撬裝式LNG汽車加氣站安全設(shè)計_圖文

1、撬裝式LNG汽車加氣站安全設(shè)計0  引言    LNG加氣站建設(shè)是保證LNG汽車正常運行的基本前提，單燃料LNG汽車的發(fā)展更要求配套加氣站與之同步發(fā)展。為加快加氣站的建設(shè)和降低建站成本，國內(nèi)外正大力推廣建設(shè)移動撬裝式LNG 加氣站。它是采用撬裝式集成技術(shù)將加氣站的儲存裝置、加注系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等都盡可能集成在一個撬裝底座上形成一個閉環(huán)控制的整體設(shè)備。該類裝置不依賴天然氣管網(wǎng)及氣源，占地面積小、集成化程度高、技術(shù)先進、安全可靠、投資小、建站周期短、易操作和搬遷，機動靈活，集撬裝移動的方便性和LNG運輸及使用的優(yōu)勢于一體。這種加氣站不須單獨建站，可以設(shè)在現(xiàn)有的

2、加油站或CNG加氣站里，能在較短的時間內(nèi)以較少的投資迅速形成加氣網(wǎng)絡(luò)，特別適合在城市內(nèi)建設(shè)推廣1-6。但是撬裝式LNG加氣站對安全具有特殊要求，所以改進其安全設(shè)計，對于保證其高度集成化與撬裝移動性具有重要意義。    1  撬裝式LNG加氣站危險性分析    LNG燃料是一種密度小、易燃易爆且擴散性極強的液體，屬甲類火災(zāi)危險品，其性質(zhì)與液體甲烷相似，若處理不當(dāng)，極易發(fā)生事故。撬裝式LNG加氣站的危險性主要包括： LNG燃料為低溫液體，一旦發(fā)生泄漏，會造成材料性能下降，導(dǎo)致更嚴重的事故，并極易造成人員被低溫灼傷的事故； 在充裝

3、LNG過程中，進入同一設(shè)備及管路的LNG會由于密度和成分的差異引起分層，導(dǎo)致LNG突然大量蒸發(fā)，壓力驟升。若壓力超過設(shè)備的極限承壓能力，就會造成設(shè)備損壞和介質(zhì)泄漏，甚至爆炸；LNG氣化與空氣混合會形成爆炸性混合物，如果存在著火源，則極易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。同時，氣體燃燒產(chǎn)生的輻射熱會對工作人員及裝置造成極大危害； 天然氣雖然毒性小，但泄漏后可能會造成人員窒息等人身傷亡事故； 撬裝式LNG加氣站由于其高度集成化的特點，發(fā)生事故時損壞程度深。    由此可見，撬裝式LNG加氣站的安全問題至關(guān)重要，在設(shè)計制造和操作過程中，必須明確有關(guān)危險源，根據(jù)相關(guān)標準和運行管理經(jīng)驗對其

4、安全性進行全面把關(guān)，從而使之達到較高的安全水平。    2  撬裝式LNG加氣站的安全設(shè)計    2.1  建站安全設(shè)計    站址的選擇和分布應(yīng)符合城市和區(qū)域道路交通規(guī)劃，以及安全防火、環(huán)境保護、方便使用的要求，不應(yīng)設(shè)在供電、通信線路的下方。在主城區(qū)內(nèi)所建的加氣站，應(yīng)靠近交通干道或車輛出入方便的次要干道上；郊區(qū)所建的加氣站宜靠近公路或主城區(qū)的交通出入口附近。    撬裝式LNG加氣站的LNG儲罐、加氣機與站外建、構(gòu)筑物或設(shè)施間的防火間距應(yīng)符合表1的規(guī)定，

5、LNG儲罐與明火、散發(fā)火花地點和站內(nèi)建、構(gòu)筑物間的防火間距應(yīng)符合表2的規(guī)定。與CNG加氣站或加油站合建的LNG 加氣站安全距離的確定應(yīng)按GB50156的要求執(zhí)行，若其他可燃性或危險性液體可能浸入加氣站，應(yīng)采取有效的防護措施7-10。     2.2  LNG槽車卸液安全設(shè)計    對于撬裝式LNG加氣站而言，其氣源主要依靠槽車供應(yīng)，因此LNG 槽車卸液過程相當(dāng)重要。在LNG槽車卸液設(shè)計中應(yīng)注意以下幾點： 必須采用密閉卸液方式； 在卸液管線的兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置切斷閥，當(dāng)LNG儲罐的儲存容量超過7.6 m3時，應(yīng)在卸液口設(shè)置

6、液相止回閥，以防止液體回流； 應(yīng)設(shè)置放空和吹掃接頭，集中放散放空及吹掃氣體； 在卸液過程中應(yīng)關(guān)閉運輸車輛發(fā)動機。    2.3  加氣站管路系統(tǒng)安全設(shè)計    LNG燃料管道作為撬裝式LNG加氣站的輸運通道，由于其輸運介質(zhì)為低溫流體。因此，在設(shè)計管道及其支撐結(jié)構(gòu)時應(yīng)考慮到溫度變化及大溫差對材料性能的要求，其保溫材料必須具有良好的防水、隔熱、阻燃功能，并對支撐結(jié)構(gòu)采取隔熱措施，以防止結(jié)冰或支撐鋼材脆化等。為防止由于閥與閥之間隔離開的各液體管段或低溫氣體管段出現(xiàn)超壓現(xiàn)象，應(yīng)在各管段上設(shè)置管線安全閥，以防止管道超壓造成事故，放散氣

7、體需要進行集中放散處理。管線泄壓安全裝置的設(shè)置應(yīng)能最大程度地降低對管線或管件造成破壞的可能性。應(yīng)正確設(shè)置管線安全閥排出方向，以減少對人員和其他設(shè)備的危害。    撬裝式LNG加氣站的所有管道及管件的設(shè)計壓力應(yīng)為加氣站最高工作壓力的1.5倍以上，安全閥起跳壓力為其1.051.10倍。設(shè)計溫度低于-20的管線應(yīng)選用奧氏體不銹鋼材質(zhì)及LNG專用低溫閥門。低溫管道系統(tǒng)中儲罐出口至泵的液相管道應(yīng)采用真空絕熱管道，其余液相管道在條件允許的情況下應(yīng)盡量采用真空絕熱管道。    2.4  LNG儲罐安全性設(shè)計  

8、0; LNG儲罐作為撬裝式LNG加氣站的存儲設(shè)備，在安全設(shè)計中應(yīng)考慮以下幾點6：    1） 為保證儲罐及其連接部件在低溫條件下能夠正常工作，其罐體材料必須采用抗低溫材料。暴露在外的儲罐隔熱層應(yīng)具有防火、防水、阻燃、阻蒸汽的性能，且在消防水的沖擊力作用下不會移動。2） 儲罐內(nèi)外筒之間填充的不可燃隔熱材料不僅要適應(yīng)LNG及冷蒸汽的低溫環(huán)境，而且當(dāng)外筒遇火災(zāi)事故時，還要確保內(nèi)筒材料的導(dǎo)熱性能穩(wěn)定。     3） 合理設(shè)計、配置安全閥等附件，除與安全閥、檢測儀表連接的管路外，其他所有輸運介質(zhì)為天然氣（液相或氣相）的管路應(yīng)設(shè)有能夠自動關(guān)閉的緊

9、急切斷閥。當(dāng)出現(xiàn)火災(zāi)或接觸明火、LNG儲罐泄漏時，上述緊急切斷閥應(yīng)能就地或在遠距離處實現(xiàn)自動或手動關(guān)閉。    4） 為避免罐內(nèi)形成空氣與天然氣的混合物導(dǎo)致事故，儲罐在首次充注LNG之前或停止使用內(nèi)部檢修后，需要進行惰化處理。    5） 應(yīng)避免LNG充注過量、液體受熱膨脹造成液位超高，以及罐內(nèi)壓力達到安全閥啟動值時液體淹沒安全閥進口。    6） 分析地震、風(fēng)災(zāi)、雪災(zāi)等自然災(zāi)害發(fā)生的可能性，在設(shè)計時考慮儲罐抵御風(fēng)雪載荷和地震載荷的能力。    2.5  消防系統(tǒng)安

10、全設(shè)計    1） 對所有LNG加氣設(shè)施都應(yīng)采取相應(yīng)的防火措施進行保護。在選擇采用何種防火措施時應(yīng)考慮以下因素：應(yīng)對LNG著火、泄漏及溢出等事故的監(jiān)測和控制設(shè)備的配備；使汽車、設(shè)備及其結(jié)構(gòu)設(shè)施免受明火影響所需的方法；用于緊急事故關(guān)閉的工藝流程技術(shù)；啟動緊急事故處理系統(tǒng)自動運行所需元件及其安裝位置；出現(xiàn)緊急事故時，設(shè)備專管人員的職責(zé)和可達性、外部反應(yīng)人員的可達性；事故處理人員所需防護裝備和應(yīng)接受的專門訓(xùn)練。此外，不得采用瀝青敷設(shè)站內(nèi)場地地坪和道路路面，宜采用不產(chǎn)生火花的材料敷設(shè)路面。    2） 消防水系統(tǒng)。單獨的LNG加氣站或LNG加

11、氣站與CNG加氣站或加油站合建時可以不設(shè)消防水系統(tǒng)； LNG 加氣站與LPG 加氣站合建時應(yīng)遵循GB50156的規(guī)定設(shè)置消防水系統(tǒng)。    3） 滅火設(shè)施。加氣站內(nèi)滅火設(shè)施的設(shè)置應(yīng)符合GB50183的有關(guān)規(guī)定，對于所有可能發(fā)生的突發(fā)事件均須準備好相應(yīng)的應(yīng)對方案，滅火器材配置應(yīng)符合下列規(guī)定11-12：每兩臺加氣機應(yīng)配置不少于1只8kg 手提式干粉滅火器或兩只4 kg 手提式干粉滅火器，加氣機不足2臺時按2臺計；LNG儲罐應(yīng)配置35 kg推車式干粉滅火器2個；加氣站應(yīng)配置滅火毯5塊，沙子2 m3；站內(nèi)其余建、構(gòu)筑物的滅火器材應(yīng)按GB50140的規(guī)定配置；滅火器材應(yīng)指定

12、專人按照設(shè)備使用說明進行維護。    4） 報警系統(tǒng)及警告標志。報警系統(tǒng)在撬裝式LNG加氣站中必不可少，除了安裝天然氣泄漏監(jiān)測設(shè)施和有關(guān)連鎖裝置外，還應(yīng)安裝可燃氣體超限報警、儲罐液位超限報警、儲罐壓力超限報警、系統(tǒng)安保提示報警、LNG 泵抽空報警、LNG 泵超壓報警、停電報警、控制柜超溫報警、控制閥故障報警等系統(tǒng)。    所有LNG加氣設(shè)施應(yīng)設(shè)有字體高度不低于15 cm、白底紅字的警告標志，如禁止吸煙、關(guān)閉馬達、禁止明火、注意低溫可燃性液體等。    2.6  其他安全注意事項 

13、60;  1） 合理選擇與防爆區(qū)域等級相適應(yīng)的電氣設(shè)備，確保站區(qū)供電系統(tǒng)的安全可靠性及站內(nèi)的消防用電及通信設(shè)施正常工作。同時，消防控制系統(tǒng)、消防水泵等主要用電設(shè)備還應(yīng)備有備用電源，站內(nèi)工藝裝置及輔助設(shè)施上均應(yīng)安裝避雷裝置。    2） 應(yīng)采取通風(fēng)措施，使站內(nèi)危險氣體聚積所存在的潛在危害性降到最低，并設(shè)置專用放空管路，將各處放空氣體均引至該專用放空管路后集中進行排放，避免在站內(nèi)形成爆炸性混合物。    3） 對工作人員進行定期培訓(xùn)，使其了解LNG特性及可能產(chǎn)生的危害和影響，了解防護用品的作用及正確使用方法，熟悉應(yīng)急事故處理預(yù)案7。    3 結(jié)束語    為加快加氣站的建設(shè)和降低建站成本，國內(nèi)外正大力研究并推廣建設(shè)移動撬裝式LNG