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2025.05.22

确保安全:液化天然气(LNG)设施的防爆保护

R. STAHL

安全是液化天然气(LNG)操作的基石,在极端温度和易燃气体构成的高风险环境中运行。由于LNG生产和储存设施通常被划分为危险区域,防爆措施对于保护人员、资产和环境至关重要。本文探讨了确保LNG设施安全的策略、技术和法规。

确保安全:液化天然气(LNG)设施的防爆保护
确保安全:液化天然气(LNG)设施的防爆保护

 

了解LNG设施中的风险

LNG操作涉及以 -162°C 的液态形式处理天然气,这带来了独特的危险:

  1. 易燃性:LNG的主要成分甲烷,在泄漏时可与空气形成爆炸性混合物。
  2. 低温危害:直接接触LNG可能导致严重冻伤或损坏设备。
  3. 挥发气体(BOG:如果未妥善管理,气化的LNG可能导致压力升高和泄漏。

关键风险区域:

  • 液化装置:高压与冷却系统带来爆炸风险。
  • 储罐:大量LNG在泄漏时可能迅速气化。
  • 再气化终端:加热后的LNG生成高压气体,需要小心处理。

 

防爆保护基础

LNG设施中的防爆保护涉及三项关键策略:

  1. 防止引燃源
    • 在危险区域使用防爆设备;
    • 隔离电气系统并避免明火。
  2. 控制爆炸
    • 设计机箱和屏障以最小化潜在爆炸的影响。
  3. 减轻后果
    • 实施安全规程和应急响应计划以保护人员和设备。

 

LNG设施中的防爆设备

专用设备在维持安全中发挥关键作用,具体包括:

  • 防爆机箱
    • 将电气元件置于密封外壳中,以防火花点燃可燃气体;
    • 依据ATEX或IECEx标准认证,适用于危险环境。
  • 本质安全系统
    • 限制电路中的电能,即使在故障条件下也防止引燃。
  • 隔爆设备
    • 将爆炸限制在设备内部,防止外部引燃。

关键设备示例

  • 用于LNG转运的电机和泵;
  • 用于温度和压力监测的控制面板;
  • 适用于危险区域的照明系统。

 

防爆保护的法规与标准

全球标准规范LNG设施中的安全实践,以确保一致性与可靠性:

  1. ATEX指令(欧盟)
    • 规定用于爆炸性气体环境中设备的要求。
  2. IECEx认证(国际)
    • 提供在危险区域评估设备适用性的框架。
  3. NFPA 59A(美国)
    • 涵盖LNG设施的设计与操作,重点为火灾和爆炸预防。

遵守这些标准可确保LNG设施在最高安全水平下运行。

 

防爆技术的创新

技术进步正在提升LNG设施中的防爆安全:

  1. 实时监测
    • 物联网传感器实时检测气体泄漏、压力变化与温度波动。
  2. 自动关停系统
    • 智能系统可隔离受影响区域并关闭操作以防止事态升级。
  3. 先进灭火技术
    • 使用兼容低温环境的灭火剂扑灭火灾且不损坏设备。

 

案例研究:卡塔尔LNG设施的安全性

卡塔尔是世界上最大的LNG生产国之一,已大量投资于防爆保护措施:

  • 先进监测:设施使用红外传感器即时检测甲烷泄漏;
  • 应急训练:定期演练确保员工能应对潜在事件;
  • 创新设备:防爆电机和照明系统降低引燃风险。

这些措施已成为全球LNG行业安全的标杆。

 

安全规程与应急准备

LNG设施的安全不仅仅依赖设备,还包括完善的规程:

  1. 风险评估
    • 识别潜在危险并实施预防措施。
  2. 人员培训
    • 使员工具备处理紧急情况和使用防爆设备的知识。
  3. 应急响应计划
    • 包含疏散、隔离和灭火的详细程序。

 

防爆中的环境考量

防止爆炸不仅保护人员和设备,也减少环境影响:

  • 甲烷排放控制:快速响应泄漏防止甲烷(强效温室气体)释放到大气中;
  • 泄漏控制系统:设计用于处理LNG泄漏并防止土壤和水源污染。

 

LNG设施防爆保护的未来

随着LNG需求增长,安全措施也在不断演变以应对新挑战:

  1. 数字孪生
    • 设施的虚拟模型可模拟并预测爆炸风险,优化规划与响应。
  2. 可再生能源整合
    • 使用可再生能源驱动辅助系统,减少来自传统电源的引燃风险。
  3. 增强材料
    • 新材料技术提升防爆设备在极端环境下的耐久性与性能。

 

结语:LNG运营中的安全至上

防爆保护是LNG设施运营的核心,确保这种全球最有价值能源资源的安全处理。通过结合先进设备、严格法规和创新技术,LNG设施可减轻风险并实现可靠运行。随着行业发展,安全承诺将继续成为其成功的基石,保护人员、环境及全球能源供应。

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