大型LNG接收站及碼頭的消防系統(tǒng)解決方案

1、大型LNG 接收站及碼頭的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案鄒喜權(quán)中國成達(dá)化學(xué)工程公司成都610041摘要分析大型LN G 接收站及碼頭的火災(zāi)危險(xiǎn)性, 提出了LN G 接收站及碼頭消防設(shè)計(jì)方案。關(guān)鍵詞液化天然氣(LN G 接收站碼頭消防設(shè)施1概述液化天然氣(簡稱LN G 是一種高效、清潔的能源, 一般在常壓、低溫下儲存和運(yùn)輸, 儲存溫度一般約為-162。為優(yōu)化我國的能源結(jié)構(gòu), 改善環(huán)境污染日益嚴(yán)重的狀況, 補(bǔ)充東南沿海地區(qū)能源供應(yīng), 我國擬在東南沿海地區(qū)適量進(jìn)口LN G , 建設(shè)LN G 接收站、碼頭及城市燃?xì)夤こ痰软?xiàng)目。世界上多個(gè)國家的LN G 工程成功、安全的運(yùn)行記錄為我國建設(shè)LN G 項(xiàng)目提供了很好的經(jīng)驗(yàn)

2、。鑒于目前在我國尚無建設(shè)大型LN G 項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn), 也沒有專門適用于LN G 生產(chǎn)、貯存和使用方面的消防標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范, 筆者結(jié)合在參與編制廣東LN G 項(xiàng)目可行性研究報(bào)告中的經(jīng)驗(yàn), 提出了大型LN G 接收站和碼頭的消防設(shè)計(jì)方案, 供大家參考。2接收站及碼頭組成LN G 接收站的規(guī)模都很大, 如福建LN G 項(xiàng)目接收站一期最大用量為324913kt/a , 廣東LN G 項(xiàng)目接收站一期建設(shè)規(guī)模為3000kt/a 。LN G 接收站一般由LN G 儲罐區(qū)、工藝區(qū)(包括外輸系統(tǒng)、再冷凝器及蒸發(fā)氣壓縮機(jī)廠房、開架式海水氣化器、備用的浸沒燃燒式氣化器及外輸氣計(jì)量裝置等 、公用設(shè)施區(qū)(包括供排水、主配電、

3、中控、空壓及氮?dú)鈨Υ娴?、廠前區(qū)(包括各種輔助設(shè)施 等組成。LN G 碼頭主要由運(yùn)輸船泊位及工作船泊位組成。LN G 碼頭運(yùn)輸船泊位的規(guī)模一般按可?？?31616萬m 3船考慮。本文中所涉及的LN G 儲罐為全容式鋼筋混凝土儲罐, 這種儲罐有兩層罐壁, 內(nèi)層為鋼制罐壁, 外層為鋼筋混凝土罐壁, 頂蓋也是鋼筋混凝土, 該罐體的優(yōu)點(diǎn)是能夠有效地防止罐內(nèi)的LN G 泄漏。罐區(qū)共有兩個(gè)直徑為82m 、高度為3815m 的LN G 儲罐。3接收站及碼頭的火災(zāi)/爆炸危險(xiǎn)性分析311L NG 的組分及特性LN G 的組分及特性見表1和表2。表1LNG 組分組分甲烷乙烷丙烷正丁烷異丁烷戊烷氮mol %9114

4、6417421590154015701010109表2LNG 的主要特性項(xiàng)目參數(shù)分子量171918沸點(diǎn), -16014貯存溫度, -162比重液態(tài)014565氣態(tài)(空氣為10162氣體體積, 20/液體體積611燃點(diǎn)(在空氣中 , 649爆炸極限(氣相 下限316615(V % 上限1317(V %毒性無腐蝕性無312L NG 的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性LN G 的低溫、易揮發(fā)及天然氣的易燃易爆特性, 以及生產(chǎn)過程中的高壓, 使LN G 接收站及相關(guān)設(shè)施、管線中存在比較大的火災(zāi)爆炸危鄒喜權(quán):工程師, 1993年畢業(yè)于南京化工大學(xué)安全工程專業(yè)。一直從事安全設(shè)計(jì)工作。聯(lián)系電話:(028 85582133-2

5、136。險(xiǎn)。LN G 儲存、輸送及使用的火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲A 類。LN G 一旦從儲罐或管道泄漏, 一小部分立即急劇氣化成蒸氣, 剩下的泄漏到地面, 沸騰氣化后與周圍的空氣混合成冷蒸氣霧, 在空氣中冷凝形成白煙, 再稀釋受熱后與空氣形成爆炸性混合物。這種爆炸性混合物若遇到點(diǎn)火源, 便可能引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸。LN G 泄漏后形成的冷氣體在初期比周圍空氣濃度大, 易形成云層或?qū)恿?。泄漏的LN G 的氣化量取決于土壤、大氣的熱量供給, 剛泄漏時(shí)氣化率很高, 一段時(shí)間以后趨近于一個(gè)常數(shù), 這時(shí)泄漏的LN G 就會(huì)在地面上形成一種液流, 若無圍護(hù)設(shè)施, 泄漏的LN G 就會(huì)沿地面擴(kuò)散, 一旦遇到點(diǎn)火源則可能引

6、發(fā)火災(zāi)。事故狀態(tài)時(shí), 設(shè)備的安全釋放設(shè)施排放的LN G 遇到點(diǎn)火源, 也可能引發(fā)火災(zāi)。4適用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范由于LN G 項(xiàng)目在我國尚屬首建, 因此, 現(xiàn)在我國尚無大型LN G 項(xiàng)目建設(shè)和生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn), 也沒有專門適用于LN G 生產(chǎn)、貯存和使用方面的消防標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范。接收站和碼頭的消防設(shè)計(jì)只能參照國內(nèi)相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范的規(guī)定, 同時(shí)參考使用國際通用的一些標(biāo)準(zhǔn)。采用國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范包括:(1 石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范G B50160-92(1999年版 ;(2建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范G BJ 16-87(2001年版 ;(3 建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范G BJ 140-90(1997年版 ;(4 石油化工企業(yè)可燃?xì)怏w和有毒氣

7、體檢測報(bào)警設(shè)計(jì)規(guī)范SH 3063-1999;(5 高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范G B 50196-93;(6 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范G B 50116-98;(7 水噴霧滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范G B 50219-95;(8 裝卸油品碼頭設(shè)計(jì)防火規(guī)范J TJ 237-99。參照采用的國際通用的標(biāo)準(zhǔn)包括:(1 N FPA 59A LN G 生產(chǎn)儲存和運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn);(2 EN1473LN G 設(shè)備與安裝; (3 N FPA 11A 中、高倍數(shù)泡沫消防系統(tǒng);(4 N FPA 15固定式水噴霧滅火系統(tǒng); (5 N FPA 17干粉消防系統(tǒng)。5適用的滅火劑LN G 是一種深冷物料, 其泄漏引起的火災(zāi)多數(shù)為氣

8、體火災(zāi), 因此撲救LN G 及天然氣火災(zāi)一般選用BC 類干粉滅火劑。水一般不用于撲救氣體火災(zāi), 如把常溫的水噴射到深冷的LN G 上將加劇其揮發(fā)而帶來更大的危險(xiǎn)。而高倍數(shù)泡沫一般用于撲救LN G 的流淌火災(zāi)及控制LN G 的揮發(fā)。噴霧水主要用于冷卻設(shè)備、閥門及控制火災(zāi)的蔓延。因此, LN G 接收站及碼頭消防系統(tǒng)選用的滅火劑主要包括:噴霧水:冷卻設(shè)備、閥門及控制火災(zāi)的蔓延。BC 類干粉:撲救LN G 及天然氣火災(zāi)。高倍數(shù)泡沫:控制LN G 揮發(fā)及流淌火災(zāi)。6消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案LN G 接收站及碼頭設(shè)置的消防系統(tǒng)主要包括:消防站、高壓海水消防系統(tǒng)、干粉滅火系統(tǒng)、高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)、消防冷卻水系統(tǒng)、

9、水幕系統(tǒng)、滅火器和火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)等。611消防站LN G 接收站及碼頭一般臨海建設(shè), 遠(yuǎn)離城市, 沒有可以依托的城市消防站及企業(yè)消防站。另外, 考慮到消防自救的原則, LN G 接收站應(yīng)考慮設(shè)置企業(yè)消防站, 其規(guī)模按小型普通消防站設(shè)置。消防站內(nèi)配備1輛搶險(xiǎn)救援車、1輛干粉-泡沫聯(lián)用消防車、1輛急救車。同時(shí)配備一些消防裝備, 如消防隊(duì)員個(gè)人防護(hù)裝備、破拆工具、通訊工具等。消防拖船一般利用碼頭附近的消防拖船。612消防水量的確定LN G 接收站和碼頭一般鄰近建設(shè), 因此同一時(shí)間的火災(zāi)次數(shù)按1次計(jì)。LN G 接收站及碼頭的消防水量由其兩者的最大消防用水量確定。接收站內(nèi)及碼頭各區(qū)域所需的消防水量見表

10、3。表3消防水量一覽表裝置名稱消防水量(m 3/h 碼頭兩個(gè)高架水炮432碼頭前沿水幕系統(tǒng)259炮塔水幕系統(tǒng)37緊急疏散通道水噴霧系統(tǒng)98閥門區(qū)水噴霧系統(tǒng)25收集池高倍數(shù)泡沫系統(tǒng)3消火栓系統(tǒng)228LN G 罐區(qū)罐頂儀表、閥門等水噴霧系統(tǒng)156收集池高倍數(shù)泡沫系統(tǒng)4消火栓系統(tǒng)228蒸發(fā)氣壓縮機(jī)2個(gè)消防水炮228消火栓系統(tǒng)228工藝區(qū)4個(gè)消防水炮456收集池高倍數(shù)泡沫系統(tǒng)4消火栓系統(tǒng)228由表3可知, 接收站和碼頭消防用水量最大的區(qū)域?yàn)榇a頭, 其消防水量為1082m 3/h 。因此, 接收站和碼頭的消防水量按1100m 3/h 設(shè)計(jì)。由于本文中所涉及的LN G 儲罐為全容式鋼筋混凝土儲罐, 其外層

11、為鋼筋混凝土罐壁, 頂蓋也采用鋼筋混凝土, 因此對于罐壁及罐頂均不考慮設(shè)置消防冷卻水系統(tǒng), 僅是對罐頂?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)、管道、儀表閥門、安全閥或其它閥門設(shè)置消防冷卻水系統(tǒng)。613消防水源由于LN G 接收站一般建在海邊, 利用海水消防, 可以降低對淡水儲備量的苛刻要求, 還可以不受消防用水時(shí)間的限制。平時(shí)消防水管網(wǎng)用淡水保壓, 消防時(shí)海水消防泵啟動(dòng)向管網(wǎng)供水, 消防后用淡水沖洗管網(wǎng), 然后用淡水保壓。為了保證消防水系統(tǒng)的可靠性, 需要對該系統(tǒng)進(jìn)行定期測試。當(dāng)接收站或碼頭有小型火災(zāi)時(shí), 不希望啟動(dòng)海水消防泵, 因此一般在接收站內(nèi)設(shè)置1個(gè)消防水罐, 其容積為消防測試泵供水一個(gè)小時(shí)的量。該消防水罐的淡水僅用

12、于小型火災(zāi)的撲救、消防系統(tǒng)的試驗(yàn)及消防管網(wǎng)的清洗。614消防泵消防泵系統(tǒng)一般包括海水消防泵、消防測試泵及穩(wěn)壓泵。根據(jù)消防用水量的需要, 設(shè)置3臺海水消防泵, 2開1備。其中1臺電動(dòng)泵, 2臺柴油泵。每臺泵的流量為550m 3/h , 設(shè)計(jì)壓力為1152MPa 。接收站內(nèi)設(shè)置1臺淡水消防測試泵, 采用電動(dòng)泵, 其流量為550m 3/h , 設(shè)計(jì)壓力為1152MPa 。接收站內(nèi)設(shè)置2臺穩(wěn)壓泵, 1開1備, 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。每臺泵的流量為57m 3/h , 設(shè)計(jì)壓力為1152MPa 。615消防水管網(wǎng)系統(tǒng)接收站和碼頭一般共同設(shè)置1套高壓海水消防管網(wǎng)系統(tǒng)。接收站內(nèi)消防水管網(wǎng)形成環(huán)狀布置, 消防水主管直徑為D

13、N400, 一般采用埋地敷設(shè)。根據(jù)裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范(J TJ 237299 第612112條的規(guī)定, 引橋式碼頭在引橋或引堤上設(shè)置的消防供水管, 可采用單根消防供水主管。因此碼頭的消防供水一般采用單根供水管, 主管直徑為DN400。由于采用海水消防, 因此應(yīng)考慮消防水管網(wǎng)及設(shè)備的防海水腐蝕措施。616室外消火栓接收站和碼頭的室外消火栓選用公稱直徑為150mm (6的3出口濕式消火栓, 每個(gè)消火栓帶2個(gè)80mm (3的消防水帶接口及1個(gè)150mm (6消防水泵接口。室外消火栓均沿道路布置, 間距不大于60m 。每個(gè)室外消火栓均配置一個(gè)室外消火栓箱, 其安裝位置距消火栓不大于5m 。每個(gè)室

14、外消火栓箱內(nèi)一般配置2根80mm (3 ×30m 消防水帶(帶快速接口 , 2支19mm 直流2噴霧水槍,2個(gè)備用的80mm (3快速接口用墊圈和1個(gè)消火栓扳手。617消防水炮接收站和碼頭一般設(shè)置有兩種消防水炮, 包括固定式消防水炮和遠(yuǎn)控消防水炮。61711固定式消防水炮接收站的工藝區(qū)和蒸發(fā)氣壓縮機(jī)區(qū)內(nèi)設(shè)置固定式消防水炮, 設(shè)置目的是為了保護(hù)處理LN G或天然氣的設(shè)備。消防水炮的進(jìn)口壓力為0168MPa 時(shí), 其額定流量為1900L/min (114m 3/h , 其噴嘴為直流2噴霧兩用噴嘴。消防炮為手動(dòng)操作, 其水平回轉(zhuǎn)角度為360°, 俯仰角為-15°+75&

15、#176;。61712遠(yuǎn)控消防水炮在碼頭設(shè)置2個(gè)高架遠(yuǎn)控消防水炮, 消防水炮設(shè)置在高架炮塔上, 設(shè)置目的是為向著火的LN G 船提供消防冷卻水。消防水炮的進(jìn)口壓力為017MPa 時(shí), 其額定流量為3600L/min(216m 3/h , 其噴嘴為直流2噴霧兩用噴嘴。遠(yuǎn)控消防水炮可在碼頭控制室遙控操作。618固定式水噴霧系統(tǒng)碼頭高架消防水炮的炮塔、從碼頭到棧橋的緊急疏散通道、碼頭甲板上的閥門匯集區(qū)、LN G 罐頂?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)、管道、儀表閥門、安全閥或其它閥門需要設(shè)置固定式水噴霧系統(tǒng)。各水噴霧系統(tǒng)的噴霧強(qiáng)度均選用1012L/min m 2。所有水噴霧系統(tǒng)均為自動(dòng)控制, 同時(shí)具有遙控和就地控制的功能。火

16、災(zāi)探測器探測到火災(zāi)信號后, 傳輸信號至火災(zāi)報(bào)警控制盤, 通過火災(zāi)報(bào)警控制盤的聯(lián)鎖控制信號啟動(dòng)雨淋閥, 從而開啟水噴霧系統(tǒng)。619碼頭前沿水幕系統(tǒng)根據(jù)裝卸油品碼頭防火設(shè)計(jì)規(guī)范(J TJ 237299 第61219、612110條的規(guī)定, 在碼頭裝卸臂前沿設(shè)置一套水幕系統(tǒng), 水幕系統(tǒng)的噴水強(qiáng)度為1210L/s m 。水幕系統(tǒng)采用自動(dòng)控制, 同時(shí)具有遙控和就地控制功能。火災(zāi)探測器探測到火災(zāi)信號后, 傳輸信號至火災(zāi)報(bào)警控制盤, 通過火災(zāi)報(bào)警控制盤聯(lián)鎖控制信號啟動(dòng)雨淋閥, 從而開啟水幕系統(tǒng)。6110高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)碼頭、LN G 罐區(qū)和工藝裝置區(qū)的LN G 事故收集池均需要設(shè)置高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。高倍

17、數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)的設(shè)置目的是控制泄漏到LN G 收集池內(nèi)的LN G 的揮發(fā)及發(fā)生流淌火災(zāi)。設(shè)計(jì)泡沫混合液供給強(qiáng)度為7L/min m 2, 泡沫混合液供給時(shí)間為40min 。泡沫原液選用3%的高倍數(shù)泡沫原液。選用發(fā)泡倍數(shù)為300500倍的高倍數(shù)泡沫發(fā)生器, 其額定流量為4L/s 。高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)采用自動(dòng)控制方式。每個(gè)LN G 收集池設(shè)置至少3個(gè)低溫探測器, 當(dāng)有2個(gè)低溫探測器探測到有LN G 泄漏到收集池后,或火焰探測器探測到火災(zāi)信號后, 由火災(zāi)報(bào)警控制盤聯(lián)鎖控制啟動(dòng)雨淋閥, 從而啟動(dòng)高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng), 向收集池內(nèi)噴射泡沫混合液。6111固定式干粉滅火系統(tǒng)LN G 儲罐罐頂?shù)尼尫砰y處設(shè)置固定

18、式干粉滅火系統(tǒng), 用于撲救該處的火災(zāi)。碼頭上也設(shè)置1套干粉滅火裝置, 用于撲救此處的氣體火災(zāi)。系統(tǒng)采用自動(dòng)控制方式。系統(tǒng)設(shè)置100%的備用量。6112滅火器碼頭、LN G 罐區(qū)及工藝裝置區(qū)內(nèi)配置8kg BC 類手提式干粉滅火器;危險(xiǎn)的重要場所, 如BO G 壓縮機(jī)房、碼頭等, 增設(shè)50kg BC 類推車式干粉滅火器。在儀表/電氣設(shè)備房間配置7kg 手提式二氧化碳和25kg 推車式二氧化碳滅火器。6113火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)接收站和碼頭設(shè)置1套火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng), 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由控制盤、探測器及手動(dòng)報(bào)警按鈕等組成?？刂票P主要包括設(shè)置在主控室的火災(zāi)報(bào)警主控盤; 設(shè)置在消防站內(nèi)的火災(zāi)報(bào)警復(fù)示盤; 設(shè)置在碼頭控制室

19、的火災(zāi)報(bào)警區(qū)域控制盤; 設(shè)置在每一幢建筑物內(nèi)的火災(zāi)報(bào)警區(qū)域顯示盤。探測器主要包括可燃?xì)怏w探測器、泄漏探測器(低溫探測器 、火焰探測器、感溫探測器、早期感煙探測器(V ESDA 等。7結(jié)語我國目前尚缺乏LN G 接收站及碼頭的建設(shè)經(jīng)驗(yàn), 相應(yīng)的配套規(guī)范也比較缺乏, 另一方面, 由于LN G 儲罐罐型選擇不一樣, 其消防水量也有很大的差別。因此, LN G 接收站及碼頭的消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案應(yīng)由當(dāng)?shù)叵啦块T組織有關(guān)專家進(jìn)行論證, 以使消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)更可靠、經(jīng)濟(jì)和適用。(收稿日期2002-06-17ABSTRACTSC ritical Length -R adial R atio of Steel Th

20、in W allExternal Pressure Cylinder and PipeLiu Xiaoning(W uhan V ocational College of Induct ry and Traf f ic , W uhan430015 Critical length -radial ratio of steel thin wall external pressure cylinder and pipe is analyzed and discussed. Conclusions :1 the for 2mula for distinguishing critical length

21、 -radial ratio of long and shortcylinder and pipe is (L/D 0 cr =1. 180/e +0. 45e /D 0; 2when L/D 0(L/D 0 cr ,it is long external pressure cylinder and pipe , when L/D 0<(L/D 0 cr , it is short external pressure cylinder and pipe.K ey w ords steel thin wall external pressure cylinder and pipe crit

22、ical length -radial ratioDesign of Air Distributing Plate of Fluid B ed DryerNiu Hu , et al(Dryi ng Center of S handong Academy of Sciences , Ji nan250014 Introduces structures of various types of air distributing plate and analyzes their operating conditions , especially for the type of high temper

23、ature air distributing plate. K ey w ords fluid bed dryer air distributing plate designDesign Scheme for Fire -f ighting System ofLarge -scale L NG T erminals and Wh arfZ ou Xiquan(Chengda Chemical Engi neeri ng Corporation of Chi na , Cheng 2du 610041Analyzes fire hazardous of large -scale LN G ter

24、minals and wharfand gives design scheme for fire -fighting system of LN G terminals and wharf.K ey w ords LN G terminals wharf fire -fighting facilitiesR ecovery of Steam Condensate from Industrial U nitG an Min(Design Instit ute of L uoyang Pet rochemical Com plex , L uoyang471012The existing steam

25、 condensate recovery facilities of Luoyang Petro 2chemical Complex can not be operated effectively because of the de 2fects of equipment and management etc. . After modification , large amount of high quality condensate is recovered and reused , which brings remarkable economic benefits. K ey w ords

26、 condensate recovery automatic pumpN ew T ype of V ortex Injection T emperature R educerFu Chaoqing(Chengda Chemical Engi neeri ng Corporation of Chi na , Cheng 2du 610041Introduces the working philosophy , characteristics and applicationof new type of vortex injection temperature reducer. K ey w or

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28、 materials for benzyl chloride production and reminds the readers the precautions during the pipeline installation. K ey w ords benzyl chloride corrosion pipe materials Application of Rubber Liner for Wet ProcessPhosph ate Production PlantXu Hui , et al(Y unnan Chemical Design Instit ute , Kunmi ng

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