??????? 摘要：針對液化天然氣易燃、易爆、低溫等特性以及產業鏈長的特征，介紹了產業鏈各環節、各類用戶的安全技術特點與要求，論述了LNG泄漏引發的安全風險及防范措施，提出了實施全面安全管理的建議。

??????? 關鍵詞：液化天然氣；泄漏；安全技術；全面安全管理；產業鏈
??????? 1 概述???????

???世界上最早使用LNG的時間是1959年，“甲烷先鋒號”裝載2000t的LNG從美國的路易斯安那州出發穿過大西洋運抵英國泰晤士的Canvery島。在我國，2000年2月，第一座天然氣液化工廠在上海建成投產，標志著我國大規模利用LNG開始。第一座大型LNG接收站(在深圳大鵬灣)建成投產于2006年6月，進口澳大利亞LNG，供應廣東部分城市燃氣和電廠。

??? 經過近幾年的快速發展，中國LNG已形成一個極具發展潛力的新型產業，國產LNG與進口資源有機結合，互為補充，平衡發展。2009年，我國LNG的使用量已達到800×10⁴t/a以上，預計未來5年，國產LNG產能將達到350×10⁴t/a，進口LNG接收站規模可望突破5000×10⁴t/a。

??? 作為一個發展歷史較短、技術含量較高的新領域，LNG產業安全技術具有許多獨特之處，從生產到利用歷經多個環節，產業鏈長且密切聯系、相互依存，氣相-液相-氣相多次轉換，易燃易爆，低溫，使其安全管理問題錯綜復雜。因此，深入研究LNG產業鏈各環節的安全保障技術，對于促進行業穩妥發展有著十分重要的意義。

??? LNG的主要組分是甲烷(CH₄)，氣相體積分數一般在85%以上，還含有一定量的乙烷、丙烷及微量的氮氣等組分。

??? LNG產業鏈是一條資金龐大、技術密集的完整鏈系，產業鏈較長，主要包括上游開采與液化、中游運輸與輸配、下游儲存、氣化、利用等部分，涉及開采、集輸、凈化、液化、液相運輸、儲存、氣化、管道輸送、利用等多個環節。典型的LNG產業鏈流程見圖1。

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??? 從圖1可以看出，為便于運輸及節省運輸費用，天然氣一般在產地經過低溫處理變成液體，然后借助于車船等運輸工具將其運抵終端用戶側進行氣化，再通過管道及輸配設施輸送給用戶使用。其間，天然氣經歷了幾次相變、幾次溫度劇變。這大大增加了LNG產業鏈上的安全管理難度，對LNG安全技術提出了較高的要求，對操作人員的操作技能要求也愈加嚴格。

???① 基本物性

???LNG氣相相對密度為0.6～0.7；液相密度為430～460kg/m³；氣態體積是液態體積的600多倍；臨界溫度為190K左右，常溫下不能靠加壓液化而只能采用低溫工藝將其液化。

??? ② 燃燒

??? 著火溫度：LNG的著火溫度約為538℃，高于丙烷(493℃)、柴油(252℃)、汽油(257℃)、甲醇(464℃)。

??? 最小點火能量與燃燒速度：LNG的最小點火能量約為0.285mJ，低于汽油與柴油；燃燒速度也較慢，只有0.3m/s。

??? 爆炸極限：LNG在空氣中的爆炸極限約為5%～15%，范圍較窄，危險性相對小一些。

??? 擴散性：氣相LNG常溫條件下密度小，擴散系數較大，具有很強的擴散性。這表明，一方面，LNG泄漏后容易擴散，難以形成爆炸氣體；但另一方面，一旦發生燃燒爆炸，火勢蔓延速度則很快，燃燒面積和破壞程度也較大。因此，LNG泄漏后，力求避免燃燒爆炸是首要任務。

???③ 低溫

??LNG的最典型特征是低溫，儲存及運輸環節中的LNG均呈低溫特性。除了表現在對設備、管道材料的抗低溫要求外，還要解決系統保冷、蒸發氣處理等技術問題。防低溫灼傷是運行人員必須具備的基本常識。

??? ④ 泄漏

??? 防泄漏擴散及低溫凍傷是安全利用LNG的兩個關鍵問題。

??? 泄漏擴散包含液相泄漏與氣相泄漏兩種形式，涵蓋LNG產業鏈的全部過程。無論哪個環節的任何形式的泄漏，都具有極大的危險性。LNG連續供應的特征，在一定程度上更易造成持續和大量的危險氣體泄漏，造成更大范圍的爆炸性氣體空間，使事故的波及范圍擴大。

??? ⑤ 儲存

??? 儲存過程中應防止LNG分層與翻滾等現象的產生。此外，有效抑制儲罐內LNG由液相向氣相轉換也是儲存過程主要工作目標。

???⑥ 壓力輸配

???氣相LNG的輸送一般都采用壓力輸送方式，輸配管道運行壓力大多在4.0MPa以上，具有典型的高壓特征。防止泄漏是該環節最重要的任務。

??? 從圖1可以看出，在終端利用環節之前，盡管LNG都是以液相形式出現的，但自始至終都需要設法抑制其由液相向氣相轉化。事實上，每個環節的LNG都是處于氣液兩相平衡之中。LNG產業所有鏈條上最大的安全風險就在于LNG的泄漏(包括氣相狀態的泄漏)，以及由此而產生的火災與爆炸事故。

???① LNG泄漏及其危害分析

???LNG的泄漏較容易被發現，但也極易引起火災爆炸和低溫凍傷等安全事故。如果是陸上地面泄漏，LNG將吸收地面和空氣的熱量迅速氣化，在短時間內產生大量的蒸氣。起初，低溫的LNG蒸氣密度大于空氣，隨著不斷吸收周圍環境的熱量，LNG蒸氣的密度小于空氣，向大氣上方擴散并與空氣形成可燃的混合物隨風漂流^[1]。

??? 如果是水上泄漏，由于水的比熱容大及流動性等原因，使得LNG泄漏在水面上比在地面時的蒸發速率大得多，一般可達到0.18kg/(m²·s)。

??? LNG蒸氣擴散的范圍與初始溢出的數量、持續的時間、風速和風向、地形、大氣溫度與濕度等因素有關。處置LNG泄漏事故要結合現場實際，正確評估LNG溢出速率、溢出量以及蒸氣云的產生與擴散情況，采取正確的措施。對于風的影響，應從兩方面考慮，沒有產生火災或爆炸事故之前，風勢大有助于危險氣體的快速消散；一旦造成了火災，則會導致火災蔓延、事故擴大。

???② 預防與控制

???對于有可能發生泄漏的設備周圍應設置限制LNG擴散的設施，比如圍堰或蓄液池，減少暴露的LNG表面與空氣的對流換熱，以降低蒸發量；也可以將高膨脹率的泡沫滅火劑噴灑在LNG液面上，使其與空氣隔離，降低LNG表面的氣化率。

???少量泄漏情況下，最有效的措施是通風并消除點火源。

???③ 氣相LNG的泄漏及其預防

???少量氣相LNG泄漏的情況較多，而且較難發現。預防氣相LNG泄漏的有效方式是加強巡查及設置完善的檢測監控設施，特別是一些易泄漏的部位，應重點監控，及早發現，及早處理。