天然气(lng)系统安全课程设计

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LNG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，闪燃与气云爆

炸的燃烧将迅速扩散回泄漏位置,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。

3）池火灾：池火灾是指储罐中的可燃液体遇火源或泄漏后遇火源发生的火灾，是可燃液体贮罐区易发生的主要火灾类型。在空气供应充足的开放空气环境中池火灾的主要危害时是热辐射，造成人员伤亡和设备损坏，甚至发生连锁事故。

4）沸腾液体扩展蒸气爆炸（BLEVE）：储存有可燃液化气的储罐，如果受到外部火焰的长时间烘烤，储罐的强度将逐步减低当强度下降到一定程度时，储罐将突然破裂，由此带来压力突然降低，液化气迅速气化并燃烧，导致沸腾液体扩展为蒸汽爆炸事故（BLEVE）的发生。沸腾液体扩展为蒸汽爆炸事故一般是比较严重的，能造成巨大的财产损失和人员伤亡。

根据对事故类型的分析，可画出LNG气体泄漏及LNG液体泄漏的事件树。

2.1气体泄漏的事件树分析

3 储罐事故后果的模拟计算

3.1泄漏场景及泄漏速率 3.1.1泄漏场景

由于LNG储罐属于压力容器，根据《化工企业定量风险评价导则》（AQ/T3046-2013），如表2.1，泄漏场景可分为5mm孔径泄漏到环境中，25mm孔径泄漏到环境中，100mm泄漏

到环境中和完全破裂泄漏到环境中。

3.1.1气体经孔泄漏

根据根据AQ/T3046-2013《化工企业风险评价导则》

P0=1.01*105pa，p=8*105pa,r=1.31，P0/P=0.125, y=(6+2)/6=1.33,(2/Y+1)Y/Y-1=0.54, 因为0.125<0.54,所以属音速流动 １）当气体经5mm圆形泄漏孔流出 Ａ＝π(0.0025)2=1.96*10-5 R=52,.90 Q=1.38kg/s

2)当气体经25mm圆形泄漏孔流出 Ａ＝π（0.0125）2＝4.91＊10－４ Ｑ＝34.57kg/s

3)当气体经100mm圆形泄漏孔流出 Ａ＝π（0.05）２＝7.85*10－３ Ｑ＝552.64kg/s

4)当气体完全泄漏，以150mm圆形泄漏孔流出为例 Ａ＝π（0.075）2＝0.018 Ｑ＝1267.2kg/s

整理表格如下

表3.1 不同泄漏场景下的气体泄漏质量流率

3.1.2液体经孔泄漏

根据《化工企业定量风险评价导则》（AQ/T 3046 —2013），瞬时质量流

率为：

式中：

Qm——质量流率，单位为 kg/s； P——储罐内液体压力，单位为 Pa； P0——环境压力，单位为 Pa； C0——液体泄漏系数；

g——重力加速度， 9.8 m/s2； A——泄漏孔面积，单位为 m2； ρ——液体密度，单位为 kg/m3；

hL——泄漏孔上方液体高度，单位为 m。

液体泄漏系数C0 是雷诺准数和孔直径的函数，经验数据如下：

a）对于锋利的孔和雷诺准数大于 30 000 时，液体泄漏系数近似取 0.61。对于这种情况，液体的流出

速率不依赖于裂口的尺寸；

b）对于圆滑喷嘴，液体泄漏系数可近似取 1；