液化天然气接收站LNG 的泄漏与预防

林素辉 何 锋

（中海福建天然气有限责任公司，福建 莆田 351100）

0 引言

LNG 是天然气储存和运输时所采用的一种独特的物态，它有利于天然气的远距离运输、降低天然气的储存成本、城市天然气调峰以及边远地区天然气的回收。同时，由于天然气在液化前经过了净化处理，所以它比管道输送的天然气更为洁净。LNG整个产业链主要包括天然气液化、储存、运输、接收终端、气化、管输、计量、调压等。

当前，国内多地建有LNG 接收站，其中位于深圳大鹏湾、福建莆田和上海洋山港的3个接收站已投入运行，在建的有中国海油的珠海高栏岛、浙江宁波北仑港、广东揭阳、海南洋浦接收站；中石油的江苏如东、河北曹妃甸港、辽宁大连湾接收站；中石化的青岛胶南董家口、广西北海接收站。

1 LNG泄漏的特点

LNG 泄漏到地面上，初级阶段会有剧烈汽化，汽化率很快降至一个稳定的值。该值由地面的热力特性以及从周围空气中可吸收的热量决定。泄漏后初始气化的汽化气温度与LNG 的温度相同，其密度大于空气的密度。气体在地面上形成一层气流，并从环境中不断吸收热量。当温度上升到约-107℃（具体温度与LNG 组成有关）时，汽化气密度就比周围空气小。随着吸热温度的升高，混合物密度小于空气，该气体空气混合物就会整体上升，同时漏出的LNG 液体将周围的空气冷却至露点以下，使整个混合气形成一个可见云团。这就是LNG 出现泄漏的特征，该特征也可作为判断LNG泄漏的一种手段。

2 LNG接收站可能存在的泄漏

由于LNG 接收站在LNG 储存、装卸船、装卸车、BOG 回收、高压气化外输等操作过程中，管道系统都有可能LNG 泄漏。为了减少泄漏，LNG 接收站管道系统、阀门大多采用焊接连接（少部接收站采用法兰连接）。接收站管道系统最可能泄漏点主要有法兰、法门阀盖、阀门填料、阀门排污点、气液相连接点等。

2.1 阀门填料的泄漏

尽管用于LNG 的阀门都按低温环境设计，但当阀门冷却至操作温度时，随着金属部分的收缩，可能造成阀门填料部位泄漏。对于LNG 加长阀盖阀门的泄漏，可通过阀盖上是否出现非正常结霜现象判断，并通过早期的探测及紧固，防止填料出现泄漏。若已发生泄漏，可先降低阀门操作压力待没有LNG冒出时，进行阀盖紧固。

2.2 法兰和阀门阀盖泄漏

由于温度降低遇冷收缩，管线法兰连接点和阀门阀盖（顶装式阀门，法兰方式）可能出现泄漏。对于法兰泄漏，可通过保温层上有无结霜现象判断，也可通过安装在保温层内的泄漏探测导管进行早期探测，该泄漏可在冷却管线过程中预紧固螺栓解决。若已发生泄漏，须先降低阀门操作压力，待没有LNG冒出时再紧固螺栓解决。

2.3 阀门排污点泄漏

接收站LNG 管线上的阀门一般设有排污点，在管线完成水压试验后，用于排放存在阀腔内的水分、杂质，排完之后重新拧上丝堵。阀门冷却后，由于冷收缩，丝堵处可能出现LNG 泄漏。一旦出现阀门丝堵泄漏，须排放管线内的LNG，泄压后，重新拧开丝堵并处理后拧紧解决。由于阀门丝堵一般在排污、干燥后没有其他用处，因此建议可在完成管线氮气干燥和置换后将其焊接，以避免泄漏。

2.4 临时连接管线泄漏

连接管线的丝扣及法兰连接点因为冷收缩可能导致泄漏。当软管作为连接管线（如LNG装车、预冷操作是跨接等）时，软管本身也可能发生泄漏。因此，软管应根据国家安全标准至少每年进行一次压力测试，并在每次使用之前，首先进行目测，将泄漏的可能性降至最低。同时要注意在液体的切换过程中，由于关闭阀门，LNG 或冷蒸汽可能被封闭的一个密闭空间内，当温度升高，管线内压力增大，可能损害软管，重新使用后可能造成泄漏。

2.5 气相线的泄漏

气相管线一般由于压力较低不易发生泄漏，但当LNG 窜入气相管道时，由于管道急速冷却，可能造成法兰收缩松动而引起泄漏。在对BOG 处理过程中，经常需要BOG 降温，若喷射的LNG 未及时气化，残存在管道内而后流到气相管线的法兰处，由于急速降温，可能造成法兰松动而泄漏。为了防止及处理气相线的泄漏，在设计和施工时喷射LNG 处应有一定的倾斜度，使之流向分液罐避免流向法兰，同时喷射LNG操作应间歇或小流量进行。

2.6 不合格材料造成的泄漏

在管线施工过程中，如误将碳钢等非低温管线焊入管道中，在低温情况下造成脆裂从而引起泄漏。

此外，在液化天然气接收站的管道系统中，随着LNG 液体的泄漏，低温气体也会从焊缝、阀门、法兰、管件及容器连接处渗出。渗出后，冷却周围的空气至露点以下，形成云团。一旦发现低温气体泄漏，其处理方法与低温液体相似，必须对泄漏区进行隔离或对接收站进行停车。如果出现可燃蒸汽云团，还应消除任何潜在的火源。在有火源邻近的区域，如利用内燃系统的汽化器装置区，需要制定快速切断泄漏气体/液体的操作程序。除了用自动控制设施防止低温气体或液体进入外输系统外，许多汽化装置都还应配备可燃气体探测器、火焰传感器及自动干粉灭火系统来预防和处理低温气体的泄漏。

3 预防措施

综上所述，为了防止和处理接收站管道系统中LNG出现泄漏，必须采取的措施有：

1）选择适当的低温材料及保冷方式，严格进行施工管理。

2）根据LNG泄漏的特性，制定相应的操作规程及措施。包括阀门操作规程，LNG 装卸、切换规程，管线与汽化器紧急隔离规程，防止液体流入气相的规程，采样操作规程，快速切断泄漏液体/气体规程，泄漏区隔离规程及全厂停车规程等。

3）根据LNG泄漏的特性，制定相应的操作规程及措施。包括阀门操作规程，LNG 装卸、切换规程，管线与汽化器紧急隔离规程，防止液体流入汽化器的规程，采样操作规程，快速切断泄漏液体/气体规程，泄漏区隔离规程及工厂停车规程等。

4）操作人员必须穿戴特殊的劳保。LNG的低温可导致对身体各个暴露部分不同的影响。如果人员在低温环境中没有得到适当的保护，则他的反应及能力都将受到影响。操作人员穿戴适当的劳保，可以尽可能的降低与低温LNG接触产生的危害。

5）采用可燃气体探测器、火焰传感器及自动干粉灭火器、围堰等设施对LNG 的泄漏进行探测、预防及保护。