汪 侃 岳修維

上海海事大學(xué)海洋科學(xué)與工程學(xué)院, 上海 201306

0 前言

LNG液化天然氣(Liquefied Natural Gas,LNG)接收站運(yùn)行過(guò)程中,LNG與外界產(chǎn)生熱交換受熱而形成閃蒸氣(Boil Off Gas,BOG)[1-2]。LNG接收站BOG處理工藝包括直接壓縮和再冷凝兩種方式[3]。直接壓縮工藝適用于輸氣范圍較近的調(diào)峰型站點(diǎn)和氣源型站點(diǎn)，再冷凝工藝則是通過(guò)壓縮機(jī)把BOG加壓運(yùn)輸?shù)皆倮淠?采用低溫LNG使BOG冷凝,再經(jīng)高壓泵加壓進(jìn)入氣化器氣化后送入外輸管網(wǎng)。在LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程中極易引起全流程系統(tǒng)出現(xiàn)超壓,以及設(shè)備和管網(wǎng)泄漏,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員處于高濃度BOG區(qū)域會(huì)引發(fā)窒息事故,同時(shí)可能誘發(fā)火災(zāi)爆炸事故[4-6]?；诖?在LNG接收站設(shè)計(jì)和運(yùn)行前期考慮BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程事故風(fēng)險(xiǎn)因素與應(yīng)急處置方案極有必要。2002年,Gerald E W I等人[7]基于再冷凝工藝將BOG加壓至一定壓力與LNG冷凝,再經(jīng)過(guò)氣化器氣化,最終達(dá)到節(jié)能目的。Nanda R[8]將冷凝器隔板改造成相互垂直的平行結(jié)構(gòu),用以處理不同負(fù)荷的BOG,在LNG節(jié)能方面做出貢獻(xiàn)。2007年,何茂全[9]提出LNG儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,并對(duì)余姚LNG小型氣化站接收和BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)。陳雪等人[10]構(gòu)建了LNG儲(chǔ)罐內(nèi)流體計(jì)算模型,并對(duì)儲(chǔ)罐BOG處理過(guò)程開(kāi)展動(dòng)態(tài)模擬研究。黎志昌[11]基于通用流程模擬方法對(duì)LNG船舶BOG流程開(kāi)展模擬研究,分析了BOG壓縮機(jī)出口壓力等工藝參數(shù)對(duì)全流程影響。付子航[12-13]提出的半經(jīng)驗(yàn)BOR動(dòng)態(tài)模型有效地預(yù)測(cè)BOG產(chǎn)生量。2012年,彭明等人[14]提出全容式LNG儲(chǔ)罐總漏熱量和日蒸發(fā)率的計(jì)算方法,并對(duì)某LNG儲(chǔ)罐保冷設(shè)計(jì)的BOG率予以估算。近年來(lái),針對(duì)LNG接收站BOG風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)和措施,各學(xué)者采用不同的科學(xué)方法和實(shí)驗(yàn)論證,從不同角度對(duì)LNG接收站BOG風(fēng)險(xiǎn)和事故開(kāi)展研究[15-20],其結(jié)論對(duì)本研究具有推動(dòng)作用和參考價(jià)值。

當(dāng)前,中國(guó)LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程的安全管理標(biāo)準(zhǔn)隨LNG產(chǎn)業(yè)安全標(biāo)準(zhǔn)從無(wú)到有的發(fā)展過(guò)程中逐步形成,BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程的安全管理更亟待成型和完善。本研究以某港區(qū)LNG接收站為例,確定了LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程各項(xiàng)設(shè)備與系統(tǒng)的危險(xiǎn)因素,以及誘發(fā)災(zāi)害的事故致因。通過(guò)對(duì)該港區(qū)LNG接收站作業(yè)流程實(shí)地調(diào)研,針對(duì)BOG產(chǎn)生與處理工藝流程中危險(xiǎn)有害物質(zhì),最終確定火災(zāi)、爆炸、窒息等主要危險(xiǎn)因素。結(jié)合危險(xiǎn)有害因素的辯識(shí)與分析,運(yùn)用道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)法進(jìn)行量化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),提出LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程安全對(duì)策和預(yù)防措施。本研究為L(zhǎng)NG接收站安全運(yùn)行提供更科學(xué)的參考依據(jù),對(duì)BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程安全管控具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 LNG接收站BOG產(chǎn)生和處理過(guò)程風(fēng)險(xiǎn)分析

1.1 某港區(qū)LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程概況

該港區(qū)接收站是某市天然氣供應(yīng)、調(diào)峰和應(yīng)急的主要來(lái)源,高峰期間供氣量占全市用氣量的65%。該LNG接收站包括接收站陸域、碼頭和海底輸氣干線,運(yùn)營(yíng)規(guī)模3.0×106t/a。生產(chǎn)系統(tǒng)包括卸船系統(tǒng)、儲(chǔ)存系統(tǒng)、BOG產(chǎn)生與處理系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、外輸系統(tǒng)和計(jì)量系統(tǒng)[21]。BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程是LNG接收站作業(yè)的重要部分,LNG接收站對(duì)BOG處理直接影響LNG接收站的安全性。LNG運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中,由于環(huán)境和設(shè)備的能量輸入、LNG壓力和外界壓力變化,導(dǎo)致LNG在生產(chǎn)運(yùn)輸各工況中受熱產(chǎn)生BOG。在LNG船卸料作業(yè)時(shí),儲(chǔ)罐內(nèi)的LNG由于新LNG的注入產(chǎn)生體積變化,進(jìn)一步導(dǎo)致BOG形成速度增快。該港區(qū)LNG接收站在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)BOG的基本處理包括通過(guò)BOG壓縮機(jī)再冷凝回收、排入火炬系統(tǒng)燃燒排放、直接輸出，利用LNG卸船過(guò)程中產(chǎn)生的BOG反輸至LNG船上平衡船上儲(chǔ)罐壓力[22]等方式。其中,利用BOG壓縮機(jī)再冷凝器回收方式是對(duì)整個(gè)LNG接收站產(chǎn)生BOG進(jìn)行回收和直接加壓輸出最常用的方法[23]。然而,日常運(yùn)行中利用BOG對(duì)卸船時(shí)壓力差進(jìn)行平衡的方式在非卸船狀態(tài)下無(wú)法處理,同時(shí)受到氣候和海況的影響。排空或燃燒法是一種終極安全措施,為保證系統(tǒng)的運(yùn)行安全,任何工況下一旦系統(tǒng)受到快速產(chǎn)生BOG壓力的威脅,就會(huì)將超壓BOG全部排空或燃燒處理,以保證整個(gè)系統(tǒng)安全。該方式的不足之處在于會(huì)造成較大經(jīng)濟(jì)損失和環(huán)境污染,同時(shí)處理過(guò)程存在一定安全隱患。

1.2 BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程危險(xiǎn)因素辨識(shí)

根據(jù)GB 18218-2018《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》和《危險(xiǎn)化學(xué)品名錄(2019版)》對(duì)LNG接收站BOG產(chǎn)生和處理過(guò)程以及回收處理系統(tǒng)進(jìn)行危險(xiǎn)和有害因素識(shí)別[24]。LNG接收站涉及的危險(xiǎn)物質(zhì)涵蓋天然氣(液相和少量氣相)、蒸發(fā)氣體及在吹掃作業(yè)中使用的氮?dú)?見(jiàn)表1。LNG船停靠該港區(qū)碼頭后，將運(yùn)輸?shù)腖NG輸送至罐區(qū)儲(chǔ)存,輸出時(shí)結(jié)合該市供氣要求,將罐區(qū)內(nèi)一定量的LNG抽出后氣化,向周邊供氣。上述全流程各環(huán)節(jié)中,LNG均可能由于任何外界的熱量交換而產(chǎn)生BOG。LNG需要在-162 ℃環(huán)境中儲(chǔ)存,一旦保溫或制冷設(shè)備出現(xiàn)故障可能導(dǎo)致LNG受熱沸騰,將因極大溫差而快速吸熱產(chǎn)生大量BOG。此外,當(dāng)LNG從產(chǎn)地運(yùn)送到目標(biāo)港區(qū)LNG碼頭儲(chǔ)罐時(shí),由于LNG不同產(chǎn)地和運(yùn)輸過(guò)程中的環(huán)境影響,會(huì)使LNG密度產(chǎn)生差異。在裝罐前對(duì)罐內(nèi)和LNG船上的LNG進(jìn)行密度對(duì)比,根據(jù)密度差進(jìn)行不同高度的注入。由于這種LNG混合時(shí)密度差異,導(dǎo)致兩種不同密度的LNG混合時(shí)在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生大量BOG,引起LNG儲(chǔ)罐壓力快速上升至安全閥泄壓壓力。LNG儲(chǔ)罐罐體和整套管網(wǎng)系統(tǒng)及各種設(shè)備等使用的金屬、密封材料、管線的焊縫和法蘭,在極低工作溫度下,若材質(zhì)選擇、安裝、焊接等技術(shù)細(xì)節(jié)出現(xiàn)誤差,可能導(dǎo)致LNG儲(chǔ)罐罐體和整套管網(wǎng)系統(tǒng)等設(shè)備構(gòu)件損壞和泄漏。另外，事故風(fēng)險(xiǎn)也存在于BOG回收系統(tǒng)中。該港區(qū)LNG接收站BOG系統(tǒng)包括BOG往復(fù)式壓縮機(jī)、再冷凝器和管網(wǎng)。其中,BOG往復(fù)式壓縮機(jī)加壓后壓力增大和其強(qiáng)迫交變力運(yùn)行,在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)中容易因應(yīng)力作用而產(chǎn)生故障,如連桿螺栓長(zhǎng)期承受應(yīng)力產(chǎn)生金屬疲勞導(dǎo)致其運(yùn)行過(guò)程中斷裂。盡管該港區(qū)LNG接收站內(nèi)有多臺(tái)BOG往復(fù)式壓縮機(jī)并聯(lián)的冗余設(shè)計(jì),但難以完全保障BOG往復(fù)式壓縮機(jī)發(fā)生故障時(shí),在短時(shí)間內(nèi)應(yīng)對(duì)BOG泄漏應(yīng)急處理。特別是當(dāng)BOG往復(fù)式壓縮機(jī)在LNG船的卸料期間發(fā)生故障,將導(dǎo)致卸料系統(tǒng)產(chǎn)生超壓，大量BOG只能排入火炬系統(tǒng)燃燒排放,這將破壞管線造成LNG泄漏和更大事故的發(fā)生。再冷凝器中BOG和過(guò)冷LNG存在氣相和液相兩種不同狀態(tài),通過(guò)在再冷凝器中混合過(guò)冷LNG吸收BOG熱量實(shí)現(xiàn)再液化。再冷凝器中LNG液位會(huì)隨LNG外輸量的變化而時(shí)刻波動(dòng),同時(shí)在LNG接收站不同工況下BOG產(chǎn)生量也存在較大差別,使再冷凝器壓力極不穩(wěn)定,存在事故隱患。蒸發(fā)氣需通過(guò)再冷凝器中過(guò)冷LNG進(jìn)行壓縮和液化,在LNG船卸料過(guò)程中,BOG產(chǎn)生速度急劇變化,大量突然產(chǎn)生的BOG無(wú)法回收,只能通過(guò)排入火炬燃燒而保護(hù)卸船管線。與此同時(shí),再冷凝器的液位常不穩(wěn)定,也將導(dǎo)致泵氣蝕和設(shè)備振動(dòng)，給再冷凝器的運(yùn)行帶來(lái)事故風(fēng)險(xiǎn)。

表1 LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程危險(xiǎn)因素辨識(shí)表

2 BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程安全評(píng)價(jià)

2.1 F & EI事故危險(xiǎn)等級(jí)分析

道化學(xué)火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)(Fire and Explosion Index,F & EI)評(píng)價(jià)法基于事故統(tǒng)計(jì)資料、物質(zhì)潛在能量和當(dāng)前安全措施[25],量化潛在火災(zāi)、爆炸和反應(yīng)危險(xiǎn)性事故的預(yù)期損失,以確定可能發(fā)生事故的設(shè)施和設(shè)備。該評(píng)價(jià)法的基本參數(shù)表達(dá)式如下:

(1)

F3=F1×F2

(2)

表2 火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)單元?jiǎng)澐直?/p>

根據(jù)某港區(qū)LNG接收站安全管理部提供的年度檢測(cè)數(shù)據(jù)確定一般工藝危險(xiǎn)性系數(shù),見(jiàn)表3。涉及事故損害程度的基礎(chǔ)系數(shù)為1.0。由于卸料臂、儲(chǔ)罐、BOG壓縮機(jī)、再冷凝器和高壓輸出泵等工藝環(huán)節(jié)均無(wú)化學(xué)反應(yīng),故放熱化學(xué)反應(yīng)系數(shù)為0，火炬系統(tǒng)能夠緊急處理多余的LNG接收站BOG,由于作為緊急處理方式應(yīng)對(duì)突發(fā)情況,年度使用率較少,故該環(huán)節(jié)的放熱化學(xué)反應(yīng)系數(shù)為0.3。由于卸料臂、儲(chǔ)罐、壓縮機(jī)、火炬和高壓輸出泵等環(huán)節(jié)均無(wú)吸熱反應(yīng),因此吸熱反應(yīng)系數(shù)為0。BOG通過(guò)壓縮機(jī)加壓后進(jìn)入再冷凝器,再冷凝器是連接氣相流程與液相流程的核心設(shè)備,該港區(qū)LNG接收站內(nèi)的年使用率較高,故該環(huán)節(jié)的吸熱反應(yīng)系數(shù)為0.5。由于所有Ⅱ類壓縮易燃?xì)怏w和液化易燃?xì)怏w的物料在連接或未連接的管線上裝卸,故物質(zhì)處理和運(yùn)輸系數(shù)為0.5。

表3 某港區(qū)LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程一般工藝危險(xiǎn)系數(shù)表

該港區(qū)LNG接收站內(nèi)特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)的基礎(chǔ)系數(shù)為1.0,其余內(nèi)容涉及毒性物質(zhì)等,見(jiàn)表4。毒性物質(zhì)項(xiàng)系數(shù)為0.2NH,故對(duì)于火炬環(huán)節(jié)產(chǎn)生的混合毒性物質(zhì)系數(shù)為0.2。壓力釋放系數(shù)用于操作壓力高于大氣壓時(shí),由于高壓可能會(huì)引起高速率的泄漏場(chǎng)合,卸料臂、儲(chǔ)罐和高壓輸出泵存在較高操作壓力,故各環(huán)節(jié)的壓力釋放系數(shù)最大值為0.8。低溫系數(shù)取值主要考慮碳鋼或其他金屬在其展延或脆化轉(zhuǎn)變溫度以下時(shí)可能存在的脆性問(wèn)題,除火炬環(huán)節(jié)外均存在該問(wèn)題,其中儲(chǔ)罐工藝環(huán)節(jié)的低溫系數(shù)最高為0.5。本研究所涉及的儲(chǔ)罐、BOG壓縮機(jī)和再冷凝器均考慮外部腐蝕速率和內(nèi)部腐蝕速率,腐蝕與磨蝕系數(shù)為0.1。LNG接收站中明火設(shè)備(火炬)的存在額外增加了引燃的可能性,涉及物質(zhì)泄漏溫度高于閃點(diǎn),故泄漏系數(shù)為0.1。根據(jù)該港區(qū)LNG接收站BOG壓縮機(jī)、再冷凝器型號(hào)和功率,轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備系數(shù)為0.5。

表4 某港區(qū)LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程的特殊工藝危險(xiǎn)系數(shù)表

根據(jù)式(1)～(2)可知,對(duì)該LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程內(nèi)三種物質(zhì)的單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)及火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5。對(duì)應(yīng)F & EI危險(xiǎn)等級(jí)分類可知,LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程各環(huán)節(jié)所涉及的系統(tǒng)、裝置和設(shè)備現(xiàn)存的危險(xiǎn)等級(jí)基本都處于“高”風(fēng)險(xiǎn)及以上,為此需要對(duì)其施加具有針對(duì)性的安全措施,進(jìn)行安全補(bǔ)償以降低各流程的事故風(fēng)險(xiǎn)。安全補(bǔ)償首先確定安全措施補(bǔ)償系數(shù)C,即對(duì)所采取的管控措施在減少事故方面的評(píng)定,包括工藝控制、物質(zhì)隔離、防火措施等取值項(xiàng)。

C=C1×C2×C3

(3)

(4)

(5)

(6)

LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程各環(huán)節(jié)配備了應(yīng)急電源,工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù)為0.98。同時(shí),港區(qū)設(shè)置緊急停車裝置,用以出現(xiàn)異常時(shí)能緊急停車并轉(zhuǎn)換到備用系統(tǒng),工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù)為0.97。消防控制采

表5 某港區(qū)各單元工藝危險(xiǎn)系數(shù)與火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)指數(shù)表

用PLC系統(tǒng),設(shè)置在線計(jì)算機(jī)以輔助操作者,不直接控制關(guān)鍵設(shè)備,工藝控制安全系數(shù)為0.93。卸料臂環(huán)節(jié)設(shè)置了氮?dú)獗Ｗo(hù)裝置,工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù)為0.95。接收站制定有安全管理制度,包括防火防爆安全規(guī)定、生產(chǎn)區(qū)安全管理規(guī)定、氣化站安全管理規(guī)定、氣化站巡回檢查制度、交接班管理制度和安全保衛(wèi)制度,同時(shí)制定了LNG接收站設(shè)備操作安全規(guī)程、接收站應(yīng)急預(yù)案等操作指南和規(guī)程,滿足相關(guān)安全要求,工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù)為0.95。卸料臂和儲(chǔ)罐等單元定期有化學(xué)活性物質(zhì)專項(xiàng)檢查,工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù)為0.92。綜上,利用式(4)可確定LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù),見(jiàn)表6。

表6 某港區(qū)LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程工藝控制安全補(bǔ)償系數(shù)表

該港區(qū)LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程中采用了遠(yuǎn)程控制系統(tǒng),對(duì)整個(gè)流程和各裝置進(jìn)行操控,以保證安全,物質(zhì)隔離安全補(bǔ)償系數(shù)取值范圍為0.96～0.98,見(jiàn)表7。LNG接收站內(nèi)的備用卸料裝置通過(guò)儲(chǔ)罐等裝置的LNG在緊急情況下可排放至備用罐體中,物質(zhì)隔離安全補(bǔ)償系數(shù)為0.98?；鹁嫜b置設(shè)置了排空系統(tǒng),可有效提高物質(zhì)隔離安全補(bǔ)償系數(shù)至0.97。安裝聯(lián)鎖裝置以避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的LNG流向及由此引發(fā)的不必要反應(yīng),物質(zhì)隔離安全系數(shù)為0.98。

表7 某港區(qū)LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程物質(zhì)隔離安全補(bǔ)償系數(shù)表

防火設(shè)施主要包括危險(xiǎn)物質(zhì)泄漏檢測(cè)裝置、鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)、消防供水系統(tǒng)、灑水滅火系統(tǒng)、手提式滅火器材和電纜防護(hù),見(jiàn)表8。其中,該接收站內(nèi)安裝了可燃?xì)怏w泄漏檢測(cè)系統(tǒng),同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)安全管理人員配備手持式氣體檢測(cè)儀,確保報(bào)警和確定危險(xiǎn)范圍,故其防火措施安全補(bǔ)償系數(shù)為0.98。裝置和設(shè)備的外表面材料采用防火涂層,承重鋼結(jié)構(gòu)均涂覆且厚度達(dá)到5 m,其防火措施安全補(bǔ)償系數(shù)為0.98?，F(xiàn)場(chǎng)消防供水表壓略低于0.7 MPa,其防火措施安全補(bǔ)償系數(shù)為0.97。LNG接收站現(xiàn)場(chǎng)區(qū)域均配備與火災(zāi)相適應(yīng)的手提式滅火器,其防火措施安全補(bǔ)償系數(shù)為0.98。儀表和電纜支架設(shè)置了防火金屬保護(hù)罩,預(yù)埋在地下電纜溝內(nèi),其防火措施安全補(bǔ)償系數(shù)為0.96。

表8 某港區(qū)LNG 接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程防火措施安全補(bǔ)償系數(shù)表

2.2 F & EI事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

單元損害系數(shù)方程式主要是針對(duì)9種不同的物質(zhì)系數(shù)(1、4、10、14、16、21、24、29和40)所涉及不同的方程式。本研究中的LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程所涉及危害物質(zhì)為L(zhǎng)NG,物質(zhì)系數(shù)為21,故與不同的單元危害系數(shù)(1～8)對(duì)應(yīng)的損害系數(shù)關(guān)系式見(jiàn)式(7)。

Y=0.340 314+0.076 531(F3)+

0.003 912(F3)2-0.000 073(F3)3

(7)

LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)和補(bǔ)償后危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)對(duì)比見(jiàn)表9。在進(jìn)行安全措施補(bǔ)償前卸料臂單元處在“高”危險(xiǎn)等級(jí),卸料臂存在發(fā)生斷裂的可能性,易造成LNG泄漏形成局部可燃?xì)庠凭奂Ｔ谠黾有碌陌踩胧┖皖A(yù)防管理方法后危險(xiǎn)等級(jí)變?yōu)椤拜^輕”,較好降低了該單元事故風(fēng)險(xiǎn)。BOG壓縮機(jī)處于超壓工況下,若熱輻射增大或裝卸作業(yè)過(guò)程中BOG產(chǎn)生量顯著增多,此時(shí)該工藝環(huán)節(jié)處于超壓的“高”危險(xiǎn)等級(jí),而通過(guò)施加合理的安全措施和制定安全管理制度可有效地將工藝環(huán)節(jié)危險(xiǎn)等級(jí)控制在“較輕”。LNG接收站儲(chǔ)罐在補(bǔ)償前存在罐體老化破損引發(fā)的泄漏等事故,屬于“中等”危險(xiǎn)等級(jí),采取針對(duì)性安全防護(hù)、監(jiān)控和日常維護(hù)管理后,危險(xiǎn)等級(jí)轉(zhuǎn)為“較輕”。再冷凝器由于調(diào)節(jié)性能的原因產(chǎn)生瞬時(shí)運(yùn)行不穩(wěn)定,其波動(dòng)將造成壓縮機(jī)帶液進(jìn)氣,LNG液滴通過(guò)BOG總管進(jìn)入壓縮機(jī)后將導(dǎo)致惡性事故。在采取安全補(bǔ)償措施前屬于危險(xiǎn)性“非常大”的工藝環(huán)節(jié),通過(guò)本研究提出的安全措施加以防控后,危害等級(jí)下降至“中等”?；鹁娣趴展艿涝贐OG主線上抽出來(lái)至火炬,LNG罐壓力繼續(xù)上升,火炬控制閥打開(kāi),直接對(duì)BOG壓縮機(jī)入口,易產(chǎn)生回火,故該工藝環(huán)節(jié)屬于“高”危險(xiǎn)等級(jí),而在采取相應(yīng)安全措施后危險(xiǎn)等級(jí)轉(zhuǎn)為“較輕”,對(duì)人員和設(shè)備威脅降到“安全”。高壓輸出泵出口壓力表存在損壞隱患,無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)控時(shí)將造成高壓泄漏,屬于“高”危險(xiǎn)等級(jí),而在施加改進(jìn)安全措施后,其危害等級(jí)轉(zhuǎn)為“較輕”。

表9 LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表

3 結(jié)論

本文以某港區(qū)LNG接收站為例,圍繞其BOG系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)程安全分析和事故風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià),研究得到以下結(jié)論。

1)應(yīng)對(duì)BOG產(chǎn)生量大幅波動(dòng)的處置能力決定著LNG接收站運(yùn)行的穩(wěn)定性,影響LNG接收站BOG產(chǎn)生的原因包括熱量交換、壓力變化、LNG組分及初始充滿率,結(jié)合站內(nèi)現(xiàn)場(chǎng)工況,針對(duì)性地改進(jìn)能夠有效減少BOG產(chǎn)生量,增強(qiáng)LNG接受站全系統(tǒng)的安全性。

2)針對(duì)LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程開(kāi)展風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn),卸料臂環(huán)節(jié)BOG壓縮機(jī)環(huán)節(jié)的F & EI分別為142.8和155.4,屬于“高”危險(xiǎn)等級(jí),再冷凝器環(huán)節(jié)的F & EI為175.98,屬于“非常大”危險(xiǎn)等級(jí)。風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果表明,LNG接收站BOG產(chǎn)生和回收過(guò)程中固有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)性大,通過(guò)安全措施補(bǔ)償后各高危工藝環(huán)節(jié)的等級(jí)均有效控制在“中等”及以下,說(shuō)明合理的安全措施選擇和日常監(jiān)察到位保障,LNG接收站BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程事故風(fēng)險(xiǎn)程度能被相應(yīng)管控。

3)LNG船卸貨過(guò)程中,由于BOG產(chǎn)生量急劇波動(dòng),極易造成卸料管線震動(dòng),產(chǎn)生LNG管線的金屬疲勞、損傷等隱患。同時(shí)BOG產(chǎn)生與處理過(guò)程中再冷凝器液位不穩(wěn)定,易誘發(fā)泵氣蝕和設(shè)備振動(dòng),致使BOG系統(tǒng)運(yùn)行存在事故風(fēng)險(xiǎn),當(dāng)前針對(duì)此方面的安全監(jiān)測(cè)方法尚存不足。