城鎮(zhèn)中小型LNG氣化站罐區(qū)消防設計

作者：黃增　來源：南京市市政設計研究院有限責任公司　評論：　更新日期：2013年07月19日

摘要：分析了LNG及LNG儲罐的特點，根據(jù)國家現(xiàn)行的相關設計防火規(guī)范，提出了LNG氣化站消防設計方案。

關鍵詞：LNG氣化站；罐區(qū)；消防設計

Fire Control Design of Tank Zone of Small and Medium LNG

Vaporizing Station in Towns

HUANG Zeng

(Nanjing Municipal Design and Research Institute Co．，Ltd．，Nanjing 210008，China)

Abstract：The characteristics of LNG and LNG gasholder are analyzed．According to the current relevant national standards for fire control design，the scheme for fire control design of LNG vaporizing station is put forward．

Key words：LNG vaporizing station；tank zone；fire control design

小型LNG氣化站通常采用2臺50m³或者100m³真空絕熱儲罐，中型LNG氣化站通常采用4～8臺100m³或者150m³真空絕熱儲罐，單排或雙排布置。由于天然氣屬于易燃易爆物質(zhì)，因此其儲罐區(qū)配置有效的消防設施是氣化站安全運行的必要保障。

1 LNG性質(zhì)與特點^[1、2]

??? LNG是將氣態(tài)天然氣深冷至-162℃以下制得的液態(tài)天然氣，是以甲烷為主并含有乙烷、丙烷等的混合物。以新疆廣匯公司生產(chǎn)的LNG為例，液體密度為486.28kg/m³，平均相對分子質(zhì)量為19.444，溫度為-162.33℃。

??? LNG一旦泄漏，將快速氣化成為氣體并向周圍擴散，因大量吸熱使周圍空氣溫度降低，大氣中的水蒸氣冷凝成為霧。天然氣與空氣形成可燃氣體混合物的霧團，此霧團通常是可見的，可以作為可燃性云團的示蹤物，指示出云團的范圍(實際可燃性云團范圍還要更大一些)，能隨風向遠處和天空擴靜當云團中天然氣體積分數(shù)在5％～15％范圍內(nèi)遇明火則著火，云團中的天然氣處于低速燃燒狀態(tài)，云團內(nèi)形成的壓力<5 kPa，一般不會造成很大的爆炸危害^[2]。

2 LNG儲罐特點

??? LNG儲罐為低溫儲罐，150m³及以下容積儲罐通常采用雙層真空絕熱結構，真空層間充填珠光砂。50～150m³儲罐典型形式為立式儲罐，物料進出均口在儲罐底部，外罐頂部僅有一個安全泄放口(防爆膜)；20～50m³儲罐典型形式為臥式儲罐，物料進出口均集中在儲罐一端封頭下部，安全泄放口(防爆膜)在同一端封頭上部，儲罐另一端封頭一般無任何接口。

LNG儲罐這種真空絕熱結構可以控制大氣環(huán)境下日蒸發(fā)率。即使儲罐真空破壞，只要外罐頂部以下未破裂，超過100mm厚的珠光砂絕熱層也能提供有效的隔冷保護，使儲罐內(nèi)LNG不會迅速氣化。因此，當LNG罐區(qū)發(fā)生火災時，及時切斷LNG儲罐液相出料口并迅速打開噴淋水管對儲罐壁及下部進出料閥組進行噴淋保護，只要儲罐不破裂就不會引起LNG大量泄漏。

3 消防設計

消防設計的原則就是以防為主，防消結合。第一是防止火災發(fā)生，在生產(chǎn)區(qū)設置多個可燃氣體報警探頭，并和儲罐液相出口緊急切斷閥聯(lián)鎖，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏緊急切斷閥可立即關閉，防止LNG大量泄出；第二是一旦發(fā)生火災能自救，消滅初期火災，控制較大火災，防止火災擴大，給消防隊前來滅火爭取時間。

3．1 主要防火設計規(guī)范

?　用于LNG氣化站的防火設計規(guī)范主要有：

?　①《建筑設計防火規(guī)范》(GB 50016--2006)；

?　②《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(GB 50028--2006)；

?　③《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》(GB50183--2004)；

?　④《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》(GB50160—2，1999年版)。

?　城鎮(zhèn)燃氣設計中使用的主要專業(yè)規(guī)范就是《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》^[3]，其次是《建筑設計防火規(guī)范》^[4]。由于LNG廠站建設在我國剛剛興起，故2004年底以前已發(fā)布的規(guī)范中尚沒有專門針對 LNG廠站設計的專業(yè)規(guī)范或章節(jié)，僅在《石油化工企業(yè)設計防火規(guī)范》中有關于全冷凍式液化烴儲罐(LNG儲罐屬于此類儲罐)的消防要求。2004年11月4日發(fā)布的《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》中新增加了第十章液化天然氣站場，對LNG站場布置及消防要求甚高，適用于大中型以上LNG站場。國家建設部根據(jù)城鎮(zhèn)燃氣的新發(fā)展，已經(jīng)組織專家對《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》進行修訂，新增加第9章液化天然氣供應，對儲罐布置及消防等都列出了具體的要求。新版《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》(GB 50028—2006)已于2006年7月12日發(fā)布，并于2006年11月1日起實施。

作為城鎮(zhèn)燃氣氣源的中小型LNG氣化站，站內(nèi) LNG儲存量少，液相管道管徑小，即使管道受損破裂，因管道口徑小、操作壓力低，LNG泄漏也慢，不易在地面上形成大規(guī)模的易燃易爆低溫天然氣蒸氣云團。因此，在設計實踐中，在2005年前消防設計按《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》中液化石油氣部分設計，2005年后對儲罐較多、場地較充裕的氣化站按《石油天然氣工程設計防火規(guī)范》中液化天然氣站場消防要求在原計算消防水量基礎上增加200m³／h備用消防水量，并增加消火栓數(shù)量以達到消火栓出水量滿足全部消防水量的要求^[5]。