Прежде чем проводить анализ пожарной опасности сжиженного природного газа, приведем общепринятое определение. Природным сжиженным газом принято считать газ, искусственно сжиженный путём охлаждения до минус 160 °C для удобства хранения или транспортировки. Для хозяйственного применения преобразуется в газообразное состояние на специальных регазификационных терминалах. Сжиженный природный газ представляет собой жидкость без запаха и цвета, плотностью 0,41−0,5 кг/л в зависимости от температуры, давления, и содержания высших алканов (плотность чистого метана при температуре кипения − 0,41 кг/л, при повышении давления и понижении температуры плотность растет, примеси высших алканов также повышают плотность). Не является токсичным продуктом. Температура кипения −158…−163 °C. Современный сжиженный природный газ состоит на 85−95 % из метана, а в остальные 5 % входят этан, пропан, бутан, азот. Нижняя граница теплоты сгорания − 50 116 кДж/кг, или 20 МДж/л. В процессе обработки природный газ очищают от воды, диоксида серы, диоксида углерода. При горении паров выделяются диоксид углерода (углекислый газ, CO2) и водяной пар.
Для более четкого понимания работы производства данной отрасли, на рисунках 1 и 2 представлены исторические этапы развития производства сжиженного природного газа.
Рис. 1 Исторические этапы развития производства СПГ
Рис. 2 Исторические этапы развития производства СПГ
Начиная с 1990-х годов, появляются различные проекты использования сжиженного природного газа в качестве моторного топлива на водном, железнодорожном и даже автомобильном транспорте, чаще всего с использованием переоборудованных газодизельных двигателей. До этого основной формой метанового топлива для транспорта всегда был компримированный (сжатый) природный газ.
На судах сжиженный природный газ как основной вид топлива используется как на грузовых, так и на пассажирских перевозках. В качестве примеров можно привести следующие суда:
- Контейнеровоз ISLA BELLA, который, в вою очередь, стал первым грузовым судном и был спущен на воду 18 апреля 2015 года (Рисунок 3).
- Круизный лайнер AIDANOVA, который, в вою очередь, стал первым пассажирским круизным лайнером на сжиженном топливе и был спущен на воду 21 августа 2018 года (Рисунок 4).
Рис. 3 Контейнеровоз ISLA BELLA
Рис. 4 Круизный лайнер AIDANOVA
Что касается нашей страны, то Российской Федерации выпускается тепловоз ТЭМ 19, работающий на сжиженном природном газе, представленный на рисунке 5. В США и Европе появляются проекты по переводу грузового автомобильного транспорта на сжиженный природный газ.
Рис. 5 Тепловоз ТЭМ 19
Разрабатываются ракетные двигатели, использующие в качестве топлива сжиженный природный газ и жидкий кислород, которые имеют ряд преимуществ.
Учитывая объемы производства и перевалки, сжиженный природный газ крайне опасное с пожарной точки зрения вещество. И проблема не столько в высокой удельной теплоте сгорания, сколько в том, что это криогенная жидкость. Температура его кипения соответствует интервала от -158 до -163 °C. Если происходит разгерметизация резервуара сжиженного природного газа, и он проливается в воду, после чего происходит мгновенное испарение сжиженного газа. Проблема в том, что вода с температурой даже +4 ºС очень горячая относительно температуры кипения сжиженного природного газа и превышает ее на 160 ºС.
Ежегодно в мире в результате аварийных пожаров и катастроф на объектах топливно-энергетического комплекса, и особенно при транспортировке сжиженных природных газов, гибнет от нескольких сотен до нескольких тысяч человек. Число пострадавших исчисляется несколькими десятками тысяч человек. Все это происходит на фоне резкой интенсификации процесса подготовки и осуществления добычи, потребления, хранения и транспортировки сжиженного природного газа, особенно в Российской Федерации и США, в связи с попыткой этих стран ликвидировать отставание в экспорте сжиженного горючего газа среди мировых экспортеров.
В завершение статьи еще раз следует отметить признаки, характеризующие пожарную опасность технологического процесса сжижения природного газа, к которым относятся:
- Высокая пожарная нагрузка.
- Высокое давление технологической среды в аппаратах и трубопроводах.
- Криогенные температуры.
- Сложность тушения.
- Повышенная опасность аварийных ситуаций.
- Углеводородный режим пожара.
При ликвидации аварий на объектах производства и транспортировки сжиженного природного газа, необходимо учитывать все особенности системы предотвращения пожаров на объектах производства природного газа в целом.
Список литературы
- Федеральный закон от 21 декабря 1994 года № 69-ФЗ «О пожарной безопасности» (с последними изменениями и дополнениями 2022 года).
- Федеральный закон от 22 июля 2008 года № 123-ФЗ «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности» (с последними изменениями и дополнениями 2022 года).
- Гайнуллин Ф. Г., Гриценко А. И., Васильев Ю. Н., Золотаревский Л. С. Природный газ как моторное топливо на транспорте. — М.: Издательство «НЕДРА», 1986.
- В. С. Вовк, А. И. Новиков, А. И. Глаголев, Ю. Н. Орлов, В. К. Бычков, Д. А. Удалов «Мировая индустрия и рынки сжиженного природного газа: прогнозное моделирование». — М.: Издательство «Газпром экспо», 2009
- Майорец М., Симонов К. Сжиженный газ — будущее мировой энергетики. — М.: Альпина Паблишер, 2013. — 360 с. — ISBN 978-5-9614-4403-2.
