈的空气对流，能对LNG设备造成进一步的损坏，扩大事故的严重性。

LNG的溢出可分溢出到地面和水面两种类型。

1. LNG溢出到地面

主要是指陆地上的LNG系统，因设备或操作原因，使LNG