液化天然氣車船運輸過程的安全主要有兩方面:一方面是液化天然氣車船儲槽的儲存安全,一方面是液化天然氣運輸過程的安全,包括車船行駛、LNG裝卸等。
一、船運安全
(一) LNG運輸船
為了液化天然氣海上運輸安全,LNG運輸船的安全措施必須十分嚴格。以使用很多的MOSS球罐LNG船為例,主要的安全措施如下:
(1) 球罐特制。由于罐內(nèi)儲存超低溫液體會引起內(nèi)部收縮,在結構上考慮避免收縮時的壓力,設置儲罐的支撐固定裝置;為防止儲罐超壓或負壓,專門裝設安全閥;儲罐開口暴露設置在甲板上。
(2) 加強隔熱。隔熱的目的一是防止船體結構過冷;二是防止向儲罐內(nèi)漏入熱量。LNG儲槽的隔熱結構由內(nèi)部核心隔熱部分和外層覆壁組成。針對不同的儲槽日蒸發(fā)率要求,內(nèi)層核心隔熱層的厚度和材料也不同,LNG儲槽的隔熱板采用多層結構,由數(shù)層泡沫板組合而成。所采用的有機材料泡沫板需要滿足低可燃性、良好的絕熱性和對LNG的不溶性。在MOSS型船的球形儲罐中,沿艙裙結構的漏熱通常要占儲罐總漏熱量的30%,采用一塊不銹鋼板插在鋁和鋼質裙之間形成熱阻,可明顯減少漏熱,日蒸發(fā)率從通常的0.2%降到0.1%。
(3) BOG處理。LNG儲槽的隔熱結構并不能完全防止LNG的蒸發(fā),每天仍會有0.15~0.3%的蒸發(fā)量。這些蒸發(fā)氣體(BOG)可以用作LNG船發(fā)動機燃料和其他加熱設備的燃料。為了船舶的安全經(jīng)濟運行,采用再液化裝置可以控制低溫液體的壓力和溫度。為保證儲存安全,也可以減小儲槽保溫層厚度,降低船舶造價,增加運量。
(4) 采用二次阻擋層。在球罐泄漏時,把已泄漏的LNG保留一定時間,使船體構件不要降低到它的允許溫度以下。以避免船體發(fā)生損壞或著火爆炸的重大事故。
(5) 采用雙層殼體。在船舶的外殼體和儲槽間形成保護空間,從而減小了槽船因碰撞導致儲槽意外破裂的危險性。
?(6) 為了安全,設置各種計量、測量和報警設施。
(二) 船舶裝卸
LNG船舶運輸安全,除了LNG船舶安全外,船舶裝卸安全也是重要方面。為此,在卸載設施、儲罐和其他相關部位上必須采用相應的安全措施。
(1) 卸載設施。在卸料臂上安裝緊急關閉(ESD)閥和卸料臂緊急脫離系統(tǒng)(ERS);LNG裝船泵安裝緊急關閉裝置。
(2) 儲罐。為防止裝滿系統(tǒng),將裝船泵和儲罐灌注管路上的ESD閥隔開;斷開裝置可人工或自動操作;使用液位報警器;防止超壓或負壓,采用導向操縱安全閥和自壓安全閥。
(3) 其他措施。LNG碼頭和靠近卸料臂處、蒸發(fā)器、LNG泵等位置設置低溫探測器;在LNG建筑物內(nèi)、管線法蘭、卸料臂及蒸發(fā)器旁設置氣體探測器;在LNG建筑物內(nèi)、儲罐頂蓋上、碼頭及工藝區(qū)設置火警探測器。
二、車運安全
(一) LNG汽車槽車
LNG槽車的安全主要是防止超壓和消除燃燒的可能性(禁火、禁油、消除靜電)。
1. 防止超壓
防止槽車超壓的手段主要是設置安全閥和爆破片等超壓泄放裝置。根據(jù)低溫領域的運行經(jīng)驗,在儲罐上必須有兩套安全閥在線安裝的雙路系統(tǒng),并設一個轉換,當其中一路安全閻需要更換或檢修時,可以轉換到另一路上,維持至少一套安全閥系統(tǒng)在線使用。在低溫系統(tǒng)中,安全閥由于凍結而不能及時開啟所造成的危險應該引起重視。安全閥凍結大多是由于閥門內(nèi)漏,低溫介質不斷通過閥體而造成的。一般通過目視檢查安全閥是否結冰或結霜來判斷。發(fā)現(xiàn)問題必須及時更換。