lng—液化天然氣站消防設(shè)計探討

1、LNG—液化天然氣站消防設(shè)計探討1概述LNG—液化天然氣的縮寫，按照美國國家標(biāo)準(zhǔn)NFPA59A定義為：一種基本上是甲烷構(gòu)成的液態(tài)流體，含有微量的乙烷、丙烷、氮或通常在天然氣中存在的其他成分。天然氣主要來源于氣田和油井伴生氣，通常是作為燃料使用。由于其液化儲運技術(shù)要求較高，所以國內(nèi)一直是近距離管道輸送，資源浪費嚴(yán)重。發(fā)達(dá)國家很早就將天然氣進(jìn)行液化儲運，應(yīng)用于生活、工業(yè)、汽車燃?xì)獾雀鱾€行業(yè)。1999年上海引進(jìn)法國工藝技術(shù)建成了第一個LNG站

2、，作為城市燃?xì)獾膫溆脷庠础?000年淄博引進(jìn)日本技術(shù)建設(shè)了LNG氣化站，主要供應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)用氣。由于目前我國未出臺LNG站消防設(shè)計規(guī)范，筆者結(jié)合淄博LNG站消防設(shè)計審查經(jīng)驗，提出一點淺見，供同行及設(shè)計人員參考。2設(shè)計依據(jù)探討21目前國內(nèi)相關(guān)規(guī)范①《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》(1999年修訂版)GB50160—92②《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》(1998年版)GB50028—93⑧《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(1997年修訂版)GBn687④《建筑防雷設(shè)計

3、規(guī)范》GB5005794⑤《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058—92⑥《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范)2BJl40—90⑦《火災(zāi)自動報警系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》》GB50116—98⑧《石油化工企業(yè)可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計規(guī)范》SH3004—199922國外有關(guān)規(guī)范①美國國家標(biāo)準(zhǔn)NFPA59A《液化天然氣(LNG)生產(chǎn)、儲存和裝卸標(biāo)準(zhǔn)》(1996年版)②日本部頒標(biāo)準(zhǔn)KHK—4《一般高壓瓦斯保安法則》(平成6年修訂版)23適用規(guī)范探

4、討由于目前國家尚未出臺LNG站消防設(shè)計規(guī)范或標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)對以上列出的有關(guān)規(guī)范的適用性作如下分析：《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》(1998年版)(以下簡稱《燃規(guī)》)第102條規(guī)定：本規(guī)范適用于新建、擴建或改建的城鎮(zhèn)燃?xì)夤こ毯脱b置設(shè)計。另據(jù)《燃規(guī)》名詞解釋，城鎮(zhèn)燃?xì)馐侵阜媳疽?guī)范燃?xì)赓|(zhì)量要求的，供給居民生活、公共建筑和工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)作燃料用的，公用性質(zhì)的燃?xì)?。一般包括天然氣、液化石油氣和人工煤氣?！度家?guī)》第六章對液化石油氣儲運供應(yīng)做了明確規(guī)定，但對液化天然

5、氣未作說明?！妒突て髽I(yè)設(shè)計防火規(guī)范》(1999年修訂版)(以下簡稱《石化規(guī)》)第102條規(guī)定：本規(guī)范適用于以石油、天然氣及其產(chǎn)品為原料的石油化工新建、擴建或改建工程的防火設(shè)計?！妒?guī)》對液化烴的儲運設(shè)計做了明確規(guī)定。另據(jù)《石化規(guī)》名詞解釋，液化烴指的是15℃時蒸汽壓大于0.1MPa的烴類液體及其他類似的液體。應(yīng)包括液化天然氣。淄博新建LNG站屬液化天然氣氣化、供氣站，向周圍企業(yè)、居民提供工業(yè)與民用天然氣，應(yīng)屬城鎮(zhèn)燃?xì)夥秶?，但《燃?guī)

6、》對液化天然氣儲運供應(yīng)設(shè)計未作規(guī)定。本著無明確規(guī)范執(zhí)行相近規(guī)范的原則，可執(zhí)行《石化規(guī)》。該工程LNG儲罐儲存條件為0.3MPa(絕)、一145℃，按照《燃規(guī)》規(guī)定應(yīng)屬于“半冷凍式儲罐”。但《石化規(guī)》把液化烴儲罐分為兩類：“全壓力式儲罐”和“全冷凍式儲罐”，沒有“半冷凍式儲罐”。為此，設(shè)計組專門向《石化規(guī)》國家標(biāo)準(zhǔn)管理組進(jìn)行了請示，得到明確答復(fù)：“液化烴半冷凍式儲罐可參照《石化規(guī)》對液化烴全壓力式儲罐的要求進(jìn)行防火設(shè)計”。綜上所述，淄博新

7、建LNG站工程的消防設(shè)計主要依據(jù)《石化規(guī)》有關(guān)條款，其他專業(yè)規(guī)范均參照執(zhí)行。美國、日本規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)對LNG站的儲罐、電器儀表、工藝設(shè)施、安全消防均作了詳細(xì)規(guī)定，雖不能作為設(shè)計依據(jù)，但可以借鑒參考。3火災(zāi)危險性分析31LNG火災(zāi)危險性分析防火間距、消防車道及防火防爆要求。42建筑結(jié)構(gòu)(耐火等級)站內(nèi)建構(gòu)物均應(yīng)按《建筑設(shè)計防火規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計，其耐火等級、層數(shù)、長度、占地面積、防火間距、防爆及安全疏散均按規(guī)范要求進(jìn)行設(shè)計；建構(gòu)筑物墻、樓板、柱、梁

8、、吊頂?shù)倪x材和結(jié)構(gòu)均需要滿足規(guī)范規(guī)定的強度、耐火、防爆要求。建構(gòu)筑物及重要設(shè)備的聯(lián)合平臺，均應(yīng)設(shè)置兩個以上的安全疏散口；生產(chǎn)裝置內(nèi)的承重鋼框架、支座、裙座、管架等按規(guī)范要求涂覆耐火層保護(hù)，耐火層的耐火極限不低于1.5小時。由于LNG的特殊性質(zhì)，站內(nèi)建構(gòu)筑物及重要設(shè)備支架除應(yīng)滿足相應(yīng)的耐火等級外，還要滿足抗冷性能。特別是儲罐基礎(chǔ)、防火堤及擋液堤必須能承受145℃以下的低溫。43工藝裝置裝置均設(shè)計成密閉系統(tǒng)，在控制的操作條件下使被加工的物料

9、保持在由設(shè)備和管道組成的密閉系統(tǒng)內(nèi)。在裝置的進(jìn)出口總管上設(shè)置緊急切斷閥，以杜絕引起火災(zāi)爆炸的可能性。44儲運設(shè)施儲運設(shè)施的設(shè)計均嚴(yán)格按照《石化規(guī)》有關(guān)要求執(zhí)行。441儲罐安全措施在儲罐的液相管上設(shè)緊急切斷閥，每個儲罐兩個，以便在裝置發(fā)生意外時切斷儲罐與外界的通道，防止儲罐內(nèi)的LNG泄漏。儲罐內(nèi)罐設(shè)安全放空閥，連通火炬；外罐設(shè)泄壓設(shè)施，放空氣體引至高點排放。442管道安全措施在液相管道的兩個切斷閥之間設(shè)置安全閥，一旦兩個切斷閥關(guān)閉，管道內(nèi)

10、的液體受熱氣化時，安全閥自動起跳，以防超壓造成事故。氣相總管上設(shè)緊急放空裝置，一旦有誤操作或設(shè)備超壓，安全閥起跳，以保護(hù)氣相管道的安全。443泄漏處置措施根據(jù)LNG的特殊性質(zhì)，LNG的泄漏處置是最重要的設(shè)施。美國國家標(biāo)準(zhǔn)NFPA59A《液化天然氣(LNG)生產(chǎn)、儲存和裝卸標(biāo)準(zhǔn)》明確提出：LNG站內(nèi)應(yīng)按規(guī)范要求設(shè)置攔截區(qū)，服務(wù)于LNG儲灌區(qū)、裝卸區(qū)和生產(chǎn)工藝區(qū)。且LNG和可燃制冷劑、儲罐防護(hù)堤、攔截墻和泄流系統(tǒng)必須采用壓實土、混凝土、金屬

11、等耐低溫材料建造。儲罐周圍設(shè)置防護(hù)堤，高度1米，儲罐與防護(hù)堤的間距按照儲罐液位高度減去防護(hù)堤高度計算。在儲罐防火堤內(nèi)設(shè)置LNG導(dǎo)流溝和集液池，以防泄漏的LNG接觸其他儲罐基礎(chǔ)。卸車臺處另設(shè)一集液池，用來收集卸車過程中泄漏的LNG。所有集液池內(nèi)的LNG均應(yīng)采取可靠的保護(hù)措施，使其安全氣化，避免造成危險。444安全放散站內(nèi)設(shè)專用放空火炬，高30～40米，LNG儲罐、BOG儲罐、工藝管道及各生產(chǎn)工段的超壓泄放氣體均引入火炬，避免在站內(nèi)形成爆炸

12、性混合物。45電氣儀表4，51火災(zāi)探測及DCS聯(lián)動系統(tǒng)DCS為自動監(jiān)視控制系統(tǒng)，有異常發(fā)生時及時報警并通過ESD(緊急停車)快速切斷使各部設(shè)備處于安全狀態(tài)。在儲罐區(qū)、氣化區(qū)、卸車臺等可能產(chǎn)生天然氣泄漏的區(qū)域均設(shè)置可燃?xì)怏w濃度監(jiān)測報警裝置，在儲罐、氣化器等關(guān)鍵設(shè)備的適當(dāng)部位安裝火災(zāi)探測器；在控制室設(shè)有集中報警控制系統(tǒng)，一旦有氣體泄漏或發(fā)生火災(zāi)，能夠及早發(fā)現(xiàn)并采取措施。另外站內(nèi)還設(shè)有一套先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)，能監(jiān)控各裝置設(shè)備的工藝參數(shù)(溫度、壓力