液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運2

SafetyDesign0fLNGVapOrizingStationZHUChang-wei‘．MAGuo—guang~．LIGang~(1．SouthwestPetroleumUnivenity，Chengdu610500，China；2．CNOOCGasPipeliningc0．，Ltd．，Haikou570105，China)關鍵詞：液化天然氣；氣化站；儲罐；安全Keywords：LNG；vaponzlngstatlpn；storagetank；safetyAbstract：Thehazard0fLNGandthecurrentdevelopmentstatusofLNGvaporizingstationinChi—naareintroducedbriefly．ThesafetydesignofLNGvaporizingstationisdiscussedinaspects0fdesignstandards，generalarrangement，impoundingarea，storagetanks，vaponzer，LNGtransmissionpipeline，firecontrolands00n．1概述1．1LNG的危險性①低溫的危險性：LNG的儲存和操作都存低溫下進行，一旦發(fā)生泄漏，會使相關沒備脆性斷裂和遇冷收縮，從而破壞設備，引發(fā)事故。并且，低溫LNG能凍傷操作人員。②火災危險性：天然氣與空氣混合能形成爆炸性混合氣體，爆炸極限(體積分數)為5％～15％。如果存在火源，極易著火燃燒，甚至爆炸。③對人體的危害：雖然LNG蒸氣無毒，但是如果吸進純的LNG蒸氣，人會迅速失去知覺，幾分鐘后死亡；當大氣中氧的含量逐漸減少時，工作人員可能警覺不到而慢慢地窒息。1．2我國LNG氣化站的發(fā)展現狀2001年，中原油田建成了我國第一座生產型的LNG裝置，淄博LNG氣化站同時建成投產，揭開了中國LNG供氣的序幕。目前國內已建成使用的LNG氣化站逾30座。隨著新疆廣匯LNG廠于2004年投產，以及廣東沿海LNG接收終端的建成投產，LNG供應在我國將形成南、中、西的供應格局。加之LNG氣化工程的關鍵設備如低溫儲罐、氣化器、低溫閥門及運輸設備的國產化，可以預見，在未來5年我國將會迎來LNG氣化站建設的高峰。2LNG氣化站的安全設計2．1設計標準設計時日可參考的國外標準主要有美國的NF—PA59A《液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝卸標準》、NFPA57《LNG汽車燃料系統(tǒng)》等；國內標準有：GB50028--2006《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》；GB50183--2004《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》，《建筑設計防火規(guī)范》等。2．2總平面布置LNG氣化站總平面布置設計要合理地確定站內各作業(yè)區(qū)和設備的位置，以確保氣化站有一個安全的環(huán)境。對于LNG的溢出，總希望能夠預測LNG蒸氣量與溢出距離和溢出時間的函數關系，這樣可以通過溢出的流量和時間來預測可能產生危險的區(qū)域。NFPA59A已經對氣化站邊界線以外的人身和財產的影響做了明確的安全要求，這些要求限制了在邊界線的熱輻射量?，F在各種計算機軟件能夠模擬CNG儲存設施周圍的火災輻射和氣體擴散濃度，例如LNGFIRE(LNG燃燒的熱輻射模型)和DE—GAIS(氣體擴散濃度程序)。2．3圍堰區(qū)圍堰區(qū)是指用混凝土、金屬等耐低溫材料在LNG儲罐周圍建造的堤防、防護墻或排液系統(tǒng)所圍成的區(qū)域。LNG儲罐周圍必須沒置圍堰區(qū)，以將儲罐發(fā)生事故時對周圍設施造成的危險降低到最小程度。2．4LNG儲罐LNG儲罐按結構形式可分為地下儲罐、地上金屬儲罐和金屬一預應力混凝土儲罐3類，地上LNG儲罐又分為金屬子母儲罐和金屬單罐2種。LNG氣化站采用何種儲罐，主要取決于其儲存量。儲存量為1200～5000m3時可采用金屬子母儲罐帶壓儲存和常壓罐儲存。儲存量為1200m3以下的城市LNG氣化站，基本采用金屬單罐帶壓儲存。①LNG儲罐的安全措施a．為保證儲罐及連接部件在LNG及其冷蒸氣下能正常工作，儲罐材料必須滿足低溫性能要求。暴露的儲罐隔熱層應防火、防水、阻燃、阻LNG蒸氣，并且在消防水的沖擊力作用下不會移動。b．儲罐之間需要有適當的凈距便于設備的安裝、檢查和維護。NFPA59A中的表2．2．4．1明確規(guī)定了LNG儲罐之間的最小凈距和布置要求。c．儲罐的液相管上安裝緊急切斷閥，發(fā)生意外事故時切斷儲罐與外界的連通，防止儲罐內的LNG泄漏。每臺儲罐應設2套相互獨立的液位測量裝置，在選擇測量裝置時應考慮密度的變化。在儲罐真空層設壓力儀表，用于測量真空層的絕對壓力。d。儲罐應當設置一個高液位報警器，使操作人員有足夠的時間停止進料。儲罐應設置高液位進料切斷裝置，它應與全部的控制計量儀表分開設置。e．為了避免儲罐內形成空氣與天然氣的混合氣導致事故，儲罐在首次使用或停止使用進行內部檢修時，要進行惰化處理。f根據地質、氣象等資料，分析發(fā)生地震、風災、雪災等自然災害的可能性及其特征，考慮儲罐的抗震和抵御風雪載荷的能力。②LNG渦旋現象的預防渦旋現象(Rollover)，也稱翻滾，通常出現在多組分的液化天然氣中，是由于向已裝有LNG的低溫儲罐內充注新的LNG，或由于LNG中的氮優(yōu)先蒸發(fā)而使儲罐內的液體發(fā)生分層而引起。在已有的一些研究中，對該問題的解釋是：密度較大的液體積聚在儲罐底部，而密度較小的液體處于儲罐頂部，底部液體因受到上面液體重力的作用，壓力高于上部液體，對應的蒸發(fā)溫度相應提高，且底部LNG具有一定的過冷度，蒸發(fā)速度較上部液體慢。外界熱量總是不斷由外向內傳遞，底部液體獲得熱量，其溫度升高，密度減小，當底部液體密度小于上部液體密度時，分層平衡將被破壞，形成渦旋現象，引起液體蒸發(fā)率劇增。計算機模型已經發(fā)展到能夠預測渦旋發(fā)生的時間、分層和氣體釋放率，然而，渦旋發(fā)生時氣體釋放率的峰值很難精確預測。因此，為避免渦旋的發(fā)生，在設計時預防非常必要。可以通過測量LNG儲罐內垂直方向上的溫度和密度來確定是否存在分層，當分層液體之間的溫差>O．2K，密度差>O．5kg／m。時，一般認為發(fā)生了分層。防止發(fā)生渦旋現象的方法有：a．將不同產地、不同氣源的LNG分開儲存，可避免因密度差而引起的分層。b．根據需儲存的LNG與儲罐內原有LNG的密度差異，選擇正確的充注方式。c．使用混合噴嘴和多孔管向儲罐中充注LNG。d．檢測LNG的蒸發(fā)速度，LNG分層會抑制LNG的蒸發(fā)速度，使出現渦旋前的蒸發(fā)速度比通常情況下的蒸發(fā)速度低。③儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率能較為直觀地反映儲罐在使用時的絕熱性能，其定義為低溫絕熱壓力容器在裝有大于有效容積的1／2的低溫液體時，靜止達到熱平衡后，24h內自然蒸發(fā)損失的低溫液體質量和容器有效容積下低溫液體質量的比值。LNG氣化站多采用50m3，及100m3帶壓LNG儲罐，文獻[5、6]對其靜態(tài)蒸發(fā)率的要求見表1。國家現行標準中沒有給出LNG儲罐蒸發(fā)率的上限標準，設計時可以參考液氮的標準。表1立式和臥式低溫絕熱容器的靜態(tài)蒸發(fā)率Tab．1Staticevaporationrateofverticalandhorizontal．液氮靜態(tài)蒸發(fā)率上限絕熱形式容積固定罐移動罐罐式集裝箱高真空500150O1500.240多層絕熱100O．095500.3500.2400.380真空粉末1000.2502.5氣化器LNG氣化器按其熱源的不同，可分為加熱氣化器、環(huán)境氣化器和工藝氣化器，其安全設計主要考慮以下因素：(1)除非導熱介質不可燃，否則氣化器及其熱源與其他任何火源之間的水平凈距至少為15m，整體加熱氣化器到圍墻的水平凈距至少為30M。(2)氣化器到LNG、可燃制冷劑或可燃氣體儲罐的水平凈距至少為15m，到控制大樓、辦公室、車間等有人的重要建筑物的水平凈距至少為15m。(3)站內布置多臺加熱氣化器時，各氣化器之間的水平凈距至少為1．5m。(4)安裝在距LNG儲罐15m之內的任何環(huán)境氣化器或加熱氣化器，均應在液體管道上設置自動切斷閥，此閥應設置在距離氣化器至少3m處。(5)每臺氣化器應提供一種距氣化器至少15M的切斷熱源的方式。(6)為防止泄漏的LNG進入備用氣化器，可安裝2個進口閥門，并采取安全措施排空積存在兩個閥門之間的LNG和蒸發(fā)氣體。(7)應設置恰當的自動化設備，以避免LNG及其蒸氣在異常情況下進入輸配系統(tǒng)。2．6LNG輸送管道在進行LNG管道設計中，不僅要考慮低溫液體的隔熱要求，還應特別注意因低溫引起的熱應力、防止水蒸氣滲透、避免出現冷凝和結冰、管道泄漏的探測方法以及防火等問題。LNG管道和其他低溫液體輸送管道一樣，管道的熱補償是一個需要細心考慮的重要問題。兩個固定點之間，由于冷收縮產生的應力可能遠遠超過材料的屈服極限。通?？刹捎媒饘俨y管、管環(huán)式補償器以及熱膨脹系數小的管材等方法解決。2．7氣化站的消防消防系統(tǒng)的安全設計原則是：盡量切斷氣源，控制泄漏；對儲罐及鄰近儲罐的設備進行冷卻保護，避免設備超壓造成更大的災害；將泄漏的LNG引至安全地帶氣化，避免燃燒擴大。根據以上原則，消防系統(tǒng)安全設計主要包括以下幾個部分：①緊急關閉系統(tǒng)每個LNG設備上都應裝備緊急關閉系統(tǒng)(ESD)．該系統(tǒng)可隔離或切斷LNG、可燃液體、可燃制冷劑和可燃氣體的來源，并關閉一些如繼續(xù)運行可能加大或維持災情的設備。②火災和泄漏監(jiān)控系統(tǒng)該系統(tǒng)主要包括：設置在氣化器里的碳氫化合物泄漏檢測器和設置在大氣中的可燃氣體檢測器,在氣化醫(yī)、儲罐區(qū)、外送泵區(qū)設置的紫外線或紅外線火焰探測器，在控制室、電氣室以及消防泵房設置的煙氣檢測器以及用來檢測LNG是否泄漏的低溫檢測器。③消防水系統(tǒng)消防水系統(tǒng)由消防泵房、消防水池、消防給水管道及消火栓、消防水槍等組成。水可用來控制LNG產生大火，但不是滅火。如果將水噴到LNG表面會使LNG的蒸發(fā)率增大，從而使LNG的火勢更大。因此，不能用水直接噴淋到LNG或LNG蒸氣上。用水的目的主要是將尚未著火而火焰有可能經過的地方淋濕，使其不易著火。④干粉滅火系統(tǒng)干粉滅火劑是撲滅高壓力、大流量天然氣火災的最有效措施。由于干粉滅火劑對燃燒物的冷卻作用很小，在撲滅較大規(guī)模的火災時，如滅火不完全或因火場中熾熱物的作用，容易發(fā)生復燃。⑤泡沫滅火系統(tǒng)泡沫滅火劑可分為化學泡沫滅火劑、空氣泡沫滅火劑、氟蛋白泡沫滅火劑、水成膜泡沫滅火劑等。LNG氣化站常采用高倍數泡沫滅火系統(tǒng)，滅火器噴出大量泡沫覆蓋在泄漏的LNG上面，減少來自空氣的熱量，有效降低LNG蒸氣產生的速度。⑥移動式滅火器材根據《建筑滅火器配置設計規(guī)范》(GB5014-2005的規(guī)定，生產區(qū)為嚴重危險級場所，設置手式干粉滅火器和推車式干粉滅火器?？刂剖?、變電室內配置手提式二氧化碳滅火器，以保證迅速有效地撲滅初期火災和零星火災。⑦其他安全措施合理進行功能分區(qū)，將生產區(qū)、輔助區(qū)合理分開；選擇與防爆等級相適應的電氣設備，保證站區(qū)供電系統(tǒng)的安全可靠性；對站內工作人員進行定期培訓，使其了解LNG特性及可能產生的危害和影響，了解防護用品的作用及正確使用方法；編制應急事故處理預案等。3結語LNG設施在國外已安全、環(huán)保地運行了30年，但是，設計出既安全又經濟的LNG氣化站仍是一項挑戰(zhàn)。未來5年我國將建設更多更大規(guī)模的LNG氣化站，這些項目中將有不少選址在人口密集的地方，因此安全問題更應引起高度重視。為適應我國LNG工業(yè)高速發(fā)展的需要，應盡快頒布我國的LNG設計、施工規(guī)范，以指導LNG應用領域的設計、施工和運行管理。參考文獻：[1]顧安忠，魯雪生，汪榮順，等液化天然氣技術[M]·北京：機械工業(yè)出版社，2003．[2]NFPA59A，液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝卸標準[s]．[3]GB50028--2006，城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范[s][4]林文勝，顧安忠，李品友．液化天然氣的分層與渦旋研究進展[J]真空與低溫，2000，(6)：125—132·[5]GB18442--2001，低溫絕熱壓力容器[s]．[6]JB4780--2002，液化天然氣罐式集裝箱[s]．[7]王蕾，李帆LNG氣化站的安全設計[J]．煤氣與熱力，2005，25(6)：30—33[8]王忠LNG站消防設計探討[J]消防科學與技術，2001．(4)：10一12液化天然氣（LNG）生產、儲存和裝運GB/T20368-20061前言本標準等同采用美國防火協(xié)會NFPA59A《液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運標準》(2001年英文版)。

本標準等同翻譯NEPA59A：2001。

本標準做編輯性修改如下：

——刪除標準名稱“液化天然氣(LNG)生產、儲存和裝運標準”中“標準”兩字；

——表10.6.2第2列“1．9”，原文編輯錯誤，改為“3．8”；

——溫度單位“°K”，原文編輯錯誤，改為“K”；

——表10.6.3中增加了國際單位制單位符號及數據；

——增加所有表格框線；

——根據NFPA59A試修訂TIA01—1(NFPA59A)，b)中“50％”，改為“150％”；

——根據NFPA59A試修訂TIA02—1(NFPA59A)，刪除，后續(xù)條款重新編號；

——根據NFPA59ALNG技術委員會發(fā)布的勘誤表ErrataNo．：59A-01-1，表內增加以國際單位制單位表示的公式；

——刪除封面與目次之間的內容；

——刪除索引；

——增加前言；

——第12章參考文獻與附錄E合并；

——增加附錄F英制與公制基本單位換算。

標準正文中數字或字母后的星號(*)，表示該段的解釋可在附錄A中查到。

除注明外，本標準所用壓力均為表壓。

本標準的附錄A、附錄B、附錄C、附錄D、附錄E、附錄F為資料性附錄。

本標準由全國天然氣標準化技術委員會(CSBTS／TC244)提出并歸口。

本標準主要起草單位：中國石化集團中原石油勘探局勘察設計研究院。

本標準參加起草單位：青島英派爾化學工程公司(原青島化工設計院)、河南中原綠能高科有限公司。

本標準主要起草人：楊志毅、趙保才、高愛華、楊華、申漢才、張孔明、楊森、張秀泉、連家秀、許敏、張筱萍。

本標準于2006年1月首次發(fā)布。2廠址和平面布置_GB/T20368-20062.1工廠選址原則2.1.1工廠選址應考慮以下因素：a）應考慮本標準中LNG儲罐，易燃致冷劑儲罐、易燃液體儲罐、構筑物和工廠設備與地界線，及其相互間最小凈間距的規(guī)定。b)除按第9章人身安全和消防規(guī)定以外，人員應急疏散通道應全天候暢通。c）應考慮在實際操作的極限內，工廠抗自然力的程度。d）應考慮可能影響工廠人員和周圍公眾安全涉及具體位置的其他因素。評定這些因素時，應對可能發(fā)生的事故和在設計或操作中采取的安全措施作出整體評價。2.1.2工廠的場地準備應包括防止溢出的LNG、易燃致冷劑和易燃液體流出廠區(qū)措施及地面排水措施。2.1.3對所有組件應說明最大允許工作壓力。2.1.4*應進行現場土壤調查及普查以確定設備的設計基礎數據。2.2溢出和泄漏控制的主要原則2.2.1基本要求為減少儲罐中LNG事故排放危及鄰近財產或重要工藝設備和構物安全的可能性，或進入排水溝的可能性，應按下列任種方法采取措施：a)根據2.2.2和2.2.3的規(guī)定利用自然屏障、防護堤、攔蓄墻或其組合，圍繞儲罐構成一個攔蓄區(qū)。b)根據2.2.2和2.2.3的規(guī)定利用自然屏障、防護堤、挖溝、攔蓄墻或其組合，圍繞儲罐構成一個攔蓄區(qū)。并根據2.2.2和2.2.3的規(guī)定，在儲蓄的周圍修建自然的或人工的排水系統(tǒng)。c)如果儲罐為地下式或半地下式，根據2.2.2和2.2.3的規(guī)定利用挖溝方式成一個攔蓄區(qū)。為使用故溢出和泄漏危及重要構筑物、設備或鄰近財產或進入排水溝的可能性減至最少，下列區(qū)域應予平整、、排水或修攔蓄設施：a）工藝區(qū)b）氣化區(qū)c）LNG、易燃致冷劑和易燃液體轉運區(qū)d）緊靠易燃致冷和易燃液體儲罐周圍的區(qū)域如果為滿足2.1.2也要求攔蓄區(qū)時，應符合2.2.2和2.2.3規(guī)定。對于某些裝置區(qū)，2.1.2、和中有關鄰近財產或排水溝的規(guī)定，變更應征得主管部門同意。所作的改變，不得對生命或財產構成明顯的危害或不得違背國家、省和地方的規(guī)定。易燃液體和易燃致冷劑儲罐，不應設置在LNG儲罐攔蓄區(qū)內。2.2.2攔蓄區(qū)容積和排水系統(tǒng)設LNG儲罐攔蓄區(qū)最小容積V，包括排水區(qū)域的有效容積，并為積雪、其他儲罐和設備留有裕量，按下列規(guī)定確定：a）單個儲罐的攔蓄區(qū)，V等于儲罐的總容積。b)多個儲罐的攔蓄區(qū)，對因低溫或因攔蓄區(qū)內一儲罐泄露著火而引起攔蓄區(qū)內其他儲罐泄露，在采取了防止措施條件下，V等于攔蓄區(qū)內最大儲罐的總容積。C）多個儲罐的攔蓄區(qū)，在沒有采取b)措施條件下：V等于攔蓄區(qū)內所有儲罐的總容積。氣化區(qū)、工藝區(qū)或LNG轉運區(qū)攔蓄區(qū)，最小容積應等于任一事中故泄露源，在10min內或在主管部門認可的證明監(jiān)視和停車規(guī)定的更短時間內，可能排放該攔蓄區(qū)的LNG、易燃致冷劑和易燃液體的最大體積。禁止設置封閉式LNG排放溝。例外：用于將溢出LNG快速導流出臨界區(qū)域的儲罐泄流管，若其尺寸按預期液體流量和氣化速度選定，應允許封閉。LNG和易燃致冷劑儲罐區(qū)的防護堤、攔蓄墻和排水系統(tǒng)，應采用夯實土、混凝土、金屬或其他材料建造。這些構筑物允許靠或不靠儲罐，也允許與儲罐構成一體。這些構筑物和任何貫穿結構的設計，應能承受攔蓄的LNG或易燃致冷劑的全部靜水壓頭，能承受溫度驟冷至被攔蓄液體溫度產生的影響，還應考慮預防火災和自然力（地震、刮風、下雨等）的影響。如果雙壁儲罐外殼能滿足這些要求，允許將其看作是攔蓄區(qū)，以據此確定2.2.3中定位區(qū)域的距離。如果這種外殼的密封性會受到內罐事故的影響。則應按的要求，構筑另外的攔蓄區(qū)。易燃液體儲罐區(qū)的防護堤、攔蓄墻和排水溝，應符合NFPA30《易燃和可燃液體規(guī)范》的要求。防護堤或攔蓄墻的高度，以及到操作壓力等于或小于100Kpa(151bf/in2)儲罐的距離，應按圖確定。說明：尺寸“x”應等于或大于尺寸“y”加液面上蒸氣壓力的LNG當量壓頭。例外:當防護堤或攔蓄墻的高度達到或超過最高液位時，“x”可為任意值。尺寸“x”不儲罐的內壁到防護堤或攔蓄墻最近砌距離。尺寸“y”為儲罐中最高液位到防護堤或攔蓄墻頂部的距離。應帛定攔蓄區(qū)內雨水和其他水的排水措施。允許使用自動控制排水泵，但所配的自動停泵裝置應性器官避免暴露在LNG溫度下運行。管道、閥門和管件，在發(fā)生故障時可能使液體流出攔蓄區(qū)，應適應在LNG溫度條件下持續(xù)工作。如果采取自流排水，應采取措施防止LNG通過排水系統(tǒng)外流。用于攔蓄設施表面的隔熱系統(tǒng)，安裝后應不燃，并應適合所需用途，還要考慮預期的熱應力、機械力和荷載。如果存在飄浮問題，應采取抑制措施。2.2.3攔蓄區(qū)的選址2.2.3的規(guī)定不適用于海上終端轉運區(qū)的攔蓄區(qū)。應按下列要求采取措施，使火災蔓延到建筑紅線外適成明顯危害的可能性最?。?/p>

a)應采取措施，防止在風速0級、溫度21℃(70℉)和相對濕度50％大氣條件下超過下列極限的著火熱輻射：

1)在建筑紅線上，因設計溢出物(如2．2．3．4的說明)著火的輻射熱流5000W／m2(1600Btu/(h·ft2))；

2)在工廠地界線外，定廠址時確定的50人以上戶外集合點的最近點，因LNG攔蓄區(qū)內(有按確定的LNG容積V)燃燒而產生的輻射熱流5000W／m2(1600Btu/(h·ft2))；

3)在工廠地界線外，定廠址時確定的按NFPA101《人身安全規(guī)范》工廠、學校、醫(yī)院、拘留所和監(jiān)獄或居民區(qū)建筑物或構筑物最近點，因LNG攔蓄區(qū)內(有按2．2．2．1確定的LNG容積發(fā)V)燃燒而產生的輻射熱流9000W／m2(3000Btu／(h·ft2))；4)在建筑紅線上，因LNG攔蓄區(qū)內(有按2．2．2．1確定的LNG容積V)燃燒而產生的輻射熱流30000W／m2(10000Btu／(h·ft2))。b)

熱輻射距離應按下列方法計算：

1）美國氣體研究所的報告GRI0176描述的模型“LNGFIRE：LNG燃燒的熱輻射模型”

例外：允許用符合以下準則的模型計算距離：

I)考慮攔蓄區(qū)形狀、風速風向、濕度和氣溫。

II)適合評價危險規(guī)模和條件的試驗數據已驗證。Ⅲ）主管部門認可。2）如攔蓄區(qū)的最大和最小尺寸比不超過2，允許使用以下公式．d=F

………………………（1）式中：d——離LNG攔蓄區(qū)邊的距離，m(ft)；A——攔蓄LNG的表面積，m2(ft2))；F——熱流相關系數，使用以下值：3.0

用于

5000W／m2

(1600Btu／(h·ft2))；

2.0

用于

9000W／m2

(3000Btu／(h．ft2))；

0.8

用于

30000W／m2(10000Btu／(h．ft2))。LNG儲罐攔蓄區(qū)到建筑紅線的距離，在發(fā)生描述的LNG溢出時，應保證建筑紅線以外，空氣中甲烷的平均濃度不超出爆炸不限的50%，計算使用下列模型之:a)美國氣體研究所的報告GRI0242描術的模型“用DEGADIS致密氣體擴散模型預測LNG蒸氣擴散”。b)美國氣體研究所的報告GRI96/0396.5描述的模型“《LNG事故泄放的緩解模型評價》第5卷；用FEM3A進行LNG事故因果分析。c)綜合以下內容的模型：1）考慮影響LNG蒸氣擴散的物理因素，包括但不限于重力傳播、熱傳遞、濕度、風速風向、大氣穩(wěn)定度、浮力和地面起伏程度。2）適合評價危險規(guī)模和條件的試驗數據已驗證。3)主管部門認可。

計算距離應基于下列條件之一計算：

——風速和大氣穩(wěn)定度同時發(fā)生且造成最長的下風向擴散距離，超過的距離少于擴散所需時間內的10%。

——帕氏大氣穩(wěn)定度，F類，風速2m／s(4．5mile／h)。計算距離應以實際液體特性和來自容器的最大蒸氣流率(蒸氣氣化速率加上液體流入的置換速率)為基礎。

主管部門認可的計算中，允許考慮阻擋蒸氣和降低可燃蒸氣危險措施(如：攔蓄表面隔熱，加水幕或其他合適方法)的效果。設計溢出應按表確定。表設計溢出儲罐開口設計溢出設計溢出持續(xù)時間儲罐排料口低于液面，無內置切斷閥通過一假定開口的流出量，開口的面積與液位以下能產生最大流量之排料口的面積相等多個儲罐攔蓄區(qū)，取能產生最大流量的儲罐用公式

直到開口處壓差為零頂部充裝儲罐，無低于液面排料口儲罐排料泵在滿負荷下通過一根管路泵入攔蓄區(qū)的最大流量儲罐排料泵在滿負荷下通過一根管路泵人攔蓄區(qū)的最大流量：(1)如果監(jiān)視和停車已證明且主管部門批準，10min。(2)如監(jiān)視和停車未批準，則為儲罐排空所需時間儲罐排料口低于液面，裝有符合的內置切斷閥事先裝滿罐通過一假定開口的流出量，開口的面積與液位以下能產生最大流量之排料口的面積相等用公式持續(xù)1h氣化區(qū)、工藝區(qū)和轉運區(qū)的攔蓄區(qū)任一事故泄漏源的泄漏量10min，或主管部門認可的證明監(jiān)視和停車規(guī)定的更短時間注：q是液體流量，[m3／min(ft3／min)]；d是低于液面的儲罐排料口直徑，[mm(in)]；h是滿罐時儲罐排料口以上液體的高度，[m(ft)]。

LNG儲罐攔蓄區(qū)的位置應選擇在當攔蓄區(qū)著火時，其熱流量不應引起任何LNG船主要結構損壞有礙其航行。在一個站點儲罐總容量等于或小于265m3(70000gal)，允許按表2．2．4．1在現場安裝，儲罐按下列要求裝配：

a)

所有接頭應配備自動失效保護閥。自動閥應設計成在下列任意條件下關閉：

1)

發(fā)現著火

2)由管線壓降或其他方法測出LNG從儲罐流出過多

3)

發(fā)現漏氣

4)

就地操作或遠程控制

例外1，安全閥和儀表連接閥除外。

例外2，進罐的接頭允許配置2個止回閥，以滿足2．2．3．6a)的要求。

b)

附件應盡量靠近儲罐安裝，以便外應變破壞附件管道端時，保持附件儲罐端的閥門和管道完好。檢測設備的類型、數量和位置應符合第9章的要求。從攔蓄液體的最近邊緣到建筑紅線或到有關法規(guī)界定的航道的最近邊緣的距離，決不應小于15m(50ft)。2.2.4儲罐間距LNG儲罐或易燃致冷劑儲罐和暴露建筑物之間最小凈距離應符合表例外：經主管部門批準，這些設備允許布置在離建筑物或混凝土墻或石墻更近的地方，但離建筑物的門窗、洞至少3m(10ft).

表攔蓄區(qū)到建筑物和建筑紅線的間距儲罐水容量最小距離從攔蓄區(qū)或儲罐排水系數邊緣到建筑物和建筑紅線儲罐之間m3galMftmft<0.5<12500000.5～1.9125～500310131.9～7.6501～20004.6151.557.6～56.82001～150007.6251.5556.8～11415001～3000015501.55114～26530001～700002375

>265>700000.7倍罐徑，但不少于30m(100ft)相令罐徑之和的1/4[至少1.5m(5ft)]連接多個儲罐的隔斷閥，其通道至少應留0.9m(3ft)的凈寬。容量大于0.5m3（125gal）的LNG儲罐不應設在室內。2.2.5氣化器間距氣化器分類見第5章除非熱媒為不燃流體，氣化器和其一次熱源距任何火應至少15m（50ft）.大多組氣化器情況下，鄰近的氣化器或一次熱不應視為火源。在氣化器布置方面，工世加熱器或其他明火設備，如果和氣化器聯鎖不應視為火源，當氣化器運行或當氣化器管線系統(tǒng)冷卻或正在冷卻時它們不能運行。整體式加熱氣化器到建筑紅線的距離不小于30m(100ft),見，與下列設施的距離不應于15m(50ft).a)任何攔蓄的LNG、易燃致冷劑或易燃液體（見2.2.4）或這類流體在其他事故排放源與攔攔蓄區(qū)之間的運輸通道。b)LNG、易燃液體、易燃致冷劑或可燃氣體儲罐，這類流體的無明火工藝設備或用于轉運這類流體的裝卸接頭。C)控制室、辦公室、車間和其他有人的或重要工廠設施。遠距離加熱氣化器的加熱器或熱源，應滿足的規(guī)定。例外：如果熱媒為不燃流體，到建筑紅線的距離不應執(zhí)行c)的規(guī)定。遠距離加熱氣化器，環(huán)境氣化器和工藝氣化器到建筑紅線的距離，不應小于30m(100ft).遠距離加熱氣化器和環(huán)境氣化器可設置在攔蓄區(qū)內。例外：與容量等于或小于265m3(70000)gad的LNG儲罐連在一起使用的氣化器，到建筑紅線的距離應按表的規(guī)定，將該氣化器視為儲罐，容量等于與其相邊的最大儲罐的容量。氣化器之間的凈間距，不應小于1.5m(5ft).2.2.6工藝設備間距LNG、致冷劑，易燃液體或可燃氣體的工藝設備與火源、建筑紅線、控制室、辦公室、車間和其他有人的設施的距離，不應小于15m（50ft）.例外：允許將控制室設置在有可燃氣體壓縮機的建筑物中，建筑物結構符合2.3.1的要求。明火設備和其他火源到任何一攔蓄區(qū)或儲罐排水系統(tǒng)的距離，不應小于15m（50ft）。2.2.7裝卸設施間距LNG管線轉運的碼頭或停泊處，應使進行裝卸的船舶與跨越航道的橋之間的距離，不應小于30m(100ft).裝卸匯管與橋之間的距離。不應小于61m(200ft).LNG和易燃致冷劑的裝卸接頭到不受控制的火源、工藝區(qū)、儲罐、控制室、辦公室、車間和其他被占用的重要工廠設施的距離，不應小于15m(50ft)。例外：這一要求不適用于同轉運作業(yè)有直接聯系設施或設備。2.3建筑物長構筑物2.3.1供裝運LNG、易燃致冷劑和可燃氣體的建筑物，應為用非承重墻的輕型不燃建筑。2.3.2如查供存LNG和可燃流本的房屋在不供裝運這些流體的建筑物（如控制室，車間等）之內或與其相連，則房屋的公共墻不應超過2個，設計承載靜壓力不應小于4.8Kpa（1001bf/ft2）,應無門或其他通孔，耐火等級應不低于1h.供裝卸LNG、易燃致冷劑和可燃氣體的建筑物或構筑物應按～進行通風，最大限度減少可燃氣體或蒸氣聚集而造成危險。允許的通風方式如下：a)連續(xù)運行的機械通風系統(tǒng)b)混合重力式通風系統(tǒng)和備用機械通風系統(tǒng)，機械通風系統(tǒng)由可燃氣體檢測儀在檢測到可燃氣體時予以啟動。c)雙檔機械通風系統(tǒng)，其高檔由可燃氣體檢測儀在檢測到可燃氣體時予以啟動。d)由墻孔或屋頂通風器組合形成的重力式通風系統(tǒng)。如果有地下室或地下樓層，應提供輔助機械通風系統(tǒng)。通風量，按場地面積計，不應小于5L/(s.m2)(1ft3/min.ft2).如果蒸氣比空氣重，應低點通風。2.3.32.3.1和2.3.2所述以外的建筑物或構筑物布置，應最大限度地減少可燃氣體或蒸氣進入的可能性（見9.4.1），否則應采取其他措施。2.3.4對調峰或天然氣系統(tǒng)維修更換期間服務保障或其他短期用途，在滿足下列條件下，允許臨時使用LNG移動式設備：a)符合有關規(guī)定（見）的LNG運輸車輛，作為供應儲罐。b)所有LNG移動式設備應至少由一名有經驗且經操作安全培訓有資質的人員操作。其他人員至少應培訓合格。c)各作業(yè)公司應提供并執(zhí)行初始培訓書面計劃，對指定的操作人員和監(jiān)督員培訓：現場使用LNG的特性和危險，包括LNG的低溫、LNG與空氣混合物的可燃性、無味蒸氣、沸騰特性、對水和濺水的反應；作業(yè)活動的潛在危險；以及如何執(zhí)行與人員職責相關的應急程序，并應提供說細的LNG移動式設備操作指南。d)應采取措施最大限度地減少罐中LNG事故排放危及鄰近財產或重要工藝設備和構筑物或進入地面排水系統(tǒng)的可能性。允許使用活動式或臨時圍堵工具。e)氣化器的控制應符合5.3.1，5.3.2，和5.4。各加熱式氣化器應有遠距離切斷燃料源的設備，該設備也應能就地操作。GB／T20368—2006

f)設備和操作應符合b)，b)，8.7，8.8.1，9.1.2，9.2.1，9.2.2，9.2.3和2.3.4c)。不應執(zhí)行凈距離規(guī)定。

g)應保證表2.2.4．1規(guī)定的LNG設施間距，如果臨時占用公共場所或其他場所，表的間距無法執(zhí)行，應滿足下列附加要求：

1)

受通行車輛交通影響的設施各邊應設置路障。

2)

只要設施內有LNG，應連續(xù)監(jiān)視作業(yè)。

3)如果設施或作業(yè)妨礙正常車輛交通，除2.3.4g)2)要求的控制人員外，還應有持旗人員值班指揮交通。

h)

應采取合理措施最大限度地減少泄漏點燃事故的可能性。

i)

在關鍵部位應備有制造商推薦的手提式或推車式氣體滅火器。滅火器的配備應按NFPA10，《手提式滅火器標準》。

j)

只要現場留有LNG，應有人值守，并采取措施防止公眾進入。2.3.5如果應急設備需要加臭，規(guī)定將不適用于固定系統(tǒng)中有小于或等于7.6L(20gad可燃加臭劑設備的場所。2.4設計者和制造者資格2.4.1LNG設施設計者和制造者，應具有設計或制造LNG儲罐、工藝設備、致冷劑儲存和裝運設備、裝卸設施、消防設備和LNG設施其他組件的相應資格。2.4.2應對設施組件的制造和驗收試驗進行監(jiān)督，保證它們結構完善，并符合本標準的要求。2.4.3

*應對土壤進行全面勘察，以確定設施擬建場地的適應性。2.4.4LNG設施的設計者、制造者和施工者，應具有設計、制造和施工LNG儲罐、低溫設備、管道系統(tǒng)、消防設備和設施其他組件的相應資質。應對設施組件的制造、施工和驗收試驗進行監(jiān)督，保證它們結構完善，并符合本標準的要求。2.5

*低溫設備的土壤保護

LNG儲罐(見4.1.7)，冷箱，管道和管架及其他低溫裝置的設計和施工，應能防止這些設施和設備因土壤凍結或霜凍升沉而受到損壞，應采取相應措施，防止形成破壞力。2.6

冰雪墜落

應采取措施，保護人員和設備免遭堆積在設施高處的冰雪墜落襲擊。2.7混凝土材料2.7.1用于建造LNG儲罐的混凝土，應符合4.3的要求。2.7.2與LNG正常或定期接觸的混凝土結構，應能承受設計荷載、相應環(huán)境荷載和預期溫度的影響。這類結構應包括但不限于低溫設備的基礎。它們應符合下列要求：

a)結構設計應符合4.3.2的有關規(guī)定；

b)材料和施工應符合4.3.3的有關規(guī)定。2.7.3管架應符合6.4的要求。2.7.4其他混凝土結構，應研究可能與LNG接觸時受到的影響。這類結構如果與LNG接觸會受到損壞，從而產生危險條件或惡化原有危急條件，對其應加以適當保護，盡可能減少與LNG接觸產生的影響，或者它們應符合2.7.2a)或b)的要求。2.7.5非結構用混凝土，如護坡和攔蓄區(qū)鋪面用混凝土，應符合ACI304R《混凝土測量、攪拌、運輸和澆筑指南》的要求。根據ACI344R—W《配有鋼絲和股絞絲的預應力混凝土構筑物設計和施工》中2.2.1的規(guī)定，裂縫控制混凝土配筋至少應為橫截面的0.5％。2.7.6對不常與LNG接觸而又已經突然和LNG接觸過的混凝土，應在其恢復到大氣溫度后立即進行檢查，且如有必要應進行修補。3工藝設備_GB/T20368-20063.1安裝基本要求LNG、易燃致冷劑和可燃氣體工藝設備安裝，應符合下列要求之一：a)

室外安裝，應便于操作，便于人工滅火和便于疏散事故排放液體和氣體；

b)室內安裝，應安裝在符合2.3和2.3.2要求的建筑物內。3.2設備基本要求LNG、易燃致冷劑和可燃氣體工藝設備，應符合下列要求之一：a)

室外安裝，應便于操作，便于人工滅火和便于疏散事故排放液體和氣體；b)室內安裝，應安裝在符合2.3.2和2.3.3要求的建筑物內。3.2.1

泵和壓縮機的材料，應適合可能的溫度和壓力條件。3.2.2閥門設置應使各泵或壓縮機維修時能隔斷。如果泵或離心式壓縮機并聯安裝，各排出管線應設置一個止回閥。3.2.3泵和壓縮機的出口應設置卸壓裝置以限制壓力達到殼體、下游管線和設備的最大安全工作壓力，除非殼體、下游管線和設備按泵和壓縮機的最大排出壓力設計。3.2.4各泵應設置排放口、安全閥或兩個都設，防止最大速度冷卻時泵殼體承壓過高。3.3易燃致冷劑和易燃液體儲存易燃致冷劑和易燃液體儲罐的安裝，應符合NFPA30《易燃和可燃液體規(guī)范》、NFPA58《液化石油氣規(guī)范》、NFPA59《公用煤氣站中液化石油氣儲存與處理標準》、API2510《液化石油氣(LPG)裝置設計和施工》，或應符合本標準2.2的規(guī)定。3.4工藝設備3.4.1工藝設備的布置應符合2.2的規(guī)定。3.4.2鍋爐的設計和制造應符合ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第1卷，或CSA標準CSAB51《鍋爐、壓力容器和壓力管道規(guī)范》。壓力容器的設計和制造應符合ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Ⅷ卷第1或2篇，或CSA標準CSAB51《鍋爐、壓力容器和壓力管道規(guī)范》并應打印上規(guī)范號。3.4.3管殼式換熱器的設計和制造應符合管式換熱器制造商協(xié)會(TEMA)標準的規(guī)定。這些組件屬于鍋爐和壓力容器規(guī)范范圍，所有換熱器的殼體和內部構件，應按ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Ⅷ卷第1或2篇或CSAB51的規(guī)定進行試壓、檢驗和打印標記。3.4.4

*單機功率不超過5514．7kW(7500HP)的內燃機或燃氣輪機的安裝，應符合NFPA37《固定式內燃機和燃氣輪機安裝與使用標準》。3.4.5應設置與儲罐安全閥分開的氣化和閃蒸氣控制系統(tǒng)，以安全排放工藝設備和LNG儲罐中產生的蒸氣。氣化氣和閃蒸氣應安全排放到大氣或密閉系統(tǒng)中。氣化氣排放系統(tǒng)應設計成在操作過程中不能吸入空氣。3.4.6如果在任何管道、工藝容器、冷箱或其他設備內可能形成真空，與真空有關設施的設計，應能承受真空?；驊扇〈胧?，防止設備內產生真空造成危害。如果導入氣體來防止真空，則氣體的組分或導入方式不應在系統(tǒng)內形成可燃混合物。4固定式LNG儲罐_GB/T20368-20064.1基本要求4.1.1檢測最初使用前，應對儲罐進行檢測，以確保符合本標準規(guī)定的工程設計和材料、制造、組裝與測試。使用單位應負責這種檢測。允許使用單位將檢測的任何部分工作委托給本單位、監(jiān)理公司或科研機構、或公共保險或監(jiān)督公司雇用的檢驗員。檢驗員應具備有關儲罐規(guī)范或標準規(guī)定的資格和本標準規(guī)定的資料。例外：ASME儲罐4.1.2基本設計要求使用單位應規(guī)定最大允許工作壓力，包括正常操作壓力以上的范圍；最大允許真空度。LNG儲罐中那些常與LNG接觸的零部件和與LNG或低溫LNG蒸氣[溫度低于－29℉（－20℉）的蒸氣]接觸的所有材料，在物理化學性質方面應與LNG相適應，并應適宜在－168℃(-270℉)使用。作為LNG儲罐組成部分的所有管道系統(tǒng)，應符合第6章的規(guī)定。這些儲罐管道系統(tǒng)應包括儲罐內、絕熱空間內、真空空間內的所有管道，和附著在或連接到儲罐上的直到管線第一個環(huán)節(jié)外接冰的外部管線。這一規(guī)定不包括整個位于絕熱空間內的惰性氣體置換系統(tǒng)。如果是ASME儲罐，儲罐組成部分的所有管道系統(tǒng)，包括內罐和外罐之間的管道，應符合ASEM《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Ⅷ卷，或ASEMB31.3《工藝管道》。對標準的符合情況應標明或附在ASEM《鍋爐和壓力容器規(guī)范》附錄W，“壓力容器制造商數據報告”的表格U－I中。所有LNG儲罐設計應適應頂部和底部灌裝，除非有防止分屋的其他有效措施（見11.3.7）。LNG儲蓄外表面，可能意外接觸到因法蘭、閥門、密封、或其他非焊接頭處LGN或低溫蒸氣泄漏引起的代溫，因此應適宜在這種溫度下操作或應保護不受這樣接觸影響。一個共用防護堤內布置有兩個或多個儲罐，儲罐基礎應能承受與國LNG接觸，或接保護避免接觸積聚的LNG而危及結構整體性。液體的密度，應設為最低儲存溫度條件下單位體積的襯際質量，密度大于470kg/m3（29.31b/ft3）除外。應制定儲罐從裝置上拆除的措施。4.1.3抗震設計LNG儲罐及其攔蓄系統(tǒng)設計中，應考慮地震荷載。對除之外的所有裝置，使用單位應進行現場調查，確定地震動特征和反應譜。進行現場調查時，應收集區(qū)域地震和地質資料、預期重現率和已知斷層和震源區(qū)的最大震級、現場位置及其關系、后源影響、地下條析的特點等。在調查的基礎上，概率最大地震（MCE）的地震動，就是50年期內超越概率2%的地震動（平均復現間隔2475年，）屬于a的例外。利用MCE的地震動垂直和水平加速度響應，應建立覆蓋預期陰尼因數和自振周期的整個范圍的反應譜，包括陰尼因裝有LNG振動的第一晃動模式。任何周期T的MCE反應譜加速度，應選擇阻尼最能代表所調查結構的設計譜。垂直加速度反應譜的縱坐標不應小于水平譜的2/3。a)概率反應譜縱坐標，50年期內超越概率2%的5%陰尼反應譜，在0.2s或1s內超過c）的確定性極限對應的縱坐標，MCE地震動應取下列較小值：1）定義的概率MCE地震動；2）b）的確定性地震動，但不應小于c）確定性極限地震動。b)確定性MCE地震動反應譜，應按區(qū)域內已知活動斷層上特征地震所有周期內5%阻尼反應譜加速度平均的150%計算。c)確定性極限MCE地震動，應采取按NEHRP《新建筑物和其他構筑物抗震規(guī)定的推薦作法》（FEMA）的規(guī)定確定反應譜，對于最能代表布置LNG設施現場條析的場地等級，取重要性因數I=1，SS=1.5g（短周期MCE反應譜加速度圖），取S1＝0.6g（周期為1s的MCE反應譜加速度圖）。LNG儲罐及其攔蓄系統(tǒng)，應按操作基準地震（為OBE）和安全停運地震（SSE）兩水準地震動設計，兩水準地震動定義如下。a)OBE應由一地震動的反應譜表示，其任何周期T內的反應譜加速度等于定義MCE地震動反應譜加速度的2/3。操作基準地震（OBE）的地震動不需超過50年期內超越概率10%的5%阻尼加速度反應譜表示的地震動。b)SSE地震動，就是50提期內超概率1%（平均復現間隔4975年）的5%阻尼加速度反應譜表求的地震動。SSE反應譜的譜加速度不應超過對應OBE譜加速度的2倍。確定的兩水準地震動，就用于以下結構和系統(tǒng)的抗震設計；a)LNG儲罐及其攔蓄系統(tǒng)；b)系統(tǒng)組件，要求用來隔離LNG儲罐并保持其安全停車；c)構筑物或系統(tǒng)，包括消防系統(tǒng)，其失效將影響a）或b)整體性。a)、b)和c)標識的構筑物和系統(tǒng)，應設計成在OBE期間和以后可繼續(xù)運行。設計應保證在SSE期間和以后主要儲蓄存能力不減，并應能隔離和維修LNG儲罐。攔蓄系統(tǒng)，至少在空時應按承受SSE進行設計，在容量按為V時應按能承受OBE進行設計。在OBE和SSE發(fā)生后，儲存能力不減。LNG儲罐應按OBE進行設計，并按SSE進行應力極限校核，以保證符合1。OBE和SSE分析應包括液體壓力對抗彎穩(wěn)定性的影響。OBE條件下的應力符合4.2、4.3、或4.6引用標準的規(guī)定。SSE條件下的應力應符合下列極限要求；a)對于金屬儲罐，在受拉條件下，應力不應超過屈服值。在受壓條件下，應力不超過扭曲極限。B)對于預應力混凝土儲罐，由無因子荷載產生的軸向圓圈應力，受拉條件下不應超過彎折模量，受壓條件下不應超過規(guī)定28d耐壓強度的60%。由無因子荷載產生的軸向和彎曲環(huán)向力給合而形成的最大纖維應力，受拉條件下不慶超過彎折模量，受壓條件下不應超過規(guī)定28d耐壓強度的69%.假定對一開裂斷面，環(huán)向拉應力非預應力鋼筋加強不應超過屈服應力，預應力鋼筋加強不應超過屈服應力的94%。c)SSE之后，儲罐恢得充裝操作前應將儲罐排空檢查。LNG儲罐及其附近的設計應結合動態(tài)分析，動態(tài)分析包括液體晃動和約束液體的影響。在確定儲罐的響應時，應包括儲罐的撓性和剪切變形。對于不放在基巖上的儲罐，應包括地壤與結構的相互作用。對于采用樁帽支撐的儲罐，分析中應考慮樁帽系統(tǒng)的撓性。工廠制造的儲罐，其設計安裝應符合ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》。儲罐的支座系統(tǒng)設計應考慮由下列水平和垂直加速度引起的動作用力：a)水平力：V=ZC×W(2)式中：V——水平力，單位為年頓（N）；ZC——震動系數，等于0.60SDS；（SDS——最大設計譜加速度，按NEHRP《新建筑物和其構建筑特抗震規(guī)定推薦作法》（FEMA）確定，對于最能代表布置LNG設施現場條件的場地等級，取重要性因數I為1.0；W——儲罐及其罐裝特的總質量，單位為千克（kg）.b)設計垂直力，單位為年頓（N）；P＝2/3×ZC×W……………（3）式中：P——設計垂直力，單位為年頓（N）；ZC——震動系數，等于0.60SES；W——儲罐及其罐裝物的總質量。

這個設計方法應僅用于工廠制造的儲罐和其支撐系統(tǒng)的自然周期T小0.06s。對于自然周期T大于0.06s的儲罐，設計方法見～。儲罐和支座設計考慮地震力和操作荷載組合，使用儲罐和支座設計規(guī)范和標準中許用應力增量。01996年7月1日前建成的ASME儲罐，重新裝配時應符合本節(jié)的要求。1

現場應配備能測量儲罐遭受地震動的儀器。4.1.4風荷載和雪荷載LNG儲罐設計中風荷載和雪荷載，應采用ASCE7《建筑物和其他構筑物最小設計荷載》中的方法確定。如果采用概率方法，應按100年一遇。在加拿大，LNG儲罐設計中風荷載和雪荷載，采用《加拿大國家建筑規(guī)范》中的方法確定。其中風荷載按100年一遇。4.1.5儲罐絕熱

任何外部絕熱層應不可燃，應含有或應是一種防潮材料，應不含水，耐消防水沖刷。如果外殼用于保持松散的絕熱層，則外殼應采用鋼或混凝土建造。外保護層的火焰蔓延等級不應大于25(見1.7.14火焰蔓延等級定義)。

內罐和外罐之間的絕熱層，應與LNG和天然氣相適應，并為不可燃材料。外罐外部著火時，絕熱層不能因熔融、塌陷等而使絕熱層的導熱性明顯變差。承重的底部絕熱層的設計和安裝，熱應力和機械應力產生的開裂，應不危及儲罐的整體性。

例外：如果裝置的材料和設計符合下列內容，內罐和外罐底部(底層)之間所用材料應不要求滿足可燃性要求：

a)材料的火焰蔓延等級不應大于25，且在空氣中材料不應維持持續(xù)助燃。

b)

材料的成分應是，從材料任一平面切割出來的表面，火焰蔓延等級不應大于25，且不應持續(xù)助燃。

c)應由試驗證明，在預計的使用壓力和溫度下，長期與LNG或天然氣接觸后，材料的燃燒特性沒有明顯增加。

d)

應證明，安裝條件下材料能接受天然氣吹掃，吹掃后天然氣殘留量應不多，不應增加材料的可燃性。4．1．6

充裝量

設計操作壓力超過100kPa(15lbf／in2)的儲罐，應配套裝置防止儲罐裝滿液體或儲罐內壓達到放空裝置定壓時液體沒過放空裝置入口。4.1.7基礎

＊安裝LNG儲罐的基礎，應由有資質的工程師設計，并應按公認的結構工程作法進行施工。在基礎設計和施工前，應由有資質的巖土工程師進行地下調查，確定現場下面土層和物理性質。外罐底部應高于地下水位，否則應加以保護，隨時避免與地下水接觸。與土壤接觸的外罐底部材料應是下列之一：

a)選擇腐蝕最小；

b)有涂層或其他保護使腐蝕最??；

c)＊有陰極保護。在外罐與土壤接觸處，應設置加熱系統(tǒng)，以防止0。C(32。F)等溫線進入土壤。該加熱系統(tǒng)的設計，應能進行至少每周一次功能和性能監(jiān)測。在地基不連續(xù)的地方，如底部管線系統(tǒng)，對這種地帶中的加熱系統(tǒng)，應格外注意并單獨處理。加熱系統(tǒng)的安裝，應能對加熱元件或控制用的溫度傳感器進行更換。應采取措施防止導管中積水產生有害影響，造成導管或加熱元件電化學內腐蝕或其他形式的破壞。如果安裝的基礎能以空氣循環(huán)代替加熱系統(tǒng)，則外罐底部的材料應適應所接觸的溫度。應安裝一套罐底溫度監(jiān)視系統(tǒng)，根據預定模式測量整個表面溫度，監(jiān)控底部絕熱層和罐基礎加熱系統(tǒng)(如果有)的性能。在罐投入運行6個月后及以后每年、在操作基準地震(OBE)后和在有非正常的冷區(qū)域顯示后，應用這一系統(tǒng)進行罐底溫度測量。在設施壽命期，包括施工、靜水試驗、試運和操作期間，應對LNG儲罐基礎是否發(fā)生沉降進行定期監(jiān)視。對任何超過設計規(guī)定的沉降應進行調查并根據需要采取調整措施。4.2金屬儲罐4.2.1

操作壓力等于或小于100kPa(15lbf／in2)的儲罐

設計操作壓力不超過100kPa(15lbf／in2)的焊接儲罐，應符合API620《大型焊接低壓儲罐設計和施工》的要求。應用于LNG，API620附錄Q改動如下：

a)

Q-7.6.5中，“25％”應改為“全部”。

b)

Q-7.6.1～Q_7.6.4，應要求對罐壁上所有縱向和橫向對焊焊縫進行100％射線探傷。

例外：平底儲罐上外殼到底部的焊縫，免除射線探傷要求。

c)

API620附錄C，C.11應為強制性要求。4.2.2操作壓力大于100kPa(15lbf／in2)的儲罐

應為雙壁儲罐，內罐裝LNG，內罐和外罐間為絕熱層。絕熱層中應抽空或置換。

內罐應為焊接結構，應符合ASME((鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Ⅷ卷的規(guī)定，并應打印ASME標記和向國家鍋爐和壓力容器檢驗部門或其他壓力容器注冊機構登記。

a)

在真空絕熱的情況下，設計壓力應為要求的工作壓力、真空允許壓力101kPa(14.7lbf／in2)和LNG靜壓頭之和。在非真空絕熱的情況下，設計壓力應為要求的工作壓力和LNG靜壓頭之和。

b)

內罐應按，內壓和液壓頭、絕熱層凈壓、一個使用期后因罐膨脹引起的絕熱層壓力、外罐和內罐間置換和操作壓力和地震荷載的最大I臨界荷載組合設計。外罐應為焊接結構

a)

ASME((鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Ⅷ卷UCS部分的任何碳鋼，允許其使用溫度等于或高于ASME((鍋爐和壓力容器規(guī)范》第11卷D篇表1A中的最低允許使用溫度。

例外：地下或半地下儲罐材料熔點低于1093℃(20000F)。

b)

在真空絕熱的情況下，外罐設計應按下列任一規(guī)定：1)

ASME((鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Ⅷ卷UG一28、UG-29、UG一30、UG-33部分，使用的外壓不小于100kPa(15lbf／in2)。

2)CGA341《低溫液體絕熱貨運罐標準》3.6.2段。

由扇形板焊接組裝的頭蓋和球形外罐的設計應符合ASME((鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Vl卷UG-28、UG-29、UG一30、UG-33部分，使用的外壓為100kPa(15lbf／in2)。

c)

對所有組件應標明最大允許工作壓力。

d)

外罐應配置泄放裝置或其他裝置以釋放內壓。排放面積至少應是內罐水容量的0.0034cm2／kg(0.00024in2／lb)，但該面積不應超過2000cm2(300in2)。該裝置工作壓力應不超過外罐內部設計壓力、內罐外部設計壓力或172kPa(25lbf／in2)的較小值。

e)

應設置隔熱層防止外罐降到其設計溫度以下。

f)鞍座和支腿的設計應符合公認的結構工程作法。應考慮裝運荷載、安裝荷載、地震荷載、風荷載和熱荷載。

g)儲罐基礎和支座應按耐火等級不低于2h進行防護。如所用隔熱材料達到這個要求，應防止隔熱材料被消防水流沖掉。4．2．2．4應采用緩沖墊和荷載環(huán)等，使支撐系統(tǒng)的應力集中最小化。應考慮內罐的膨脹和收縮。支撐系統(tǒng)的設計應使傳遞到內罐和外罐的應力在允許極限內。4．2．2．5內外罐之間和絕熱空間內的管道，應按內罐的最大允許工作應力加上熱應力來設計。在絕熱空問內不允許有波紋管。

管材應適宜在一168。C(一2780F)下使用，按ASME((鍋爐和壓力容器規(guī)范》確定。外罐外部的液體管線不得為鋁管、銅管或銅合金管，除非保護使之耐火2h。允許使用過渡接頭。4．2．2．6

內罐應同心地支撐在外罐內，采用的金屬或非金屬支撐系統(tǒng)應能承受下列二者中的最大荷載：

a)

對于裝運荷載，支撐系統(tǒng)應按內罐的空載質量乘以將遇到的最大重力加速度(G)值設計。

b)對于操作荷載，支撐系統(tǒng)應按內罐和罐內液體的總質量設計，并應考慮相應的地震系數。罐內液體的質量，應按操作溫度范圍內給定的液體的最大密度計算，但最小密度大于470kg／m3(29．3lb／ft3)的除外。支承構件允許設計應力，應稍小于室溫條件下抗拉強度的1／3或屈服強度5／8。對有螺紋的構件，應采用螺紋根部的最小面積。4.3混凝土儲罐4.3.1

范圍本節(jié)適用于任何操作壓力的預應力混凝土儲罐的設計和施工，不管是外絕熱還是內絕熱和種形式儲罐周圍預應力混凝土保護墻的設計和施工。4.3.2儲罐結構混凝土儲罐的設計，應與～一致，并應符合ACI標準ACI318《鋼筋混凝土建筑規(guī)范要求》或CSA標準，CAN3－A23.3《混凝土構筑物設計》。正常設計中考慮的允許應力應以室溫最小強度值為依據。設計條件下，混凝土中碳鋼筋暴露于LNG溫度時，拉應力（不考慮直接溫度和收縮效應）應限制在表所列允許應力范圍：表鋼筋允許應力鋼筋規(guī)格最大允許應力MPa1bf/in2ASTMAA615

#4及更小82.712000＃5，＃6，＃769.910000＃8及更大55.28000CSAG30.18

＃10及更小82.712000＃15，＃2068.910000＃25及更大55.28000按規(guī)定，無應力加強用鋼筋或股絞絲，應用下列最大允許力設計：a)裂紋控制用―――207MPa（300001bf/in2）;b)其他用―――552MPa(800001bf/in2）.應考慮升溫過程中由回填約束作用于儲罐的各種外力。4.3.3接觸LNG溫度的材料

混凝土應符合以下標準的要求：

a)

(美國)：ACI304R《混凝土測量、攪拌、運輸和澆筑指南》和ACI318《鋼筋混凝土建筑規(guī)范要求》；

b)

(加拿大)：CAN／CSAA23.1《混凝土材料和混凝土施工方法》。CAN3一A23.3《混凝土構筑物設計》。CAN3一A23.4《建筑和結構混凝土預制件材料和施工／驗收規(guī)范》。

應進行預計低溫條件下的混凝土抗壓強度試驗和混凝土收縮系數試驗，除非試驗前已有這些性能試驗數據。

。

混凝土骨料應符合ASTMC33《混凝土骨料規(guī)格標準》(美國)或CSA標準CAN／CSAA23．1《混凝土材料和混凝土施工方法》(加拿大)。骨料應密實，應具有可靠的物理化學性質，從而提供高強度、經久耐用的混凝土。壓力噴漿應符合ACI506.2《噴漿混凝土的材料、配比和應用規(guī)定》。預應力混凝土用高抗拉強度構件，應滿足下列標準的要求：

a)

(美國)：ASTMA416《預應力混凝土用無涂層7股鋼絲標準規(guī)定》，ASTMA421((預應力混凝土用無涂層消除應力的鋼絲標準規(guī)定》，ASTMA722《預應力混凝土用無涂層高強度鋼筋標準規(guī)定》，ASTMA821《預應力混凝土儲罐用冷拔鋼絲標準規(guī)定》。

b)(加拿大)：CSAG279《預應力混凝土鋼筋束的鋼材》(1998)。另外，還應采用那些適宜在LNG溫度條析下使用的任何材料，如API620《大型焊接低壓儲罐設計與施工》附錄Q中主要組件規(guī)定的那些材料，或經試驗證明可用于LNG的材料?；炷林袖摻顝濄^用材料，應適宜在LNG溫度條件下使用。混凝土用鋼筋，應符合ACI318《鋼筋混凝土建筑規(guī)范要求》。例外：不允許使用ASTMA966《鋼筋混凝土用鋼軌和車軸鋼異型鋼條的標準規(guī)定》規(guī)定的材料。在加拿大，混凝土用鋼筋，應符合以下CSA標準的要求：G30.3《鋼筋混凝土冷撥鋼絲》，G30.5《鋼筋混凝用焊接鋼筋網》和CAN/CSAG30.18《鋼筋混凝土用坯鋼條》。非結構金屬層，加入預應力混凝土中起組合作用，在正常操作期間將直接與LNG接觸，就為API620《大型焊接低壓儲罐設計與施工》附錄Q中規(guī)定“主要組件”或“次要組件”類金屬，對組合截面施加預應力，以便在任何設計荷載條件下不會產生明顯的拉應力。非結構金屬層，加入預應力混凝土中起組合作用，主要用貨幣貶值部絕熱儲罐防水層，就為APIASTMA366《碳鋼、薄鋼板、商用級冷軋鋼標準規(guī)定》要注的鋼。對組合截面施加預應力，以便在任何設計荷載條件下不會產生明顯的拉應力。4.3.4施工、檢驗和試壓a)（美國）：ACI318R《結構混凝土建筑規(guī)范要求》，ACI301第9節(jié)《結構混凝土規(guī)范》，ACI372R《配有鋼絲和股絞絲的預應力混凝土構筑物的設計和施工》，和ACI373R《環(huán)向鋼筋束預應力混凝土構筑物的設計和施工》。b)(加拿大)：CSA標準CAN3－A23.3《混凝土構筑物的設計》。混凝土LNG儲罐檢驗，就符合ACI311.4R《混凝土檢驗導則》，和本標準6.5的規(guī)定。金屬構件的施工和檢驗，就符合API620《大型焊接低壓儲罐設計與施工》附錄Q的規(guī)定。用于建造LNG混凝土儲罐的其億材料，使用前應檢查和試驗合格。4.4LNG儲罐的標記4．4．1各儲罐應在易接近的地方加上耐腐蝕銘牌進行標識，標出下列內容：a)制造商名稱和制造日期；

b)公稱液體容積，m3(barrel，gad)；

c)罐頂甲烷氣的設計壓力；

d)儲存液體的最大允許密度；

e)儲罐中可充裝儲存液體的最高液位(見4.1.6)；

f)儲罐中可充裝試壓用水(如果可應用)的最高液位；

g)儲罐設計所依據的最低溫度，℃(0F)。4.4.2對儲罐的所有開口，應標出其開口功能，在結霜情況下，應能看得見標記。4．5LNG儲罐的試驗LNG儲罐應按指導性施工規(guī)范和標準進行泄漏試驗，所有泄漏處應予以修補。4.5.1對于設計壓力小于等于103kPa(15lbf／in2)的儲罐，沒有單獨指明應用施工規(guī)范時，應用等同的API620《大型焊接低壓儲罐設計與施工》。4.5.2對于設計壓力大于103kPa(15lbf／in2)的儲罐，應按下列規(guī)定試驗：

a)工廠預制儲罐，應在運到安裝現場以前由制造商進行壓力試驗。

b)

內罐的試驗，應符合ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》，或CSAB51《鍋爐、壓力容器和壓力管道規(guī)范》。外罐應進行泄漏試驗。管道應按6.6進行試驗。

c)

儲罐及連接管線在充裝LNG以前應進行泄漏試驗。4.5.3在驗收試驗完成后，不得在LNG儲罐上進行焊接。在以下情況下，應要求采用相應方法對修補或修改部分進行重新試驗：修補或修改使構件受到影響而要求重新試驗，和為證實修補或修改是否滿足要求而要求重新試驗。

例外1：鞍板和支架允許現場焊接。

例外2：修補或修改符合儲罐制造時所遵循的規(guī)范或標準，允許現場焊接。4.6儲罐的置換和冷卻

LNG儲罐投入使用之前，應按11.3.5和11.3.6進行置換和冷卻4.7泄放裝置4.7.1

基本要求所有儲罐應按以下規(guī)定配備壓力和真空泄放裝置：

a)

壓力等于或小于103kPa(15lbf／in2)的儲罐設計，使用API620《大型焊接低壓儲罐設計與施工》。泄放裝置的尺寸應按4.7定。

b)壓力大于103kPa(15lbf／in2)的儲罐設計，ASME((鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Ⅷ卷。泄放裝置的尺寸應按4.7定。4.7.2泄放裝置應直接通往大氣。如果儲罐遇到大于設計真空度的條件，應按以下規(guī)定安裝真空解除裝置：

應用手動全開式隔斷閥把LNG儲罐的各壓力和真空安全閥與儲罐隔開，以便檢修和其他。隔斷閥應鎖定或鉛封在全開位置。儲罐上應安裝足夠數量的壓力和真空安全閥，以便隔開和檢修單個安全閥時保持要求的泄放能力。只要求安裝一個泄放裝置時，可用一個全開式三通閥連到安全閥，備用口連到罐上，或者在儲罐上安裝兩個獨立的安全閥(各有一個閥)。不能同時關閉一個以上的隔斷閥。

安全閥排放火炬或放空管的設計和安裝，應防止水、冰、雪或其他異物聚集，并應垂直向上排放。4.7.3泄放裝置的尺寸選擇卸壓卸壓裝置能力選擇依據：

a)與火焰接觸；

b)操作失常，如控制裝置失靈；

c)設備故障和誤操作引起的其他情況；

d)充裝時置換的蒸氣；

e)充裝期間閃蒸氣，因充裝或不同組分產品混合產生的閃蒸氣；

f)冷凍失效；

g)從泵回流輸入熱；

h)大氣壓降低。

卸壓裝置的尺寸，應按最大的一次事故的排放量或合理的和可能的事故組合排放量來選擇。＊最小能力

最小泄放能力kg／h(1b／h)，應不低于24h內排出滿罐容量的3％。真空解除真空解除裝置能力選擇依據：

a)按最大流量抽取液體或蒸氣。

b)大氣壓升高。

c)過冷液體進入使蒸氣空間壓力降低。

真空解除裝置的尺寸，應按最大的一次事故的排量或合理的和可能的組合事故排量，低于因罐裝物最低正常吸熱產生的氣化量來選擇。不允許考慮氣體再壓縮或蒸氣補充系統(tǒng)的真空排量。與火焰接觸

與火焰接觸要求的泄放能力應按下式計算：

H＝71000FA0.82+Hn

︱H=34500FA0.82+Hn︳........................(4)式中：H——總熱流量，W(Btu／h)；F——環(huán)境因子(按表)；A——儲罐與火焰接觸的濕表面積，m2(ft2)；Hn——冷罐的正常漏熱量，W(Btu／h)；對于大型儲罐，與火焰接觸的濕表面積應為地面以上到9．15m(30ft)高度的面積。

表環(huán)境因子依據部位F因子儲罐本體1.0用水設施1.0降壓和倒空設施1.0地下儲罐0絕熱或熱防護F=U(904一Tf)/71000絕熱或熱防護(英制單位)F=U(1660—Tf)/34500注：U是絕熱系統(tǒng)的總傳熱系數W／(m2.℃)]-Btu／(h·ft2·℉)]，用從Tf到904℃(1660℉)溫度范圍內的平均值。Tf是在放空條件下容器內介質溫度，℃(℉)。下列內容也應執(zhí)行：a)*絕熱層應能防止消防水流沖掉，應不可燃，而且在538℃(1000℉)的溫度下不會分解。如果絕熱層達不到這一標準，這種絕熱層就絕對不合格。泄放能力由下式決定：

W=H/L

(5)式中：W——在泄放條件下蒸氣產品的泄放能力，g／s(1b／h)；L——儲存液體在泄放壓力及溫度下的氣化潛熱，J／g(Btu／lb)。泄放能力W確定后，當量氣體流量按下式計算：(6)式中：Q——當量氣體流量，m3／h(ft3／h)，在15℃(60℉)時和101kPa(14．7lbf／in2(a))的壓力下；T——在泄放條件下產品蒸氣的絕對溫度K(°R)；Z——在泄放條件下產品蒸氣的壓縮因子；M——產品蒸氣的相對分子質量。5氣化設施_GB/T20368-20065.1氣化器的分類5.1.1加熱氣化器

加熱氣化器是指從燃料的燃燒、電能或廢熱，如鍋爐或內燃機廢熱，取熱的氣化器。整體加熱氣化器整體加熱氣化器是指熱源與實際氣化換熱器為一體的加熱氣化器。這類氣化器包括浸沒燃燒式氣化器。遠距離加熱氣化器遠距離加熱氣化器是指主熱源與實際氣化換熱器分離，且用熱媒流體（如水、蒸氣、異戊烷、乙二醇等）作傳熱介質的加熱氣化器。5.1.2環(huán)境氣化器環(huán)境氣化器是指從天然熱源取熱的氣化器，天然熱源如大氣、海水或地熱水。如果天然熱源溫度超過1000C（2120F），此氣化器應視為遠距離加熱氣化器。如果該天然熱源與實際氣化換熱器分離，且在熱源與氣化換熱器之間使用可控制的傳熱介質循環(huán)，此氣化器視為遠距離加熱氣化器，并應用加熱氣化器的有關規(guī)定。5.1.3工藝氣化器工藝氣化器是指從另一個熱力或化學過程中取熱，或儲備或利用LNG冷量的氣化器。5.2設計及施工用材料5.2.1氣化器設計、制造和檢驗，應符合ASME《鍋爐和壓力容器規(guī)范》第Ⅰ卷PVG部分的規(guī)定對其不適用。5.2.2氣化器換熱器，設計工作壓力至少應等于進料LNG泵的最大排出壓力或加壓儲罐系統(tǒng)壓力，取其較大者。5.3氣化器管道、熱媒流體管道及儲存5.3.1對并聯氣化器，各氣化器進品和出口應有隔斷閥。5.3.2各氣化器出口閥及出口閥上游的管件和安全閥，設計溫度應為LNG溫度[－1620C（－2600F）]。5.3.3應設置自動化設備，防止進入配氣系統(tǒng)的LNG或氣化氣體溫度，高于或低于輸出系統(tǒng)的設計溫度。該自動化設備應與其他流體控制系統(tǒng)獨立，而且應包括緊急情況專用的干線閥。5.3.4應用兩個進口閥隔離停的并聯氣化器，以防止LNG漏入。應采取安全措施處置兩閥間聚集的LNG或天然氣。壞境氣化器進口50mm(2in)或更小，不要求遵守這項規(guī)定。5.3.5各加熱氣化器上應配備一個熱源切斷裝置。這個裝置應就地和遠距離都能控制。遠距離控制點離氣化器應至少15m(50ft)。5.3.6通向加熱氣化器的LNG管線上應裝一個切斷閥，離氣化器至少15m(50ft)。如果氣化器裝在建筑物內，切斷閥應離該建筑物至少15m(50ft)安裝。允許在中規(guī)定的閥。切斷閥應就地控制或遠距離控制，且應保護該閥，防止因外部結冰而不能操作。

例外：氣化器離其供應儲罐不到15m(50ft)，應遵守5.3.7。5.3.7

安裝在LNG儲罐15m(50ft)內的任何環(huán)境氣化器或加熱氣化器，其進液管線上應配備自動切斷閥。該閥的位置應離氣化器至少3m(10ft)，且當管道失壓(流量過大)時、當緊靠氣化器監(jiān)測到異常溫度(失火)時、或當氣化器的出口管道上出現低溫時應關閉。有人值守的設施，允許在離氣化器至少15m(50ft)的位置遠距離操作閥。5.3.8遠距離加熱氣化器如果使用了易燃的熱媒流體，熱媒流體系統(tǒng)的冷管道和熱管道上應裝切斷閥。這些閥的控制點應離氣化器至少15m(50ft)。5.4氣化器泄放裝置5.4.1各氣化器應設置安全閥，按下列任一要求選型：

a)加熱氣化器或工藝氣化器的安全閥泄放能力，在不允許壓力高于氣化器最大允許工作壓力10％情況下，應為額定氣化天然氣流量的110％。

b)環(huán)境氣化器的安全閥泄放能力，在不允許壓力高于氣化器最大允許工作壓力10％情況下，應為額定氣化天然氣流量的150％(按標準操作條件的規(guī)定)。5.4.2如果未把安全閥設計成耐高溫型的，則安全閥應設置在正常操作中不會感受到超過600C（1400F）以上溫度的地方。5.5燃料的空氣供應整體加熱氣化器或遠記加熱氣化器的一次熱源，運行所需要的燃燒空氣應取自全封閉構筑物或建筑物外。5.6燃燒的產物整體加熱氣化器或遠距離加熱氣化器的一次熱源，安裝在建筑物內應采取措施防止燃燒的有害產物聚集。6管道系統(tǒng)和組