LNG分層及翻滾事故問題分析

　　由于LNG的低溫特性、蒸發特性、易燃易爆特性等，如果加氣站的設備不能滿足LNG的低溫要求等，再加上LNG加氣站周圍復雜的環境，對LNG加氣站的管理不夠完善，會導致危險事故的發生。LNG加氣站應預防發生的事故類型有儲罐內LNG的翻滾和間歇泉事故，急冷和水擊，相變，LNG的泄露和燃燒，對人體的低溫、低溫麻醉。
分層翻滾現象是LNG儲罐容易發生的液體劇烈蒸發的失穩儲存現象，自從20世紀70年代LNG工業興起以來，已發生過多起翻滾引發的事故。1971年8月21日意大利LaSpezia的SNAM儲配站在儲罐充裝完畢18小時后，壓力陡增，大量液體被汽化，閥打開放散氣體，導致181.44噸LNG被排空。1993年10月英國燃氣公司的一座LNG儲配站發生翻滾事故，儲罐內壓力上升，緊急放散閥開啟，導致大約150噸LNG被排空。翻滾事故導致儲罐內LNG劇烈蒸發，壓力急劇增大，導致放散閥打開，不僅造成LNG資源的浪費，而且有可能引發燃燒爆炸等事故，對LNG加氣站及其周邊環境的造成威脅。
分層是導致翻滾現象發生的直接原因，而導致儲罐內LNG分層原因主要有兩個：一是外界的熱量的滲入，使得靠近儲罐壁的液體溫度升高，形成熱邊界層，熱量的不斷漏入使邊界層厚度增加，在儲罐內形成自然分層，當上下層的密度差趨于0時，大量液體蒸發引起翻滾現象。同時，隨著LNG的老化，甲烷和氮的蒸發也會導致儲罐內發生分層現象。二是向儲罐中充注與原有LNG溫度、組成有較大差異的新LNG，會引起儲罐內充注分層。分層后下層液體的密度大，溫度高：上層液體的溫度低，密度小，儲罐內形成自然對流循環，兩層之間不斷進行熱交換密度和溫度逐漸接近，當密度接近相等時則混合，液體劇烈蒸發，發生翻滾現象。
我國LNG加氣站數量在增加，但是一些己建設的LNG加氣站長期處于無汽車加氣或者加氣量很少的狀態，由于環境熱量的不斷傳入，導致儲罐內液體溫度升高，儲罐內壓力升高導致閥打開，大量氣體被放散，同時儲罐內可能發生翻滾事故。
針對儲罐內的老化分層問題，除了儲罐良好的絕熱性能外，還需要對儲罐內LNG狀態進行監測，設置自動監控系統，監控儲罐的壓力、溫度和液位。沿儲罐的高度設置測溫點，監控各位置的溫差，當溫差達到-14℃時就有可能出現翻滾現象。儲罐內出現分層現象后，就啟動循環泵攪拌LNG，儲罐內的密度差，降低翻滾現象發生的可能性。
針對向儲罐內充注新LNG引起的翻滾現象，盡量選用組分相同的LNG氣源作為加氣站的氣源，降低由十新舊LNG溫度和密度不同造成翻滾現象發生的概率。LNG加氣站的同一個儲罐不能同時進行卸車和加氣環節。由LNG槽車向儲罐內卸氣時應該分析氣源的物性與儲罐內剩余液體的物性差異，選擇正確的充注方法。卸氣時應按照以下原則進行：槽車內LNG的密度比儲罐內剩余液體密度大時選擇頂部充裝；槽車內LNG密度較小或者兩者密度相近時則選用底部充裝的方法，這樣使得LNG與剩余液體充分混合，減小儲罐內的分層密度差。
LNG儲罐內如果發生了分層翻滾現象，儲罐內將產生大量蒸發氣體，為防止儲罐超壓，需要設置放散系統、火炬系統和氣體回收系統，將產生的氣體回收，或者不能回收時則通過火炬系統將其燃燒，以免翻滾現象對儲罐造成威脅。