LNG储罐主要事故分析探讨

　　1、间歇泉现象
间歇泉现象指液体在长的低温输送垂直管道中，低温液体由于受热汽化产生汽泡，随着汽泡数量的不断增多，将低温液体挤出管道进入储罐产生喷发的现象。这种现象主要存在于低温液体输送系统中，尤其在低温垂直管道与贮存容器连接的管道中，特别是在火箭工业中经常出现，目前对间歇泉现象的也主要针对火箭推进装置的低温输送系统。对于LNG加气站内的储罐和管道，由于LNG的低温性也有可能出现间歇泉现象。
环境的热量不断漏入管道内，导致管内LNG液体的温度升高，产生蒸发气体。管道内的气体不能及时的上升到液面，随着热量的增加，气体量也逐渐增多，逐渐积聚到一起。积聚到程度后，气体压力逐渐增大，在管道中逐渐上升，并在储罐中突然喷发，在喷发的同时将管道内的液体也推向储罐内。与此同时液体的喷发排空了管道内的气相空间，储罐内的LNG液体便地补充进入到管道中，再次重新开始液体受热蒸发和汽化的积聚过程，经过一段时间以后会再次形成液体喷发的过程，因为这种过程的具有间歇性而且像喷泉一样喷发因此被称为间歇泉。这种管内液体不断被排空和充注的过程会产生类似水锤的压力波动。如果间歇泉现象在系统中经常发生的话，产生的压力冲击波动会对储罐的管道、阀门造成结构性破坏，同时也使储罐内的LNG的蒸发量显著上升。
间歇泉和水击现象的发生主要是LNG储罐底部管道及其附件热量漏入导致管内LNG受热汽化造成的，在LNG的储罐充注过程中也有可能出现流动过程中的间歇泉。所以在设计和建设中需要管道和储罐具有较好的绝热性能。
2、急冷和液击现象
急冷是指管道或设备在短时间内降温的现象。由于LNG加气站运行的间歇性在系统运行后突然启动加气或者卸气的过程中，特别是运行启动可能会发生急冷现象。急冷现象会在管道的顶部和底部形成温度变化梯度，使两个支架间的管道发生挠曲现象，由于挠曲应力较大，管道存在断裂的危险。
由于LNG汽车加气的间歇性，加气站内的设备反复开停，阀门或者泵的开启或者关停使得管道内的液体流速突然发生变化，有时甚至是激烈的变化，液体的动量也发生改变，管道内的压强上升或下降，同时会伴有液体锤击的声音，这种现象叫做液击(或者称水击)。液击会造成管道内压力的剧烈变化，压力突然升高，严重时可导致管道爆裂，而降压造成管内负压，则会使管道失稳，引起管道振动。
急冷和液击现象发生的原因一是LNG的低温特性和液体特征，二是LNG加气站的间歇性运行特点。
为防止急冷和水击现象的发生，在设计中要考虑到由管道内介质的低温特性造成的管道的冷收缩，设置合理的管道补偿方式；加气站在运行之前要进行设备和管道的预冷；运行过程中，泵和阀门等设备的开启和关闭速度不能过快，建议采用行程较长的阀门，例如低温截止阀，防止压力的突然升降。
3、相变(冷爆炸)
相变(rapid-phase-transition，简称为RPT)是指LNG在泄露遇到水的情况下，由于LNG的密度比水的密度小，LNG会在水面之上；起初LNG温度非常低(约-162℃)，两者为温差达1750C。于是两者之间发生强烈的传热过程，因为大温差使得接触面处液体剧烈蒸发，在水面和LNG之间形成一层蒸汽层，这加剧了换热的强度。如果蒸汽层遭到破坏，则会进入核态沸腾传热状态，因此LNG被加热并发生相变。同时气体的剧烈蒸发导致接触面的压力逐渐升高，从而引发冷爆炸现象。
已经有几起相变事故发生，例如1973年5月英国Canvery一艘LNG运输船卸液时，出液管LNG泄漏流进其中一个有LNG储罐的码头，遇到了积存的雨水，发生了爆炸，所幸只损坏了临近大楼的一扇窗户；印度尼西亚Badak一套LNG液化作用的装置在1992年12月的一次启动时发生了泄漏，但是系统仍然继续液化工作，由于系统中有为降低LNG蒸发气而设置的保护水幕，导致在装置启动11小时后，在附近的排水道里发生了相变事故，排水道和邻近管道都被损坏，未造成人员伤亡。由此看出，相变可导致严重的后果，对设备及周围环境造成损坏，因此在设计时需要考虑该事故的发生。
LNG相变发生的直接原因是LNG的泄露和泄露液体所接触到的环境，因此当LNG加气站发生大量LNG泄露后，严禁用水喷淋，而且应该经常对LNG加气站的环境进行清理，及时清理站内的积水等。
4、低温损害
由LNG的低温性对人体造成的损害可以分为三类：低温、低温麻醉和窒息。操作人员在直接接触LNG低温设备或者LNG发生泄漏时，皮肤表面会粘在低温物体表面上，人的皮肤及皮肤以下组织被冻结，很容易撕裂，并留下伤口。如果人体长时间处在-10℃下，则会有低温麻醉的危险。LNG泄露后，如果人吸入低温的LNG蒸汽，短时间内会呼吸不畅，长时间吸入冷气体的话就会有严重的后果。随着LNG的泄露，空气中的氧含量也在不断减少，当大气中的氧含量低于18%时，则会造成操作人员出现窒息的症状，若长时间处于LNG，氧含量低于6%的环境下可能会使人呼吸停止，甚至死亡。
LNG对人体造成低温伤害的主要来源一是低温设备的绝热效果不好，设备表面温度过低；二是加气站内发生LNG泄漏，导致人类直接与LNG接触，并吸入过冷气体；三是操作人员在操作时没有采取低温防护措施，造成了本可以避免的损害。
为防止LNG对人体造成损害，操作人员在操作过程中应与低温设备保持的距离，避免直接接触低温设备表面；穿好低温防护服、佩戴好防护用具：为避免由泄露LNG对人体造成伤害，应该经常检查LNG加气站内容易发生泄露的环节，比如阀门、焊缝和连接管道等。