③與lng工廠-中國國際天然氣車船

1、2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),LNG加注技術(shù)與規(guī)范探討陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 郭宗華2015.5 北京,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),我院設(shè)計(jì)加油加氣站樣例：,我院設(shè)計(jì)加油加氣站樣例：,前 言 LNG加氣站在全國已建約2200余座，LNG船舶加氣站和加注躉船已建約有30余座，全國約有運(yùn)營LNG重卡12萬余輛，LNG公交車輛2萬余輛，LNG

2、貨運(yùn)船30余艘，LNG作為交通燃料越來越受到重視。在LNG加氣站蓬勃發(fā)展的今天，關(guān)于其工程建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)也應(yīng)該予以探討。,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),1.LNG加氣站的安全性,（1）LNG低溫深冷特性及危險(xiǎn)性 ①熱膨脹帶來的儲(chǔ)罐超壓爆裂； ②冷脆裂、冷收縮的危害； ③噴濺、射流及良好的流散性可能使事故范

3、圍擴(kuò)大； ④LNG噴射火災(zāi)及池火撲救難度大； ⑤冷凍傷使搶險(xiǎn)人員不能接近事故點(diǎn)。（2）LNG加氣站特征的危險(xiǎn)性 ①爆炸燃燒并不需要太多的泄漏量,危險(xiǎn)性不比大型場站小 ； ②相對于CNG，儲(chǔ)量大，二級站兩個(gè)60M3儲(chǔ)罐貯存7.2萬M3氣體； ③與LNG工廠、碼頭接收站、氣化站比較，占地面積小，搶險(xiǎn)施救半徑小； ④擴(kuò)散后很快影響到相鄰設(shè)施，城市的周邊環(huán)境復(fù)雜，人口密度大。,2015第十六屆中

4、國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),1.1 未能認(rèn)識低溫危險(xiǎn)性和加氣站危險(xiǎn)性,1.2 兩個(gè)實(shí)驗(yàn)缺乏科學(xué)性 （1）所謂LNG在杯中點(diǎn)不著火的實(shí)驗(yàn)是因： ①缺少空氣（氧化劑），濃度太大，即不在爆炸危險(xiǎn)范圍內(nèi)； ②氣化速度太慢或點(diǎn)火能量不夠，溫度過低、點(diǎn)火能量太小。 （2）所謂LNG氣化后從氣囊中噴出后點(diǎn)不著火的實(shí)驗(yàn)，同樣因上述原因； （3）兩

5、實(shí)驗(yàn)違背了最基本的介質(zhì)易燃易爆特性。,1.LNG加氣站的安全性,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),1.LNG加氣站的安全性1.3 充分認(rèn)識水在LNG事故中的作用,（1） “水不能滅火；水加速氣化；引起快速相變；水引起冷爆炸。”這些認(rèn)識既有對的一面，又有錯(cuò)的一面，關(guān)鍵是要區(qū)分哪一種狀態(tài)下用水。（2） 水在LNG事故中的作用 泄漏但

6、未發(fā)生火災(zāi)時(shí)：霧狀水槍的驅(qū)趕作用，將LNG蒸氣向相對安全的方向驅(qū)趕；微量泄漏時(shí)，搶險(xiǎn)需關(guān)閉閥門時(shí)提升溫度，稀釋濃度，使搶險(xiǎn)人員容易接近事故點(diǎn)；水可以中和或?qū)ё哽o電不產(chǎn)生靜電火花；微量泄漏時(shí)加速氣化，以利擴(kuò)散；提升溫度，防止凍壞常溫設(shè)備； 發(fā)生火災(zāi)時(shí)：給著火罐或相鄰罐噴淋降溫，冷卻儲(chǔ)罐，防止儲(chǔ)罐熱膨脹；噴淋的水簾隔絕火焰直接烘烤，降低火焰熱輻射強(qiáng)度；與熊熊燃燒的大火相比，水加速氣化的作用可忽略。,2015第十六屆中國國際天然氣汽

7、車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),1.LNG加氣站的安全1.4 消防器材的作用,（1） 小火、火苗初期用，大火不起作用；（2） 大火時(shí)應(yīng)考慮搶險(xiǎn)人員遠(yuǎn)離現(xiàn)場，采用其他搶險(xiǎn)方法如啟動(dòng)噴淋降溫，使容器不發(fā)生物理爆炸，疏散周邊人員等。（3）消防器材的位置 ①不能擺放在容易泄漏的部位，適當(dāng)離開； ②人員方便操作的通道入口。（4）不能盲目滅火，火災(zāi)撲滅的前提是有效堵

8、住泄漏或有效防止擴(kuò)散，當(dāng)形成穩(wěn)定燃燒并不對容器形成烘烤的情況下，可允許繼續(xù)燃燒，切斷火源可能產(chǎn)生爆炸。,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),2.工程設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),2.1 臥式罐與主式罐比較 ①臥式罐 占地面積大，難以滿足低溫泵的凈正壓頭要求； ②立式罐 占地面

9、積小，容易滿足低溫泵凈正壓頭要求。2.2緊急切斷系統(tǒng)（ESD）（1）未能遵循獨(dú)立可靠的原則 ①與PLC系統(tǒng)不獨(dú)立，實(shí)為PLC系統(tǒng)的一部分； ②儲(chǔ)罐液位檢測只有一套，不符合ESD要求。（2）切斷按鈕設(shè)計(jì)位置不合理 ① 因?yàn)樾孤┖髷U(kuò)散很快，離得太近發(fā)生泄漏后人到不了按鈕處，應(yīng)在15米之外或在值班室等位置，GB50156規(guī)定卸車處切斷按鈕5米太近； ② 切斷按鈕應(yīng)按照現(xiàn)場/遠(yuǎn)程，自動(dòng)/人工皆可操作的原則設(shè)計(jì)； ③ 切

10、斷后應(yīng)有防止自動(dòng)恢復(fù)啟動(dòng)的措施，只能人工恢復(fù)系統(tǒng)。,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),2.工程設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),2.3 火氣系統(tǒng)（FGS) 的設(shè)計(jì)（1）可燃?xì)怏w檢測點(diǎn)設(shè)計(jì)不合理①檢測點(diǎn)不是儲(chǔ)罐周圍，應(yīng)是接口處、閥門多的地方、卸車處、加氣處等容易產(chǎn)生泄漏的地方；②檢測點(diǎn)高度不宜在泄漏氣化擴(kuò)散后的位置，如加氣棚頂，而是泄漏初始時(shí)的位置、容易捕捉

11、氣體的位置，如法蘭處、加氣機(jī)旁；③應(yīng)在封閉的工藝管溝中，建筑物內(nèi)通風(fēng)不暢處。（2）應(yīng)設(shè)置低溫探測器，低溫探測器更直接、快捷、簡單。（3）可燃?xì)怏w探測、低溫探測與火焰探測器。①三種探測器應(yīng)優(yōu)先安裝可燃?xì)怏w和低溫探測器；②火焰探測器是在發(fā)生火災(zāi)后才能捕捉，不能代替可燃?xì)怏w和低溫探測，可不安裝火焰探測器。,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),2.工程設(shè)計(jì)的幾個(gè)問題,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級

12、/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),2.4 坑式罐區(qū)的危險(xiǎn)性（1）LNG儲(chǔ)罐泄漏的常見特征是根部閥前短管裂紋、穿孔、閥門密封失效等常見事故，并非是排出管道全通徑或儲(chǔ)罐內(nèi)壁破裂泄漏，常見事故的特征是泄漏量小、易揮發(fā)擴(kuò)散，不可能出現(xiàn)防火堤內(nèi)滿池子液體現(xiàn)象，坑式防火堤的安全性應(yīng)受到質(zhì)疑。（2）LNG罐區(qū)盡量開闊，以利于氣體擴(kuò)散。（3）井式（或坑式）作業(yè)區(qū)域給操作人員的心理壓力大。（4）不利于操作人員逃逸。,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣

13、站設(shè)備展覽會(huì),3.裝備制造的問題,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),3.1 撬裝、箱式加氣站 ①經(jīng)常操作的閥門應(yīng)留有一定操作空間； ②操作按鈕應(yīng)符合人體結(jié)構(gòu)學(xué)； ③儀表位置應(yīng)在容易觀察、目測高度合適的地方； ④設(shè)備維修時(shí)，設(shè)備的移出部件應(yīng)有空間； ⑤撬（箱）內(nèi)工藝管道應(yīng)約束成排，電氣儀表電纜應(yīng)在線槽內(nèi)； ⑥緊急切斷系統(tǒng)按鈕不應(yīng)只在箱體上設(shè)置，應(yīng)能遠(yuǎn)程切斷； ⑦箱式應(yīng)考慮發(fā)生火災(zāi)時(shí)水冷

14、卻噴淋措施。2.,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),3.裝備制造的問題,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),3.2 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) ①儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力不宜太高，1.2MPa 為宜；因GB50156規(guī)定1.2倍工作壓力，目前儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力1.44MPa偏大,可將工作壓力定為1.0MPa；所謂壓力高放散少的說法不成立，BOG要有一個(gè)合適的出路； ②儲(chǔ)罐根部閥（第一道閥門）

15、是人工截止閥還是自動(dòng)切斷閥？裝兩道閥的目的是增加可靠性，當(dāng)?shù)谝坏篱y門是人工閥時(shí)，第二道閥門泄漏時(shí)操作人員可能無法靠近第一道閥門； ③儲(chǔ)罐夾層的絕熱層質(zhì)量差引起B(yǎng)OG量增大，一是珠光砂未壓實(shí)，二是外罐嚴(yán)密性差，真空容易破壞。2.,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),3.裝備制造的問題,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),3.3泵池的設(shè)計(jì) ①泵池應(yīng)裝設(shè)液位儀表，泵

16、池是一個(gè)容器，低溫泵稱為浸潤式低溫泵，其上下軸承靠LNG潤滑，上軸承處是否有液體通常無法觀測，造成上軸承因無法潤滑而損壞，故障時(shí)有液位計(jì)容易判斷是泵進(jìn)液口問題還是泵本體問題。 ②泵的進(jìn)口應(yīng)設(shè)過濾器，以防液體中機(jī)械雜質(zhì)造成泵損壞。 ③泵的進(jìn)出口可考慮大曲率半徑彎頭，減少阻力。 2.,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),4.工程設(shè)計(jì)的問題,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)?/p>

17、甲級設(shè)計(jì)資質(zhì),4.1管道布置的原則①短、直、少轉(zhuǎn)彎；②約束成排，可分層布置；③盡量利用自然補(bǔ)償；④采用低支架或高支架，避免跨過管道的操作，避免隔斷巡檢通道；⑤靠近防火堤一周應(yīng)暢通無阻，可稱為安全通道。2.,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),4.工程設(shè)計(jì)的問題,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),4.2工藝流程設(shè)計(jì)（1）工藝流程復(fù)雜，應(yīng)執(zhí)行簡單化的設(shè)計(jì)原

18、則 ①兼顧功能太多，造成管道多、檢測點(diǎn)多，系統(tǒng)龐大，操作復(fù)雜； ②誤操作機(jī)率增大； ③故障時(shí)分析判斷難度增大。（2）設(shè)置聯(lián)鎖功能，防止誤操作 ①學(xué)習(xí)國外無人值守加注站，操作程序一指化； ②設(shè)置聯(lián)鎖，錯(cuò)誤指令不能進(jìn)行下一步操作； ③卸車處、加氣機(jī)旁通過顯示屏明確提示下一步操作程序。2.,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),5.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)問題討論,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥

19、甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),5.1 GB50156：（1）地下、半地下儲(chǔ)罐定義有誤①地下、半地下儲(chǔ)罐區(qū)應(yīng)稱為坑式儲(chǔ)罐區(qū)，正確的定義見圖；②坑式儲(chǔ)罐區(qū)能有效存儲(chǔ)泄漏液體，但問題是不可能大量泄漏而是微量泄漏，邊泄漏邊氣化；③4米深的防火堤通風(fēng)不暢，容易造成氣體聚集；④事故時(shí)操作人員難以逃逸。（2）榆林市、成都市兩起LNG站預(yù)冷事故①榆林死亡4人，成都死亡2人；②都是坑式罐區(qū)，都是因氮?dú)庖?；③氮?dú)馕：Γ褐舷?、麻醉、冷凍?/p>

20、2.,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),5.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)問題討論,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),5.1 GB50156：（3）因不上消防水而增加的安全條款不妥 ①站外安全距離增大一倍； ②消防器材增大一倍； ③坑式儲(chǔ)罐，一罐一隔。（4）撬裝站、箱式站安全距離規(guī)定混亂 ①應(yīng)限定儲(chǔ)罐容量，應(yīng)小型化； ②撬內(nèi)，箱內(nèi)安全距離是否需要不明確； ③對站內(nèi)

21、其他設(shè)施，對站外設(shè)施、安全距離從何計(jì)起不明確。2.,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),5.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)問題討論,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),5.2 NB/T1001（1）與GB50156相同問題：如不上消防水等規(guī)定不合理；（2）規(guī)定放空管設(shè)置防止回火設(shè)施不妥； ①美國NFPA59A、NFPA52規(guī)定放空管不能有影響氣流垂直向上的設(shè)施； ②正壓系統(tǒng)不

22、可能在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生回火； ③安裝阻火器帶來的問題：安全閥動(dòng)作后因阻火器阻攔產(chǎn)生背壓，影響動(dòng)作；泄放量不能保證，可能造成儲(chǔ)罐超壓爆裂。2.,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),5.設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)問題討論,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化工石化醫(yī)藥甲級/市政燃?xì)饧准壴O(shè)計(jì)資質(zhì),5.3 加氣躉船規(guī)范（1）未規(guī)定氣、油同時(shí)加注，使雙燃料船舶加氣、加油時(shí)間過長；（2）枯水期躉船向航道中心移動(dòng)，應(yīng)劃定安全

23、作業(yè)區(qū)；2.,2015第十六屆中國國際天然氣汽車、加氣站設(shè)備展覽會(huì),6. 關(guān)于地下儲(chǔ)罐6.1 地下儲(chǔ)罐的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn) （1）安全性好 ①罐頂開口，不易泄漏； ②熱膨脹引起的儲(chǔ)罐爆裂泄漏在地下， 沖擊波在砂石中大大減緩。 （2)節(jié)約土地，安全間距減少一半。 （3) 泵井和罐池造價(jià)偏高。6.2 適用場所（1）人口密度大的城市（2）高速路服務(wù)區(qū)（3）重要的水域設(shè)施,陜西省燃?xì)庠O(shè)計(jì)院 化