2021年天然氣儲(chǔ)配站安全管理

2021年天然氣儲(chǔ)配站安全管理

Safetymanagementisanimportantpartofenterpriseproductionmanagement.Theobjectisthe

statemanagementandcontrolofallpeople,objectsandenvironmentsinproduction.

（安全管理）

單位:________________________

姓名：______________________

日期：______________________

編號(hào)：AQ-SN-0558

化工安全I(xiàn)ChemicalSafety

化工安全

2021年天然氣儲(chǔ)配站安全管理

說明：安全管理是企業(yè)生產(chǎn)管理的重要組成部分，是一門綜合性的系統(tǒng)科學(xué)。

安全管理的對(duì)象是生產(chǎn)中一切人、物、環(huán)境的狀態(tài)管理與控制，安全管理是一

種動(dòng)態(tài)管理?？梢韵螺d修改后或直接打印使用（使用前請?jiān)敿?xì)閱讀內(nèi)容是否合

適）。

一、壓縮天然氣儲(chǔ)配（供應(yīng)）站

城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中，隨燃?xì)庑再|(zhì)（如天然氣、礦井氣、人工煤

氣等）、供氣壓力不同，需建成具有不同功能的站、場，如靠近氣源

的首站及分布于城區(qū)的罐站?？梢詣澐譃榻邮軞庠磥須?、儲(chǔ)存燃?xì)狻?/p>

調(diào)節(jié)控制供氣壓力三種基本功能，凡具備儲(chǔ)存燃?xì)夤δ艿恼緢觯?/p>

可稱為儲(chǔ)配站。

城市天然氣是逐月、逐日、逐時(shí)都在變化，但天然氣供應(yīng)量不

可能按用戶的用氣量而隨時(shí)改變，因此為了保證用戶需求，不間斷

供氣，必須解決氣源和用氣的平衡問題。建造儲(chǔ)氣設(shè)施是解決城市

用氣波動(dòng)的基本措施。在建造儲(chǔ)配站時(shí)，首先在工程可行性研究階

段，就要抓住設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定供氣和儲(chǔ)氣的方案與

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儲(chǔ)罐的容積和數(shù)量，使有限的資金得到合理利用以取得最大投資效

益。城鎮(zhèn)居民、商業(yè)和工業(yè)企業(yè)燃?xì)庥脩羰且揽恐小⒌蛪汗芫W(wǎng)系統(tǒng)

供氣的，以CNG作氣源的燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)，必須在該管網(wǎng)系統(tǒng)的起點(diǎn)

建立相當(dāng)于城鎮(zhèn)燃?xì)鈨?chǔ)配站（或門站）的設(shè)施，對(duì)由母站來的氣瓶轉(zhuǎn)

運(yùn)車的CNG進(jìn)行卸車、降壓和儲(chǔ)存，并按燃?xì)庥脩舻囊筝敋猓?/p>

以把城鎮(zhèn)中、低壓管網(wǎng)系統(tǒng)起點(diǎn)處的CNG卸車、降壓、儲(chǔ)存工藝設(shè)

施統(tǒng)稱為城鎮(zhèn)CNG供應(yīng)站。

CNG供應(yīng)站包括以下幾個(gè)系統(tǒng)：①卸車系統(tǒng)；②調(diào)壓換熱系統(tǒng)；

③流量計(jì)量系統(tǒng)；④加臭系統(tǒng)；⑤控制系統(tǒng)；⑥加熱系統(tǒng)；⑦調(diào)峰

儲(chǔ)氣系統(tǒng)（根據(jù)需要設(shè)置）。其作業(yè)流程框圖如圖5-1所示。

1.設(shè)計(jì)原則

儲(chǔ)氣站站址的選擇要科學(xué)合理，其與周圍建筑物、構(gòu)筑物的防

火間距必須滿足現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GBJ16）的有

關(guān)規(guī)定，并遠(yuǎn)離居民稠密區(qū)、大型公共建筑、重要物資倉庫以及通

信和交通樞紐等重要設(shè)施。

儲(chǔ)氣站站址應(yīng)具有適宜的地形、工程地質(zhì)、供電和給排水等條

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件。儲(chǔ)氣站建設(shè)應(yīng)盡量少占農(nóng)田，節(jié)約用地并應(yīng)注意與城市總體景

觀的協(xié)調(diào)。站內(nèi)的消防設(shè)施、防火間距和消防車道應(yīng)按現(xiàn)行的國家

標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

儲(chǔ)氣站宜設(shè)置測定天然氣組成、密度、熱值、濕度和各項(xiàng)有害

雜質(zhì)的儀器儀表，周圍宜設(shè)置圍柵和罐區(qū)排水設(shè)施。

天然氣儲(chǔ)存的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)輸配系統(tǒng)所需儲(chǔ)氣總?cè)萘亢蜌怏w

混配要求確定。儲(chǔ)氣站的儲(chǔ)氣方式及儲(chǔ)罐的形式應(yīng)根據(jù)天然氣進(jìn)站

壓力、供氣規(guī)模、輸配管網(wǎng)壓力和各種儲(chǔ)罐及其相關(guān)設(shè)備等因素，

經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。確定儲(chǔ)罐單體或單組容積時(shí)，應(yīng)考慮儲(chǔ)罐

檢修期間供氣系統(tǒng)的調(diào)度平衡。

低壓儲(chǔ)氣罐宜分別設(shè)有天然氣進(jìn)、出氣管，各管應(yīng)設(shè)水封閥和

閘閥。天然氣進(jìn)出管的設(shè)計(jì)應(yīng)能適應(yīng)氣罐地基沉降引起的變形。水

封閥的有效高度應(yīng)取設(shè)計(jì)工作壓力(mmII2

0)加500nlm。低壓儲(chǔ)氣罐應(yīng)設(shè)有指示器，顯示氣體儲(chǔ)量及可調(diào)節(jié)

的高低限位聲、光報(bào)警裝置。

濕式儲(chǔ)氣罐的水封高度應(yīng)通過計(jì)算得到，內(nèi)側(cè)應(yīng)設(shè)有溢水口，

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水封應(yīng)設(shè)有上水管和防凍設(shè)施。干式儲(chǔ)氣罐密封系統(tǒng)必須能夠可靠

連續(xù)地運(yùn)行。

高壓儲(chǔ)氣罐宜分別設(shè)置天然氣進(jìn)、出管（不需起混氣作用的高壓

罐進(jìn)出口管可合為一條），應(yīng)設(shè)置安全閥、壓力表。在罐頂和罐底各

設(shè)一個(gè)人孔，在底部應(yīng)設(shè)排水管，在頂部應(yīng)設(shè)放散管。儲(chǔ)氣罐應(yīng)設(shè)

有防雷接地設(shè)施，其接地電阻應(yīng)小于10Q。儲(chǔ)氣罐高度超過當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)

規(guī)定時(shí)，應(yīng)設(shè)高度障礙標(biāo)志。

2.設(shè)計(jì)規(guī)模

儲(chǔ)氣站的主要作用是儲(chǔ)存一定量的天然氣，在發(fā)生意外，如檢

修管道系統(tǒng)或用氣高峰時(shí)進(jìn)行調(diào)配用。因此要根據(jù)城鎮(zhèn)天然氣最大

輸供氣量和全城區(qū)最大日用氣量來確定儲(chǔ)氣規(guī)模，從設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)

濟(jì)方案比較上作出最佳選擇。

現(xiàn)舉南方某中等城市為例。

據(jù)該市用氣分析，城市用氣日調(diào)峰量為全城區(qū)最大日用氣量的

50%o其量在2002年為24X104

m3

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/d,到2006年為33.6X104

m3

/d,2010年以后逐步擴(kuò)大到69.6X104

m3

/do因此決定儲(chǔ)氣方式采用公稱容積10000ni3

、儲(chǔ)氣壓力1.6MPa的高壓球罐，分別于2002年、2006年、2011

年建成2個(gè)、1個(gè)和2個(gè)，共計(jì)5個(gè)高壓球罐儲(chǔ)存天然氣。

由于季節(jié)調(diào)峰量和事故調(diào)峰量甚大，估計(jì)以上儲(chǔ)氣設(shè)施仍不能

滿足要求，為安全可靠起見，在設(shè)計(jì)中可考慮建設(shè)一定規(guī)模的液化

石油氣空混調(diào)峰站，以滿足高峰用氣要求。

3.儲(chǔ)存方式和功能

儲(chǔ)存城市天然氣的形式有低壓儲(chǔ)存、高壓儲(chǔ)存、輸氣管線儲(chǔ)存、

地下儲(chǔ)存、液化儲(chǔ)存等。目前國內(nèi)常用低壓儲(chǔ)存和高壓儲(chǔ)存兩種形

式。

低壓儲(chǔ)存是用濕式儲(chǔ)存罐和干式儲(chǔ)存罐進(jìn)行儲(chǔ)存，工作壓力一

般為數(shù)千帕。工作壓力波動(dòng)不大，通常只用于氣源壓力比較低的供

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氣系統(tǒng)。低壓儲(chǔ)氣罐中濕式與干式比較見表5-5。

由表5-5可知，低壓儲(chǔ)氣采用干式儲(chǔ)氣罐是比較合適的。表5

—6列出了天然氣儲(chǔ)氣罐中高壓、低壓儲(chǔ)氣罐的比較。

從表5-6兩者比較可知，一般采用高壓儲(chǔ)氣罐較為經(jīng)濟(jì)合理。

在國外，利用高壓球罐儲(chǔ)存天然氣已較為普遍，很多國家已經(jīng)

建成各種規(guī)格的大型高壓球罐。

隨著我國石油、天然氣工業(yè)的發(fā)展，天然氣作為城市燃?xì)鈿庠?/p>

已日漸增多，天然氣在城市燃?xì)庵兴急壤仓饾u增大，因此，高

壓球罐也必將成為我國各城市天然氣儲(chǔ)存的主要設(shè)施。

由于球罐的制造、安裝的水平不斷提高，目前球罐的容積也在

逐漸增大。如北京在1986年建成4臺(tái)5000m3

的高壓天然氣球罐，20世紀(jì)90年代以來，重慶、成都、北京、

天津等城市又相繼建成3300m3

、5000m3

、10000m3

高壓儲(chǔ)氣球罐。

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表5-5低壓儲(chǔ)氣罐中濕式與干式比較

項(xiàng)目

低壓濕式螺旋罐

曼型干式罐

罐內(nèi)壓力

隨儲(chǔ)氣罐塔節(jié)的增減而改變，燃?xì)鈮毫κ遣▌?dòng)的

儲(chǔ)氣壓力穩(wěn)定

罐內(nèi)濕度

罐內(nèi)濕度大，出口燃?xì)夂指?/p>

儲(chǔ)氣氣體干燥

保溫蒸汽用量

寒冷地區(qū)冬季保溫，除水槽加保護(hù)墻外，所有水封部位加引射

器噴射蒸汽保溫，蒸汽用量大

無

使用壽命

一般為30年，由于水槽底部細(xì)菌繁殖，使水中硫酸鹽生化還原

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成H2

S,易使罐體內(nèi)壁腐蝕

一般為50年，由于內(nèi)壁表面經(jīng)常保持一層厚0.5mm的油膜，保

護(hù)鋼板不受到腐蝕

抗震性能

由于水槽各部塔節(jié)為浮動(dòng)結(jié)構(gòu)，在發(fā)生強(qiáng)地震和強(qiáng)風(fēng)時(shí)易造成

塔體傾斜，產(chǎn)生導(dǎo)輪錯(cuò)動(dòng)、脫絲、卡阻等現(xiàn)象

活塞不受強(qiáng)風(fēng)和冰雪影響

基礎(chǔ)

水槽內(nèi)水量大，在軟土地基上建罐應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)處理，但罐體允

許有較大的沉降量

自重輕，地基處理簡單

罐體耗鋼量

低

高（為濕式罐的1.35?1.5倍）

罐體造價(jià)

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低

高（為濕式罐的1.5?2.0倍）

安裝精度要求

低

高

表5-6天然氣儲(chǔ)氣罐中高壓、低壓儲(chǔ)氣罐的比較

項(xiàng)目

低壓儲(chǔ)氣罐

高壓儲(chǔ)氣罐

項(xiàng)目

低壓儲(chǔ)氣罐

高壓儲(chǔ)氣罐

儲(chǔ)氣壓力

低

高

運(yùn)行費(fèi)用

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高（消耗電及油）

低

供氣壓力

需加壓耗電

無需加壓耗電

單位占地面積

大

小

儲(chǔ)氣質(zhì)量

另有油污夾帶

無油污夾帶

單位耗鋼量

大

小

儲(chǔ)罐構(gòu)造

復(fù)雜

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簡單

單位投資

高

低

施工要求

較嚴(yán)格

嚴(yán)格

施工周期

7?8個(gè)月

8?9個(gè)月

維修費(fèi)用

高（密封油）

低

二、液化天然氣儲(chǔ)配（供應(yīng)）站

液化天然氣（LNG）比其他燃料清潔，燃燒時(shí)溫室氣體排放量低，

是公認(rèn)的未來世界普遍采用的燃料。以前，如果說將天然氣液化，

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遠(yuǎn)距離運(yùn)輸作為燃料使用，是很困難的。但今天，液化天然氣已成

為世界工業(yè)的重要組成部分，是令人矚目的新興工業(yè)之一。液化天

然氣是將天然氣低溫冷卻液化，液化后體積約為常態(tài)下體積的

1/600,便于運(yùn)輸。多年來，LNG在世界上已經(jīng)大量地應(yīng)用，如發(fā)電、

民用燃?xì)狻⑵嚮蚧疖嚨娜剂系?。在城市里布有天然氣的輸配管線,

數(shù)以千計(jì)的LNG罐車在美國的高速公路上運(yùn)輸，沒有發(fā)生過重大的

事故。以LNG或CNG作燃料的汽車，雖然發(fā)生一些碰撞事故，但LNG

燃料系統(tǒng)沒有發(fā)生重大的損壞，沒有引起LNG的泄漏和火災(zāi)。當(dāng)然,

LNG的溫度很低，極易氣化，會(huì)引發(fā)一些低溫液化石油氣體帶來的安

全問題。無論是設(shè)計(jì)還是操作，都應(yīng)該像對(duì)待所有的易燃介質(zhì)那樣

小心。了解和掌握天然氣不同相態(tài)的物理特性及其燃燒特性，可有

助于天然氣的安全使用。

（一）液化天然氣的有關(guān)安全特性

1.基本物理狀態(tài)

液化天然氣是以甲烷為主的液態(tài)混合物，常壓下的沸點(diǎn)溫度約

為-162℃,密度大約為42妹g/m3

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。LNG是非常冷的液體，在泄漏或溢出的地方，會(huì)產(chǎn)生明顯的白

色蒸氣云。白色蒸氣云的形成，是空氣中的水蒸氣被溢出的LNG冷

卻所致。當(dāng)LNG轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w時(shí)，其密度為1.5kg/m3

,氣體溫度上升到T07℃時(shí)，氣體密度與空氣的密度相當(dāng)。意

味著LNG氣化后，溫度高于-107℃時(shí)，氣體的密度比空氣小，容易

在空氣中擴(kuò)散。液態(tài)天然氣的容積大約是氣體的1/625O天然氣無毒、

無味、無色，漏泄到空氣中不易發(fā)覺，因此，通常在天然氣管網(wǎng)系

統(tǒng)中，有意地加入一種難聞的氣味，即加臭處理，以便氣體泄漏時(shí)

易于察覺。

2.燃燒特性

燃燒范圍是指可燃?xì)怏w與空氣形成混合物，能夠產(chǎn)生燃燒或爆

炸的濃度范圍。通常用燃燒下限和燃燒上限來界定其燃燒范圍，只

有當(dāng)燃料在空氣中的比例在燃燒范圍之內(nèi)，混合氣體才可能產(chǎn)生燃

燒。對(duì)于天然氣，在空氣中達(dá)到燃燒的比例范圍比較窄，其燃燒范

圍大約在體積分?jǐn)?shù)的5%~15%之間，即體積分?jǐn)?shù)低于5%和高于15%

都不會(huì)燃燒。由于不同產(chǎn)地的天然氣組分會(huì)有所差別，燃燒范圍的

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值也會(huì)略有差別。LNG的燃燒下限明顯高于其他燃料，柴油在空氣中

的含量只需要達(dá)到體積分?jǐn)?shù)0.6肌點(diǎn)火就會(huì)燃燒。

在-162℃的低溫條件下，其燃燒范圍為體積分?jǐn)?shù)的6%?13%。燃

燒速度是火焰在空氣-燃料的混合物中的傳遞速度。燃燒速度也稱為

點(diǎn)燃速度或火焰速度。天然氣的燃燒速度相對(duì)比較慢，其最高燃燒

速度只有0.3m/s。隨著天然氣在空氣中的比例增加，燃燒速度亦增

加。所以在敞開的環(huán)境條件下，LNG和蒸氣一般不會(huì)因燃燒引起爆炸。

天然氣燃燒產(chǎn)生的黑煙很少，導(dǎo)致熱輻射也少。碳?xì)浠衔锏娜紵?/p>

極限比甲烷的低。如果LNG中碳?xì)浠衔锏暮吭黾?，將使LNG的

燃燒范圍的下限降低。

自動(dòng)著火溫度是可燃?xì)怏w混合物，在達(dá)到某一溫度后，能夠自

動(dòng)點(diǎn)燃著火的最低溫度。自動(dòng)著火溫度并不是一個(gè)固定值，它和空

氣與燃料的混合濃度和混合氣體的壓力有關(guān)。在大氣壓條件下，純

甲烷的平均自動(dòng)著火溫度為650℃。如果混合氣體的溫度高于自動(dòng)著

火點(diǎn)，則在很短的時(shí)間后，氣體將會(huì)自動(dòng)點(diǎn)燃。如果溫度比著火點(diǎn)

高得多，氣體將立即點(diǎn)燃。LNG的自動(dòng)著火溫度隨著組分的變化而變

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化，例如，若LNG中碳?xì)浠衔锏闹亟M分比例增加，則自動(dòng)著火溫

度降低。

除了受熱點(diǎn)火外，天然氣也能被火花點(diǎn)燃。如衣服上的靜電，

也能產(chǎn)生足夠的能量點(diǎn)燃天然氣。因此，工作人員不能穿化纖布（尼

龍、睛綸等）類的衣服操作天然氣，化纖布比天然纖維更容易產(chǎn)生靜

電。

3.低溫特性

LNG既有可燃的特性，又有低溫的特性。低溫液體的處理和操作

并不是一門新的技術(shù)。在許多標(biāo)準(zhǔn)中，低溫設(shè)備的操作有比較明確

的要求。對(duì)于安全的考慮，主要是在低溫條件下，一些材料會(huì)變脆、

易碎。使設(shè)備產(chǎn)生損壞，引起LNG的泄漏。如今低溫液氮和液氧的

應(yīng)用更為普遍。LNG的溫度還沒有液氮和液氧的溫度低。從低溫介質(zhì)

安全操作的角度，與液氮和液氧的安全考慮基本是一致的，主要是

防止低溫條件下材料的脆性斷裂和冷收縮對(duì)設(shè)備引起的危害。操作

時(shí)主要是防止低溫流體對(duì)人體的低溫灼傷。

天然氣的低溫特性對(duì)人體生理上的影響很大。曾經(jīng)有過報(bào)道，

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人員暴露在甲烷的體積分?jǐn)?shù)為9%的氣氛中沒有什么不良反應(yīng)。如果

吸入含量更高的氣體，會(huì)引起前額和眼部有壓迫感，但只要恢復(fù)呼

吸新鮮空氣，就可消除這種不適的感覺。如果持續(xù)地暴露在這樣的

氣氛環(huán)境下，會(huì)引起意識(shí)模糊和窒息。甲烷是一種普通的窒息物質(zhì)。

LNG與外露的皮膚持續(xù)接觸，會(huì)引起嚴(yán)重的低溫灼傷和組織損壞。

天然氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)大于40%時(shí)，如果吸入過量的天然氣

會(huì)引起缺氧窒息。如果吸入的是冷氣體，對(duì)健康是有害的。若是短

時(shí)間內(nèi)吸進(jìn)冷氣體，會(huì)使呼吸不舒暢，而長時(shí)間的呼吸冷氣體，將

會(huì)造成嚴(yán)重的疾病。雖然LNG蒸氣是無毒的，如果吸進(jìn)純的LNG蒸

氣，會(huì)迅速失去知覺，幾分鐘后死亡。當(dāng)大氣中的氧含量逐漸減少

時(shí)，工作人員有可能警覺不到，慢慢地窒息，待到發(fā)覺時(shí)已經(jīng)很晚

了。緩慢窒息的過程分成4個(gè)階段階段，見表5-7。

表5-7緩慢窒息的過程

階段

氧氣的體積分?jǐn)?shù)/%

第一階段

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14?21

脈搏增加，肌肉跳動(dòng)影響呼吸

第二階段

10?14

判斷失誤，迅速疲勞，對(duì)疼痛失去知覺惡心，

第三階段

6-10

嘔吐，虛脫，造成永久性腦部傷害

第四階段

<6

呼吸停止，死亡

當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于10%,天然氣的體積分?jǐn)?shù)高于50%,

對(duì)人體會(huì)產(chǎn)生永久性傷害。在這種情況下，工作人員不能進(jìn)入LNG

蒸氣區(qū)域。

天然氣的主要組分是甲烷，其臨界溫度為190.58K(-82.57℃),

故在常溫下，無法僅靠加壓將其液化，需要采用液化工藝，將天然

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氣最終在溫度為112K、壓力為0.IMPa左右的條件下將其液化。其密

度為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下甲烷的600多倍，體積能量密度為汽油的72%,十分

有利于輸送和儲(chǔ)存。

但是，由于LNG本身具有易燃、易爆的危險(xiǎn)性，又具有低溫儲(chǔ)

存的特點(diǎn)，因此，LNG站在建設(shè)布局、設(shè)備安裝、操作管理等安全方

面提出了很高的要求。

（二）LNG供氣站的工藝流程

LNG供氣站的工藝大致分為兩種：一種是蒸發(fā)氣體（B0G）再液化

工藝；另一種是BOG直接壓縮工藝。兩種工藝并無本質(zhì)上的區(qū)別，

僅在蒸發(fā)氣體的處理上有所不同。圖5-2是采用BOG再液化工藝的

LNG供氣站的工藝流程。

在LNG供氣站，LNG運(yùn)輸船（或槽車）抵達(dá)碼頭后，經(jīng)卸料臂將

LNG輸送到儲(chǔ)罐儲(chǔ)存。來自儲(chǔ)罐的LNG由泵升壓后送入氣化器，LNG

受熱氣化后輸送到下游用戶管網(wǎng)。LNG在儲(chǔ)存中，由于儲(chǔ)罐不可避免

的漏熱，部分LNG會(huì)從液相蒸發(fā)出來，這部分蒸發(fā)氣體即BOG。

采用再液化工藝時(shí)，BOG先通過壓縮機(jī)加壓到IMPa左右，然后

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與LNG低壓泵送來的壓力為IMPa的LNG過冷液體換熱并重新液化為

LNGo若米用BOG直接壓縮工藝，則由壓縮機(jī)壓縮到用戶所需壓力后

直接進(jìn)入外輸管網(wǎng)。BOG直接壓縮工藝需要將氣體直接升壓至管網(wǎng)壓

力，需要消耗大量壓縮功；而LNG再液化工藝是將液體用泵升壓，

由于液體體積要小得多，且液體的壓縮性很小，因此液體升壓過程

的能耗比BOG直接升壓過程可節(jié)約50%左右。

為了防止LNG在卸船（車）過程中造成LNG船艙（車廂）形成負(fù)一

壓，一部分BOG需要返回LNG船（車）以平衡壓力。

（三）LNG供氣站的主要設(shè)備

LNG供氣站的設(shè)備主要有儲(chǔ)罐、汽化器、泵和壓縮機(jī)等。

1.LNG儲(chǔ)罐

液化天然氣儲(chǔ)罐主要有金屬儲(chǔ)罐和鋼筋混凝土儲(chǔ)罐兩大類。根

據(jù)防漏設(shè)施不同又可分為以下四種形式。

（1）單容積式儲(chǔ)罐此類儲(chǔ)罐在金屬罐外有一比罐高低得多的混

凝土圍堰，圍堰內(nèi)容積與儲(chǔ)罐容積相等。該形式儲(chǔ)罐造價(jià)最低，但

安全性稍差，占地較大。

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(2)雙容積式儲(chǔ)罐此類儲(chǔ)罐在金屬罐外有一與儲(chǔ)罐簡體等高的

無頂混凝土外罐，即使金屬罐內(nèi)LNG泄漏也不至于擴(kuò)大泄漏面積，

只能少量向上空蒸發(fā)，安全性比前者好。

(3)全容積式儲(chǔ)罐此類儲(chǔ)罐在金屬罐外有一帶頂?shù)娜忾]混凝

土外罐，金屬罐泄漏的LNG只能在混凝土外罐內(nèi)而不至于外泄，在

上述兩種地J三式儲(chǔ)罐中安全性最高，造價(jià)也最高，在歐美國家應(yīng)

用較多。

(4)地下式儲(chǔ)罐與以上三種類型不同的是此類儲(chǔ)罐完全建在地

面以下，金屬罐外是深達(dá)百米左右的混凝土連續(xù)地中壁。地下儲(chǔ)罐

主要集中在日本，抗地震性好，適宜建在海灘回填區(qū)上，占地少，

多個(gè)儲(chǔ)罐可緊密布置，對(duì)站周圍環(huán)境要求較低，安全性最高。但這

種儲(chǔ)罐投資大(約比單容積儲(chǔ)罐高出一倍)，且建設(shè)周期長。

2.液化天然氣汽化器

LNG氣化器按其熱源的不同，可分為以下三種類型：

(1)加熱汽化器汽化裝置的熱量來源于燃料燃燒、電力、鍋爐或

內(nèi)燃機(jī)廢熱。加熱汽化器有整體加熱汽化器和遠(yuǎn)程加熱汽化器兩種

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類型。整體加熱汽化器采用熱源整體加熱法使低溫液體汽化，最典

型的即是浸沒式燃燒汽化器。遠(yuǎn)程加熱氣化器中的主要熱源與實(shí)際

汽化交換器分開，并采用某種流體(如水、水蒸氣、異戊烷、甘油)

作為中間傳熱介質(zhì)；由中間介質(zhì)與LNG換熱，使LNG汽化。

(2)環(huán)境汽化器汽化的熱量來自自然環(huán)境的熱源，如大氣、海水、

地?zé)崴?。?dāng)然，自然環(huán)境的熱量如果不是直接使LNG汽化，而是通

過加熱一種中間介質(zhì)，再由中間介質(zhì)使LNG汽化的話，則這就是一

種遠(yuǎn)程加熱汽化器，而不是環(huán)境汽化器。如果自然熱源與實(shí)際的汽

化器是分開的并使用了可控制的傳熱介質(zhì)，則應(yīng)認(rèn)為這種汽化器是

遠(yuǎn)程加熱汽化器，應(yīng)符合加熱汽化器的規(guī)定。

(3)工藝汽化器汽化的熱量來源于另外的熱動(dòng)力過程或化學(xué)過

程，或有效利用液化天然氣的制冷過程。實(shí)際上，在各種LNG冷能

利用的綜合流程中，如發(fā)電、化工、空分等流程，將需要排出熱量

的過程與LNG的吸熱汽化過程結(jié)合起來，可以節(jié)約用于LNG汽化的

能量，同時(shí)使各工藝過程的能量利用效率得到提高。

3.泵和壓縮機(jī)

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化工安全

液化天然氣汽化站中使用的泵和壓縮機(jī)，應(yīng)滿足下列要求：

①泵和壓縮機(jī)應(yīng)當(dāng)使用在可能遇到的度和壓力條件下都能正常

工作的材料來制造；

②閥門的安裝應(yīng)使每一臺(tái)泵或壓縮機(jī)都能單獨(dú)維修。在泵或離

心式壓縮機(jī)因操作需要并列安裝的場合，每一個(gè)出口管線上應(yīng)配一

個(gè)止回閥；

③泵和壓縮機(jī)應(yīng)當(dāng)在出口管線上裝備一個(gè)減壓裝置來限制壓

力，使之低于機(jī)殼和下游管道、設(shè)備的設(shè)計(jì)最大安全工作壓力；

④每一臺(tái)泵應(yīng)當(dāng)裝備有足夠能力的安全放散，用以防止泵殼在

冷卻時(shí)產(chǎn)生最大流量期間超壓；

⑤低溫泵的地基和油池的設(shè)計(jì)和施工中，應(yīng)防止冷凍膨脹；

⑥用于輸送溫度低于-29℃的液體泵，應(yīng)配備預(yù)冷裝置，確保泵

不被損壞或造成臨時(shí)或永久失效；

⑦處理可燃?xì)怏w的壓縮設(shè)備，應(yīng)在各個(gè)氣體可能泄漏的點(diǎn)設(shè)排

氣道，使氣體能排出到建筑物外部可供安全排放的地方。

（四）測量儀表

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1.液位測量

LNG儲(chǔ)罐應(yīng)當(dāng)設(shè)置兩套獨(dú)立的液位測量裝置。在選擇測量裝置時(shí)

應(yīng)考慮密度的變化。這些液位計(jì)應(yīng)在不影響儲(chǔ)罐正常運(yùn)行時(shí)可以更

換。

另外，儲(chǔ)罐還應(yīng)當(dāng)設(shè)置一個(gè)高液位報(bào)警器。報(bào)警器應(yīng)使操作人

員有充足的時(shí)間停止進(jìn)料，使液位不致超過最大允許裝料高度，并

應(yīng)安裝在控制裝料人員能夠聽到報(bào)警聲的地方。即使使用高液位進(jìn)

料切斷裝置，也不能用它來代替報(bào)警器。

2.壓力測量

每個(gè)LNG儲(chǔ)罐都應(yīng)當(dāng)安裝一個(gè)壓力表。此壓力表應(yīng)連接到儲(chǔ)罐

的最高預(yù)期液位上方的位置。

3.真空表

真空夾套設(shè)備應(yīng)當(dāng)裝備儀表或接頭，用以檢測夾層空間內(nèi)的絕

對(duì)壓力。

4.溫度檢測

當(dāng)LNG儲(chǔ)罐投入使用時(shí)，應(yīng)在儲(chǔ)罐內(nèi)配置溫度檢測裝置，用來

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幫助控制溫度，或作為檢查和校正液位計(jì)的手段。

汽化器應(yīng)當(dāng)安裝溫度指示器來檢測液化天然氣、蒸發(fā)氣體以及

加熱介質(zhì)流體的進(jìn)口和出口溫度，保證傳熱效率。

在低溫設(shè)備和容器的支座基礎(chǔ)可能會(huì)受到凍結(jié)、大地凍脹等不

利影響的場合，應(yīng)當(dāng)安裝溫度檢測系統(tǒng)。

5.檢測儀表的緊急切斷

在可能范圍內(nèi)，液化、儲(chǔ)存和汽化設(shè)備的儀表在出現(xiàn)電力或儀

表氣動(dòng)故障時(shí)，應(yīng)使系統(tǒng)處于失效保護(hù)狀態(tài)，直到操作人員采取適

當(dāng)措施來重新啟動(dòng)或維護(hù)該系統(tǒng)。

（五）有關(guān)安全檢測設(shè)備

在有可燃?xì)怏w、火焰、煙、高溫、低溫等潛在危險(xiǎn)存在的地方,

安裝一些必要的探測器，對(duì)危險(xiǎn)狀況進(jìn)行預(yù)報(bào)，可以使工作人員能

及時(shí)采取緊急處理措施。LNG工廠中通常用以下幾種檢測器：甲烷氣

體檢測器，火焰檢測器，高、低溫檢測器，煙火檢測器。除了低溫

檢測器外，其他幾種檢測器都是必備的設(shè)備。每一個(gè)檢測器都要與

自動(dòng)停機(jī)系統(tǒng)相連，在發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)能自動(dòng)起作用。

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L可燃?xì)怏w檢測器(CGD)

防火控制系統(tǒng)必須對(duì)LNG的泄漏進(jìn)行監(jiān)測。可以通過觀察、檢

測儀器或兩者綜合使用。白天LNG發(fā)生溢出，可以通過產(chǎn)生的蒸氣

云團(tuán)看見。然而，在晚上及照明不好的情況下就不容易看清楚。如

果僅僅依靠人工觀察來檢測泄漏，顯然是不夠的。

對(duì)于比較大的LNG裝置，應(yīng)當(dāng)安裝可燃?xì)怏w檢測裝置，對(duì)系統(tǒng)

進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測。在最有可能發(fā)生泄漏的位置安裝傳感器。當(dāng)檢測

系統(tǒng)探測到空氣中可燃?xì)怏w的含量達(dá)到最低可燃范圍下限(HL

)的10%?20%時(shí)，將向控制室發(fā)出警報(bào)?？刂剖业娜藛T確定應(yīng)對(duì)

措施并發(fā)出控制命令。在一些關(guān)鍵的地方，當(dāng)含量達(dá)到燃燒下限(UL

)的20%時(shí)，會(huì)自動(dòng)切斷整個(gè)系統(tǒng)。考慮到LNG裝置有限的人員

配備和可燃?xì)怏w的存在，有必要設(shè)置實(shí)時(shí)的監(jiān)測系統(tǒng)，連續(xù)地進(jìn)行

監(jiān)控，消除人為的疏忽和大意的可能性。對(duì)于比較小的裝置，由于

系統(tǒng)相對(duì)簡單，產(chǎn)生泄漏的可能性較小，因此沒有必要安裝過多的

自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)。

經(jīng)驗(yàn)證明，工作人員的誤操作，經(jīng)常引起這些系統(tǒng)誤報(bào)警，發(fā)

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化工安全

出一些不必要的警報(bào)。應(yīng)正確分析警報(bào)器及傳感器的安裝位置和可

燃?xì)怏w源的位置，并對(duì)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行有效的定期保養(yǎng)。

每一個(gè)可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)發(fā)出的警報(bào)，控制室或操作臺(tái)的工作

人員都要能聽得到和看得見，除此之外，氣體泄漏的區(qū)域也應(yīng)能聽

到警報(bào)聲。氣體檢測系統(tǒng)安裝后要進(jìn)行測試，并符合有關(guān)的要求。

有LNG設(shè)備或管道等設(shè)施的建筑都應(yīng)安裝可燃?xì)怏w檢測系統(tǒng)，

當(dāng)可燃?xì)怏w在空氣中的含量達(dá)到一定的程度就能發(fā)出警報(bào)?？扇?xì)?/p>

體傳感器的靈敏度要有合適的等級(jí)。安裝區(qū)域和相關(guān)的檢測器靈敏

度等級(jí)分類，如下所述。

(1)沒有可燃?xì)怏w設(shè)備的區(qū)域主要是辦公區(qū)，這些區(qū)域的檢測器

應(yīng)當(dāng)非常靈敏，當(dāng)檢測到氣體后發(fā)出警報(bào)。

(2)可能含有被檢測氣體的區(qū)域這里的傳感器在較低含量下(最

低可燃極限的10%?20%)發(fā)出警報(bào)。這種區(qū)域主要是在一般操作時(shí)，

可能含有天然氣。

(3)很有可能含有被檢測氣體的區(qū)域在這些區(qū)域中，當(dāng)氣體達(dá)到

危險(xiǎn)程度(最低可燃極限的20%)時(shí)發(fā)出警報(bào)。該工作區(qū)可能有自動(dòng)切

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斷系統(tǒng)，因此在檢測到可燃性氣體后有兩種選擇：每隔30s發(fā)出一

聲報(bào)警，并切斷整個(gè)設(shè)備運(yùn)行；或者只是發(fā)出警報(bào)，警告工作人員。

這些區(qū)域主要是安裝壓縮機(jī)和氣體渦輪機(jī)的廠區(qū)、LNG車補(bǔ)給燃料處

和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等部位。

2.火焰檢測器

火焰檢測器有紫外線(UV)火焰檢測器和紅外線(IR)火焰檢測

器，檢測熱輻射產(chǎn)生的熱量?；鹧娈a(chǎn)生的輻射能通過紫外線和紅外

線探測器的波長信號(hào)來檢測。當(dāng)輻射達(dá)到一定的程度后，會(huì)發(fā)出警

報(bào)。應(yīng)該注意的是某些光源可能導(dǎo)致誤報(bào)警，如焊接產(chǎn)生的電弧光

和太陽光的反射等，也能產(chǎn)生紫外線或紅外線。

3.高溫檢測器

高溫檢測器對(duì)固定溫度和溫度上升的速率都很靈敏。檢測器對(duì)

溫度上升速度的檢測，可以避免由于溫度波動(dòng)產(chǎn)生的誤警報(bào)。高溫

檢測器中有一個(gè)可熔化的鋼絲，在高溫下熔化(如82℃)。熔化后可

以觸發(fā)警報(bào)、使設(shè)備關(guān)閉、或者啟動(dòng)消防系統(tǒng)。這些檢測器直接安

裝在有著火危險(xiǎn)的區(qū)域或設(shè)備上。危險(xiǎn)性高的設(shè)備不僅安裝高溫檢

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化工安全

測器，有時(shí)還需安裝燃?xì)鈿怏w檢測器。

4.低溫檢測器

低溫檢測器在LNG或冷蒸氣泄漏時(shí)發(fā)出警報(bào)。這些檢測器的傳

感器主要是熱電偶或熱電阻。隨著溫度的變化，其電特性也會(huì)變化,

因此可以間接的測量溫度。低溫檢測器裝在LNG設(shè)備的底部，以及

產(chǎn)生溢流后，可能聚集液體和蒸汽的低部位置。

5.煙火檢測器

煙火檢測器主要是用來檢測煙霧和火焰。LNG蒸氣燃燒時(shí)產(chǎn)生的

煙很少。因此，這些檢測器主要用來檢測電氣設(shè)備和儀器是否著火。

這些設(shè)備著火時(shí)會(huì)產(chǎn)生煙。除了高溫檢測器外，采用煙火檢測器是

因?yàn)樯倭康臒熁穑锌赡墚a(chǎn)生不了足夠的熱量來觸發(fā)高溫檢測器。

主要用于防止火焰延伸到LNG設(shè)備。煙火檢測器通常安裝在控制室

的電氣設(shè)備和其他有可能產(chǎn)生煙火的設(shè)備上面。

6.缺氧檢測設(shè)備

可采用多通道的氣體檢測系統(tǒng)，對(duì)不同區(qū)域是否缺氧進(jìn)行檢測。

氣體檢測器使用一個(gè)內(nèi)置式的取樣泵，抽取來自不同區(qū)域的氣體樣

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化工安全

品，通過氣體成分分析，指示是否缺氧及缺氧的程度。檢測系統(tǒng)應(yīng)

具有同時(shí)指示可燃?xì)怏w含量和缺氧狀況的功能。

（六）主要設(shè)施的安全要求

在考慮LNG裝置的基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，應(yīng)充分考慮裝置對(duì)附近交通、

周邊環(huán)境可能產(chǎn)生的影響。從設(shè)備的角度，應(yīng)防止LNG從系統(tǒng)中泄

漏或溢出，同時(shí)還必須考慮意外情況下萬一發(fā)生LNG泄漏或溢出時(shí),

配套相應(yīng)的防范措施，如在LNG儲(chǔ)罐周圍設(shè)置圍堰或蓄液區(qū)。即使

發(fā)生LNG的泄漏或溢出的事故，可燃液體可被限制在蓄液區(qū)內(nèi)，不

會(huì)四處流淌。圍堰區(qū)的作用除了控制可燃液體四處流淌以外，如果

發(fā)生火災(zāi)，還能阻止火焰蔓延到周邊地區(qū)?？梢詫⑹鹿十a(chǎn)生的危害

降低到最小。圍堰或蓄液區(qū)的最小容積，可按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)

行設(shè)計(jì)。

1.LNG站的安全距離

LNG儲(chǔ)罐之間需要有適當(dāng)?shù)耐ǖ?，便于設(shè)備的安裝、檢查和維護(hù)，

按照美國消防協(xié)會(huì)NFPA-59A的標(biāo)準(zhǔn)。儲(chǔ)罐之間的最小間距不應(yīng)小于

相鄰儲(chǔ)罐直徑之和的1/4,且不應(yīng)小于1.5m。容量在0.5m3

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化工安全

以上的液化天然氣儲(chǔ)罐不應(yīng)放置在建筑物內(nèi)。液化天然氣氣化

站的液化天然氣儲(chǔ)罐、集中放散裝置的天然氣放散總管與站外建、

構(gòu)筑物的防火間距不應(yīng)小于表5-8的規(guī)定。

液化天然氣汽化站的液化天然氣儲(chǔ)罐、集中放散裝置的天然氣

放散總管與站內(nèi)建、構(gòu)筑物的防火間距不應(yīng)小于表5-9的規(guī)定。

2.汽化器等工藝設(shè)備的安裝距離

汽化器等工藝設(shè)備距離控制室、辦公室、車間和場地邊界也需

要離開一定的距離。用于管道輸送的液化天然氣裝卸碼頭，離附近

的橋梁至少30nl以上。液化天然氣裝卸用的連接裝置，距工藝區(qū)、

儲(chǔ)罐、控制大樓、辦公室、車間和其他重要的裝置至少在15m以上。

用于處理液化天然氣的建筑物和圍墻，應(yīng)采用輕質(zhì)的、不可燃

的非承重墻。有LNG流體的工作間、控制室或車間之間墻體至少有2

層，而且能承受4.8kPa的靜壓，墻體上不能有門和其他連通的通道,

墻體還需要有足夠的防火能力。有LNG流體的建筑物內(nèi)，應(yīng)當(dāng)具有

良好的通風(fēng)，防止可燃?xì)怏w或蒸氣聚集而產(chǎn)生爆燃。

表5-8液化天然氣氣化站的液化天然氣儲(chǔ)罐、天然氣放散總管

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化工安全

與站外建構(gòu)筑物的防火間距單位：m

項(xiàng)目

儲(chǔ)罐總?cè)莘e/m3

集中放散

〈10

>10?W30

>30?W50

>50?W200

>200?W500

>500^^1000

>1000?（2000

裝置的天然氣放散總管

居住區(qū)、村鎮(zhèn)和影劇院、體育館、學(xué)校等重要公共建筑（最外側(cè)

建、構(gòu)筑物外墻）

30

35

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化工安全

45

50

70

90

110

45

工業(yè)企業(yè)（最外側(cè)建、構(gòu)筑物外墻）

22

25

27

30

35

40

50

20

明火、散發(fā)火花地點(diǎn)和室外變、配電站

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化工安全

30

35

45

50

55

60

70

30

民用建筑，甲、乙類液體儲(chǔ)罐，甲、乙類生產(chǎn)廠房，甲、乙類

物品倉庫，稻草等易燃材料堆場

27

32

40

45

50

55

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化工安全

65

25

丙類液體儲(chǔ)罐，可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐，丙、丁類生產(chǎn)廠房，丙、丁類

物品倉庫

25

27

32

35

40

45

55

20

鐵路（中心線）

國家線

40

50

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化工安全

60

70

80

40

企業(yè)專用線

25

30

35

30

公路、道路（路邊）

高速、I、n級(jí)城市快速

20

25

15

其他

15

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化工安全

20

10

架空電力線（中心線）

1.5倍桿高

1.5倍桿高，但35kV以上架空電力線不應(yīng)小于40nl

2.0倍桿高

架空通信線（中心線）

I、n級(jí)

1.5倍桿高

30

40

1.5倍桿高

其他

1.5倍桿高

注：1.居住區(qū)、村鎮(zhèn)系指1000人或300戶以上者，以下者按本

表民用建筑執(zhí)行。

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化工安全

2.與本表規(guī)定以外的其他建、構(gòu)筑物的防火間距應(yīng)按現(xiàn)行國家

標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016執(zhí)行。

3.間距的計(jì)算應(yīng)以儲(chǔ)罐的最外側(cè)為準(zhǔn)。

表5-9液化天然氣氣化站的液化天然氣儲(chǔ)罐、天然氣放散總管

與站內(nèi)建、構(gòu)筑物的防火間距單位：m

項(xiàng)目

儲(chǔ)罐總?cè)莘e/m3

集中放散裝置的天然氣放散總管

W10

>10?W30

>30?W50

>50?W200

>200?W500

>500?W1000

>1000^^2000

明火、散發(fā)火花地點(diǎn)

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化工安全

30

35

45

50

55

60

70

30

辦公、生活建筑

18

20

25

30

35

40

50

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化工安全

25

變配電室、儀表間、值班室、汽車槽車庫、汽車衡及其計(jì)量室、

空壓機(jī)室

汽車槽車裝卸臺(tái)柱（裝卸口）、鋼瓶罐裝臺(tái)

15

18

20

22

25

30

25

汽車庫、機(jī)修間、燃?xì)鉄崴疇t間

25

30

35

40

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化工安全

25

天然氣（氣態(tài)）儲(chǔ)罐

20

24

26

28

30

31

32

20

液化石油氣全壓力式儲(chǔ)罐

24

28

32

34

36

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化工安全

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40

25

消防泵房、消防水池取水口

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站內(nèi)道路（路邊）

主要

10

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次要

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圍墻

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2

集中放散裝置的天然氣放散總管

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注：1.自然蒸發(fā)的儲(chǔ)罐（B0G罐）與液化天然氣儲(chǔ)罐的間距按工藝

要求確足。

2.與本表規(guī)定以外的其他建、構(gòu)筑物的防火間距應(yīng)按現(xiàn)行國家

標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50016執(zhí)行。

3.間距的計(jì)算應(yīng)以儲(chǔ)罐的最外側(cè)為準(zhǔn)。

3.LNG儲(chǔ)罐的防震

在設(shè)計(jì)LNG儲(chǔ)罐及其管路系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)該考慮它的地震負(fù)荷（抗震

性）。對(duì)所選的地址要進(jìn)行詳細(xì)的調(diào)查，以獲得有關(guān)的地震特性和地

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質(zhì)信息，如地震活動(dòng)性、地質(zhì)條件、預(yù)期的頻率和最大振幅等重要

信息。

按照《鍋爐和壓力容器規(guī)范》設(shè)計(jì)和制造的LNG儲(chǔ)罐，支承系

統(tǒng)應(yīng)根據(jù)垂直方向和水平方向的加速度來設(shè)計(jì)。

(七)LNG儲(chǔ)存中的安全問題

液化天然氣在儲(chǔ)存期間，無論隔熱效果如何好，總要產(chǎn)生一定

數(shù)量的蒸發(fā)氣體。儲(chǔ)罐容納這些氣體的數(shù)量是有限的，當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)的

工作壓力達(dá)到允許最大值時(shí)，蒸發(fā)的氣體繼續(xù)增加，會(huì)使儲(chǔ)罐內(nèi)的

壓力上升。LNG儲(chǔ)罐的壓力控制對(duì)安全儲(chǔ)存有非常重要意義，涉及到

LNG的安全充注數(shù)量，壓力控制與保護(hù)系統(tǒng)和儲(chǔ)存的穩(wěn)定性等諸多因

素。

液化天然氣儲(chǔ)存安全技術(shù)主要有以下幾方面。

(1)儲(chǔ)罐材料材料的物理特性應(yīng)適應(yīng)在低溫條件下工作，如材料

在低溫工作狀態(tài)下的抗拉和抗壓等機(jī)械強(qiáng)度、低溫沖擊韌性和熱膨

脹系數(shù)等。

(2)LNG充注儲(chǔ)罐的充注管路設(shè)計(jì)應(yīng)考慮在頂部和底部均能充

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灌，這樣能防止LNG產(chǎn)生分層，或消除已經(jīng)產(chǎn)生的分層現(xiàn)象。

（3）儲(chǔ)罐的地基應(yīng)能經(jīng)受得起與LNG直接接觸的低溫，在意外情

況下萬一LNG產(chǎn)生漏泄或溢出，LNG與地基直接接觸，地基應(yīng)不會(huì)損

壞。

（4）儲(chǔ)罐的隔熱隔熱材料必須是不可燃的，并有足夠的牢度，能

承受消防水的沖擊力。當(dāng)火蔓延到容器外殼時(shí)，隔熱層不應(yīng)出現(xiàn)熔

化或沉降，隔熱效果不應(yīng)迅速下降。

（5）安全保護(hù)系統(tǒng)儲(chǔ)罐的安全保護(hù)系統(tǒng)必須可靠，能實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)罐

液位、壓力的控制和報(bào)警，必要時(shí)應(yīng)該有多級(jí)保護(hù)。

LLNG儲(chǔ)罐的充注條件

對(duì)于任何需要充注LNG或其他可燃介質(zhì)的儲(chǔ)罐（或管路），如果

儲(chǔ)罐（或管路）中是空氣，不能直接輸入LNG,需要對(duì)儲(chǔ)罐（或管路）

進(jìn)行惰化處理，避免形成天然氣與空氣的混合物。如儲(chǔ)罐（包括管路

系統(tǒng)）在首次充注LNG之前和LNG儲(chǔ)罐在需要進(jìn)行內(nèi)部檢修時(shí)，修理

人員進(jìn)去作業(yè)之前，也不能直接將空氣充入充滿天然氣氣氛的儲(chǔ)罐

內(nèi)，而是在停止使用以后，先向儲(chǔ)罐內(nèi)充入惰化氣體，然后再充入

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空氣。操作人員方能進(jìn)入儲(chǔ)罐內(nèi)進(jìn)行檢修。惰化的目的是要用惰性

氣體將儲(chǔ)罐內(nèi)和管路系統(tǒng)內(nèi)的空氣或天然氣置換出來，然后才能充

注可燃介質(zhì)。

儲(chǔ)罐在首次充注LNG之前，必須經(jīng)過惰化處理，惰化處理是將

惰性氣體置換儲(chǔ)罐內(nèi)的空氣，使罐內(nèi)的氣體中的含氧量達(dá)到安全的

要求。用于惰化的惰性氣體，可以是氮?dú)?、二氧化碳等。通常可?/p>

用液態(tài)氮或液態(tài)二氧化碳汽化來產(chǎn)生惰性氣體。LNG槽船上則設(shè)置惰

性氣體發(fā)生裝置。通常采用變壓吸附、氨氣裂解和燃油燃燒分離等

方法制取惰性氣體。

充注LNG之前，還有必要用LNG蒸氣將儲(chǔ)罐中的惰化氣體置換

出來。具體方法是用氣化器將LNG汽化并加熱至常溫狀態(tài)，然后送

入儲(chǔ)罐，將儲(chǔ)罐中的惰性氣體置換出來，使儲(chǔ)罐中不存在其他氣體。

置換工作完成之后，方可進(jìn)入冷卻降溫和LNG的加注過程。為了使

置換效果更好，置換時(shí)需要考慮惰性氣體密度與儲(chǔ)罐內(nèi)空氣或可燃

氣體的密度，以確定正確的送氣部位。LNG充注數(shù)量主要通過儲(chǔ)罐內(nèi)

的液位來控制。在LNG儲(chǔ)罐中設(shè)置了液位指示裝置，是觀測儲(chǔ)罐內(nèi)

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部液位的“眼睛”，對(duì)儲(chǔ)罐的安全至關(guān)重要。液化天然氣儲(chǔ)罐應(yīng)當(dāng)裝

備有兩套獨(dú)立的液位測量裝置。在選擇測量裝置時(shí)，應(yīng)考慮密度變

化對(duì)液位的影響。液位計(jì)的更換應(yīng)在不影響儲(chǔ)罐正常運(yùn)行的情況下

進(jìn)行。以保證隨時(shí)可以對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)的液位進(jìn)行檢測。

除了液位測量裝置以外，儲(chǔ)罐還應(yīng)裝備高液位報(bào)警器，使操作

人員有充足的時(shí)間停止充注，不至于使液位超過允許的最大液位高

度。報(bào)警器應(yīng)安裝在操作人員能夠聽到的地方。

NFPA-59A規(guī)定：對(duì)于容量比較小的儲(chǔ)罐（265m3

以下），允許裝備一個(gè)液位測試閥門來代替高液位報(bào)警器，通過

人工手動(dòng)的方法來控制，當(dāng)液位達(dá)到液位測試閥門時(shí)，手動(dòng)切斷進(jìn)

料。

2.LNG儲(chǔ)罐的壓力控制

LNG儲(chǔ)罐的內(nèi)部壓力控制是最重要的防護(hù)措施之一，必須控制在

允許的壓力范圍之內(nèi)。罐內(nèi)壓力過高或過低（出現(xiàn)負(fù)壓），對(duì)儲(chǔ)罐都

是潛在的危險(xiǎn)。影響儲(chǔ)罐壓力的因素很多，諸如熱量進(jìn)入引起液體

的蒸發(fā)、充注期間液體的快速閃蒸、大氣壓下降或錯(cuò)誤操作，都可

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能引起罐內(nèi)壓力上升。另外，如果以非?？斓乃俣葟膬?chǔ)罐向外排液

或抽氣，有可能使罐內(nèi)形成負(fù)壓。

LNG儲(chǔ)罐內(nèi)壓力的形成主要是液態(tài)天然氣受熱引起蒸發(fā)所致，過

多的蒸發(fā)氣體(BOG)會(huì)使儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力上升。必須有可靠的壓力控制

裝置和保護(hù)裝置來保障儲(chǔ)罐的安全。使罐內(nèi)的壓力在允許范圍之內(nèi)。

在正常操作時(shí)，壓力控制裝置將儲(chǔ)罐內(nèi)過多的蒸發(fā)氣體輸送到供氣

管網(wǎng)、再液化系統(tǒng)或燃料供應(yīng)系統(tǒng)。但在蒸發(fā)氣體驟增或外部無法

消耗這些蒸發(fā)氣體的意外情況下，壓力安全保護(hù)裝置應(yīng)能自動(dòng)開啟，

將蒸發(fā)氣體送到火炬燃燒或放空。因此，LNG儲(chǔ)罐的安全保護(hù)裝置必

須具備足夠的排放能力。

止匕外，有些儲(chǔ)罐還應(yīng)安裝有真空安全裝置。真空安全裝置能感

受儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力和當(dāng)?shù)氐拇髿鈮海軌蚺袛喙迌?nèi)是否出現(xiàn)真空。如

果出現(xiàn)真空，安全裝置應(yīng)能及時(shí)地向儲(chǔ)罐內(nèi)部補(bǔ)充LNG蒸氣。

安全保護(hù)裝置(安全閥)不僅用于LNG儲(chǔ)罐的防護(hù)，在LNG系統(tǒng)

中，LNG管路、LNG泵、氣化器等所有有可能產(chǎn)生超壓的地方，都應(yīng)

該安裝足夠的安全閥。安全閥的排放能力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)條件下的排放

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要求。

為了維修或其他目的，在安全閥和儲(chǔ)罐之間安裝有截止閥，將

LNG儲(chǔ)罐和壓力安全閥、真空安全閥等隔開。但截止閥必須處在全開

位置，并有鎖定裝置和鉛封。只有在安全閥需要檢修時(shí)，截止閥才

能關(guān)閉，而且必須由有資格的專管人員操作。

3.間歇泉和水錘現(xiàn)象

如果儲(chǔ)罐底部有很長的而且充滿LNG的豎直管路，由于管內(nèi)流

體受熱，管內(nèi)的蒸發(fā)氣體可能會(huì)定期地產(chǎn)生LNG突然噴發(fā)。產(chǎn)生這

種突然噴發(fā)的原因，是由于管路蒸發(fā)的氣體不能及時(shí)地上升到液面,

溫度不斷升高，氣體的密度減小，當(dāng)氣體產(chǎn)生浮力足以克服LNG液

柱高度產(chǎn)生的壓力時(shí)，氣體會(huì)突然噴發(fā)。氣體上升時(shí)，將管路中的

液體也推到儲(chǔ)罐內(nèi)，由于這部分氣體溫度比較高，上升時(shí)與液體進(jìn)

行熱交換，液體大量的閃蒸。使儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力迅速升高。如果豎直

管路的底'部又是比較長的水平管路，這種現(xiàn)象更為嚴(yán)重。在管內(nèi)液

體被推到儲(chǔ)罐的過程中，管內(nèi)部分空間被排空，儲(chǔ)罐中的液體迅速

補(bǔ)充到管內(nèi)，又重新開始?xì)馀莸姆e聚，過一段時(shí)間以后，再次形成

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噴發(fā)。這種間歇式的噴發(fā)，稱之為間歇泉現(xiàn)象。儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力驟然

上升，有可能導(dǎo)致全閥的開啟。因此，儲(chǔ)罐底部豎直管路比較長時(shí),

有可能出現(xiàn)間歇泉。上面提及的系統(tǒng)被周期性的減壓和增壓，則該

處形成液體不斷地排空和充注。管路中產(chǎn)生的甲烷蒸氣被重新注入

的液體冷凝。形成水錘現(xiàn)象，產(chǎn)生很大的瞬間高壓。這種高壓有可

能造成管路中的墊圈和閥門損壞。

（八）管路和閥件的安全要求

管道系統(tǒng)的材料應(yīng)不僅能夠承受正常運(yùn)行溫度，還應(yīng)能承受可

能遇到的緊急狀況時(shí)的極限溫度。管道系統(tǒng)應(yīng)有良好的絕熱或其他

措施，防止管道在極端溫度下出現(xiàn)的損壞。在緊急情況下，若管路

暴露在燃燒的環(huán)境中，應(yīng)將其與火焰隔離并截?cái)喙軆?nèi)流體流動(dòng)。對(duì)

于儲(chǔ)罐的輸液管線、冷箱等部件，損壞后有可能釋放出大量的可燃

流體，應(yīng)該有防火材料保護(hù)。管路接頭處一般不采用鋁、銅和銅合

金等材料。管道系統(tǒng)不允許使用F形接管、螺旋焊接結(jié)構(gòu)和對(duì)接焊

的焊接結(jié)構(gòu)。鑄鐵類的管道也不允許使用。

與容器連接的管路，如果口徑大于25mm,并有液體經(jīng)過的接頭

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處，應(yīng)當(dāng)裝備至少一個(gè)能自動(dòng)關(guān)閉的閥門，或能遠(yuǎn)程控制的快速截

止閥。

LNG管道支架對(duì)安全也有非常重要的影響。它們可能遭遇明火或

接觸到溢出的低溫液體時(shí)，應(yīng)當(dāng)有足夠的承受能力，或有相應(yīng)的保

護(hù)措施來避免其不受火災(zāi)或溢出的低溫液體的破壞。用于LNG或低

溫流體管路的管架，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意避免產(chǎn)生過高的熱量傳導(dǎo)，引

起結(jié)冰或支架材料的脆裂。管徑小于等于50mm的管路，可以采用螺

紋、焊接或法蘭等密封結(jié)構(gòu)。而50mm以上的LNG管路，接頭不能使

用壓緊式法蘭或螺紋連接的密封結(jié)構(gòu)，可采用焊接的法蘭接頭。工

作溫度低于-30℃的管路，其支撐結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量減少傳熱，避免結(jié)冰。

在低溫下工作的波紋形膨脹節(jié)內(nèi)部應(yīng)有絕熱措施，避免在波紋上形

成冰。

（九）裝卸作業(yè)

進(jìn)行LNG裝卸作業(yè)時(shí)，應(yīng)有具有資格認(rèn)證的操作人員始終參與

操作。操作說明書不僅應(yīng)標(biāo)明正常的操作方法，也應(yīng)標(biāo)明緊急狀態(tài)

的應(yīng)急措施。進(jìn)行LNG輸送時(shí)，裝卸區(qū)域應(yīng)杜絕一切火源，如焊接、

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火焰，以及一般性的電氣設(shè)備運(yùn)行。裝卸區(qū)還應(yīng)有“禁止吸煙”的

警示牌。進(jìn)行LNG輸送作業(yè)時(shí)，應(yīng)先對(duì)儲(chǔ)罐內(nèi)的液位進(jìn)行檢查。所

有的閥門也應(yīng)檢查和調(diào)整，開始時(shí)啟動(dòng)應(yīng)緩慢。如果壓力或溫度有

異常，應(yīng)立即停止操作，直到查明原因并予以糾正。

在輸送操作過程中，應(yīng)密切關(guān)注壓力和溫度的變化情況。LNG輸

送管道應(yīng)安裝液體和氣體的排放接頭，使輸送管在卸開連接之前，

排空內(nèi)部的殘液，排放口應(yīng)連通到比較安全的地方。在LNG輸送作

業(yè)期間，整個(gè)系統(tǒng)不得進(jìn)行重大的維修。

槽車在進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí)，周圍禁止車輛通行。輸液管連接到槽

車之前，汽車應(yīng)用墊塊墊穩(wěn)并剎車。并按要求設(shè)立警示牌或警示燈。

關(guān)閉槽車發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)只能在槽車輸送管路斷開以后，并且在所

有排出的蒸氣都徹底散開后才能啟動(dòng)。

把LNG裝到一個(gè)不是專門用于LNG運(yùn)輸?shù)能囕v之前，應(yīng)對(duì)儲(chǔ)罐

內(nèi)的含氧量進(jìn)行測定。當(dāng)LNG專用槽車內(nèi)的壓力出現(xiàn)負(fù)壓時(shí)，也需

要測試含氧量，防止空氣被吸入到系統(tǒng)內(nèi)。如果氧的體積分?jǐn)?shù)超過

2%時(shí)，應(yīng)對(duì)儲(chǔ)罐進(jìn)行置換，直到氧的體積分?jǐn)?shù)低于2%后，才能用來

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運(yùn)輸LNGo

用于輸送LNG的軟管應(yīng)能承受可能遇到的溫度和壓力，其承壓

能力至少是工作壓力的5倍以上。當(dāng)設(shè)計(jì)的工作溫度低于-51℃時(shí)，

應(yīng)用金屬軟管或旋轉(zhuǎn)接頭。裝