1. Überblick

Als kohlenstoffarme und saubere Energiequelle vereint Flüssigerdgas (LNG) Umweltschutz und Wirtschaftlichkeit. LNG hat sich zur Haupt- oder Übergangsgasquelle für Städte entwickelt, die derzeit keinen Zugang zu Erdgasleitungen haben, und dient gleichzeitig als ergänzende oder Spitzenlastgasquelle für viele Städte, die bereits Erdgasleitungen nutzen. LNG-Vergasungsanlagen sind Satellitenstationen zur Annahme, Speicherung und Verteilung von LNG und fungieren gleichzeitig als Zwischenstation für Städte oder Gasunternehmen, um LNG vom Hersteller zum Verbraucher zu transportieren. Dank kurzer Bauzeiten und der Fähigkeit, den Gasbedarf schnell zu decken, … LNG-Vergasungsanlagen In vielen kleinen und mittelgroßen Städten an der Südostküste meines Landes mit entwickelten Volkswirtschaften und Energieknappheit wurden nach und nach Gasversorgungsanlagen errichtet, die entweder als dauerhafte Gasversorgungseinrichtungen oder als Übergangslösung bis zum Anschluss an Pipeline-Erdgas dienen.

Der Prozessdesignumfang einer LNG-Vergasungsanlage umfasst die LNG-Entladung, die Druckbeaufschlagung des Speichers, die Vergasungserhitzung, die BOG-Behandlung und die sichere Entladung. Druckregelung und -dosierung, Odorierung usw. Die LNG-Entladeverbindung, d.h. verflüssigtes Erdgas Flüssigerdgas (LNG) wird in Tankcontainern gelagert, per Tankwagen zur Vergasungsanlage transportiert und dort mittels eines Entladeverdichters auf der Entladeplattform unter Druck gesetzt. Durch den entstehenden Druckunterschied gelangt das LNG in den Tieftemperatur-Speichertank. Da die LNG-Entladung kontinuierlich über einen bestimmten Zeitraum erfolgt und Fahrer, Passagiere, Stationspersonal usw. involviert, was eng mit dem sicheren Betrieb der Vergasungsanlage zusammenhängt, sollte der Sicherheitsaspekt der LNG-Tanker-Entladestelle bei der Planung von den meisten Ingenieuren und Planern mit großer Sorgfalt berücksichtigt werden.

2 LNG-Gefahrenanalyse

2.1 Physikalische und chemische Eigenschaften von LNG

Die Lagertemperatur von LNG liegt üblicherweise zwischen 166 °C und 157 °C, die Dichte zwischen 430 kg/m³ und 470 kg/m³. Da LNG ein flüssiger, kryogener, leichter Kohlenwasserstoff ist, kondensiert der in der Luft enthaltene Wasserdampf an Stellen, an denen Leckagen oder Überläufe auftreten, und bildet weiße Dampfwolken. Beim Lagern und Transportieren von LNG entsteht durch Wärmeverlust Verdampfungsgas (BOG). Dessen Zusammensetzung hängt von der Zusammensetzung des flüssigen LNG ab. Im Allgemeinen enthält das Verdampfungsgas 20 % Stickstoff, 80 % Methan und Spuren von Ethan. Der Stickstoffgehalt kann bis zum 20-Fachen des Stickstoffgehalts im flüssigen LNG betragen.

Flüssigerdgas (LNG) ist brennbar und explosiv. Bei einer niedrigen Temperatur von 162 °C liegt sein Verbrennungsgrad zwischen 6 % und 13 Vol.-%. Die Zündtemperatur von LNG ändert sich mit der Zusammensetzung; ein erhöhter Anteil an schweren Kohlenwasserstoffen führt zur Zündung. Bei sinkender Temperatur und unter Atmosphärendruck beträgt die Zündtemperatur von reinem Methan 650 °C.

Unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen verdampft LNG und geht in den gasförmigen Zustand über – Erdgas. Erdgas ist ein Mehrkomponentengemisch, dessen Hauptbestandteil Alkane sind. Es enthält geringe Mengen an Kohlendioxid, Stickstoff und Wasserdampf sowie Spuren von Helium, Argon und anderen Edelgasen. Gemäß der Brandschutzklassifizierung des „Code for Fire Protection of Petroleum and Natural Gas Engineering Design“ (Richtlinien für den Brandschutz im Erdöl- und Erdgasbau) fällt Erdgas in die Brandgefahrenklassen A und B.

2.2 Gefahren von LNG

Beim Entladen eines LNG-Tankers kann es im Falle eines Unfalls zu einem LNG-Leck kommen. Das LNG diffundiert in die Umgebung unter normalen Temperatur- und Druckbedingungen und geht dann in den gasförmigen Zustand über. Daher müssen die Gefahren von Erdgas und LNG bei der Konstruktion berücksichtigt werden.

(1) Brennbar und explosiv. Erdgas ist ein brennbares und explosives Gas, das beim Austreten in die Atmosphäre ein explosives Gemisch bilden kann und ab einer Temperatur von 550 °C brennt. Bei hohen Temperaturen steigt der Innendruck des Behälters, wodurch die Gefahr von Rissen und Explosionen besteht. Die Explosionsgrenze von Erdgas liegt zwischen 5 % und 15 %. Tritt Erdgas aus Behältern oder Rohrleitungen in die Atmosphäre aus, so kommt es bei Erreichen der Explosionsgrenze zu einer Verbrennung oder Explosion, sobald es auf eine Zündquelle trifft. Liegt die Erdgaskonzentration unterhalb der unteren Grenze, kommt es bei Kontakt mit einer Zündquelle weder zu einer Explosion noch zu einer Verbrennung. Ist die Erdgaskonzentration hoch genug, um die obere Grenze zu erreichen, kommt es bei Kontakt mit einer Zündquelle zwar nicht zu einer Explosion, kann aber brennen.

(2) Leichte Diffusion. Erdgas ist flüchtig und hat eine geringere Dichte als Luft, daher kann es sich nach einem Leck nicht leicht in tiefer gelegenen Gebieten halten und besitzt eine starke Diffusionsfähigkeit.

(3) Toxizität. Erdgas ist ein farb- und geruchloses Kohlenwasserstoffgemisch, das als ungiftig gilt. Langfristige Exposition kann jedoch ein Neurasthenie-Syndrom auslösen. Methan ist ein geschlechtsspezifisches, erstickendes Gas. Bei zu hoher Konzentration kann der Sauerstoffgehalt der Luft stark reduziert werden, was zum Ersticken führen kann. Ab einem Methangehalt von 25 bis 30 % in der Luft können Kopfschmerzen, Schwindel, Müdigkeit, Konzentrationsschwierigkeiten usw. auftreten.

(4) Wärmeausdehnung. Erdgas dehnt sich mit steigender Temperatur aus. Wird die Pipeline Sonnenlicht ausgesetzt oder befindet sie sich in der Nähe einer Hochtemperatur-Wärmequelle, dehnt sich das Erdgas aufgrund der Wärme aus. Dies führt zu einem Anstieg des Innendrucks in der Pipeline und einer weiteren Ausdehnung, was zu Beschädigungen des Behälters und zum Austritt von Erdgas führen kann.

(5) Niedrige Temperatur und Unterkühlung von LNG. Die Lagertemperatur von LNG beträgt -162 °C. Nach einem Leck kann der austretende kalte Dampfstrahl dazu führen, dass Materialien, die damit in Kontakt kommen, spröde oder brüchig werden oder Kälteschrumpfung verursachen. Dies kann zu Schäden an Rohren, Schweißnähten und Rohrverbindungsstücken sowie zu Leckagen führen. Unterkühlte Flüssigkeit oder Gas kann Verbrennungen, Erfrierungen und andere Gefahren für den menschlichen Körper verursachen.

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