LNG加注站設(shè)計(jì)及管理相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)

LNG加注站設(shè)計(jì)及管理相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)—LNG加氣站的規(guī)范選用及設(shè)計(jì)張美摘要天然氣作為一種替代石油和煤的新能源，已探明儲(chǔ)量遠(yuǎn)超過(guò)石油，此外由于其高效清潔的特點(diǎn)，研究和運(yùn)用等到各國(guó)政府的大力扶持，發(fā)展速度極快，已在世界范圍大力推廣應(yīng)用。LNG汽車和LNG加氣站在國(guó)外特別是美國(guó)，已經(jīng)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，而在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間尚未超過(guò)2023。還處在發(fā)展初期。本文重要研究LNG加氣站的規(guī)范選用及設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞LNG加氣站選用設(shè)計(jì)Abstractnaturalgasasanewenergyalternativetooilandcoal,provenreservesofmorethanoil,becauseofitscharacteristicsofhighefficiencyandclean,studyanduseuntilthevigorouslysupportthegovernments,developmentspeed,hasbeenintheworld,vigorouslypromotetheuseof.LNGcarandLNGfillingstationinforeigncountriesespeciallytheUnitedStates,hasobtainedtheconsiderabledevelopment,andinthedevelopmentofourtimeandnotmorethan20years.Alsointheearlystagesofdevelopment.ThispapermainlystudiestheLNGfillingstationcodeselectionanddesign.KeywordsLNGFillingstationSelectionDesign1安全經(jīng)驗(yàn)分享中石油江蘇LNG儲(chǔ)備罐坍塌事故1.1事故通過(guò)2023年6月16日7程1號(hào)儲(chǔ)罐區(qū)的重大安全事故，1號(hào)儲(chǔ)備罐基本報(bào)廢，截至16日22時(shí)已導(dǎo)致8人死亡，14人受傷，其中3人重傷，預(yù)計(jì)損失過(guò)億。事故發(fā)生時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)有施工人員一百一十人，其中九十九人安全撤離，受傷的九名人員已被送往如東人民醫(yī)院及如東中醫(yī)院搶救。事故系上海電力建筑工程公司承建的LNG接受站一號(hào)儲(chǔ)罐區(qū)發(fā)生模板滑落所致。1.3事故因素分析安全事故因素初步查明，系操作塔吊的工人操作失誤，導(dǎo)致塔吊的吊臂碰觸到已裝在拱頂上的模板，正在施工的罐體第九層鋼筋籠失衡傾覆，牽拉施工平臺(tái)倒塌從而引起坍塌事故。1.4從中應(yīng)吸取的教訓(xùn)對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)的安全管理現(xiàn)狀進(jìn)行分析我們發(fā)現(xiàn)存在以下方面的缺陷：①公司安全生產(chǎn)主體責(zé)任仍未真正貫徹。公司片面追求經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)安全生產(chǎn)存在僥幸心理，安全生產(chǎn)還沒(méi)有真正成為公司的自覺(jué)行動(dòng)。②安全生產(chǎn)存在被動(dòng)抓的狀況，促一促，抓一抓，安全發(fā)展理念尚未真正樹(shù)立。③部分行業(yè)監(jiān)管主管部門存在“缺位”現(xiàn)象，安全監(jiān)管工作不積極、不積極，怕?lián)?zé)任。④安全生產(chǎn)監(jiān)管工作還得不到有效保障，普遍存在編制不擬定、經(jīng)費(fèi)不保障、裝備不貫徹、人員不固定等問(wèn)題，難以實(shí)現(xiàn)有效監(jiān)管。事故發(fā)生后，我們發(fā)現(xiàn)事故重要是由于存在工程項(xiàng)目未獲行政許可擅自開(kāi)工，在建工程不報(bào)建，逃避相關(guān)部門安全監(jiān)管，施工單位安全投入局限性，盲目趕工期，對(duì)職工的安全培訓(xùn)教育流于形式。同時(shí)，施工作業(yè)人員安全防護(hù)知識(shí)缺少，自我保護(hù)意識(shí)不強(qiáng)，違規(guī)違章操作的現(xiàn)象比較普遍。要加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的安全管理措施，這樣才干保障工程順利的進(jìn)行，避免事故的發(fā)生。2術(shù)語(yǔ)液化天然氣（LNG）LiquefiedNaturalGas一種在液態(tài)狀況下的無(wú)色流體，重要由甲烷組成，組分也許具有少量的乙烷、丙烷、氮或通常存在于天然氣中的其他組分。壓縮天然氣（CNG）Compressednaturalgas重要成份為甲烷的壓縮氣體燃料。LNG加氣站LNGFuelingStation為L(zhǎng)NG汽車儲(chǔ)瓶充裝LNG燃料的專門場(chǎng)合。L由LNG轉(zhuǎn)化為CNG，為CNG汽車儲(chǔ)瓶充裝CNG燃料的專門場(chǎng)合。LNG/L-CNG加氣站LNG/L-CNGFuelingStationLNG加氣站與L-CNG加氣站聯(lián)建的統(tǒng)稱。加油加氣合建站oilandgasFuelingStation汽車加油站與天然氣汽車加氣站合建的統(tǒng)稱。地下LNG儲(chǔ)罐buriedLNGtank安裝在罐池中，且罐頂?shù)陀谥苓?m范圍內(nèi)地面標(biāo)高0.2m的LNG儲(chǔ)罐。半地下LNG儲(chǔ)罐undergroundLNGtank安裝在罐池中，且一半以上罐體安裝在周邊4m范圍內(nèi)地面以下的LNG儲(chǔ)罐。防護(hù)堤dike用設(shè)計(jì)壓力designPressure儲(chǔ)罐、設(shè)備或管道設(shè)計(jì)中，用于擬定最小允許厚度或其部件物理特性的壓力。擬定任何特殊部件厚度的設(shè)計(jì)壓力涉及靜壓頭。設(shè)計(jì)壓力的擬定為涉及靜壓頭。工作壓力operatingpressure壓力容器、管路系統(tǒng)等在正常工作情況下，也許達(dá)成的最高壓力。LNG卸車口pointoftransfer接卸LNG運(yùn)送車輛所載LNG的固定接頭處。站房stationhouse用于加油加氣站管理和經(jīng)營(yíng)的建筑物。加氣島fuelingisland用于安裝加氣機(jī)的平臺(tái)。LNG（CNG）加氣機(jī)LNG（CNG）dispenser給LNG（CNG）汽車儲(chǔ)氣瓶充裝LNG（CNG），并帶有計(jì)量、計(jì)價(jià)裝置的專用設(shè)備。加氣切斷裝置shutoffdevice加氣軟管在一定外力作用下，加氣系統(tǒng)具有自切斷功能的安全裝置。加氣槍fuelingConnector附屬加氣機(jī)與加氣軟管連接，向LNG（CNG）儲(chǔ)氣瓶充裝LNG（CNG）的專用設(shè)備。3站址選擇①站址選擇應(yīng)符合城市規(guī)劃、交通規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)和消防安全的規(guī)定，并應(yīng)選在交通便利的地方。②城市建成區(qū)內(nèi)的加氣站，宜靠近城市道路，與道路交叉路口的距離應(yīng)符合交通主管部門的規(guī)定。③加氣站的LNG儲(chǔ)罐、放散管管口、LNG卸車口與站外建、構(gòu)筑物的防火間距，不應(yīng)小于表的規(guī)定。4站內(nèi)平面布置4.1圍墻①m時(shí)，相鄰一側(cè)應(yīng)設(shè)立高度不低于2.2②站內(nèi)工藝設(shè)施與站外建、構(gòu)筑物之間的距離大于25m，且滿足表4.3中防火間距的1.5③面向加氣站進(jìn)、出口道路的一側(cè)宜設(shè)立非實(shí)體圍墻或開(kāi)敞。4.2道路①車輛入口和出口應(yīng)分開(kāi)設(shè)立。LNG槽車單車道不應(yīng)小于4.5m，其他單車道寬度不應(yīng)小于4m，雙車道寬度不應(yīng)小于④站內(nèi)道路不應(yīng)采用瀝青路面.4.3防護(hù)堤①LNG儲(chǔ)罐四周應(yīng)設(shè)立防護(hù)堤，防護(hù)堤的設(shè)立應(yīng)符合下列規(guī)定：a．應(yīng)采用非燃燒實(shí)體材料。b.防護(hù)堤內(nèi)的有效容量不應(yīng)小于單個(gè)最大LNG儲(chǔ)罐的容量。c.防護(hù)堤高于堤內(nèi)地面不宜小于0.6m②防護(hù)堤內(nèi)LNG儲(chǔ)罐之間的凈距不應(yīng)小于相鄰較大罐的1/2直徑，且不應(yīng)小于2m③防護(hù)堤內(nèi)不應(yīng)設(shè)立其他可燃液體儲(chǔ)罐、CNG高壓瓶組或儲(chǔ)氣井。④防護(hù)堤內(nèi)宜設(shè)立排水設(shè)施，但不應(yīng)直接排入市政排水管道。4.4加氣島及罩棚的設(shè)立①加氣島應(yīng)高出加氣區(qū)地坪0.15～0.20m；寬度不應(yīng)小于1.2②罩棚的設(shè)計(jì)應(yīng)符合下列規(guī)定：a.加氣島宜設(shè)立非燃燒材料的罩棚，罩棚凈高不應(yīng)小于5m；罩棚邊沿與加氣機(jī)的平面距離不宜小于2.0b.罩棚支柱距加氣島端部不應(yīng)小于0.6mc.加氣區(qū)應(yīng)設(shè)照明燈，照度不得小于100。③加氣機(jī)附近應(yīng)設(shè)立防撞柱（欄），防撞柱（欄）高度不應(yīng)小于0.5m。4.5防火間距①加氣站的儲(chǔ)罐、工藝裝置宜露天布置，加氣區(qū)應(yīng)敞開(kāi)布置。②加氣站內(nèi)設(shè)施之間的防火間距不應(yīng)小于表5.1的規(guī)定。③按本規(guī)范附錄B劃分的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域不應(yīng)超過(guò)圍墻和可用地界線。5LNG加氣站的總圖①功能分區(qū)根據(jù)LNG加氣站的實(shí)際情況和生產(chǎn)工藝需求，站區(qū)可分為儲(chǔ)存區(qū)、加氣區(qū)和站房。儲(chǔ)存區(qū)的重要設(shè)備涉及LNG儲(chǔ)罐、LNG泵、卸車增壓器、調(diào)飽和器等。加氣區(qū)由加氣機(jī)和加氣罩棚組成。站房通常由值班室、綜合營(yíng)業(yè)廳、儀表配電間、空壓機(jī)房、辦公室等組成。②總圖布置a．根據(jù)GB50156--2023(2023年版)的規(guī)定，站區(qū)工藝設(shè)施一側(cè)應(yīng)設(shè)立高2.b．LNG儲(chǔ)罐、LNG泵、卸車增壓器、調(diào)飽和器等設(shè)備布置在高度為1.c．儲(chǔ)存區(qū)、加氣區(qū)、站房均獨(dú)立布置，布置時(shí)應(yīng)注意LNG泵與LNG加氣機(jī)的距離要盡也許短，不宜大于15m。因素是國(guó)內(nèi)LNG汽車的車輛供氣系統(tǒng)未設(shè)立氣瓶增壓器，為了保證供氣壓力的穩(wěn)定性，使之能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的用氣壓力規(guī)定，給車輛加注的LNG必須為飽和液體。若LNG泵與LNG加氣機(jī)的距離過(guò)長(zhǎng)，無(wú)車輛加氣時(shí)，管道內(nèi)剩余的飽和LNG較多，容易氣化，會(huì)影響加氣并排放大量的氣體，導(dǎo)致浪費(fèi)。d．LNG加氣站的工藝設(shè)施與站外建、構(gòu)筑物之間的防火距離按GB50028--2023中LNG氣化站相關(guān)的防火間距執(zhí)行。工藝設(shè)施與站內(nèi)建、構(gòu)筑物之間的防火距離加氣站相關(guān)的防火間距執(zhí)行。6LNG加氣站的工藝設(shè)計(jì)6.1工藝流程①卸車流程將LNG由槽車轉(zhuǎn)移至LNG儲(chǔ)罐中，重要有卸車增壓器卸車、LNG泵卸車及兩者聯(lián)合卸車等3種方式HJ。卸車增壓器卸車的優(yōu)點(diǎn)是完全采用環(huán)境熱量，不花費(fèi)電能，工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)樸；缺陷是卸車速度比較慢，冬季室外溫度較低時(shí)尤為明顯。LNG泵卸車的優(yōu)點(diǎn)是卸車時(shí)間較短，工藝流程相對(duì)簡(jiǎn)樸；缺陷是花費(fèi)大量電能，啟動(dòng)前需要對(duì)泵進(jìn)行預(yù)冷。卸車增壓器和LNG泵聯(lián)合卸車的優(yōu)點(diǎn)是卸車時(shí)間比單獨(dú)采用卸車增壓器卸車時(shí)間短，花費(fèi)的電能比單獨(dú)采用LNG泵卸車少；缺陷與單獨(dú)采用LNG泵相同。②調(diào)飽和流程我國(guó)LNG汽車的車輛供氣系統(tǒng)未設(shè)立氣瓶增壓器，為了保證供氣壓力的穩(wěn)定性，使之能滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的用氣壓力規(guī)定，車載瓶中的LNG必須為飽和液體。因此，加氣前需要使儲(chǔ)罐中的LNG升溫、升壓，處在飽和狀態(tài)。調(diào)飽和有3種方式：調(diào)飽和器調(diào)飽和、LNG泵調(diào)飽和、調(diào)飽和器與LNG泵聯(lián)合調(diào)飽和MJ。這3種方式的優(yōu)缺陷與LNG卸車采用的3種方式的優(yōu)缺陷基本相同。③加氣流程LNG的加氣流程是指LNG泵將儲(chǔ)罐中的LNG抽出，輸送至LNG加氣機(jī)，通過(guò)LNG加氣機(jī)給汽車加氣。④卸壓流程當(dāng)儲(chǔ)罐壓力大于設(shè)定值時(shí)，打開(kāi)安全閥，釋放儲(chǔ)罐中的氣體，減少壓力，以保證儲(chǔ)罐安全，放散的氣體通過(guò)集中放散管放空。6.2重要設(shè)備①LNG儲(chǔ)罐LNG加氣站采用的低溫壓力儲(chǔ)罐為真空粉末絕熱儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐分為內(nèi)罐和外罐兩層，內(nèi)罐材質(zhì)為0Crl8Ni9，外罐材質(zhì)為16MnR。內(nèi)外罐之問(wèn)采用真空粉末絕熱，真空隔熱層厚度為250mm。儲(chǔ)罐的日蒸發(fā)率小于0．25％，充裝系數(shù)為0．9。儲(chǔ)罐上裝有高、低液位報(bào)警設(shè)施，內(nèi)罐壓力高報(bào)警設(shè)施，超壓自動(dòng)排放罐頂氣體的自力式降壓調(diào)節(jié)閥以及安全閥等，以保證儲(chǔ)罐的安全。在儲(chǔ)罐進(jìn)、出口的LNG管道上設(shè)有緊急切斷閥，當(dāng)有緊急情況發(fā)生時(shí)，可迅速關(guān)閉閥門，以保證系統(tǒng)安全。目前，20m3②LNG泵輸送LNG這類低溫的易燃介質(zhì)，不僅規(guī)定輸送泵能承受低溫，并且對(duì)其氣密性能和電氣方面的安全性能規(guī)定很高。隨著對(duì)泵結(jié)構(gòu)、材料等方面的研究有了很大的進(jìn)展，一種安裝在密封容器內(nèi)的潛液式電動(dòng)泵在LNG系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。其重要特點(diǎn)是將泵與電動(dòng)機(jī)整體安裝在一個(gè)密封的金屬容器內(nèi)，不需要軸封，也不存在軸封的泄漏問(wèn)題口]。通常潛液式電動(dòng)泵可分為船用泵、汽車燃料泵、LNG高壓泵(罐外泵)和大型儲(chǔ)罐的罐內(nèi)泵。LNG加氣站中，LNG的轉(zhuǎn)運(yùn)和加注采用的是汽車燃料泵，其結(jié)構(gòu)緊湊，立式安裝，特別合用于汽車燃料加注和低溫槽車轉(zhuǎn)運(yùn)LNG。LNG泵采用安全的潛液電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)和泵都浸沒(méi)在流體中，不需要軸封。在吸入口增長(zhǎng)了導(dǎo)流器，減少流體在吸入口的阻力，防止泵氣蝕。LNG加氣站采用的LNG泵通常為兩級(jí)離心泵，由一臺(tái)變頻器控制，能適應(yīng)不同的流量范圍，電氣元件安裝在具有防爆功能的接線盒及其罩殼內(nèi)，流量為8—340Ifmin，揚(yáng)程為15～250m。重要廠家涉及美國(guó)的ACD公司、日本的Nikkiso公司、瑞士的Cryomec公司等。③LNG加氣機(jī)LNG加氣機(jī)是依據(jù)直接測(cè)量流體介質(zhì)質(zhì)量的原理，運(yùn)用先進(jìn)的傳感和微電腦測(cè)控技術(shù)，具有高精度、多功能的新型LNG加液計(jì)量裝置，重要用于計(jì)量充人LNG車載瓶的液量。同時(shí)，加氣機(jī)應(yīng)用微測(cè)控技術(shù)對(duì)計(jì)量過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制，顯示屏直接顯示被測(cè)液體的流量、單價(jià)、金額及加液量累計(jì)值，可遠(yuǎn)程通信，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)中央管理№]。目前，LNG加氣機(jī)多采用進(jìn)口，其計(jì)量方式為單管計(jì)量，單槍加氣，計(jì)量精度為±0.1％，最大質(zhì)量流量為80．0kg／rain，具有溫度補(bǔ)償功能，配帶拉斷閥。④調(diào)飽和器和卸車增壓器LNG加氣站采用的調(diào)飽和器和卸車增壓器均為空溫式換熱器，LNG通過(guò)吸取環(huán)境熱量達(dá)成氣化升溫的目的，能耗很低。為了提高氣化速率和換熱效率，調(diào)飽和器和卸車增壓器的主體通常采用耐低溫的鋁合金縱向翅片管，且擁有很大的換熱面積。其影響因素重要為流量、工作壓力、工作周期、大氣溫度、相對(duì)濕度、風(fēng)力、日照等"]。筆者建議調(diào)飽和器的流量為200m3／h，立式安裝；卸車增壓器的流量為300m3／h，臥式安裝。5LNG加氣站的公用工程設(shè)計(jì)LNG加氣站的公用工程設(shè)計(jì)重要涉及土建設(shè)計(jì)、電氣設(shè)計(jì)、自控設(shè)計(jì)和給排水設(shè)計(jì)，應(yīng)按照GB50156--2023(2023年版)第9—11章及GB50028—2023第9．4、9．5、9．6條的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。土建設(shè)計(jì)重要涉及站房、設(shè)備基礎(chǔ)、加氣島、加氣罩棚柱、圍堰、場(chǎng)地等內(nèi)容的設(shè)計(jì)；基本規(guī)定有站房耐火等級(jí)不小于二級(jí)，門、窗向外開(kāi)等。電氣設(shè)計(jì)重要涉及設(shè)備的動(dòng)力用電、站房及站區(qū)的照明用電、站區(qū)的防雷防靜電設(shè)計(jì)等；基本規(guī)定有加氣站的供電負(fù)荷為三級(jí)，但有條件的情況下可設(shè)計(jì)為二級(jí)，罩棚、營(yíng)業(yè)室、配電間等應(yīng)設(shè)立事故照明等。自