LNG汽车加气站消防安全设计.doc

目 录1 LNG站应用现状及前景分析21.1 LNG汽车加气站工艺组成21.2 LNG站应用优势22 LNG站火灾危险性分析以及消防安全技术问题22.1 LNG站火灾危险性分析22.2 LNG站消防设计依据规范标准33 LNG站消防设计要点33.1LNG汽车加气站等级划分33.2LNG站的选址及周围建筑物的防火间距43.3工艺设备选用与工艺防火设计73.4消防设施设计83.4.1消防水系统的设置83.4.2自动灭火设施93.4.3灭火器材的配置94 对于LNG站规范编制的建议10LNG汽车加气站消防安全设计 天然气作为一种替代石油和煤的新能源，已探明储量远超过石油，另外由于其高效清洁的特点，研究和利用等到各国政府的大力扶持，发展速度极快，已在世界范围大力推广应用。我国拥有较丰富的天然气资源，特别是西部地区，近年来在四川、塔里木、鄂尔多斯、柴达木等盆地取得了丰硕的勘探成果，西气东输战略政策的实施，也为我国天然气的广泛应用创造了有利的条件。作为天然气应用产业链下的天然气汽车加气站项目，已在多个城市试点应用。我国主要采用压缩天然气（CNG）汽车加气站形式，但随着燃气汽车数量的增加，逐步暴露出了站点不知苦难、使用安全性弊端等一下方面的问题，而液化天然气（LNG）汽车加气站（以下简称LNG站）以其特有又是逐步得到各界的认知，并被大力推广应用。目前江苏省各地正在加紧尝试LNG加气站的建设，张家港市城北公交车停车场LNG加气站为张家港市LNG清洁能源在公交车应用的示范站，是节能减排提高清洁能源在城市应用的示范项目。站内设计建设一套LNG加注设备，储罐容量为50m3，配置一台进口低温泵，2支LNG加气枪。由于我国目前尚无LNG站的相关国家设计标准，设计单位在图纸设计以及消防部门在图纸审核中均存在无标准可以的障碍，再次笔者结合实际工作，就LNG站消防安全设计做简要探讨。1 LNG站应用现状及前景分析1.1 LNG汽车加气站工艺组成 LNG燃料是将天然气经脱水、脱重烃、脱酸性气体等一系列净化处理并经过-162深度制冷以后形成的液体。在常温常压下，其体积约为铜梁气态天然气的1/625.LNG站是专门对LNG汽车的加气站，主要设备包括LNG储罐、自增压器、LNG加气机等。1.2 LNG站应用优势 LNG汽车是继CNG汽车和LPG汽车之后于近年来才开始发展起来的一种新型环保天然气汽车。由于LNG燃料密度大，储气瓶自身轻、占用空间小，汽车一次充气能行驶300800km。同时，又能像油品一样运输，不仅具有CNG和LPG的优点，而且客服了它们的不足，依稀具有更强的实用性。目前已经公认，LNG汽车具有经济、安全、环保、使用、方便、机动等优势，是天然气汽车的发展方向，同时也是城市规模化发展天然气汽车的理想途径。2 LNG站火灾危险性分析以及消防安全技术问题2.1 LNG站火灾危险性分析 LNG的主要成分时甲烷（CH4）和乙烷（C2H6），均为易燃易爆物质，暑假类火灾危险品，爆炸极限为5%15%，对空气的相对密度为0.675，扩散系数为0.196.因此，LNG具有燃烧爆炸的火灾危险性。LNG站使用的管道、阀门等设备质量不符合现行国家标准的要求或因操作不当，已引起LNG燃料泄漏，可能引起火灾爆炸事故。另外，LNG燃料属于低温液体，一旦发生泄漏，处理不当极易造成人员低温冻伤事故。2.2 LNG站消防设计依据规范标准 对于CNG站，其发展已久，工艺设计均较为成熟，其消防设计主要依据GB50156-2002（2006年版）汽车加油加气站设计与施工规范，而对于LNG站。我国目前尚无相关国家设计标准，LNG站的建设过程中主要依据美国标准：NFPA52-2006车辆燃料系统规定、NFPA59A-2001液化天然气（LNG）生产、储存和装卸标准，而这些规程的安全间距与我过消防闺房规定的安全间距相差甚远，尚不能保证LNG站及其周围建（构）筑物的安全，如何从LNG站的选址、安全间距、操作与管理及处理突发事件等方面确保LNG汽车加气站的消防安全，已成为消防部门面临的有一个新问题。3 LNG站消防设计要点3.1LNG汽车加气站等级划分LNG燃料与汽油、柴油一样，同属于液态，储存于真空粉末绝热储罐中，其贮存条件要比汽油、柴油安全得多。因此，参照GB50156-2002（2006年版）汽车加油加气站设计与施工规范中加油站分级规定，将LNG站分为三级，见表1.表1 LNG加气站、L-CNG加气站、LNG/L-CNG两用加气站的等级划分级 别LNG储罐容积/m3总容积单罐容积一级120V18050二级60V12050三级V6050注：V为LNG储罐总容积3.2LNG站的选址及周围建筑物的防火间距虽然LNG站的介质比空气轻、泄漏后迅速散发到空气中，不易聚积，单位了确保消防安全，在选址及防火间距方面可依据GB50026（2006年版）城镇燃气设计规范要求，除了符合城市规划、区域交通规划、环境保护和防火安全的要求、选在交通便利的地方并符合国家现行强制标准要求外，应符合以下几个方面的规定：（1） LNG站应尽量避开居民稠密区、医院、学校、剧院等人员集中的场所和城市繁华地段及国家（省）及重要物资仓库、交通邮电枢纽等重要场所。避开人口密度大的地区及高大建筑物群。（2） 场地标准高应适当低于周边建筑物场地或城市道路标高，以防止LNG溢出或泄漏后刘出界区。（3） 场地宜位于城市全年最小频率风向的上风侧、邻近有火源存在的设施的上分册。（4） LNG站站内建筑物的安全距离在国内无明确规范的情况下可参照美国标准NFPA52-2006车辆燃料系统规范（间表2所示），不足部分有GB50156-2002（2006年版）起床去加油加气站设计与施工规范、GB/T20368液化天然气生产、储存和装运作补充。表2 ANSI/NFPA52若干防火间距规定 项 目建筑物和建筑红线的最小距离/m与LNG设施无关的最近的建筑物或用地红线/m火源/m储罐/m储罐拦蓄区或排水系统边缘储罐的水容积/m37.656.87.6151556.81141515151142652315相邻罐径之和1/4（至少1.5m）转运点（卸车、加气区）7.67.6槽车卸车口0.46（5） LNG站内应设置环形车道或回车场地，总平面布置时要考虑到方便消防车从场地中进退，方便LNG槽车的进出，特别要考虑到事故状态下需要向LNG槽车倒出事故储罐液体，要方便LNG槽车快捷进入。（6） 在LNG站与站外建筑物相邻的一侧应设置高度不低于2.2m非燃烧的实体围墙。（7） LNG站内的建筑物的耐火等级不应低于二级。3.3工艺设备选用与工艺防火设计（1） LNG储罐。LNG储罐的设置应符合现行国家标准GB150钢制压力容器，GB18442低温绝热压力容器和TSGR0004固定式压力容器安全技术检查规程的有关规定。储罐内筒和外筒的设计压力必应小于1.2MPa和0.1MPa设计温度不应傲宇-196和-18.在LNG储罐周围应设置高度不低于1.0m的非燃烧体的实体围堰。在LNG储罐上应设安全阀、放空阀、调压阀、超压警报器及高、低液位报警系统。（2） 管路系统。管路系统的设计压力不应小于1.6MPa，设计温度不应高于-196.在储罐的液相区连接大于DN20的管道上映设置经济切断阀。储罐必须设置全启封闭式弹簧安全阀，且不少于2个。与储罐气相空间相连的管道上应设置人工放散控制阀。LNG站内的低温管道、法兰和阀门应选用真空绝热管道、真空法兰和底纹不锈钢阀门且法兰、阀门应设保冷套。（3） 紧急切断系统。应在LNG储罐的液相净吓唬管道和LNG汽化器的进口管道上设紧急切断阀，一旦发生LNG泄漏，可立即切断出关的液相进出管道和关闭气化器，防止LNG从储罐中流出和泄漏。紧急切断阀宜为气动阀，气源可选1台小型空压机或氮气系统，紧急切断阀以及泵电源应能有手动启动的遥控切断系统操纵关闭。LNG系统应采用人工复位供电。紧急切断阀系统应只能手动复位。（4） 报警系统。LNG站内储罐区、卸车点、LNG泵区、控制间、加气岛等危险场所应设置天然气检测器。报警装置宜集中设置在控制室内，并与加气站供电系统（消防泵除外）联锁和配有不间断电源。检测器所测环境天然气浓度报警设定值不应大于爆炸下限值的20%。（5） 防爆、防雷、防静电设计。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采用隔爆型，其防爆等级不应低于1级。LNG站内防雷等级按第二类防雷设计。3.4消防设施设计3.4.1消防水系统的设置水在LNG站场与其它消防系统的用途不同，水既不能控制也不能熄灭LNG站场的火灾，LNG火灾遇到水时，只会加速LNG的气化，进而加快其燃烧速度。对火灾的控制只能够起到相反的作用。水在LNG站场的主要是用来冷却其它受到火灾热辐射的储罐或设备。加气站用的LNG储罐设计压力较高，绝热材料较好，有较高的安全系数，且有严格的液位控制和压力控制装置，LNG储罐发生爆裂事故的概率很小。LNG设备、管道和阀门等会繁盛微漏，通过外表面的结露结冰就能很快擦觉到，在事故初起即可进行处理，一般不会酿成重大事故。若发生LNG储罐、管道或阀门等损坏，造成LNG迸出的主要处理方法是迅速切断电源和气源，降低罐压，减小泄漏量，创造堵漏条件，并严格控制火种，设置防雷防静电等装置和严格控制泄露的措施。对流淌在围堰区内的LNG引至集液池内，主要采用高倍数泡沫或干式化学灭火剂等覆盖，使其缓慢气化、蒸发。对未着火的LNG系统轻易采用故处理难度。因此对规模较小的二、三级LNG站及加油加气站，为节约用地，站内可不设消防给水系统。队规魔教大的以及加气站，发生事故的危害较大，宜提高消防级别，设置2台以上LNG储罐宜设LNG储罐固定喷淋装置。固定喷淋装置供水强度不应小于0.15L/（m2s），着火储罐的保护面积应按其全表面积计算，距着火立式储罐直径1.5倍（卧式储罐按期直径和长度之和的一半）的相邻储罐的保护面积可按其表面的一半计算。3.4.2自动灭火设施（1）干粉灭火系统。在拦蓄区、卸车区、加气区设置干粉灭火器，一旦排除的泄漏气体被引燃时，人工快速释放干粉灭火，把事故消灭在萌芽状态。（2）气体灭火系统。在控制室、配电室等建筑物内设置气体灭火器，如二氧化碳型灭火器等扑灭电气火灾。（3）泡沫灭火系统。在拦蓄区、卸车区、加气区设置泡沫灭火器，主要用于隔绝流体与空气的接触；扑灭流淌火灾。3.4.3灭火器材的配置每2台加气机应设置不少于1只8kg手提式干粉灭火器或2只4kg手提式干粉灭火器；加气机不足2台按2台计算。地上罐或半地下罐应设35kg推车式干粉灭火器2个，地下罐应设35kg推车式干粉灭火器1个。应按照GB50156-2002（2006年版）汽车加油加气站设计与施工规范第9.0.10条的油罐规定配置灭火毯和砂子。其余建筑的灭火器材配置应符合现行的国家标准GB50140建筑灭火器配置设计规范的有关规定。4 对于LNG站规范编制的建议 GB5015