LNG气化站火灾爆炸危险性分析及安全对策

lnglng 气化站火灾爆炸危险性分析及安气化站火灾爆炸危险性分析及安 全对策全对策 液化天然气 简称 lng 气化站主要为非管输天然气 简称 ng 的城市城镇居民提供生活用气 也可作为补充气源或调峰 气源 一般包括气站一座 相应的输配管网及配套的公用工程 运行的介质为 lng 由于 lng 具有易燃易爆 有毒有害危险性 而且罐区中的 冷却 输送等设备的使用 维护具有一定的火灾 爆炸危险 以下从工程技术措施和安全管理措施两个方面 对液化天然气 气站火灾爆炸危险性和安全对策进行探讨 一 概述一 概述 lng 气化站的工艺流程如图 1 所示 略 lng 由低温槽车运来 在卸车台用槽车自带的增压器增压 在压差的作用下 通过卸车台的管道进入低温储罐储存 储存 压力为 0 3mpa g 温度为 145 低温储罐内的 lng 用自 增压器增压到 0 5mpa g 自流进入空温式气化器 在气化 器中 lng 与空气换热 发生相变转化为气态并升高温度 夏 季可达 15 以上 冬季还必须使用水浴式气化器 直接经过 调压器调压至 0 2mpa g 由于天然气是无味的 为了加强 安全性 还必须进行加臭 加臭剂选用四氢噻吩 加臭后进入 中压管网 送给各用户 低温真空绝热储罐的日蒸发率一般为 0 3 这部分气化了 的气体 简称 bog 如不排出 会使储罐上部气相空间的压力 升高 为保证储罐安全 设降压调节阀 可根据压力自动排出 罐顶气体 另外 为回收槽车储罐中的天然气 设置了 bog 加 热器 用以回收 bog 并入输气管网 lng 储罐装有高 低液位报警设施 内罐高压力报警 超 压自动排放 bog 的调节阀以及安全阀 以保证储罐的安全 在 储罐入 出口的 lng 管线上设自动切断阀 当有紧急情况发生 时会自动关闭阀门 以保证系统的安全 天然气出站至输气管网的管线上设有自动切断阀 当管网 有紧急情况发生时 会自动关闭阀门 以保证系统的安全 当 lng 供应出现情况时 采用备用气源 压缩天然气 简 称 cng 用槽车运至气化站 即利用该槽车作为容器 经卸车 台经管线输送至 cng 调压站 经二级调压至 0 2mpa g 计 量加臭后并入输气管网 二 二 lng 气化站火灾爆炸危险条件气化站火灾爆炸危险条件 从可燃物 助燃物 点火源三个方面来分析 lng 气化站项 目的火灾爆炸危险条件 1 可燃物 lng 是深冷液体 很容易被周围的空气加热 成为 ng 当 lng 大量泄漏时 来不及与周围空气进行热交换 其蒸气云的密度就会比空气低 会顺着地面流动或向低处蔓延 一旦遇到火源就会燃烧 甚至回燃引起爆炸 导致 lng 泄漏的情况主要有以下三种 lng 与某些材料 氟 氯等 接触后会发生剧烈的反应 变脆 易碎 冷收缩 使设备损坏后泄漏导致火灾 lng 本身没有太大的腐蚀性 但储罐由于本身所存在的 缺陷 应力腐蚀 晶间腐蚀 缝隙腐蚀等 加上积存雨水 储罐金属外壳 管线等与土壤等接触会产生电解 导致大面积 点腐蚀 造成 lng 泄漏 生产或储运装置的设计施工出现问题 不能满足正常生 产要求或不能及时探测到异常情况的发生 2 助燃物 主要助燃物为空气 液化设备中低温循环工 作液体的温度低于空气液化的温度 其表面上的空气会凝缩形 成富氧气氛 形成助燃物 3 点火源 在有空气和 lng 存在情况下 任何热源均 有可能成为引爆物 这些潜在的热源和引爆物主要包括以下几 种 明火及火星 静电火花 防雷电设施或接地损坏 失效可能遭受雷击 产生雷电火花 电气线路或电气设备安 装操作不当 保养不善及接地 接零损坏或失效等 有可能造 成漏电 三 三 lng 气化站火灾爆炸危险性分析气化站火灾爆炸危险性分析 1 物质危险性分析 lng 的主要成分是甲烷 属易燃易爆气体 遇明火 高温 极易发生燃烧和爆炸现象 ng 与空气混合能形成爆炸性混合物 爆炸下限为 3 6 6 5 上限为 13 17 与氟 氯等能发生 剧烈的化学反应 低温时的 lng 蒸气比空气重 能在较低处扩 散到相当远的地方 遇明火会引着回燃 常温下 ng 密度较空 气小 在空气中可迅速扩散 2 工艺危险性分析 1 原料和产品为可燃物质 站内大部分区域为爆炸危险 2 区 运行过程中 lng 储罐等设备损坏将造成 ng 泄漏 发生 火灾爆炸事故 2 高速转动设备 泵等 的使用可能产生火花 形成点 火源 有爆炸的可能 3 维修人员在维修 检查工作中若不严格按照规定和操 作规程执行 易形成火星等点火源 4 锅炉的使用可能造成物理爆炸 5 原材料及成品运输主要以车辆运输为主 若排气管上 没有带上防火帽 则可能形成火花 造成火灾爆炸 在卸车的 时候 在卸车软管没有分离的情况下启动车辆 会拉坏卸车软 管 从而导致 lng 泄漏形成可燃物 3 设备危险性分析 1 电气线路或电气设备安装操作不当 保养不善及接地 接零损坏或失效等 会造成漏电 产生电火花引发爆炸 2 高压线断落造成电火花 3 防雷电设施或接地损坏 失效 可能遭受雷击 产生 火灾 爆炸 4 电器设备在潮湿的环境中可引起电化学腐蚀 产生电 火花引发爆炸 四 安全对策四 安全对策 1 工程技术措施 1 对可燃物的控制措施 控制 lng 泄漏有两种方法 被动防护法和主动防护法 a 被动防护法 利用高的防火堤控制泄漏和扩散 防火堤内还可用矮墙或 斜坡再次划分成小的区域 这些矮墙 斜坡形成的较深的沟槽 有助于减少 lng 蒸发的表面积 如果防火堤较矮 就需要增加 水幕系统 以减少辐射热对周围储罐及设施的影响 b 主动防护 高倍数泡沫系统的使用尤为重要 它的使用有如下两种情 况 蒸气驱散 如果泄漏的 lng 没有起火燃烧 用高倍数泡沫 系统有效地向上驱散泄漏出的气体 降低地面可燃气体浓度 减少起火爆炸的危险性 灭火控制 如果泄漏的 lng 起火燃烧 就应该用高倍数泡 沫系统进行灭火 防止演变成更大的灾难 同时还能降低热流 对周围建筑的影响 防腐措施 a 由于管线铺设在地下 所以管道内外表面的防腐一般使 用涂油漆 b 管道连接点 衬板 垫片处容易产生腐蚀 可采用抗缝 隙腐蚀的金属或合金材料 并采用合理的设计方案 如 严密 的法兰 适宜的垫片 采用电化学保护 用负电性强的金属做 阳极 与易发生缝隙的金属部位构成电化学体系 采用缓蚀剂 保护 c 罐底外壁按常规做外防腐涂层外 应采用牺牲阳极或强制 电流阴极保护法 可以用储罐防雷防静电的接地极 d 罐底内壁防腐一般采用涂层防腐 涂层绝对不能使用导 静电防腐涂料 e 罐壁防腐重点是底部水层高度范围内 应对罐底内壁 1m 高采用环氧基耐盐水有关专用绝缘涂料 其他部位可采用油罐 的专用导静电料涂料 设备安全设计 a 各装置均设计成密闭系统 控制操作条件 使被加工的 物料和介质保持在由设备和管道组成的密闭系统内 b 在装置的出口总管上应装紧急切断阀 当气化器出现事 故 输出的 ng 温度低于要求值时 可紧急关闭阀门 当输配 管网出现故障或事故时 也可防止 ng 进入管网 c 液相管道的两个切断阀之间应设安全阀 防止管道超压 气相总管上应设置紧急安全放空装置 一旦总管上紧急切断阀 关闭 气相管道超压 可关闭以保护管道的安全 d 储罐液相管上应设紧急切断阀 内罐应设置安全阀 放 空阀 降压调节阀 升压调节阀 超压报警 高低液位报警等 外罐设置泄压设施 e 在储罐区 气化区应各设一集液池 池边设高倍数泡沫 发生装置 遇到 lng 少量泄漏时 可引流到集液池内 向池内 喷高倍数泡沫覆盖液面 降低 lng 蒸发速度 使其安全气化 2 对点火源的控制措施 防明火及火星措施 a 严格遵守明火作业的要求 认真执行用火制度 在易燃 物附近焊接时 应充分做好隔离和防护 在罐内作业时 要进 行强制通风 严防产生滞留可燃气体 对动火容器内部气体提 前做采样分析 b 防止产生火星 在油罐周围应建立禁火区 严禁带入火 种 严防铁器碰撞造成火花 油罐区内严禁带电作业 采用电 器仪表测量罐温 严禁将电器接头暴露于燃油蒸气内 以免接 头产生火花发生事故 液位指示器游标与绳接触部位应用有色 金属制造 严格控制油品加热温度 防静电措施 a 储罐的防静电措施 1 采用接地措施 其中防静电接地电阻不宜大于 10 钢 储罐的防雷接地装置可兼做防静电装置 2 内壁各金属构件 如仪表 管道等 必须与罐体等电位 接地 3 罐顶取样平台上 操作口的两侧应各设一组接电端子 为取样绳索 检尺等工具接地 4 内壁使用防腐涂料时 只要涂料的电阻率小于所储存液 体的电阻率 就不会妨碍电荷的逸散 5 在人孔处应设置接地金属棒 或在已接地的金属栏杆上 留出 1m 长的裸露金属面 用以消除人体静电 6 液体在输入或者吸出储罐的过程中 不允许取样 不允 许使用 液体充分静置一段时间后才可以检测或者取样 b 管道的防静电措施 1 采用专用的接地装置或者利用电器的保护接地 接地的 总电阻不超过 10 2 法兰之间的接触电阻不应大于 0 03 当有特殊要求时 可加金属线跨接 3 非导电性材料制成的管道要用缠在管外或者放在管内的 钢丝 铜丝 铝丝进行接地 管道外围的保温层 防锈层 防 潮层等都要接地 c 人体的防静电措施 工作人员应穿戴防静电工作服 鞋和手套 不得穿化纤衣 物 防雷措施 a 对于小型 lng 站 可在罐区装设两支避雷针 b 将建筑物内的所有金属 设备 管道 金属构架等 与 接地装置相连 平行敷设的金属物 管道 构架等 相互间的 净间距不大于 100mm 时 应每隔 20 30m 用金属线跨接一次 c 引入室内的架空金属管道 在入户处应和接地装置相连 对于架空金属管道 在距建筑物的 25m 处还应接地一次 电气安全措施 lng 站内的 1 2 区 爆炸危险区域 内所有的用电设施及 控制设备均应采用隔爆型 其防爆等级不应低于 i 级 供电电 源采用单电源供电方式 eps 作为备用电源 电缆使用阻燃电 缆 配电间均采用单母线分段运行方式 控制室内装设应急照 明 2 安全管理措施 1 安全管理 气化站在日常运营的过程中 必须建立健全各级管理 生产 岗位安全生产责任制 单位负责人是该单位安全生产第 一责任者 对本单位安全生产全面负责 建立健全各类安全管理规章制度 应至少建立以下安全 管理制度 安全生产责任制 安全技术操作规程 防火防爆制 度 安全检查制度 安全教育制度 安全奖惩制度 建立安全卫生质量保证体系和信息反馈体系 对国家规定的特种作业人员必须进行安全技术培训 经 理论和技术考试合格后 才能持证上岗 2 安全规程 应制定完善的作业安全技术操作规程 包括正常的开车 停车和运行操作 还应包括紧急停车及异常情况处理的内容 规程中应强调操作纪律和劳动纪律的遵守 3 安全教育 应强化安全教育 提高全员的安全知识水平 加强安全意 识和责任心 没经过专门培训的人员不得上岗 所有员工必须 了解危险物料的物化性质 掌握工程项目的防火防爆措施 掌 握出现意外事故时的救护方法 能及时发现生产系统的安全隐 患 并作出相应处理 应组织消防训练 并定期进行演习 使 每位员工都能正确使用消防器材 知道在发生火灾爆炸事故时 应如何报警和扑救 并能配合专职消防队员共同灭火 4 事故应急救援预案 lng 气化站为重大危险源 应当编制事故的紧急措施和应 急救援预案 并在实践中不断完善 预案的内容包括 应急组织机构及职责 报警程序及方式 包含内部及外部 应急响应 现场应急处理 相关部门联 动协同作战 事故救援及人员疏散 应急物资储备 包括