LNG气化站的安全设计

LNG气化站的安全设计曹乖艳西安长庆科技工程有限责任公司苏州分公司江苏215021【摘要】本文首先介绍了LNG气化站简介,其次探讨了LNG气化站的发展现状及危险性分析,最后重点讨论了LNG气化站的安全设计。【关键词】LNG;气化站:安全设计中图分类号:S611文献标识码:A文章编号前言随着现代技术的不断发展,我国的各行业发展也是相当迅速的,对LNG气化站的安全设计是对于LNG安全至关重要的,同时不仅影响着我国人们的人生安全,而且影响着国家的发展。二、LNG气化站简介1、LNG气化站工艺流程用槽车运来的LNG在卸车台经卸车增压器增压后,将LNG送入LNG储罐储存。λNG气化时,储罐内少量LNG进入储罐自增压器,吸热相变后,气态天然气返回储罐,使得储罐内压力増大,储罐和管道形成压力差,在压力差的作用下,储罐内的LNG经管道进入空温式气化器。在空温式气化器内,LNG吸热发生相变,再以气态形式进入天然气缓冲罐。LNG经计量后进入混气站,与气源厂其他气源掺混后进入燃气管网。图1是LNG气化站工艺流程。中国煤化工CNMHGEAG加热高点放空管进入族市管网LNG糟空温式汽化备加臭装置LNG气化站工艺流程图2、LNG特性(1)易蒸发性LNG是深冷液体,很容易被周围的空气加热转化为NG,温度也随之上升。-107℃是一个重要的分界点,NG温度低于-107℃时,气体密度比空气大;NG温度等于107℃时,气体密度与空气相当;NG温度高于-107℃时,气体密度比空气小。一般情况下,NG密度小于空气,很容易向上扩散。但若LNG大量泄漏,短时间来不及与周围空气进行热交换,温度就可能低于-107℃,其蒸气云的密度比空气低这样NG会顺着地面或向低处曼延,扩散到很远的地方,一旦遇到点火源,就会燃烧,甚至回燃、爆炸,非常危险(2)易燃、易爆性NG是甲类易燃、易爆物质,与空气混合后在一定条件下是可燃的,其燃烧范围大约在体积分数为5%~15%。(3)低温性深冷的LNG具有低温性,某些材料与之接触会变脆、易碎和冷收缩,使设备损坏,引起LNG泄漏。人体持续接触LNG后,会引起严重的低温冻伤和人体组织损坏。(4)窒室息作用LNG蒸气无毒,但如果吸入纯的LNG蒸气,会迅速失去知觉,几分钟后窒息死亡。当大气中的氧含量因LNG蒸气含量增高而逐渐减少时,工作人员有可能警觉不到而慢慢地窒息死亡,中国煤化工CNMHG、LNG气化站的发展现状及危险性分析1、LNG气化站的发展现状随着全球经济的迅速增长和能源需求量的不断扩大,液化天然气因其具有运输效率高、用途广、供气设施造价低、见效快、方便灵活等特点,给世界LNG工业的发展提供了良好的基础。我国目前发展LNG进口项目,建设LNG气化站,弥补管输天然气的不足已成为目前城市行业较为关注的焦点。2、LNG危险性分析LNG的成分中甲烷的摩尔分数为96%以上,所以LNG和液体甲烷性质基本类似,若处理不当,极易发生事故。从LNG的特性出发,危险性主要有:①不同时刻进入同一设备的LNG由于成分和密度差异引起分层,导致LNG突然大量蒸发,压力骤升若压力超过设备的极限承压能力,会造成设备损坏和介质泄漏,甚至爆炸。②LNG的储存和操作都是在低温下进行的,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,但其中主要成分为甲烷,泄漏后会造成窒息等人身伤亡事故。④天然气与空气混合能形成爆炸性混合物,爆炸下限(体积分数)为3.6%-6.5%,爆炸上限(体积分数)为13%-17%如果存在着火源,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,LNG气化站的安全至关重要。在设计过程中,必须确定与LNG装置有关的危险,根据相关的标准和运行管理经验,对气化站的安全设计全面把关,使整个系统达到较高的安全水平四、LNG气化站的安全设计1、设计标准设计时可参考的国外标准主要有美国的NF-PA59A《液化天然气(LNG)生产储存和装卸标准》、NFPA57《NG汽车燃料系统等;国内标准有:GB50028-2006《城镇燃气设计规范》;GB50183-2004《石油天然气工程设计防火规范》GB50016-2006《建筑设计防火规范》等。2、总平面布置LNG气化站总平面布置设计要合理地确定站内各作业区和设备的位置,以确保气化站有一个安全的环境。站址选择一方面要从城市中国煤化工司出CNMHG发,另一方面也应从有利生产、方便运输、保护环境着眼。(1)站址应选在城镇和居民区的全年最小风向的上风侧(2)考虑气化站的供电、供水和电话通信网络等各种条件,站址选在城市边缘为宜。(3)站址至少要有一条全天候的汽车公路。(4)气化站应避开油库、桥梁、铁路枢纽站、飞杋场等重要战略目标。(5)站址不应受洪水和山洪的淹灌和冲刷,站址标高应高出历年最高洪水位0.5m以上。(6)应考虑站址的地址条件,避免在滑坡、溶洞、塌方、断层、淤泥等不良地质条件的地区,站址的土壤耐压力一般不低于0.15MPa3、围堰区液化天然气储罐周围必须设置围堰区,以保证储罐发生的事故对周围设施造成的危害降低到最小程度。围堰区是指用压实土、混凝土、金属等低温材料在LNG储罐周围建造的堤防、护墙或排液系统所围成的区域。其作用是当LNG泄露或溢出时,将可燃液体限制在围堰区内,防止进一步扩散;当发生火灾时,阻止火焰向四周蔓延。4、LNG储LNG储罐按结构形式可分为地下储罐、地上金属储罐和金属-预应力混凝土储罐3类,地上LNG储罐又分为金属子母罐和金属单罐2种。LNG气化站采用何种储罐,主要决定于其储存量。储存量为1200m-5000m°时可采用金属子母储罐带压储存和常压罐储存。储存量为1200m以下的城市LNG气化站,基本采用金属单罐带压储存。(1)LNG储罐的安全措施根据储罐容积合理确定安全间距,见表表1围堰墙与站区围墙之间、储罐之间的水平净距储罐容积m3围堰墙到站区围墙的水平储罐之间水平净距最净距最小值/m小值/mV<0.50.5≤V<193.01.09≤v<764.67.6≤V<56.87.656.8≤V<1140.51140≤v<2650相邻储罐公称直径之储罐公称直径的0.7倍,但和的114,且最小为265.0