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摘 要：LNG（液化天然气）和汽油、柴油、天然气相比更加的清洁环保，成本也更低，近年来，LNG汽车已经成为当前汽车领域的前沿问题。随着政府对环保的大力宣传，LNG汽车近年来已经得到了飞速的发展，与之相应的LNG加气站的数量近年来也是越来越多。LNG加气站安全问题一直是LNG汽车应用的核心问题，本文就对LNG加气站安全管理进行研究，介绍LNG加气站的关键安全技术。
关键词：LNG加气站；安全；技术
近年来，国家大力提倡环保，汽车行业作为重污染行业也在进行着环保改革。LNG汽车燃料作为一种新型环保材料已经被专家和学者研究许久，和柴油、汽油相比，LNG的能量密度更大、熱值更高、储存方便、运输效率高、具有很强的经济效应等优点。想要大规模的使用LNG汽车，必须要建设大量的LNG加气站，LNG加气站占地面积小，对设备的要求更低，但是由于LNG易燃易爆易扩散，所以LNG加气站在进行加气的时候一定要提高安全性，进行科学的安全管理。
一、LNG加气站安全技术现状
安全问题长期以来一直是LNG储存和应用中的核心问题。国内外的专家和学者对LNG安全问题进行了广泛的研究，但是总的来说，国内外学者的研究主要集中在LNG的储存和运输上，对LNG加气站流程、设备和安全技术的研究却比较少。本文就着眼于LNG加气站的加气流程和设备进行研究，对几点LNG加气站的关键安全技术进行分析。
二、LNG加气站流程与设备
LNG加气站是LNG汽车加气的重要场所，主要设备有LNG储蓄罐、槽车、低温潜液泵、加气机、增压器、低温输送管道等。LNG储蓄罐是一种低温的双层绝热式储存装置，用于储存LNG；LNG低温浅液泵是整个LNG加气站的动力装置；增压汽化器在LNG调压中发挥了巨大的作用；加气机能够将LNG储蓄罐中LNG输送到车载储气瓶中。
LNG加气站的主要工作流程有卸车、加气、卸压、调温调压。卸车流程是LNG汽车槽车内的LNG卸到LNG加气站的储蓄罐中；加气流程指的是LNG储蓄罐中的LNG在液压泵的推动下从LNG储蓄罐到LNG汽车当中；卸压流程指的是加气站在运行的过程中，储蓄罐、输送管道、潜液泵在增压之后，LNG经过加气机向汽车输送的过程；调温调压流程指的是改编储蓄罐压力和温度的过程，这是因为LNG汽车使用的LNG必须为饱和液体，所以要通过调温调压来使LNG成为饱和液体。
三、LNG加气站安全事故分析
LNG温度低、易蒸发易燃易爆，当加气站不能提供一个稳定的低温环境时，就很容易发生各种各样的问题。
（一）LNG分层翻滚
LNG翻滚现象是一种发生概率较高的LNG储蓄罐事故，当LNG储蓄罐内的LNG液体剧烈蒸发的时候，就很容易出现这种问题。LNG发生翻滚的根本原因是LNG分层，而分层现象的产生主要有两个原因，热量流入导致LNG液体的温度分布不均匀，随着时间的推逝，会在LNG储蓄罐的外围形成一个热层，从而导致LNG分层，便会发生翻滚。第二个原因是在向LNG储蓄罐内注入新的LNG时，两种液体的性质差异过大，主要是密度和温度的不同，从而分成上下两层，上层的密度小温度低，下层的密度大温度高，当两层液体发生长时间的热交换之后，密度接近一致，随后迅速蒸发发生翻滚。
（二）间歇泉事故
间歇泉事故指的是LNG液体在垂直管道中运输的时候受热产生大量气泡，将LNG液体挤出管道喷发的过程，由于事故的现象和泉水相似，所以称之为间歇泉事故。间歇泉事故在LNG加气站中非常少见，主要存在于火箭工程当中。
（三）快速相变
快速相变又称为冷爆炸，这种事故发生的原因主要是LNG液体在泄露之后与水接触发生剧烈的热量交换，导致LNG液体迅速到到沸点蒸发，形成一个蒸汽层。当蒸汽层被破坏之后，就会开始核态沸腾，发生快速的相变，随后产生爆炸。
LNG加气站也很容易发生快速相变事故，所以当LNG加气站发生泄露事故的时候，一定不能用水冲淋，而且当发生暴雨或者是长时间下雨的时候，一定要及时清理出LNG加气站中留存的积水，避免水和LNG液体接触。
四、关键安全技术研究
LNG加气站工作的过程中需要面临许多方面的问题，本文限于篇幅仅对LNG输送管道安全技术进行介绍。由于LNG液体的温度非常低，达到-162℃，所以输送管道必须要能够承受这么低的温度，然后还要能够承受低温带来的管道收缩，最后还要有很好的绝热性能，避免和外界发生热量交换形成两相流。
（一）LNG管道冷收缩补偿
低温的LNG液体在管道内流动的时候，会导致管道发生一定程度的收缩，从而产生相应的收缩应力，当收缩应力过大超过管材屈服强度的时候，管道就不能正常的使用，从而产生故障。所以需要对LNG管道进行冷收缩补偿，减少管道冷收缩应力对管道的影响。管道补偿量与管道材料的线膨胀系数、管道长度、管道计算状态下的温度、管道安装时的温度有关。具体的计算公式为
在计算的时候，当计算温度每下降10℃的时候，每米管道的补偿量增加0.1mm。
同时，在LNG加气站投入使用之前，应该进行预冷，降低储蓄罐和LNG管道的温度，防止在投入使用的时候突然注入低温的LNG液体产生管道的冷收缩。预冷的时候会对LNG管道产生较大的冲击力和冷收缩应力，如果这两个力过大，就会损坏管道的正常结构，造成永久性的破坏。
由于LNG的温度较低，所以在进行补偿的时候不能使用金属波纹管来进行补偿，而是要采用自然补偿或者是方形补偿器来进行补偿。自然补偿就是利用管道自身的弯曲来对冷收缩进行补偿，自然补偿在当前LNG加气站管道补偿中的应用最为广泛。
（二）LNG管道绝热技术
目前我国LNG加气站所采用的绝热管有包覆型绝热管和真空夹层绝热管两种。真空夹层绝热管在LNG输送中应用比较广泛，其内管和外管之间有一个真空层，这个真空层可以防止管道受到辐射的侵害，也能够阻止绝大部分的热交换过程，但是其造价相对也较高。真空夹层绝热管的真空度会随着时间的推移而慢慢降低，一般会在两年之后完全丧失真空性，当真空管出现问题的时候，受到压力的作用，管道泄漏的现象会更加的严重。普通绝热管是目前应用最为广泛，其性能虽然比不上真空绝热管，但是造价低廉且性质稳定，是工业使用的最佳选择。
实际上，在应用的过程中绝热层的应用都是有一个临界半径的。只有当绝热层的外经大于这个临界半径的时候，它才能够发挥出他的绝热作用。临界半径的计算公式为
其中dc为临界绝热半径，λ为材料的导热系数。对通常我们所采用的LNG加气站绝热管道来说，其所用的材料为聚氨酯泡沫，根据他的性质计算可得，其临界绝热半径仅仅为几毫米，所以在实际使用的过程中它都是可以发挥其绝热功能的。
结语
LNG汽车由于其环保、经济性高的特点深受人们喜爱，近年来我国LNG汽车数量大大增加，同时LNG加气站的数量也越来越多，LNG由于其独特的理化性质，在运输和储存的时候会有很大的安全风险，所以LNG加气站的安全管理就显得非常的重要。
参考文献
[1]高钦.LNG加气站安全设计[J].能源与节能，2012（07）：8-9+12.
[2]李美刚，张维明.LNG加气站安全风险及应对措施分析[J].石油化工安全环保技术，2013，29（06）：14-16+7-8.
（作者单位：江门万安管道工程有限公司）
关键词：LNG加气站；安全；技术
近年来，国家大力提倡环保，汽车行业作为重污染行业也在进行着环保改革。LNG汽车燃料作为一种新型环保材料已经被专家和学者研究许久，和柴油、汽油相比，LNG的能量密度更大、熱值更高、储存方便、运输效率高、具有很强的经济效应等优点。想要大规模的使用LNG汽车，必须要建设大量的LNG加气站，LNG加气站占地面积小，对设备的要求更低，但是由于LNG易燃易爆易扩散，所以LNG加气站在进行加气的时候一定要提高安全性，进行科学的安全管理。
一、LNG加气站安全技术现状
安全问题长期以来一直是LNG储存和应用中的核心问题。国内外的专家和学者对LNG安全问题进行了广泛的研究，但是总的来说，国内外学者的研究主要集中在LNG的储存和运输上，对LNG加气站流程、设备和安全技术的研究却比较少。本文就着眼于LNG加气站的加气流程和设备进行研究，对几点LNG加气站的关键安全技术进行分析。
二、LNG加气站流程与设备
LNG加气站是LNG汽车加气的重要场所，主要设备有LNG储蓄罐、槽车、低温潜液泵、加气机、增压器、低温输送管道等。LNG储蓄罐是一种低温的双层绝热式储存装置，用于储存LNG；LNG低温浅液泵是整个LNG加气站的动力装置；增压汽化器在LNG调压中发挥了巨大的作用；加气机能够将LNG储蓄罐中LNG输送到车载储气瓶中。
LNG加气站的主要工作流程有卸车、加气、卸压、调温调压。卸车流程是LNG汽车槽车内的LNG卸到LNG加气站的储蓄罐中；加气流程指的是LNG储蓄罐中的LNG在液压泵的推动下从LNG储蓄罐到LNG汽车当中；卸压流程指的是加气站在运行的过程中，储蓄罐、输送管道、潜液泵在增压之后，LNG经过加气机向汽车输送的过程；调温调压流程指的是改编储蓄罐压力和温度的过程，这是因为LNG汽车使用的LNG必须为饱和液体，所以要通过调温调压来使LNG成为饱和液体。
三、LNG加气站安全事故分析
LNG温度低、易蒸发易燃易爆，当加气站不能提供一个稳定的低温环境时，就很容易发生各种各样的问题。
（一）LNG分层翻滚
LNG翻滚现象是一种发生概率较高的LNG储蓄罐事故，当LNG储蓄罐内的LNG液体剧烈蒸发的时候，就很容易出现这种问题。LNG发生翻滚的根本原因是LNG分层，而分层现象的产生主要有两个原因，热量流入导致LNG液体的温度分布不均匀，随着时间的推逝，会在LNG储蓄罐的外围形成一个热层，从而导致LNG分层，便会发生翻滚。第二个原因是在向LNG储蓄罐内注入新的LNG时，两种液体的性质差异过大，主要是密度和温度的不同，从而分成上下两层，上层的密度小温度低，下层的密度大温度高，当两层液体发生长时间的热交换之后，密度接近一致，随后迅速蒸发发生翻滚。
（二）间歇泉事故
间歇泉事故指的是LNG液体在垂直管道中运输的时候受热产生大量气泡，将LNG液体挤出管道喷发的过程，由于事故的现象和泉水相似，所以称之为间歇泉事故。间歇泉事故在LNG加气站中非常少见，主要存在于火箭工程当中。
（三）快速相变
快速相变又称为冷爆炸，这种事故发生的原因主要是LNG液体在泄露之后与水接触发生剧烈的热量交换，导致LNG液体迅速到到沸点蒸发，形成一个蒸汽层。当蒸汽层被破坏之后，就会开始核态沸腾，发生快速的相变，随后产生爆炸。
LNG加气站也很容易发生快速相变事故，所以当LNG加气站发生泄露事故的时候，一定不能用水冲淋，而且当发生暴雨或者是长时间下雨的时候，一定要及时清理出LNG加气站中留存的积水，避免水和LNG液体接触。
四、关键安全技术研究
LNG加气站工作的过程中需要面临许多方面的问题，本文限于篇幅仅对LNG输送管道安全技术进行介绍。由于LNG液体的温度非常低，达到-162℃，所以输送管道必须要能够承受这么低的温度，然后还要能够承受低温带来的管道收缩，最后还要有很好的绝热性能，避免和外界发生热量交换形成两相流。
（一）LNG管道冷收缩补偿
低温的LNG液体在管道内流动的时候，会导致管道发生一定程度的收缩，从而产生相应的收缩应力，当收缩应力过大超过管材屈服强度的时候，管道就不能正常的使用，从而产生故障。所以需要对LNG管道进行冷收缩补偿，减少管道冷收缩应力对管道的影响。管道补偿量与管道材料的线膨胀系数、管道长度、管道计算状态下的温度、管道安装时的温度有关。具体的计算公式为
在计算的时候，当计算温度每下降10℃的时候，每米管道的补偿量增加0.1mm。
同时，在LNG加气站投入使用之前，应该进行预冷，降低储蓄罐和LNG管道的温度，防止在投入使用的时候突然注入低温的LNG液体产生管道的冷收缩。预冷的时候会对LNG管道产生较大的冲击力和冷收缩应力，如果这两个力过大，就会损坏管道的正常结构，造成永久性的破坏。
由于LNG的温度较低，所以在进行补偿的时候不能使用金属波纹管来进行补偿，而是要采用自然补偿或者是方形补偿器来进行补偿。自然补偿就是利用管道自身的弯曲来对冷收缩进行补偿，自然补偿在当前LNG加气站管道补偿中的应用最为广泛。
（二）LNG管道绝热技术
目前我国LNG加气站所采用的绝热管有包覆型绝热管和真空夹层绝热管两种。真空夹层绝热管在LNG输送中应用比较广泛，其内管和外管之间有一个真空层，这个真空层可以防止管道受到辐射的侵害，也能够阻止绝大部分的热交换过程，但是其造价相对也较高。真空夹层绝热管的真空度会随着时间的推移而慢慢降低，一般会在两年之后完全丧失真空性，当真空管出现问题的时候，受到压力的作用，管道泄漏的现象会更加的严重。普通绝热管是目前应用最为广泛，其性能虽然比不上真空绝热管，但是造价低廉且性质稳定，是工业使用的最佳选择。
实际上，在应用的过程中绝热层的应用都是有一个临界半径的。只有当绝热层的外经大于这个临界半径的时候，它才能够发挥出他的绝热作用。临界半径的计算公式为
其中dc为临界绝热半径，λ为材料的导热系数。对通常我们所采用的LNG加气站绝热管道来说，其所用的材料为聚氨酯泡沫，根据他的性质计算可得，其临界绝热半径仅仅为几毫米，所以在实际使用的过程中它都是可以发挥其绝热功能的。
结语
LNG汽车由于其环保、经济性高的特点深受人们喜爱，近年来我国LNG汽车数量大大增加，同时LNG加气站的数量也越来越多，LNG由于其独特的理化性质，在运输和储存的时候会有很大的安全风险，所以LNG加气站的安全管理就显得非常的重要。
参考文献
[1]高钦.LNG加气站安全设计[J].能源与节能，2012（07）：8-9+12.
[2]李美刚，张维明.LNG加气站安全风险及应对措施分析[J].石油化工安全环保技术，2013，29（06）：14-16+7-8.
（作者单位：江门万安管道工程有限公司）