LNG液化天然气项目生产过程中危险有害因素的辨识与分析

LNG液化天然气项目生产过程中危险有害因素的辨识与分析1.1火灾、爆炸液化天然气由83～99%的甲烷组成，甲烷一旦起火立即产生大量热辐射（93000千卡/平方米），通常是等量汽油发热量的两倍。然而和汽油不同的是，液化天然气从液态变成气态，体积要膨胀大约620倍。液化天然气一旦发生泄漏就会立即沸腾而汽化，在汽化过程中从周围环境（地面、水泥构件、管道系统，甚至空气）中吸收热量。开始液化天然气比空气重，随着时间的推移，逐渐地吸收热量，它与周围环境温度渐渐接近，液化天然气就变得比空气轻了。在这个“比空气轻”的状态下，蒸发气体随气流或风力漂移到其他地方，会在非常低的浓度（一般是体积的5%～15%）下起火爆炸。因此，蒸气云的边缘很容易遇到火源起火爆炸，并且会迅速向蒸发的液池回火燃烧，如果对这种泄漏不采取正确的保护措施，储罐及其周围设施就会因热辐射遭受严重破坏。LNG生产因设备、管道、装置（详见主要设备表）集中，高、中、低压并存，各设备、管道、装置、安全放散设施、安全阀、检测仪表、仪器、阀门、取样点等设施及连接处，燃气泄漏点多、火灾、爆炸的可能性也大，根据LNG理化性质和火灾危险性可知，造成火灾、爆炸的原因主要为泄漏所致。1.1.1LNG泄漏的特点液化天然气LNG一旦发生泄漏，会在低洼地方形成液池，池内液体发生初始闪蒸气化，瞬时产生大量蒸气。蒸气云内的物质难以在短时间内自发均匀分布，其分布特性由泄漏量、泄漏速度及泄漏地点等因素确定。当其体积比在爆炸极限(5%～15%)以内并遇点火源时，便发生蒸气云爆炸事故。若蒸气云处于液池上方，便有可能迅速向液池回火燃烧，形成池火火灾。LNG储罐受到外部火焰的长时间烘烤，储罐强度随温度上升逐渐降低，当强度下降至该温度下的屈服极限时，储罐将突然破裂。此时压力瞬间降低，LNG迅速气化并起燃，导致沸腾液体扩展为蒸汽爆炸事故。沸腾液体扩展蒸汽爆炸事故后果通常是相当严重的，将导致巨大的财产损失、人员伤亡及环境影响。1.1.2工艺装置发生泄漏事故的原因分析（1）设备、管道母材质量不合格，可能会引发天然气泄漏。（2）焊缝焊接质量不合格、焊缝焊接时严重错边、焊缝未焊透、焊接材料不符合要求。（3）LNG站内各种运转设备及密封部件保养不良，易造成泄漏。（4）现场空间燃气浓度检测仪失灵，燃气泄漏不易被发现。（5）阀门、法兰接口、螺纹接口处泄漏时维修或使用工具不当。（6）工作人员各种操作不符合规范，引起燃气泄漏。（7）设备及附属装置防腐措施不当，出现腐蚀穿孔易产生泄漏。（8）控制装置（如各种阀门）未定期检查而失效，造成泄漏不易发现。（9）由于自然灾害造成泄漏，如：地震造成管道拉裂、雷击导致设备损坏、设备设施因风雪灾害、土壤冻结或霜冻升沉而受到损坏。（10）氮气虽然用量较少，一旦泄漏可引起人员窒息，同时钢瓶若遇高热、容器内压增大，有发生开裂和爆炸的危险。1.1.3火灾、爆炸事故原因分析（1）设备、管道、阀门以及产品储罐等可能因各种因素（见泄漏原因分析）引发天然气和LNG的泄漏。如果泄漏的天然气和LNG遇火源，将产生喷射火焰，甚至发生火灾、爆炸事故，从而引起热辐射和爆炸伤害。（2）分离器、天然气压缩机、液化换热器、膨胀机等压力设备可能因连接处密封不严或破裂，引发天然气泄漏事故，若处理不当或未及时发现，则可能发生人员缺氧窒息或火灾爆炸事故。（3）调节阀、减压阀、放空阀、仪表调压阀等以及其它各类阀们出现故障，引发天然气泄漏，可能引发火灾爆炸事故。（4）工艺装置区的避雷针和DCS系统的避雷器失灵，遇雷电可能会引发火灾爆炸事故。（5）工艺装置可能因腐蚀而发生爆裂而漏气，易造成火灾爆炸事故。（6）工艺设备涂层脱落或防护措施不到位，可能造成管道腐蚀而发生天然气泄漏，从而引发火灾爆炸事故。（7）遇停电或高温，装置内的液化天然气会因温度升高而汽化，导致容器内的压力增高而可能爆裂。引发燃爆事故。（8）在充灌过程中，易发生泄漏，将引燃爆事故。（9）液化天然气储罐装得过满或在温度升高的情况下因液化天然气膨胀或气化而泄压装置控制失效造成溢罐或罐体破裂引发大量LNG外泄的重特大事故。（10）液化天然气储罐因是低温储存，若罐体材质选择不当、制造缺陷或保温层处理不当，易引发罐体破裂导致大量LNG外泄的重特大事故。（11）站内电气设备由于短路、碰壳接地、触头分离而引起弧光或电火花，都可能引发天然气与空气的混合物而爆炸。（12）再生气加热炉是明火源，若因制造质量问题或违反操作规程而发生爆裂事故，受其影响LNG装置区将会引发连锁重大燃爆事故。（13）放散塔在检修或紧急事故放散燃烧时，因燃烧产生的热辐射对LNG装置区将产生重大影响，极易引发重大燃爆事故。（14）变配电站若发生火灾，对LNG装置区影响重大，易引发火灾或燃爆事故。（15）雷击或静电等引发的事故。（16）仪器、仪表、安全阀、压力表、温度计等未定期维护、定期校验而失效，易引发重大事故。（17）违反动火作业条件易引发重大事故。（18）电气与照明灯具的防爆选型不当，易引发重大事故。1.1.4.1.4主要生产场所或装置的火灾爆炸危险区域根据并参照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-92）及《城镇燃气设计规范》GB50028-93（2002年版）等规范，本工程各主要生产场所或装置的火灾爆炸危险性为1区～2区，生产类别为甲类，见表3-6。表3-6主要生产场所或装置的火灾爆炸危险性表序号场所生产类别危险区域介质备注1天然气净化区域甲2区天然气2天然气液化区域甲2区LNG3LNG储存区域甲2区LNG4LNG储罐内上部甲1区LNG、天燃气5放散塔区域甲2区天然气6气化区域甲2区LNG、天然气7地下阀室甲1区天然气8装车柱区域甲2区LNG1.1.2中毒、窒息生产过程中的物料汞具有毒性，在生产区内，一旦吸入量超标、食入或经皮肤吸收都将可能造成人员中毒，主要伤害皮肤、眼、呼吸系统、神经系统，甚至影响人体其他器官。LNG低温蒸汽虽然没有毒，但其中的氧含量低，易造成缺氧窒息危险，如果吸入纯净LNG蒸汽而不迅速脱离，很快就会失去知觉，几分钟后便死亡。高浓度氮气有窒息性危险，吸入高浓度，患者可迅速出现昏迷、呼吸心跳停止而致死亡。窒息共分为以下4种情况：（1）含氧量14％～21％（体积含量，下同），呼吸、脉搏加快，并伴有肌肉抽搐。（2）含氧量10％～14％，出现幻觉，易疲劳，对疼痛反应迟钝。（3）含氧量6％～10％，出现恶心、呕吐、昏倒，永久性脑损伤。（4）含氧量低于6％，出现痉挛、呼吸停止，死亡。通常，含氧量10％是人体不出现永久性损伤的最低限。相对应，正常空气含52.4％的甲烷，其含氧量是10％，因此，人员不要进入LNG蒸汽中。1.1.2.1中毒、窒息事故原因分析（1）生产系统的温度较高及设备受腐蚀，产生的跑、冒、滴、漏；（2）操作中排污过量或放空，导致气体大量扩散；（3）生产过程中的抽堵盲板或局部泄漏点的抢修；（4）停车时检修时，由于内部气体置换不干净或空气不足，造成人的中毒或窒息；（5）人员进入LNG蒸汽中。1.1.2.2中毒窒息主要作业场所分布(见表3-7)表3-7中毒窒息主要作业场所一览表序号场所主要有毒有害物质备注1天然气净化区域天然气、汞2天然气液化区域天然气、氮气3LNG储存区域液化天然气5放散塔区域液化天然气6气化区域液化天然气8装车柱区域液化天然气1.1.3触电危害1.1.1.1电击危害（1）分布厂内的配电间、配电线路以及在生产过程中使用的各种电气拖动设备、移动电气设备、照明线路及照明器具等，上述环节均存在直接接触电击及间接接触电击的可能。（2）伤害的方式触电伤害是由电流形式的能量造成的。当伤害电流流过人体时，人体受到局部电能作用，使人体内细胞的正常工作遭到不同程度的破坏，产生生物学效应、热效应、化学效应和机械效应，会因作用器官或组织等的不同而引起压迫感、打击感、痉挛、疼痛、呼吸困难、血压异常、昏迷、心率不齐，严重时会引起窒息、心室颤动而导致死亡。（3）伤害的途径人体触及设备和线路正常运行时的带电体发生电击；人体触及正常状态下不带电，而当设备或线路故障（如漏电）时意外带电的金属导体（如设备外壳）发生电击；人体进入地面带电区域时，两脚之间承受到跨步电压造成电击。（4）电击危险产生的原因①电气线路或电气设备在设计、安装上存在缺陷；②电气线路或电气设备在运行中缺乏必要的检修维护，使设备或线路存在漏电、过热、短路、接头松脱、断线碰壳、绝缘老化、绝缘击穿、绝缘损坏、PE线断线等隐患；③未采取必要的安全技术措施（如保护接零、漏电保护、安全电压、等电位联结等）或措施失效；④电气设备运行管理不完善，安全管理制度不健全，没有必要的安全组织措施；⑤专业电工或机电设备操作人员的操作失误，或违章作业等。1.1.1.2电伤（1）分布厂站内变压器间、配电间、配电线路等。（2）伤害的方式由电流的热效应、化学效应、机械效应对人体造成局部伤害，形成电弧烧伤、电流灼伤、电烙印、电气机械性伤害、电光性眼炎等。（3）伤害的途径直接烧伤：当带电体与人体之间发生电弧时，有电流流过人体形成烧伤。直接电弧烧伤是与电击同时发生的。间接烧伤：当电弧发生在人体附近时，对人体产生烧伤。包括融化了的炽热金属溅出造成的烫伤。电流灼伤：人体与带电体接触，电流通过人体由电能转换为热能造成的伤害。（4）电伤危险因素的产生原因带负荷（特别是感性负荷）拉开裸露的闸刀开关；误操作引起短路；线路短路、开启式熔断器熔断时，炽热的金属微粒飞溅；人体过于接近带电体等。1.1.4低温冻伤、麻醉由于LNG是－162℃的深冷液体，本装置存在低温的危害，低温表面包括LNG液体表面、低温管线及设备等。短时间暴露于冷气体中虽然不会影响面部，但会使眼睛的软组织受损伤，皮肤直接与低温物体表面接触会产生严重的伤害。低温液体黏度较低，它们会比其它液体更快地渗进纺织物或其他多孔的衣料里去，直接接触时，皮肤表面的潮气会凝结，并粘在低温物体表面上，皮肤及皮肤以下组织冻结，很容易撕裂，并留下伤口。没有充分的保护措施，人在低于10℃下待久后，就会有低温麻醉的危险产生，随着体温下降，生理功能和智力活动都下降，心脏功能衰竭，进一步下降会导致死亡。1.1.5机械伤害生产装置中使用了许多压缩机、传输泵等设备，机械设备应根据有关的安全要求，装设合理、可靠，不影响操作的安全装置，本项目中的传输泵、压缩机等机械设备外露传动转动部分，如果没有防护装置或防护装置损坏、所有转动机械外露部分没有设置必要的闭锁装置，工人操作失误就会发生挤、扎、绞伤等机械伤害。机械设备的零部件的强度、刚度如不符合安全要求，安装质量达不到要求，在运行过程中就可能发生损坏以致影响生产的正常进行。1.1.6高处坠落工作场所的井、坑、孔、洞或沟道如没有防护栏杆或盖板等防坠落的安全设施，可能会造成操作人员高处坠落伤害。车间内的工作平台四周临空部分，没有按规定设置1.2米的防护栏杆、车间内吊物孔没有设置活动盖板或活动栏杆、因场地有限而设置的爬梯、楼梯均没有设置扶手、房顶若有检修的设备，房顶四周没有设不低于1.2米的栏杆，以可能会因操作人员在工作中不慎而造成伤亡事故的发生。对需要到各种罐、管道上操作的部位，如没有安装操作平台、支架等安全防护设施的，操作人员易发生高处坠落事故。高处作业人员对各种用于高处作业的设施和设备，在投入使用前，未能逐一加以检查并经确认完好就投入使用，在各项安全措施和人身防护用品未解决和落实之前就忙于施工，操作时未能严格遵守各项安全操作规程和劳动纪律，可能会发生高处坠落伤害。1.1.7噪声危害在生产过程中使用各类生产设备（如压缩机、泵等）都会产生不同程度的噪声，噪声来源主要是压缩机、