LNGガス化プラント設計におけるLNGタンカーの荷揚げ(1)

1. 概要

低炭素でクリーンなエネルギーである液化天然ガス(略称LNG)は、環境保護と経済性という二重の特性を持っています。LNGは、現在パイプライン天然ガスを使用してガスを供給できない都市にとって主要なガス源または移行ガス源となっており、パイプライン天然ガスを使用してガスを供給している多くの都市にとっても補助ガス源またはピークカットガス源となっています。LNGガス化ステーションは、LNGの受け入れ、貯蔵、分配を行う衛星ステーションであり、都市やガス会社が製造業者からユーザーへLNGを移送するための中間調整場所でもあります。建設期間が短く、ガス市場のニーズに迅速に対応できるという利点があります。 LNGガス化プラント 我が国の経済発展とエネルギー不足に悩む南東沿岸部の多くの中小都市では、パイプライン天然ガスの到来前に恒久的なガス供給施設または移行施設として、徐々に建設されてきた。ガス供給施設。

LNGガス化ステーションのプロセス設計範囲には、LNGの荷揚げ、貯蔵加圧、ガス化加熱、BOG処理、安全排出、 圧力調整と計測臭気添加など。LNG荷揚げリンク、つまり、 液化天然ガス LNGはタンクコンテナに貯蔵され、道路タンカーでガス化ステーションに輸送され、荷降ろしプラットフォーム上の荷降ろしスーパーチャージャーで加圧され、圧力差によって低温LNG貯蔵タンクに送られます。LNGの荷降ろしは一定期間連続して行われ、運転手や乗客、ステーション管理者などが関与し、ガス化ステーションの安全な運用に密接に関係するため、設計におけるLNGタンカーの荷降ろし地点の安全性の考慮は、ほとんどのエンジニアリング設計者の注意を十分に喚起する必要があります。

2. LNGの危険性分析

2.1 LNGの物理的および化学的性質

LNGの貯蔵温度は通常166℃~157℃、密度は430kg/m3~470kg/m3です。LNGは液体の極低温軽質炭化水素であるため、漏洩や溢流が発生した場所では空気中の水蒸気が放出され、凝縮して白い蒸気雲を生成します。LNGの貯蔵および移送の過程では、熱漏洩後にBOGガスが発生します。その組成は液体の組成に依存します。一般的に、ボイルオフガスは窒素20%、メタン80%、微量のエタンを含みます。窒素含有量はLNG液体の窒素含有量の20倍に達することがあります。

LNGは可燃性と爆発性を持つ。162℃の低温下では、体積比で6%から13%の範囲で燃焼する。LNGの発火温度は成分の変化によって変化し、重質炭化水素の含有量が増加すると発火しやすくなる。温度が低下すると、大気圧下では純粋なメタンの発火温度は650℃となる。

常温常圧下では、LNGは気化して天然ガスという気体状になります。天然ガスは多成分混合物であり、主成分はアルカンで、少量の二酸化炭素、窒素、水蒸気、そして微量のヘリウム、アルゴン、その他の希ガスを含みます。「石油・天然ガス工学設計防火基準」の火災危険度分類によると、天然ガスの火災危険度はA級およびB級です。

2.2 LNGの危険性

LNGタンカーの荷揚げ工程において、事故が発生するとLNGが漏洩し、常温常圧環境に拡散して気体となる。したがって、天然ガスおよびLNGの危険性は、設計段階において考慮する必要がある。

(1)可燃性・爆発性。天然ガスは可燃性・爆発性のガスであり、空気中に漏れると爆発性混合物を形成し、温度が550℃に達すると燃焼します。高温の場合、容器内の圧力が上昇し、亀裂や爆発の危険があります。天然ガスの爆発限界は5%〜15%です。容器やパイプライン内の天然ガスが大気中に漏れると、その濃度が爆発限界に達すると、火源に接触した際に燃焼または爆発します。天然ガスの濃度が下限値より低い場合、火源に接触しても爆発も燃焼もしません。天然ガスの濃度が高く上限値に達すると、火源に接触しても爆発はしませんが、燃焼する可能性があります。

(2)拡散しやすい。天然ガスは揮発性があり、空気よりも密度が低いため、漏洩後も低い場所に留まりにくく、拡散性が高い。

(3)毒性。天然ガスは無色無臭で無毒な炭化水素混合物ですが、長期暴露により神経衰弱症候群を引き起こす可能性があります。メタンは「単性窒息性」ガスです。濃度が高すぎると、空気中の酸素含有量が著しく減少し、窒息を引き起こす可能性があります。空気中のメタンが25%〜30%に達すると、頭痛、めまい、疲労、集中力の低下などを引き起こす可能性があります。

(4)熱膨張。天然ガスの体積は温度の上昇とともに膨張します。パイプラインが日光にさらされたり、高温の熱源に近づいたりすると、天然ガスは熱膨張により膨張し、パイプラインの内部圧力が上昇・膨張して、容器の損傷や天然ガスの漏洩を引き起こします。

(5)LNGの低温と過冷却。LNGの貯蔵温度は-162℃です。漏洩が発生すると、噴流や冷たい蒸気雲が接触する一部の物質を脆くしたり、もろくしたり、低温収縮させたりして、パイプ、溶接部、配管継手に損傷を与え、漏洩を引き起こします。過冷却された液体またはガスは、低温火傷、凍傷、その他の人体への危険を引き起こします。

LNGプラント

 

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投稿日時:2022年9月10日