天然氣是當今世界能源的重要組成部分，它與煤炭、石油并稱為世界能源的三大支柱。它在我國調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的歷史進程中扮演著越來越重要的角色。雖然我國具有豐富的天然氣資源，然而隨著國民經(jīng)濟的高速增長，西氣東輸工程向東南沿海提供的天然氣已遠遠不能滿足需要了，為了切實解決我國東南沿海地區(qū)快速發(fā)展給能源帶來的巨大需求和沉重壓力，也為了適應電力企業(yè)、城鎮(zhèn)燃氣等諸多方面的發(fā)展，在我國東南沿海經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)進口液化天然氣(LING)既是大勢所趨，也是不爭的事實。液化天然氣作為一種清潔、高效優(yōu)質(zhì)的能源，成為我國乃至世界能源供應增長速度最快的領(lǐng)域，這是因為LING除了可用作工業(yè)燃料和化工原料外，還可用作民用燃料，尤其在城市配氣系統(tǒng)中作為調(diào)峰的手段，能充分保證城市安全、平穩(wěn)的供氣。這就使得我國迅速成為跨人LNG進ISl大國的行列.。為此，對LING特有的物理現(xiàn)象加以分析，了解LING的快速相態(tài)轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的危害及預防措施，旨在加強LNG的安全開發(fā)和利用，達到促進我國LING儲運事業(yè)發(fā)展的目的。
1、 LNG特有的物理現(xiàn)象
LING是一種以CH4為主要組分的無色、無嗅液體，它除了具有低溫、可燃等固有特性外，還具有下列物理特性。
1．1 滾騰現(xiàn)象
當不同成分的超低溫液體共同儲存在同一個儲罐中，由于吸熱與蒸發(fā)作用，可能會形成不同密度的兩層液體，此現(xiàn)象稱為層化現(xiàn)象，這些液體再繼續(xù)受到吸熱與蒸發(fā)的運作，兩個液層之間就自發(fā)地進行傳質(zhì)傳熱，同時在液層表面進行蒸發(fā)。當兩層液體的密度接近平衡點即相等時，就會發(fā)生上下劇烈對流與混合，并在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量氣體，這就是滾騰。其危害是儲罐內(nèi)壓力急劇地變化，導致設備超壓，以及罐體受到損害等。
1．2 快速相態(tài)轉(zhuǎn)變(rapid．phase．transition)
當LING泄漏流進水中時，產(chǎn)生強烈的對流傳熱，以致在一定的面積內(nèi)蒸發(fā)速度保持不變，隨著LING流動，泄漏面積逐漸擴大，直到氣體蒸發(fā)量等于漏出液體所能產(chǎn)生的氣體量。如LNG槽船發(fā)生意外事故時，可導致LING泄漏流進水中；又如LNG接收終端的主要設備之一，浸沒燃燒式汽化器的內(nèi)部泄漏可導致LNG／水相接觸。在某一條件下，這種接觸可使LING蒸發(fā)速度劇增，此時就會發(fā)生被稱為快速相態(tài)轉(zhuǎn)變(RPT)的現(xiàn)象，RPT現(xiàn)象具備爆炸的特，由此產(chǎn)生的爆炸威力可導致嚴重事故的發(fā)生。
2、快速相態(tài)轉(zhuǎn)變的危害
當LNG泄漏剛開始蒸發(fā)時，產(chǎn)生的氣體溫度接近液體溫度，其密度大于環(huán)境空氣密度，沿地面形成一個流動層，并從環(huán)境中吸收熱量，同時將周圍的環(huán)境空氣冷卻，當溫度上升約一80~C時，蒸氣與空氣的混合物在溫度逐漸上升以及擴散的過程中，形成了密度小于空氣的云團，然后，LNG再進一步與空氣混合直至完全氣化。在此過程中，如果遇到潛在的火源，就會十分危險。再者，LNG泄漏入水中產(chǎn)生的RPT后果較嚴重，尤其是在一個狹窄且密集的安裝有很多設備的區(qū)域或建筑物內(nèi)，云團內(nèi)部有可能形成較高的爆炸壓力波，從而對設備或建筑物構(gòu)成威脅。如1973年5月，在英國的坎維依(Canvey)，一艘LNG槽船正進行卸液操作時，位于出口管線上的一個長為10 cm的破裂膜片破裂了。LNG泄漏流進一個存有LNG儲罐的碼頭，那里由于陣雨而積存了雨水，于是響起了三聲爆炸聲，所幸只是鄰近大樓的一扇窗戶被損壞了。又如，1995年lO月在法國Montoir終端接收站，位于一套開架式海水汽化器頂部高壓閥的盤根盒處出現(xiàn)了泄漏。海水在汽化器管束的外側(cè)由上而下流動，泄漏的高壓LNG流進海水收集池中與水接觸了。在幾聲沉悶的砰砰聲響過后，緊接著發(fā)生了一次RPT，造成了環(huán)繞著汽化器的波紋狀塑膠結(jié)構(gòu)的損壞。所以快速相態(tài)轉(zhuǎn)變可導致嚴重的局部的損壞，不但能造成設備結(jié)構(gòu)整體性的喪失，而且還會傷及鄰近的工廠或建筑物。因此，RPT現(xiàn)象是LNG設施安全生產(chǎn)的組成部分，也是從設計階段就必須予以考慮的一個重要環(huán)節(jié)。
