第２９卷第ｌＯ期２００９年１０月
煤气与热力
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Ｖ０１．２９Ｎｏ．１００ｃｔ．２００９
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液化天然气
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液化天然气气化站的安全设计
石志俭１，
郭全文２
（１．淄博市煤气公司，山东淄博２５５０００；２．淄博绿博燃气有限公司，山东淄博２５５０００）
摘要：探讨了ＬＮＧ气化站内ＬＮＧ储罐、气化器和管道系统、消防系统等设施的安全设计
要点。
关键词：ＬＮＧ气化站；安全设计；抗震；中图分类号：ＴＵ９９６
文献标识码：Ｂ
消防
文章编号：１０００—４４１６（２００９）１０一ＯＢｌｌ—０３
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ｅａｒｔｈｑｕａｋｅｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ；ｆｉｒｅｃｏｎｔｒｏｌ
１概述
液化天然气气化站（以下称ＬＮＧ气化站），作为中小城市或大型工商业用户的燃气供应气源站，或者作为城镇燃气的调峰气源站，近年来在国内得到了快速发展。
ＬＮＧ气化站是一种小型ＬＮＧ接收、储存、气化场所，ＬＮＧ来自天然气液化工厂或ＬＮＧ终端接收基地，一般通过专用汽车槽车运来。本文仅就ＬＮＧ气化站内储罐、气化器、管道系统、消防系统等装置的
质为０Ｃｒｌ８Ｎｉ９不锈钢，外罐材质为１６ＭｎＲ压力容器用钢。内罐和外罐之间是由绝热材料填充而成的绝热层。当外罐外部着火时绝热材料不得因熔融、塌陷等原因而使绝热层的绝热性能明显变差。目前生产厂家所用的绝热材料一般为珠光砂，填充后抽真空绝热。为防止周期性的冷却和复热而造成绝热材料沉积和压实，以致绝热性能下降或危及内罐，宜在内罐外面包一层弹性绝热材料（如玻璃棉等），以补偿内罐的温度形变，使内外罐之间的支撑系统的应力集中最小化。支撑系统的设计应使传递到内罐和外罐的应力在允许极限内。储罐静态蒸发率反映了储罐在使用时的绝热性能，其定义为低温绝热压力容器在装有大于５０％有效容积的低温液体时，静止达到热平衡后，２４ｈ内自然蒸发损失的低温液体质量与容器的有效容积下低温液体质量的比值。一般要求储罐静态蒸发率≤０．３％¨、２Ｊ。除绝热结构外，储罐必须设计成可以从顶部和底部灌装的结构，以防止储罐内液体分层。
２．２
安全设计进行探讨。
２２．１
ＬＮＧ储罐
ＬＮＧ储罐的工艺设计
ＬＮＧ储罐是ＬＮＧ气化站内最主要的设备。天
然气的主要成分甲烷常温下是永久性气体，即在常温下不能用压缩的方法使其液化，只有在低温条件下才能变为液体。ＬＮＧ储罐的工作压力一般为０．３
—０．６
ＭＰａ，工作温度约一１４０ｏＣ，设计压力为０．８
ＭＰａ，设计温度为一１９６℃…。
ＬＮＧ气化站内１５０ｍ３及以下容积的储罐通常采用双层真空绝热结构，由内罐和外罐构成，内罐材
ＬＮＧ储罐的布局
根据ＧＢ５００２８－－２００６《城镇燃气设计规范》的
规定，储罐之间的净距不应小于相邻储罐直径之和
・Ｂ１ｌ・
第２９卷第ｌＯ期煤气与热力
ｗｗｗ．ｇａｓａｎｄｈｅａｔ．ｔｏｍ
的１／４。且不应小于１．５ＩＴＩ。储罐组内的储罐不应超过两排，储罐组的四周必须设置周边封闭的不燃烧实体防护墙，储罐基础及防护墙必须保证在接触液化天然气时不被破坏。ＬＮＧ罐区的设计应通过拦蓄设施（堤）、地形或其他方式把发生事故时溢出的ＬＮＧ引到安全的地方，防止ＬＮＧ流入下水道、排水
“第二类防雷建筑物”的有关规定。防静电设计应符合ＨＧ／Ｔ２０６７５－－１９９０（（化工企业静电接地设计规程》的要求。
３气化器和管道系统
Ｉ，ＮＧ气化站使用的气化器一般分为环境气化器（空温式气化器）和加热气化器（水浴式气化器、电加热气化器）。各气化器的出口阀及出口阀上游的管件和阀门，设计温度应按一１６８℃计算。气化器的出口须设置测温装置，并没自动控制阀门，当气化后进入燃气输配系统的气体温度高于或低于输配系统的设计温度时，自动控制阀门应能自动切断天然气的输出。
气化器或其出口管道上必须设置安全阀，安全阀的泄放能力应满足以下要求：①环境气化器的安全阀泄放能力必须满足在１．１倍的设计压力下，泄放量不小于气化器设计额定流量的１．５倍。②加热气化器的安全阀泄放能力必须满足在１．１倍的设计压力下，泄放量不小于气化器设计额定流量的１．１倍。
ＬＮＧ气化站内使用温度低于一２０℃的管道应采用奥氏体不锈钢无缝钢管，工艺管道上的阀门应能适用于液化天然气介质，液相管道采用加长阀杆的长柄阀门，连接宜采用焊接。工艺管道采用自然补偿的方式，不宜采用补偿器进行补偿。ＬＮＧ管道上的两个相邻的截断阀之间，必须设置安全阀，防止形成完全封闭的管段。液化天然气储罐必须设置安全阀，选用奥氏体不锈钢弹簧封闭全启式安全阀；单罐容积为１００ｍ３及以上的储罐应设置２个或２个以上安全阀。管道和储罐的安全阀都应设置放散管并集中放散。液化天然气集中放散设施的汇集总管应安装加热器，低温天然气经过加热器加热后变成比空气轻的气体后方可放散。
沟、水渠或其他任何有盖板的沟渠中。储罐防护墙内的有效容积ｙ应符合下列规定：①对因低温或因防护墙内一储罐泄漏、着火而可能引起的防护墙内其他储罐泄漏，当储罐采取了防止措施时，ｙ不小于防护墙内最大储罐的容积。②当储罐未采取防止措
施时，ｙ不小于防护墙内所有储罐的总容积。２．３储罐抗震、防雷、防静电设计
ＧＢ
５０２２３－－２００４《建筑工程抗震设防分类标
准》规定，２０×１０４人以上城镇和抗震设防烈度为８、９度的县及县级市的主要燃气厂的储气罐，抗震设防类别划为乙类。美国ＮＦＰＡ５９Ａ《液化天然气（ＬＮＧ）生产、储存和装运标准》（２００１年版）规定，ＬＮＧ气化站内设施及构筑物的抗震设计应考虑操作基准地震（ＯＢＥ）和安全停运地震（ＳＳＥ）两种级别地震的影响。操作基准地震（ＯＢＥ）是指设施在其设计寿命期内可承受的可能发生的地震，即在该级别地震发生时，设备将保持运行。安全停运地震（ＳＳＥ）是指气化站所在地罕见的强烈地震，设施设
计应能保存ＬＮＧ并防止关键设备出现灾难性故障，
不要求设施在发生ＳＳＥ后保持运行。Ｉ，ＮＧ罐区防护墙及其他拦蓄系统的设计至少在空载时能承受ＳＳＥ级别的荷载，要求在发生ＳＳＥ之后，ＬＮＧ储罐可能会出现故障，但防护墙和其他拦蓄系统必须保持完好。凡是失效之后可能会影响到ＬＮＧ储罐完整性的系统和构件，以及隔离储罐并保证它处在安
全停运状态所需要的系统组件，必须能承受ＳＳＥ而
不发生危险。ＬＮＧ储罐应按照ＯＢＥ进行设计，并按照ＳＳＥ进行应力极限校核。在工厂内制造的储罐，
４安全检测、控制装置
ＬＮＧ气化站储罐区、气化区以及有可能发生液化天然气泄漏的区域，一般应安装低温检测报警装置，爆炸危险场所应设置燃气浓度检测报警装置。ＬＮＧ储罐都应设置检测液位的报警装置，可以设置储罐低液位报警、超低液位报警、高液位报警、超高液位报警，以提醒丁作人员及时处理。气化站内还应设置事故紧急切断装置，当事故发生时，应切断或关闭液化天然气来源，还应关闭正在运行、可能使事故扩大的设备。切断系统应具有手动、自动或手动
其设计安装应符合ＡＳＭＥ《锅炉和压力容器规范》
（２００７年版）的要求，储罐和支座的设计还应考虑地震力和操作荷载的组合作用，使用储罐或支座设计
规范标准中规定的许用应力增鼍。
ＬＮＧ气化站的储罐区设置地下避雷接地网，
ＬＮＧ储罐的支柱与避雷接地网连接，ＬＮＧ储罐上无
须设置防雷保护装置。站区的防雷设计应符合ＧＢ５００５７－－－－９４（（建筑物防雷设计规范》（２０００年版）中
・Ｂ１２・
石志俭，等：液化天然气气化站的安全设计
第２９卷第ｌＯ期
自动同时启动的性能，手动启动器应设置在事故时制火灾的目的。倍数过低的泡沫含水量大，当其析
工作人员方便到达的地方，并与所保护设备的间距
不小于１５
ｍ。
液接触泄漏的液化天然气时，往往会加快液化天然气的气化速度；倍数过高的泡沫抵抗燃烧能力差，泡
沫破裂速度快，不能起到有效的封闭作用。ＧＢ
５消防系统
ＬＮＧ气化站的消防系统主要包括消防供水和高倍数泡沫系统。
ＬＮＧ储罐消防用水量应按照储罐固定喷淋装置和水枪用水量之和计算。总容积超过５０ｍ３或单罐容积超过２０ｍ３的液化天然气储罐或储罐区应设置固定喷淋装置。ＬＮＧ立式储罐固定喷淋装置应在罐体上部和罐顶均匀分布。生产区防护墙内的排水系统应采取防止液化天然气流人下水道或其他顶盖密封的沟渠中的措施。需要说明的是，水既不能控制也不能熄灭ＬＮＧ液池火灾，水在ＬＮＧ中只会加速ＬＮＧ的气化，进而加快其燃烧速度，对火灾的控制只会产生相反的结果。因此，ＬＮＧ气化站的消防用水大量用于冷却、保护受到火灾辐射的储罐和设备，以减少火灾升级和降低设备的危险。这一点在制定和实施ＬＮＧ气化站事故应急救援预案时必须注意。
液化天然气火灾多是由于储罐、管道或其他连接处破裂、损坏，使液化天然气喷出或外溢而引起
５０１９６＿３《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规
范》（２００２年版）规定了泡沫混合液供给强度为７．２Ｌ／（ｍｉｎ・ｍ２），发泡倍数为３００～５００倍。
６结语
在美国、日本等发达国家，ＬＮＧ气化站的建没、生产技术已经非常成熟，但在我国还处于起步阶段。我们应努力全面学习先进的建设管理经验，周密考虑，从设汁、施工阶段严格执行规范和技术要求，为ＬＮＧ气化站的长久安全运行奠定坚实的基础。参考文献：
［１］
毛建中．ＬＮＧ气化站技术安全分析［Ｊ］．煤气与热力，２００９，２９（４）：Ｂ１３一Ｂ１４．
［２］朱昌伟，马国光，李刚．ＬＮＧ气化站的安全设计［Ｊ］．
煤气与热力，２００７，２７（７）：２１—２２．．
的，一般归结为以下两种因素：①液化天然气在破口
处喷出时产生静电酿成火灾，形成喷火现象；②液化天然气泄漏后会迅速气化变成蒸气，与空气混合形成爆炸性气体，在受热后温度上升或接触其他明火时发生爆炸。高倍数泡沫覆盖了泄漏燃烧的液化天然气，一方面其封闭效应使得大量的高倍数泡沫以密集状态封闭了火灾区域，防止新鲜空气流人，使火焰熄灭。另一方面其蒸汽效应（指火焰的辐射热使其附近的高倍数泡沫中的水蒸发，变成水蒸气，吸收大量的热量）阻挡了火焰对泄漏液化天然气的热传
作者简介：石志俭（１９７２一
），男，山东桓台人，工程师，大
学，从事燃气安全技术管理工作，现任淄博市煤气公司安全技术处处长。
电话：（０５３３）２１８２９０２
Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｈｉ＿ｚｈｉｊｉａｎ＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ
收稿日期：２００９—０５—０３；修回日期：２００９—０５—２５
递，从而降低了液化天然气的气化速度，达到有效控
・工程信息・
宁夏银川天然气环城高压管线工程简介
建设单位：宁夏哈纳斯天然气有限公司。
工程内容：建设１条环城天然气高压管道，输送压力为２．５ＭＰａ，管径６１０ｍｍ，总长８２．５３ｋｍ，输气能力
为１２×１０８ｍ３／ａ。
总造价：３．３９×１０８元。建设期：２００９年—２０１１年。
（本刊通讯员供稿）
・Ｂ
１３・
液化天然气气化站的安全设计
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
石志俭， 郭全文， SHI Zhi-jian， GUO Quan-wen
石志俭,SHI Zhi-jian(淄博市煤气公司,山东,淄博,255000)， 郭全文,GUO Quan-wen(淄博绿博燃气有限公司,山东,淄博,255000)煤气与热力GAS & HEAT2009,29(10)1次
参考文献(2条)
1.朱昌伟;马国光;李刚 LNG气化站的安全设计[期刊论文]-煤气与热力 2007(07)2.毛建中 LNG气化站技术安全分析[期刊论文]-煤气与热力 2009(04)
本文读者也读过(10条)
1. 毛建中.MAO Jian-zhong LNG气化站技术安全分析[期刊论文]-煤气与热力2009,29(4)2. 王蕾.李帆.WANG Lei.LI Fan LNG气化站的安全设计[期刊论文]-煤气与热力2005,25(6)
3. 朱昌伟.马国光.李刚.ZHU Chang-wei.MA Guo-guang.LI Gang LNG气化站的安全设计[期刊论文]-煤气与热力2007,27(7)
4. 李志达.LI Zhi-da LNG气化站的安全技术措施与事故应急预案[期刊论文]-煤气与热力2007,27(3)5. 要大荣.YAO Da-rong LNG气化站的安全设计[期刊论文]-工程建设与设计2010(4)
6. 赵延伟.ZHAO Yan-wei 液化天然气气化站预冷投运方案[期刊论文]-煤气与热力2010,30(5)7. 兰书彬.LAN Shu-bin 液化天然气气化站设计的改进[期刊论文]-煤气与热力2006,26(11)
8. 张红威.王启昆.ZHANG Hong-wei.WANG Qi-kun LNG气化站工程的安全预评价[期刊论文]-煤气与热力2009,29(5)9. 郑桂友.于京春.刘尚书.霍秀芝.李斌.李超.王真龙.侯宇驰.ZHENG Gui-you.YU Jing-chun.LIU Shang-shu.HUOXiu-zhi.LI Bin.LI Chao.WANG Zhen-long.HOU Yu-chi LNG气化站的设计[期刊论文]-煤气与热力2009,29(7)10. 高玉珍 LNG站安全消防对策[期刊论文]-上海煤气2001(6)
引证文献(1条)
1.陈栋.焦晓杰 液化天然气的分层与涡旋[期刊论文]-煤气与热力 2010(4)
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