锅炉与压力容器课件

1、大型大型天然气储罐事故分析天然气储罐事故分析 成员：李文博成员：李文博 齐安康齐安康 李李贺贺营营 何何洋洋 吴吴孟旭孟旭 大型天然气储大型天然气储罐罐 液化天然气储罐结构图：液化天然气储罐结构图： 外罐外罐结构：结构： 外耀包括罐壁、罐顶和罐底承台三部分,罐壁及罐底承台 为钢筋混凝土结构,罐壁采用后张拉式预应力混凝土结构。 内罐结构：内罐结构： 内罐由内罐底板、内罐壁和吊顶等组成。 保冷系统：保冷系统： 包括罐底保冷,内外罐壁间保冷,吊顶上部保冷,罐顶、孔 及内部配管的保冷等。 附属设备附属设备: : 附属设备包括进液管线、蒸发气排气管线、火炬管线、 消防系统喷洒环管、射流喷嘴、底部绝热层内

2、置吹扫环 形管等配管、各管路阀门、粟井、蒸发气压缩机、及其 他安全附属设备。 液化天然气（LNG）的主要成分是甲烷。天 然气在常压和-162左右可液化，液化天然气 的体积约为气态体积的1/625。在常压下， LNG 的密度约为430-470kg/m（因组分 不同而略有差异），燃点约为650摄氏度，在 空气中的爆炸极限（体积）为5-15。液 化天然气的储存是天然气储存方式之一。 LNG 储罐通常为双层金属罐，与LNG 接 触的内层材质为含9%的Ni低温钢，外层材质为 碳钢，中间绝热层为膨胀珍珠岩，罐底绝热层 为泡沫玻璃。 隐患分析：隐患分析： 储储罐结构受损罐结构受损直接导致的 后果为的泄漏,即

3、储罐不能继 续保持正常的存储状态。 储罐一般有储罐一般有相对较高的安全性相对较高的安全性, , 但一旦储罐失去维持正常存储但一旦储罐失去维持正常存储 状态的能力状态的能力, ,液化天然气的液化天然气的冷冷 能和化学能将不受控制的释放能和化学能将不受控制的释放, , 将造成极为严重的将造成极为严重的后果，主要后果，主要 变现在：变现在： 1 1、泄漏、泄漏导致火灾爆炸导致火灾爆炸 主要火灾爆炸类型包括喷射火、沸腾气体扩展蒸汽爆炸、 池火、闪燃和蒸汽云爆炸。 （1）喷射火与沸腾液体扩展蒸气爆炸 具有较强的挥发性,升温气化,当温度高于时,气化后的密 度低于空气,将上升并在空气中快速扩散,因此如果泄漏

4、量小, 泄漏的少量能够迅速向上空扩散,相对比较安全。但若在内部 压力作用下,气体大量泄漏、闪蒸,如果立即被点燃,将发生喷 射火，若火焰在储罐周围持续加热将发生沸腾液体扩展蒸气 爆炸。 （2）池火 如果储罐发生大量液相泄漏,泄漏的液体来不及蒸发并 积聚形成液池,延迟或远处点燃则发生池火。 （3）闪燃与蒸气云爆炸 当从低温容器中大量泄漏时,其扩散有一个过程,在其最 初由液态变成气态时密度大于周围空气,这时在泄漏的液相 上方就形成了天然气的蒸气云,蒸气云将随风抵达泄漏位置 的下风侧,在地面附近形成预混气体,极有可能遇到明火后发 生闪燃，若蒸气云达到爆炸极限后遇到火源，则直接发生 蒸气云爆炸, 若燃烧

5、气体回到泄漏位置,可能导致罐体爆炸。 蒸汽云爆炸形成的冲击波还可造成更远距离外建筑设 施破坏及人员伤亡。 2 2、泄漏、泄漏低温介质导致的破坏低温介质导致的破坏 相比其易燃易爆性能够引起火灾、爆炸事故,其超低 温存储状态若发生冷能泄漏的后果同样不能忽视:低温条 件能使不耐低温的普通钢质材料结构或设备发生脆性断裂, 同时由于超低温的接触传热导致的局部冷却还将产生热应 力;地基土壤、混凝土结构等还有冷冻胀的危险。 超低温对暴露在内的无防护人员可造成严重的冻伤; 若保温措施不足,长时间处在低于的环境下,人体会有低温 麻醉的危险,体温的下降将导致生理功能和智力活动的下 降,严重将导致心脏衰竭死亡。 天

6、然气为窒息性气体,如果人员长时间暴露在浓度较 高的气氛环境下,虽然天然气无毒,但会由于氧气浓度不足 引起意识模糊,当空气中浓度达到时可引起头痛、头晕、 乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速等现象,当天然气 在空气中的体积分数大于可直接造成窒息。 3 3、冷、冷爆炸爆炸 燃气泄漏还将引起快速相变,快速相变也称冷爆炸,是一 种物理性的爆炸。其产生原因是当在大量泄漏过程中遇到水 时,由于的密度小于水,会浮在水面上,又因水与间的热传递 速率非常高,导致天然气在水与的接触面上激烈地蒸发,使得 压力迅速升高而发生冷爆炸。 如果冷爆炸发生在储罐内部(储罐在泄漏过程中应急措 施不正确或其他导致水倒罐至储罐中),

7、水会迅速下沉,并在 下沉过程中与发生热传递,冷爆炸现象将在储罐内部发生,其 升压速度将导致储罐破坏和泄漏加剧,造成事故后果的进一 步扩大。 由于底部LNG 的温度高于上部LNG 温度，混合后 温度低的LNG被底下翻上来的温度较高的LNG加热而蒸 发加剧，底部温度较高的LNG翻上来以后，失去了上面 LNG重力的作用，压力降低，成为过热的LNG，也将产 生剧烈的蒸发。因此，平衡被破坏以后，液体“翻滚”引 起LNG蒸发率剧增。如来不及排出大量的LNG蒸发气体， 储罐内压力将超过设计工作压力，对LNG的安全储存非 常不利。 4 4、储罐内储罐内LNG LNG 产生分层与翻腾产生分层与翻腾 天然气储罐的

8、火灾爆炸危险性很大，而且一旦发生火 灾爆炸事故，必定会造成重大的人员伤亡和财产损失，对 此措施建议如下： 一、一、 对天然气储罐进行危险性评价，及时采取针对性的对天然气储罐进行危险性评价，及时采取针对性的 预防措施，已经成为减少火灾预防措施，已经成为减少火灾爆炸事故爆炸事故发生的重要手段。发生的重要手段。 （1）天然气已经成为非常重要的、应用前景十分广泛 的高效清洁能源，建立天然气储罐区的风险评价对于事故 预防有着重要的意义。 （2）建立了天然气储罐的安全评价指标体系，采用一 定方法，对罐区天然气储罐进行风险评价结果表明，储罐 火灾爆炸危险等级较大且财产损失严重，而采取一些安全 措施（严格监测

9、、定期检修、加强安全管理、应急演练等） 降低事故风险，可有效地预防事故和降低事故损失。 （3）通过对天然气储罐区火灾爆炸的风险评价，可使 操作管理者更加全面地了解储罐区的风险状况，有利于天 然气储罐区规划、管理及事故预防等。 二、防止二、防止LNG 蒸气（即天然气）浓度太高引发蒸气（即天然气）浓度太高引发爆炸爆炸 降低LNG的气化速度，同时要设法加快LNG蒸气的 扩散速度。为降低LNG气化速度，通常可以选用热导率 比较小的材料来建造防火堤、拦蓄区或集液池，甚至可以 在防火堤、拦蓄区或集液池与LNG接触的表面采用绝热 材料进行隔热，从而降低LNG 的气化速度。 另外，在LNG 的自由表面放置一些

10、密度低、热容量 小的材料，使其浮在液体表面上，以减少液体表面直接与 空气接触的面积。如果这些材料做成网格形状，还可以降 低液体表面空气的流速。泡沫玻璃热导率低，不燃烧，在 这种场合使用还具有很好的防火作用。 三、防止储三、防止储罐罐内内LNG 分层和分层和“翻滚翻滚” 当船运LNG 注入储罐时，LNG 在充装时可以从上 部管口直接进入储罐，也可以通过顶部插入管由底部进入 储罐。这样的设计可使不同比重的LNG 以不同的方式进 入储罐。 通常，为防止储罐内的LNG 发生分层和“翻滚”， 较重的LNG 从上部进入，较轻的LNG从下部进入。同时， 也可通过LNG 低压输送泵使罐内LNG 循环到上部或底 部，从而有效防止分层、翻滚现象的产生。在储罐顶设置 环状喷嘴，可以在储罐充装LNG 之前，用少量LNG 对 储罐进行预冷，以避免储罐在充装时温度急剧变化导致过 高的应力和LNG 的大量蒸发气化。 一旦储罐内发生LNG“翻滚”，气化后的大量 天然气将难以及时通过泄放装置排放。为防止发生 事故，需设置安全排放口、排放火炬、回收压缩系 统等。储罐内的L