撬裝式LNG汽車加氣站安全設計_圖文

1、撬裝式LNG汽車加氣站安全設計0  引言    LNG加氣站建設是保證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和降低建站成本，國內(nèi)外正大力推廣建設移動撬裝式LNG 加氣站。它是采用撬裝式集成技術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，特別適合在城市內(nèi)建設推廣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，屬甲類火災危險品，其性質(zhì)與液體甲烷相似，若處理不當，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，進入同一設備及管路的LNG會由于密度和成分的差異引起分層，導致LNG突然大量蒸發(fā)，壓力驟升。若壓力超過設備的極限承壓能力，就會造成設備損壞和介質(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重要，在設計制造和操作過程中，必須明確有關危險源，根據(jù)相關標準和運行管理經(jīng)驗對其

4、安全性進行全面把關，從而使之達到較高的安全水平。    2  撬裝式LNG加氣站的安全設計    2.1  建站安全設計    站址的選擇和分布應符合城市和區(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，不應設在供電、通信線路的下方。在主城區(qū)內(nèi)所建的加氣站，應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)筑物或設施間的防火間距應符合表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，應采取有效的防護措施7-10。     2.2  LNG槽車卸液安全設計    對于撬裝式LNG加氣站而言，其氣源主要依靠槽車供應，因此LNG 槽車卸液過程相當重要。在LNG槽車卸液設計中應注意以下幾點： 必須采用密閉卸液方式； 在卸液管線的兩側(cè)均應設置切斷閥，當LNG儲罐的儲存容量超過7.6 m3時，應在卸液口設置

6、液相止回閥，以防止液體回流； 應設置放空和吹掃接頭，集中放散放空及吹掃氣體； 在卸液過程中應關閉運輸車輛發(fā)動機。    2.3  加氣站管路系統(tǒng)安全設計    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，在設計管道及其支撐結(jié)構(gòu)時應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，應在各管段上設置管線安全閥，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置應能最大程度地降低對管線或管件造成破壞的可能性。應正確設置管線安全閥排出方向，以減少對人員和其他設備的危害。    撬裝式LNG加氣站的所有管道及管件的設計壓力應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。設計溫度低于-20的管線應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采用真空絕熱管道，其余液相管道在條件允許的情況下應盡量采用真空絕熱管道。    2.4  LNG儲罐安全性設計  

8、0; LNG儲罐作為撬裝式LNG加氣站的存儲設備，在安全設計中應考慮以下幾點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LNG及冷蒸汽的低溫環(huán)境，而且當外筒遇火災事故時，還要確保內(nèi)筒材料的導熱性能穩(wěn)定。     3） 合理設計、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）的管路應設有能夠自動關閉的緊

9、急切斷閥。當出現(xiàn)火災或接觸明火、LNG儲罐泄漏時，上述緊急切斷閥應能就地或在遠距離處實現(xiàn)自動或手動關閉。    4） 為避免罐內(nèi)形成空氣與天然氣的混合物導致事故，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、風災、雪災等自然災害發(fā)生的可能性，在設計時考慮儲罐抵御風雪載荷和地震載荷的能力。    2.5  消防系統(tǒng)安

10、全設計    1） 對所有LNG加氣設施都應采取相應的防火措施進行保護。在選擇采用何種防火措施時應考慮以下因素：應對LNG著火、泄漏及溢出等事故的監(jiān)測和控制設備的配備；使汽車、設備及其結(jié)構(gòu)設施免受明火影響所需的方法；用于緊急事故關閉的工藝流程技術；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，設備專管人員的職責和可達性、外部反應人員的可達性；事故處理人員所需防護裝備和應接受的專門訓練。此外，不得采用瀝青敷設站內(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消防水系統(tǒng)； LNG 加氣站與LPG 加氣站合建時應遵循GB50156的規(guī)定設置消防水系統(tǒng)。    3） 滅火設施。加氣站內(nèi)滅火設施的設置應符合GB50183的有關規(guī)定，對于所有可能發(fā)生的突發(fā)事件均須準備好相應的應對方案，滅火器材配置應符合下列規(guī)定11-12：每兩臺加氣機應配置不少于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儲罐應配置35 kg推車式干粉滅火器2個；加氣站應配置滅火毯5塊，沙子2 m3；站內(nèi)其余建、構(gòu)筑物的滅火器材應按GB50140的規(guī)定配置；滅火器材應指定

12、專人按照設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)測設施和有關連鎖裝置外，還應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加氣設施應設有字體高度不低于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)域等級相適應的電氣設備，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施正常工作。同時，消防控制系統(tǒng)、消防水泵等主要用電設備還應備有備用電源，站內(nèi)工藝裝置及輔助設施上均應安裝避雷裝置。    2） 應采取通風措施，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，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，熟悉應急事故處理預案7。    3 結(jié)束語    為加快加氣站的建設和降低建站成本，國內(nèi)外正大力研究并推廣建設移動撬裝式LNG