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液化天然气气化站的安全设计

  
评论: 更新日期:2011年04月28日

  3 气化器和管道系统

  LNG气化站使用的气化器一般分为环境气化器(空温式气化器)和加热气化器(水浴式气化器、电加热气化器)。各气化器的出口阀及出口阀上游的管件和阀门,设计温度应按-168℃计算。气化器的出口须设置测温装置,并设自动控制阀门,当气化后进入燃气输配系统的气体温度高于或低于输配系统的设计温度时,自动控制阀门应能自动切断天然气的输出。

  气化器或其出口管道上必须设置安全阀,安全阀的泄放能力应满足以下要求:①环境气化器的安全阀泄放能力必须满足在1.1倍的设计压力下,泄放量不小于气化器设计额定流量的1.5倍。②加热气化器的安全阀泄放能力必须满足在1.1倍的设计压力下,泄放量不小于气化器设计额定流量的1.1倍。

  LNG气化站内使用温度低于-20℃的管道应采用奥氏体不锈钢无缝钢管,工艺管道上的阀门应能适用于液化天然气介质,液相管道采用加长阀杆的长柄阀门,连接宜采用焊接。工艺管道采用自然补偿的方式,不宜采用补偿器进行补偿。LNG管道上的两个相邻的截断阀之间,必须设置安全阀,防止形成完全封闭的管段。液化天然气储罐必须设置安全阀,选用奥氏体不锈钢弹簧封闭全启式安全阀;单罐容积为100m3及以上的储罐应设置2个或2个以上安全阀。管道和储罐的安全阀都应设置放散管并集中放散。液化天然气集中放散设施的汇集总管应安装加热器,低温天然气经过加热器加热后变成比空气轻的气体后方可放散。

  4 安全检测、控制装置

  LNG气化站储罐区、气化区以及有可能发生液化天然气泄漏的区域,一般应安装低温检测报警装置,爆炸危险场所应设置燃气浓度检测报警装置。LNG储罐都应设置检测液位的报警装置,可以设置储罐低液位报警、超低液位报警、高液位报警、超高液位报警,以提醒工作人员及时处理。气化站内还应设置事故紧急切断装置,当事故发生时,应切断或关闭液化天然气来源,还应关闭正在运行、可能使事故扩大的设备。切断系统应具有手动、自动或手动自动同时启动的性能,手动启动器应设置在事故时工作人员方便到达的地方,并与所保护设备的间距不小于15m。

  5 消防系统

  LNG气化站的消防系统主要包括消防供水和高倍数泡沫系统。

  LNG储罐消防用水量应按照储罐固定喷淋装置和水枪用水量之和计算。总容积超过50m3或单罐容积超过20m3的液化天然气储罐或储罐区应设置固定喷淋装置。LNG立式储罐固定喷淋装置应在罐体上部和罐顶均匀分布。生产区防护墙内的排水系统应采取防止液化天然气流入下水道或其他顶盖密封的沟渠中的措施。需要说明的是,水既不能控制也不能熄灭LNG液池火灾,水在LNG中只会加速LNG的气化,进而加快其燃烧速度,对火灾的控制只会产生相反的结果。因此,LNG气化站的消防用水大量用于冷却、保护受到火灾辐射的储罐和设备,以减少火灾升级和降低设备的危险。这一点在制定和实施LNG气化站事故应急救援预案时必须注意。

  液化天然气火灾多是由于储罐、管道或其他连接处破裂、损坏,使液化天然气喷出或外溢而引起的,一般归结为以下两种因素:①液化天然气在破口处喷出时产生静电酿成火灾,形成喷火现象;②液化天然气泄漏后会迅速气化变成蒸气,与空气混合形成爆炸性气体,在受热后温度上升或接触其他明火时发生爆炸。高倍数泡沫覆盖了泄漏燃烧的液化天然气,一方面其封闭效应使得大量的高倍数泡沫以密集状态封闭了火灾区域,防止新鲜空气流入,使火焰熄灭。另一方面其蒸汽效应(指火焰的辐射热使其附近的高倍数泡沫中的水蒸发,变成水蒸气,吸收大量的热量)阻挡了火焰对泄漏液化天然气的热传递,从而降低了液化天然气的气化速度,达到有效控制火灾的目的。倍数过低的泡沫含水量大,当其析液接触泄漏的液化天然气时,往往会加快液化天然气的气化速度;倍数过高的泡沫抵抗燃烧能力差,泡沫破裂速度快,不能起到有效的封闭作用。GB 50196—93《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范》(2002年版)规定了泡沫混合液供给强度为7.2L/(min•m2),发泡倍数为300~500倍。

  6 结语

  在美国、日本等发达国家,LNG气化站的建设、生产技术已经非常成熟,但在我国还处于起步阶段。我们应努力全面学习先进的建设管理经验,周密考虑,从设计、施工阶段严格执行规范和技术要求,为LNG气化站的长久安全运行奠定坚实的基础。

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