1. نظرة عامة

باعتباره مصدراً للطاقة النظيفة ومنخفضة الكربون، يتميز الغاز الطبيعي المسال (LNG) بميزتين أساسيتين: حماية البيئة والاقتصاد. وقد أصبح الغاز الطبيعي المسال المصدر الرئيسي أو مصدراً انتقالياً للغاز في المدن التي لا تستطيع حالياً استخدام خطوط أنابيب الغاز لتزويدها، كما أنه يُعدّ مصدراً إضافياً أو مصدراً لتخفيف ذروة الطلب في العديد من المدن التي تستخدم خطوط أنابيب الغاز لتزويدها. وتُعتبر محطة تحويل الغاز الطبيعي المسال محطة فرعية لاستقبال وتخزين وتوزيع الغاز الطبيعي المسال، كما أنها محطة وسيطة لشركات الغاز لنقل الغاز من المصانع إلى المستهلكين. وبفضل مزاياها المتمثلة في قصر مدة الإنشاء وقدرتها على تلبية احتياجات سوق الغاز بسرعة، محطات تحويل الغاز الطبيعي المسال إلى غاز تم بناء هذه المنشآت تدريجياً في العديد من المدن الصغيرة والمتوسطة الحجم على الساحل الجنوبي الشرقي لبلدي، وهي مدن ذات اقتصادات متطورة وتعاني من نقص في الطاقة، لتصبح مرافق دائمة لإمدادات الغاز أو مرافق انتقالية قبل وصول الغاز الطبيعي عبر خطوط الأنابيب.

يشمل نطاق تصميم عملية محطة تغويز الغاز الطبيعي المسال تفريغ الغاز الطبيعي المسال، وضغط التخزين، وتسخين التغويز، ومعالجة غاز التبخر، والتفريغ الآمن. تنظيم وقياس الضغط، والروائح، وما إلى ذلك. وصلة تفريغ الغاز الطبيعي المسال، أي الغاز الطبيعي المسال يُخزَّن الغاز الطبيعي المسال في خزانات، ويُنقل إلى محطة التغويز بواسطة شاحنات صهريجية، ويُضغط بواسطة شاحن التفريغ على منصة التفريغ، ثم يُنقل إلى خزان تخزين الغاز الطبيعي المسال ذي درجة الحرارة المنخفضة بفعل فرق الضغط. ونظرًا لأن عملية تفريغ الغاز الطبيعي المسال تتم بشكل مستمر خلال فترة زمنية محددة، وتشمل السائقين والركاب وموظفي إدارة المحطة، وما إلى ذلك، وهو ما يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالتشغيل الآمن لمحطة التغويز، فإن اعتبارات السلامة في نقطة تفريغ شاحنات الغاز الطبيعي المسال في التصميم يجب أن تحظى باهتمام كافٍ من معظم المصممين الهندسيين.

2 تحليل مخاطر الغاز الطبيعي المسال

2.1 الخصائص الفيزيائية والكيميائية للغاز الطبيعي المسال

تتراوح درجة حرارة تخزين الغاز الطبيعي المسال عادةً بين 157 و166 درجة مئوية، وكثافته بين 430 و470 كجم/م³. ولأن الغاز الطبيعي المسال عبارة عن هيدروكربون خفيف مبرد، فإن بخار الماء الموجود في الهواء ينطلق في أماكن التسرب أو الفائض، ويتكثف مكونًا سحبًا بيضاء. وخلال عملية تخزين ونقل الغاز الطبيعي المسال، يتولد غاز التبخر (BOG) نتيجةً لتسرب الحرارة، ويعتمد تركيبه على تركيب السائل. عمومًا، يحتوي غاز التبخر على 20% نيتروجين، و80% ميثان، وكمية ضئيلة من الإيثان. وقد يصل محتوى النيتروجين فيه إلى 20 ضعف محتواه في سائل الغاز الطبيعي المسال.

يتميز الغاز الطبيعي المسال بخصائص قابلة للاشتعال والانفجار. عند درجة حرارة منخفضة تبلغ 162 درجة مئوية، تتراوح نسبة احتراقه بين 6% و13% من حيث الحجم. تتغير درجة حرارة اشتعال الغاز الطبيعي المسال بتغير مكوناته، حيث يؤدي ازدياد محتوى الهيدروكربونات الثقيلة إلى اشتعاله. أما عند انخفاض درجة الحرارة، وتحت الضغط الجوي، فتبلغ درجة حرارة اشتعال الميثان النقي 650 درجة مئوية.

في ظل الظروف العادية من درجة الحرارة والضغط، يتحول الغاز الطبيعي المسال إلى غاز، أي إلى الحالة الغازية. يتكون الغاز الطبيعي من خليط متعدد المكونات، مكونه الرئيسي هو الألكانات، ويحتوي على كميات ضئيلة من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين وبخار الماء، بالإضافة إلى آثار من الهيليوم والأرجون وغازات نادرة أخرى. ووفقًا لتصنيف مخاطر الحريق الوارد في "قانون الحماية من الحرائق في تصميم هندسة البترول والغاز الطبيعي"، فإن مستوى مخاطر الحريق للغاز الطبيعي هو الفئة أ والفئة ب.

2.2 مخاطر الغاز الطبيعي المسال

أثناء عملية تفريغ ناقلة الغاز الطبيعي المسال، في حال وقوع حادث، يتسرب الغاز وينتشر في بيئة الضغط والحرارة الطبيعية، ثم يتحول إلى الحالة الغازية. لذا، ينبغي مراعاة مخاطر الغاز الطبيعي والغاز الطبيعي المسال في التصميم الهندسي.

(1) قابل للاشتعال والانفجار. يُعد الغاز الطبيعي غازًا قابلًا للاشتعال والانفجار، ويمكن أن يُشكّل خليطًا متفجرًا عند تسربه إلى الهواء، ويشتعل عند بلوغ درجة الحرارة 550 درجة مئوية. في حالة ارتفاع درجة الحرارة، يزداد الضغط الداخلي للحاوية، مما يُعرّضها لخطر التصدع والانفجار. يتراوح حد الانفجار للغاز الطبيعي بين 5% و15%. يتسرب الغاز الطبيعي من الحاويات وخطوط الأنابيب إلى الغلاف الجوي. عندما يصل تركيزه إلى حد الانفجار، فإنه يحترق أو ينفجر عند ملامسته لمصدر حريق. عندما يكون تركيز الغاز الطبيعي أقل من الحد الأدنى، فإنه لا يحترق ولا ينفجر عند ملامسته لمصدر حريق. أما عندما يكون تركيز الغاز الطبيعي مرتفعًا، وعند بلوغه الحد الأعلى، فإنه لا ينفجر عند ملامسته لمصدر حريق، ولكنه قد يحترق.

(2) سهولة الانتشار. الغاز الطبيعي متطاير وأقل كثافة من الهواء، لذلك ليس من السهل أن يبقى في الأماكن المنخفضة بعد التسرب، وله قدرة انتشار قوية.

(3) السمية. الغاز الطبيعي خليط هيدروكربوني عديم اللون والرائحة وغير سام، لكن التعرض له لفترات طويلة قد يُسبب متلازمة الوهن العصبي. الميثان غاز خانق يصيب الجنس فقط. عندما يرتفع تركيزه بشكل كبير، ينخفض ​​محتوى الأكسجين في الهواء بشكل ملحوظ، مما يُسبب الاختناق. عندما يصل تركيز الميثان في الهواء إلى 25% إلى 30%، قد يُسبب الصداع، والدوخة، والإرهاق، وصعوبة التركيز، وغيرها.

(4) التمدد الحراري. يتمدد حجم الغاز الطبيعي مع ارتفاع درجة الحرارة. فعندما يتعرض خط الأنابيب لأشعة الشمس أو يكون بالقرب من مصدر حرارة مرتفع، يتمدد الغاز الطبيعي بفعل الحرارة والتمدد، مما يؤدي إلى زيادة الضغط الداخلي لخط الأنابيب وتمدده، وبالتالي تلف الخزان وتسرب الغاز الطبيعي.

(5) انخفاض درجة الحرارة والتبريد الفائق للغاز الطبيعي المسال. تبلغ درجة حرارة تخزين الغاز الطبيعي المسال -162 درجة مئوية. بعد حدوث التسرب، يتسبب تيار الغاز أو سحابة البخار البارد في جعل بعض المواد الملامسة له هشة أو قابلة للكسر، أو في انكماشها بفعل البرودة، مما يؤدي إلى تلف الأنابيب واللحامات ووصلات الأنابيب وحدوث التسرب. كما يتسبب السائل أو الغاز فائق التبريد في حروق ناتجة عن درجات حرارة منخفضة، وقضمة الصقيع، وغيرها من المخاطر على جسم الإنسان.

اتصل بنا:

شركة سيتشوان هينغتشونغ لمعدات الأتمتة المحدودة

www.rtgastreat.com

بريد إلكتروني: sales01@rtgastreat.com

الهاتف/واتساب: +86 138 8076 0589