典型LNG加气站泄漏事故模拟及探测覆盖率研究

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.S1.0769

中国安全科学学报 ›› 2022, Vol. 32 ›› Issue (S1): 108-113.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2022.S1.0769

典型LNG加气站泄漏事故模拟及探测覆盖率研究

张阳¹^,²(), 李勇¹, 党文义¹^,², 王一昊¹^,², 刘迪¹^,²

¹ 中石化安全工程研究院有限公司, 山东青岛 266071
² 化学品安全控制国家重点实验室, 山东青岛 266071

收稿日期:2022-02-19 修回日期:2022-05-07 出版日期:2022-06-30 发布日期:2022-12-30
作者简介:
张阳 (1982—),女,黑龙江黑河人,硕士,高级工程师,主要从事石油化工过程风险评估技术等方面的研究。E-mail: 11zhangyang@163.com。
李勇高级工程师
党文义教授级高级工程师
王一昊工程师
刘迪工程师

Leakage accident simulation and detection coverage research of typical LNG filling stations

ZHANG Yang¹^,²(), LI Yong¹, DANG Wenyi¹^,², WANG Yihao¹^,², LIU Di¹^,²

¹ SINOPEC Research Institute of Safety Engineering Co., Ltd., Qingdao Shandong 266071, China
² State Key Laboratory of Safety and Control for Chemicals, Qingdao Shandong 266071, China

Received:2022-02-19 Revised:2022-05-07 Online:2022-06-30 Published:2022-12-30

摘要/Abstract

摘要：

为研究液化天然气(LNG)加气站发生泄漏后造成的事故后果及现有可燃气体探测器覆盖率是否满足要求,采用FLACS三维模拟软件模拟典型LNG加气站槽车及卸车管道、储罐、加气机单元,发生泄漏后火灾热辐射、爆炸超压造成的事故影响范围,评估现有可燃气体探测器对所发生泄漏的探测覆盖情况。研究结果表明:LNG槽车、LNG储罐发生50 mm泄漏,站房及加油区域靠近LNG储罐处热辐射可达25 kW/m²,辐射强度导致附近人员伤亡;LNG撬装及加油机附近最大爆炸超压超过20 kPa;通过可燃气体探测器覆盖率评估得出LNG加气站接卸软管向西、向南方向发生泄漏,无有效探测途径。

关键词: 液化天然气(LNG)加气站, 泄漏事故, 探测器覆盖率, 火灾热辐射, 爆炸超压, 可燃气体探测器

Abstract:

In order to study the accident consequences caused by leakage of LNG filling stations and whether the coverage rate of existing combustible gas detectors meets the requirements, FLACS three-dimensional simulation software was used to simulate the tank car and unloading pipe, storage tank and gas filling unit of typical LNG filling stations, and the accident influence range caused by fire heat radiation and explosion overpressure after leakage. The detection coverage of existing combustible gas detectors for leaks was assessed. The results show that the heat radiation near the LNG storage tank in the station room and refueling area can reach 25 kW/m² when the LNG tanker and LNG storage tank leak 50 mm, and the radiation intensity leads to casualties nearby. The maximum explosion overpressure near the LNG skid-mounted and tanker exceeds 20 kPa. Through the combustible gas detector coverage assessment, it is concluded that there is no effective detection way for the leakage of the loading and unloading hoses in the west and south directions of LNG filling station.

Key words: liquefied natural gas (LNG) stations, leakage accident, detector coverage, fire radiation, explosion overpressure, combustible gas detector

张阳, 李勇, 党文义, 王一昊, 刘迪. 典型LNG加气站泄漏事故模拟及探测覆盖率研究[J]. 中国安全科学学报, 2022, 32(S1): 108-113.

ZHANG Yang, LI Yong, DANG Wenyi, WANG Yihao, LIU Di. Leakage accident simulation and detection coverage research of typical LNG filling stations[J]. China Safety Science Journal, 2022, 32(S1): 108-113.

图/表 9

表1

表2

表3

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参考文献 12

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序号	泄漏单元名称	代表物料	质量存量/ kg	工作压力/ MPa	工作温度/ ℃	典型泄漏孔径/ mm	泄漏频率/ (次·a^-1)	泄漏10 min可燃气云体积/m³
1	槽车及卸车管道单元	CH₄	21 039.3	0.65	-150	5	5.70×10^-5	570
						25	6.80×10^-6	10 980
						50	6.80×10^-6	37 300
2	储罐单元	CH₄	21 000	0.76	-126	5	2.80×10^-5	550
						25	2.00×10^-5	11 350
						50	2.20×10^-5	28 300
3	加气机单元	CH₄	19.643 3	1	-135	5	1.90×10^-4	111
3	加气机单元	CH₄	19.643 3	1	-135	25	2.00×10^-4	280

热辐射强度/ (kW·m^-2)	设备损坏程度	人员伤亡程度
37.5	热辐射半径范围内所有的设备、设施均被破坏	10 s内人员死亡概率1%,60 s内人员死亡概率100%
25	在无火焰、长时间辐射下,木材燃烧的最小能量	10 s内人员导致重伤,60 s内人员死亡概率100%
12.5	有火焰时,木材燃烧、塑料融化的最低能量	10 s内人员1度烧伤,60 s内人员死亡概率1%
6.3	—	暴露8 s内裸露皮肤有痛感;无热辐射屏蔽设施时, 操作人员穿上防护服可停留1 min
4.7	—	暴露16 s内裸露皮肤有痛感无热辐射屏蔽设施时, 操作人员穿上防护服可停留几分钟
1.58	—	长时间无不舒适感觉

爆炸超压P/kPa	作用时间/ms	爆炸冲击危险区域等级
<6.9	—	低
[6.9,20)	50~150	中
[20,45)	50~150	较高
[45,65)	50~150	高
≥65	—	非常高

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Leakage accident simulation and detection coverage research of typical LNG filling stations

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