lng小型站安全设计

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1、LNG小型站安全设计引言随着全球经济的迅速增长和能源需求的不断扩大，各国均有LPG的经营活动，且LPG供气范围很大。但是相比较而言，液化天然气因具有在公路、铁路、船舶上高效运输；用途广，可作为车用燃料、发电燃料、民用及工业燃料、化工原料；供气设施建设投资少、见效快、方式灵活等特点[1]，无疑给世界LNG工业的发展提供了良好的契机。我国虽然是资源大国，但由于本土天然气资源有限，再加以战略角度的考虑，使得发展LNG进口项目，建设LNG小型站，弥补天然气的不足成为目前国内城市燃气行业较为关注的焦点。1LNG危险性分析液化天然气(LNG，LiquefiedNat

2、uralGas)是由天然气转变的另一种能源形式[2]。由于LNG96%以上都是甲烷，所以它和液体甲烷性质基本类似，LNG的常压沸点是－162℃，液体密度为430kg／m3，汽化潜热为510.25kJ／m3。汽化后的气体常压密度是0.688kg／m3，与空气混合能形成爆炸性混合物，爆炸下限为3.6%～6.5%，爆炸上限为13%～17%[3]。LNG小型站内的生产介质主要是天然气、液化天然气等物质，若处理不当，极易发生火灾和爆炸等各类事故。从生产介质的特性角度出发，具体说来主要有：(1)在某些LNG设备中，由于其组分和密度差异引起分层，导致LNG突然大量蒸发

3、，压力骤升。若压力超过设备的极限承压能力时，会造成设备的损坏和危险介质泄漏，甚至爆炸。(2)LNG的储存和操作都是在低温下进行的。因此，一旦发生泄漏，低温会造成材料性能下降，导致更加严重的事故，并对人体造成严重伤害。(3)虽然天然气毒性较小，但其中通常含有82%～98%的甲烷。一旦泄漏，会使空气中的氧气减少，造成人体缺氧窒息等人身伤亡事故。(4)空气－天然气混合物的爆炸极限范围非常窄。如果存在外部火源(火星，火焰等)，极易发生着火燃烧，甚至爆炸。同时，气体燃烧产生的热辐射会对人身及装置造成极大危害。可见，对于LNG系统来说，安全是至关重要的。在设计过程中

4、，必须通过危险分析及评估，确定与LNG装置有关的危险，根据相关的标准和运行管理经验，对小型站的安全设计全面把关，把人身和财产的损失风险降到最低，使整个装置达到一个较高的安全水平。2LNG小型站安全设计2.1概述目前，我国仍未颁布针对城市燃气LNG小型站设计的强制性规范。在已经建设或正在进行的LNG站项目中，通常是专业人员借鉴国外的标准和国内外的管理经验，结合工程实际情况进行设计和施工。常用的国外标准主要有美国国家标准《液化天然气(LNG)生产、储存和装卸标准》、日本部颁标准《一般高压瓦斯保安法则》等，国内标准主要有《石油化工企业设计防火规范》、《城镇燃气

5、设计规范》、《建筑灭火器配置设计规范》、《火灾自动报警系统设计规范》等。为便于讨论，我们将液化天然气事故划分为两类[4]。第一类是当危险介质泄漏、溢出时，没有遇到着火源，没有发生火灾，即“无火灾紧急事故”；另一类是泄漏时遇到着火源，立刻引起火灾；或溢出的液化气体扩散到一定范围后，遇着火源发生燃烧爆炸，引起大面积火灾，即“有火灾紧急事故”。2.2无火灾紧急事故及其安全对策针对无火灾事故，各个主要设备所采取的安全措施有[5]：(1)LNG储灌材料性能包覆在储罐外层而外露的隔热层应具有防火、阻燃、阻蒸汽、防水的性能，且在消防水的冲击下不会移动，有足够的牢度。储

6、罐内筒与外筒之间应填充与LNG和天然气性能适应的不可燃隔热材料。储灌材料应能适应低温性能要求，在LNG及其冷蒸汽温度下仍能正常工作。安全间距LNG储罐之间的最小安全距离按下表1确定。表1储罐、用地线与储罐之间的距离动火设备和其他火源到任何围堰区或储罐排放系统的距离至少是15m。充装容积LNG贮罐设计有一个最高液位限定值，用于防止液面过高，从溢出管排出。在充注LNG时，应考虑到液体受热后的体积膨胀而出现液位超高的情况。如果充注的LNG相对于储存压力来说，是已经膨胀了的LNG，则可以充注到最高液位，反之则应留有适当的空间给液体膨胀。净化处理贮罐在首次充注LN

7、G之前，或需要进行内部检修停止使用以后，要进行惰化处理。目的是要用惰性气体将贮罐内的空气或天然气置换出来，避免形成天然气与空气的混合物。阀门配置在没有其它有效措施防止分层现象出现时，要求贮罐的进液系统设有顶部进液阀和底部进液阀，当充注液体与贮罐中原有液体热物性有差异时，通过不同部位的输送，使液体均匀，减少液体分层的可能性。另外，也可以采用机械搅动或进口喷射，来达到均匀混合的目的。应配有压力控制装置，使罐内的压力在允许范围之内。设置足够的压力安全阀，防止储罐超压；设置真空安全阀，判断罐内是否出现真空，预防贮罐出现负压；并在压力安全阀和真空安全阀与罐体之间还

8、需设置有一个手动开关的截止阀，以便安全阀的检修。在每个储罐的液相管上设两个紧急切