1、間歇泉現(xiàn)象

間歇泉現(xiàn)象指液體在長的低溫輸送垂直管道中，低溫液體由于受熱汽化產(chǎn)生汽泡，隨著汽泡數(shù)量的不斷增多，將低溫液體擠出管道進(jìn)入儲罐產(chǎn)生噴發(fā)的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象主要存在于低溫液體輸送系統(tǒng)中，尤其在低溫垂直管道與貯存容器連接的管道中，特別是在火箭工業(yè)中經(jīng)常出現(xiàn)，目前對間歇泉現(xiàn)象的研究也主要針對火箭推進(jìn)裝置的低溫輸送系統(tǒng)。對于LNG加氣站內(nèi)的儲罐和管道，由于LNG的低溫性也有可能出現(xiàn)間歇泉現(xiàn)象。

環(huán)境的熱量不斷漏入管道內(nèi)，導(dǎo)致管內(nèi)LNG液體的溫度升高，產(chǎn)生蒸發(fā)氣體。管道內(nèi)的氣體不能及時的上升到液面，隨著熱量的增加，氣體量也逐漸增多，逐漸積聚到一起。積聚到一定程度后，氣體壓力逐漸增大，在管道中逐漸上升，并在儲罐中突然噴發(fā)，在噴發(fā)的同時將管道內(nèi)的液體也推向儲罐內(nèi)。與此同時液體的噴發(fā)排空了管道內(nèi)的氣相空間，lng儲罐內(nèi)的LNG液體便迅速地補(bǔ)充進(jìn)入到管道中，再次重新開始液體受熱蒸發(fā)和汽化的積聚過程，經(jīng)過一段時間以后會再次形成液體噴發(fā)的過程，因?yàn)檫@種過程的具有間歇性而且像噴泉一樣噴發(fā)因此被稱為間歇泉。這種管內(nèi)液體不斷被排空和充注的過程會產(chǎn)生類似水錘的壓力波動。如果間歇泉現(xiàn)象在系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生的話，產(chǎn)生的壓力沖擊波動會對儲罐的管道、閥門造成結(jié)構(gòu)性破壞，同時也使儲罐內(nèi)的LNG的蒸發(fā)量顯著上升。

間歇泉和水擊現(xiàn)象的發(fā)生主要是LNG儲罐底部管道及其附件熱量漏入導(dǎo)致管內(nèi)LNG受熱汽化造成的，在LNG的儲罐充注過程中也有可能出現(xiàn)流動過程中的間歇泉。所以在設(shè)計(jì)和建設(shè)中需要管道和儲罐具有較好的絕熱性能。

2、急冷和液擊現(xiàn)象

急冷是指管道或設(shè)備在短時間內(nèi)迅速降溫的現(xiàn)象。由于LNG加氣站運(yùn)行的間歇性在系統(tǒng)運(yùn)行后突然啟動加氣或者卸氣的過程中，特別是首次運(yùn)行啟動可能會發(fā)生急冷現(xiàn)象。急冷現(xiàn)象會在管道的頂部和底部形成溫度變化梯度，使兩個支架間的管道發(fā)生撓曲現(xiàn)象，由于撓曲應(yīng)力較大，管道存在斷裂的危險(xiǎn)。

由于LNG汽車加氣的間歇性，加氣站內(nèi)的設(shè)備反復(fù)開停，閥門或者泵的開啟或者關(guān)停使得管道內(nèi)的液體流速突然發(fā)生變化，有時甚至是激烈的變化，液體的動量也發(fā)生改變，管道內(nèi)的壓強(qiáng)迅速上升或下降，同時會伴有液體錘擊的聲音，這種現(xiàn)象叫做液擊(或者稱水擊)。液擊會造成管道內(nèi)壓力的劇烈變化，壓力突然升高，嚴(yán)重時可導(dǎo)致管道爆裂，而迅速降壓造成管內(nèi)負(fù)壓，則會使管道失穩(wěn)，引起管道振動。

急冷和液擊現(xiàn)象發(fā)生的原因一是LNG的低溫特性和液體特征，二是LNG加氣站的間歇性運(yùn)行特點(diǎn)。

為防止急冷和水擊現(xiàn)象的發(fā)生，在設(shè)計(jì)中要考慮到由管道內(nèi)介質(zhì)的低溫特性造成的管道的冷收縮，設(shè)置合理的管道補(bǔ)償方式；加氣站在運(yùn)行之前一定要進(jìn)行設(shè)備和管道的預(yù)冷；運(yùn)行過程中，泵和閥門等設(shè)備的開啟和關(guān)閉速度一定不能過快，建議采用行程較長的閥門，例如低溫截止閥，防止壓力的突然升降。

3、快速相變(冷)

快速相變是指LNG在泄露遇到水的情況下，由于LNG的密度比水的密度小，LNG會在水面之上；起初LNG溫度非常低(約-162℃)，兩者為溫差達(dá)1750C。于是兩者之間發(fā)生強(qiáng)烈的傳熱過程，因?yàn)榇鬁夭钍沟媒佑|面處液體劇烈蒸發(fā)，在水面和LNG之間形成一層蒸汽層，這更加劇了換熱的強(qiáng)度。如果蒸汽層遭到破壞，則會進(jìn)入核態(tài)沸騰傳熱狀態(tài)，因此LNG迅速被加熱并發(fā)生快速相變。同時氣體的劇烈蒸發(fā)導(dǎo)致接觸面的壓力逐漸升高，從而引發(fā)冷現(xiàn)象。

國外已經(jīng)有幾起快速相變事故發(fā)生，例如1973年5月英國Canvery一艘LNG運(yùn)輸船卸液時，出液管LNG泄漏流進(jìn)其中一個有LNG儲罐的碼頭，遇到了積存的雨水，發(fā)生了，所幸只損壞了臨近大樓的一扇窗戶；印度尼西亞Badak一套LNG液化作用的裝置在1992年12月的一次啟動時發(fā)生了泄漏，但是系統(tǒng)仍然繼續(xù)液化工作，由于系統(tǒng)中有為降低LNG蒸發(fā)氣而設(shè)置的保護(hù)水幕，導(dǎo)致在裝置啟動11小時后，在附近的排水道里發(fā)生了快速相變事故，排水道和鄰近管道都被損壞，未造成人員傷亡。由此看出，快速相變可導(dǎo)致嚴(yán)重的后果，對設(shè)備及周圍環(huán)境造成損壞，因此在設(shè)計(jì)時需要考慮該事故的發(fā)生。

LNG快速相變發(fā)生的直接原因是LNG的泄露和泄露液體所接觸到的環(huán)境，因此當(dāng)LNG加氣站發(fā)生大量LNG泄露后，嚴(yán)禁用水噴淋，而且應(yīng)該經(jīng)常對LNG加氣站的環(huán)境進(jìn)行清理，及時清理站內(nèi)的積水等。

4、lng儲罐的低溫?fù)p害

由LNG的低溫性對人體造成的損害可以分為三類：低溫凍傷、低溫麻醉和窒息。操作人員在直接接觸LNG低溫設(shè)備或者LNG發(fā)生泄漏時，皮膚表面會粘在低溫物體表面上，人的皮膚及皮膚以下組織被凍結(jié)，很容易撕裂，并留下傷口。如果人體長時間處在-10℃下，則會有低溫麻醉的危險(xiǎn)。LNG泄露后，如果人吸入低溫的LNG蒸汽，短時間內(nèi)會呼吸不暢，長時間吸入冷氣體的話就會有嚴(yán)重的后果。隨著LNG的泄露，空氣中的氧含量也在不斷減少，當(dāng)大氣中的氧含量低于18%時，則會造成操作人員出現(xiàn)窒息的癥狀，若長時間處于高濃度LNG，氧含量低于6%的環(huán)境下可能會使人呼吸停止，甚至死亡。

LNG對人體造成低溫傷害的主要來源一是低溫設(shè)備的絕熱效果不好，設(shè)備表面溫度過低；二是加氣站內(nèi)發(fā)生LNG泄漏，導(dǎo)致人類直接與LNG接觸，并吸入過冷氣體；三是操作人員在操作時沒有采取低溫防護(hù)措施，造成了本可以避免的損害。

為防止LNG對人體造成損害，操作人員在操作過程中應(yīng)與低溫設(shè)備保持一定的距離，避免直接接觸低溫設(shè)備表面；穿好低溫防護(hù)服、佩戴好防護(hù)用具：為避免由泄露LNG對人體造成傷害，應(yīng)該經(jīng)常檢查LNG加氣站內(nèi)容易發(fā)生泄露的環(huán)節(jié)，比如閥門、焊縫和連接管道等。