③与LNG工厂-中国国际天然气车船.ppt

1、2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,LNG加注技术与规范探讨陕西省燃气设计院 郭宗华2015.5 北京,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,我院设计加油加气站样例：,我院设计加油加气站样例：,前 言 LNG加气站在全国已建约2200余座，LNG船舶加气站和加注趸船已建约有30余座，全国约有运营LNG重卡12万余辆，LNG公交车辆2万余辆，LNG货运船30余艘，LNG作为交通燃料越来越受到重视。在LNG加气站蓬勃发展的今天，关于其工程建设的经验教训及相关标准也应该予以探讨。,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,陕西省燃气设计院 化工石化医

2、药甲级/市政燃气甲级设计资质,1.LNG加气站的安全性,（1）LNG低温深冷特性及危险性 热膨胀带来的储罐超压爆裂； 冷脆裂、冷收缩的危害； 喷溅、射流及良好的流散性可能使事故范围扩大； LNG喷射火灾及池火扑救难度大； 冷冻伤使抢险人员不能接近事故点。（2）LNG加气站特征的危险性 爆炸燃烧并不需要太多的泄漏量,危险性不比大型场站小 ； 相对于CNG，储量大，二级站两个60M3储罐贮存7.2万M3气体； 与LNG工厂、码头接收站、气化站比较，占地面积小，抢险施救半径小； 扩散后很快影响到相邻设施，城市的周边环境复杂，人口密度大。,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,陕西省燃

3、气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,1.1 未能认识低温危险性和加气站危险性,1.2 两个实验缺乏科学性 （1）所谓LNG在杯中点不着火的实验是因： 缺少空气（氧化剂），浓度太大，即不在爆炸危险范围内； 气化速度太慢或点火能量不够，温度过低、点火能量太小。 （2）所谓LNG气化后从气囊中喷出后点不着火的实验，同样因上述原因； （3）两实验违背了最基本的介质易燃易爆特性。,1.LNG加气站的安全性,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,1.LNG加气站的安全性1.3 充分认识水在LNG事故中的作用,（1） “

4、水不能灭火；水加速气化；引起快速相变；水引起冷爆炸。”这些认识既有对的一面，又有错的一面，关键是要区分哪一种状态下用水。（2） 水在LNG事故中的作用 泄漏但未发生火灾时：雾状水枪的驱赶作用，将LNG蒸气向相对安全的方向驱赶；微量泄漏时，抢险需关闭阀门时提升温度，稀释浓度，使抢险人员容易接近事故点；水可以中和或导走静电不产生静电火花；微量泄漏时加速气化，以利扩散；提升温度，防止冻坏常温设备； 发生火灾时：给着火罐或相邻罐喷淋降温，冷却储罐，防止储罐热膨胀；喷淋的水帘隔绝火焰直接烘烤，降低火焰热辐射强度；与熊熊燃烧的大火相比，水加速气化的作用可忽略。,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设

5、备展览会,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,1.LNG加气站的安全1.4 消防器材的作用,（1） 小火、火苗初期用，大火不起作用；（2） 大火时应考虑抢险人员远离现场，采用其他抢险方法如启动喷淋降温，使容器不发生物理爆炸，疏散周边人员等。（3）消防器材的位置 不能摆放在容易泄漏的部位，适当离开； 人员方便操作的通道入口。（4）不能盲目灭火，火灾扑灭的前提是有效堵住泄漏或有效防止扩散，当形成稳定燃烧并不对容器形成烘烤的情况下，可允许继续燃烧，切断火源可能产生爆炸。,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资

6、质,2.工程设计的几个问题,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,2.1 卧式罐与主式罐比较 卧式罐 占地面积大，难以满足低温泵的净正压头要求； 立式罐 占地面积小，容易满足低温泵净正压头要求。2.2紧急切断系统（ESD）（1）未能遵循独立可靠的原则 与PLC系统不独立，实为PLC系统的一部分； 储罐液位检测只有一套，不符合ESD要求。（2）切断按钮设计位置不合理 因为泄漏后扩散很快，离得太近发生泄漏后人到不了按钮处，应在15米之外或在值班室等位置，GB50156规定卸车处切断按钮5米太近； 切断按钮应按照现场/远程，自动/人工皆可操作的原则设计； 切断后应有防止自动恢复启

7、动的措施，只能人工恢复系统。,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,2.工程设计的几个问题,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,2.3 火气系统（FGS) 的设计（1）可燃气体检测点设计不合理检测点不是储罐周围，应是接口处、阀门多的地方、卸车处、加气处等容易产生泄漏的地方；检测点高度不宜在泄漏气化扩散后的位置，如加气棚顶，而是泄漏初始时的位置、容易捕捉气体的位置，如法兰处、加气机旁；应在封闭的工艺管沟中，建筑物内通风不畅处。（2）应设置低温探测器，低温探测器更直接、快捷、简单。（3）可燃气体探测、低温探测与火焰探测器。三种探测器应优先安装可燃气体和低温探测

8、器；火焰探测器是在发生火灾后才能捕捉，不能代替可燃气体和低温探测，可不安装火焰探测器。,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,2.工程设计的几个问题,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,2.4 坑式罐区的危险性（1）LNG储罐泄漏的常见特征是根部阀前短管裂纹、穿孔、阀门密封失效等常见事故，并非是排出管道全通径或储罐内壁破裂泄漏，常见事故的特征是泄漏量小、易挥发扩散，不可能出现防火堤内满池子液体现象，坑式防火堤的安全性应受到质疑。（2）LNG罐区尽量开阔，以利于气体扩散。（3）井式（或坑式）作业区域给操作人员的心理压力大。（4）不利于操作人员逃逸。,2015

9、第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,3.装备制造的问题,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,3.1 撬装、箱式加气站 经常操作的阀门应留有一定操作空间； 操作按钮应符合人体结构学； 仪表位置应在容易观察、目测高度合适的地方； 设备维修时，设备的移出部件应有空间； 撬（箱）内工艺管道应约束成排，电气仪表电缆应在线槽内； 紧急切断系统按钮不应只在箱体上设置，应能远程切断； 箱式应考虑发生火灾时水冷却喷淋措施。2.,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,3.装备制造的问题,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,3.2 储罐设计 储罐

10、设计压力不宜太高，1.2MPa 为宜；因GB50156规定1.2倍工作压力，目前储罐设计压力1.44MPa偏大,可将工作压力定为1.0MPa；所谓压力高放散少的说法不成立，BOG要有一个合适的出路； 储罐根部阀（第一道阀门）是人工截止阀还是自动切断阀？装两道阀的目的是增加可靠性，当第一道阀门是人工阀时，第二道阀门泄漏时操作人员可能无法靠近第一道阀门； 储罐夹层的绝热层质量差引起BOG量增大，一是珠光砂未压实，二是外罐严密性差，真空容易破坏。2.,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,3.装备制造的问题,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,3.3泵池的设计

11、泵池应装设液位仪表，泵池是一个容器，低温泵称为浸润式低温泵，其上下轴承靠LNG润滑，上轴承处是否有液体通常无法观测，造成上轴承因无法润滑而损坏，故障时有液位计容易判断是泵进液口问题还是泵本体问题。 泵的进口应设过滤器，以防液体中机械杂质造成泵损坏。 泵的进出口可考虑大曲率半径弯头，减少阻力。 2.,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,4.工程设计的问题,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,4.1管道布置的原则短、直、少转弯；约束成排，可分层布置；尽量利用自然补偿；采用低支架或高支架，避免跨过管道的操作，避免隔断巡检通道；靠近防火堤一周应畅通无阻，可称为安

12、全通道。2.,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,4.工程设计的问题,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,4.2工艺流程设计（1）工艺流程复杂，应执行简单化的设计原则 兼顾功能太多，造成管道多、检测点多，系统庞大，操作复杂； 误操作机率增大； 故障时分析判断难度增大。（2）设置联锁功能，防止误操作 学习国外无人值守加注站，操作程序一指化； 设置联锁，错误指令不能进行下一步操作； 卸车处、加气机旁通过显示屏明确提示下一步操作程序。2.,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,5.设计标准有关问题讨论,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃

13、气甲级设计资质,5.1 GB50156：（1）地下、半地下储罐定义有误地下、半地下储罐区应称为坑式储罐区，正确的定义见图；坑式储罐区能有效存储泄漏液体，但问题是不可能大量泄漏而是微量泄漏，边泄漏边气化；4米深的防火堤通风不畅，容易造成气体聚集；事故时操作人员难以逃逸。（2）榆林市、成都市两起LNG站预冷事故榆林死亡4人，成都死亡2人；都是坑式罐区，都是因氮气引起；氮气危害：窒息、麻醉、冷冻。2.,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,5.设计标准有关问题讨论,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,5.1 GB50156：（3）因不上消防水而增加的安全条款不妥

14、 站外安全距离增大一倍； 消防器材增大一倍； 坑式储罐，一罐一隔。（4）撬装站、箱式站安全距离规定混乱 应限定储罐容量，应小型化； 撬内，箱内安全距离是否需要不明确； 对站内其他设施，对站外设施、安全距离从何计起不明确。2.,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,5.设计标准有关问题讨论,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,5.2 NB/T1001（1）与GB50156相同问题：如不上消防水等规定不合理；（2）规定放空管设置防止回火设施不妥； 美国NFPA59A、NFPA52规定放空管不能有影响气流垂直向上的设施； 正压系统不可能在系统内产生回火； 安装阻

15、火器带来的问题：安全阀动作后因阻火器阻拦产生背压，影响动作；泄放量不能保证，可能造成储罐超压爆裂。2.,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,5.设计标准有关问题讨论,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,5.3 加气趸船规范（1）未规定气、油同时加注，使双燃料船舶加气、加油时间过长；（2）枯水期趸船向航道中心移动，应划定安全作业区；2.,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,6. 关于地下储罐6.1 地下储罐的优点、缺点 （1）安全性好 罐顶开口，不易泄漏； 热膨胀引起的储罐爆裂泄漏在地下， 冲击波在砂石中大大减缓。 （2)节约土地，安全间距减少一半。 （3) 泵井和罐池造价偏高。6.2 适用场所（1）人口密度大的城市（2）高速路服务区（3）重要的水域设施,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,谢谢大家,欢迎指正！,郭宗华 13909257915 Email：,2015第十六届中国国际天然气汽车、加气站设备展览会,陕西省燃气设计院 化工石化医药甲级/市政燃气甲级设计资质,