液化天然氣接收站的安全防火措施應從總圖布置確保防火間距、加強危險物料的安全控制、嚴格控制泄漏源、規(guī)范防爆設計、采取有效的防雷防靜電措施以及配套完善的消防設施等多方面綜合實施。
一、總圖布置
(一) 總圖布置原則
按照有關規(guī)范，總平面布置中應考慮以下安全原則：
(1) 遵循現(xiàn)有國家及行業(yè)標準、規(guī)范、法律法規(guī)；
(2) 滿足裝置安全施工、操作及維修，保證接收站內(nèi)人員及設備的安全；
(3) 主要工藝設施間考慮足夠的安全間距以免一個區(qū)域發(fā)生事故時而影響其他區(qū)域，并考慮消防設施運用的可能性；
(4) 滿足廠區(qū)內(nèi)的人員及廠外附近的人員在災難性或重大事故時安全疏散的要求；
(5) 提供足夠的LNG泄漏收集空間；考慮LNG池火災或烴類火災的熱輻射計算結果、降低易燃物料泄漏范圍、并考慮蒸氣云爆炸或引燃易燃物氣云事故后果；
(6) 考慮火源與可能的易燃物釋放源的安全距離；將任何災難性的事故限制在一個生產(chǎn)單元內(nèi)并消除并發(fā)事故；
(7) 危險物品應分類存放以限制事故擴大；
(8) 火災或爆炸事故時能保護重要設施，如消防水系統(tǒng)、主控室、事故電源、消防站以及有人停留的建筑；保證消防人員的緊急撤離及保護緊急停車設施。
對LNG工藝裝置、LNG儲存、壓縮冷凝(BOG壓縮機)及高壓輸送設備的布置，遵循現(xiàn)有國家及行業(yè)標準、規(guī)范、法律法規(guī)及成功的生產(chǎn)經(jīng)驗，并滿足目前國際上有關LNG布置的相關規(guī)范。
在設備布置時，根據(jù)各單元的不同功能進行了分區(qū)布置。同時考慮流程的合理走向、管道的合理布置、裝置的安全操作、檢修和安裝的方便。
在考慮裝置平面布置時，遵循下列原則：
(1) 根據(jù)風向條件確定設備、設施與建筑物的相對位置；
(2) 根據(jù)氣候條件、工藝條件或某些設備的特殊要求，決定采用室內(nèi)或室外布置；保證設備的安全距離，以便當一個設備處于危險狀況時，另一個設備仍可以持續(xù)運轉；
(3) 根據(jù)地質(zhì)條件，合理布置重載荷和有震動的設備；LNG儲罐布置避免橫跨開方區(qū)及填方區(qū)；
(4) 在滿足生產(chǎn)要求和安全防火、防爆的條件下，做到節(jié)省用地、降低能耗、節(jié)約投資、有利于環(huán)境保護。
(二) 防火間距
總平面布置中，根據(jù)有關規(guī)范的要求及熱輻射影響計算確定各功能區(qū)之間的防火間距，各功能區(qū)之間的間距既滿足規(guī)范的要求，又能有效地減少其熱輻射的影響。
1. 熱輻射
(1) 熱輻射限值
室外活動場所、建(構)筑物允許接受的熱輻射量，國標GB 50183—2004中明確在風速為0級、溫度21℃及相對濕度為50%條件下，不應大于下述規(guī)定值：
熱輻射量達4000W/m2界線以內(nèi)，不得有50人以上的室外活動場所；
熱輻射量達9000W/m2界線以內(nèi)，不得有活動場所、學校、醫(yī)院、居民區(qū)等在用建筑物；
熱輻射量達30000W/m2界線以內(nèi)，不得有即使是能耐火且提供熱輻射保護的在用構筑物。
(2) 熱輻射防護距離
圍堰區(qū)至室外活動場所、建(構)筑物的距離，可按國際公認的液化天然氣燃燒的熱輻射計算模型確定，可以參考美國標準NFPA59A和49CFRl93采用美國天然氣研究會GRl0176報告中有關“LNG火災”所描述的模型——LNG火災輻射模型進行計算。
對于可能產(chǎn)生液池火災而威脅鄰近設施的設備，其布置間距應滿足池火災產(chǎn)生的熱輻射值不超過表6-9的規(guī)定：
表6-9液池火災熱輻射艱值
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項目 | 熱輻射限值/(kW/m2) |
鋼結構、工藝設備、管道、儀表及電纜 | 15kW/m2 |
LNG儲罐罐壁 | 32kW/m2 |
任何時間均能安全疏散的區(qū)域 | 5kW/m2 |
NFPA59A中規(guī)定，圍堰為矩形且長寬比不大于2時，熱輻射防護距離按下式計算：
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式中d——到圍堰邊緣的距離，m；
A——圍堰的面積，m2；
F——熱通量校正系數(shù)。
對于熱輻射量為5000W/m2時，F(xiàn)=3；對于熱輻射量為9000W/m2時，F(xiàn)=2；對于熱輻射量為30000W/m 2時，F(xiàn)=0.8。
2. LNG儲罐的間距
LNG儲罐之間需要有適當?shù)耐ǖ?，便于設備的安裝、檢查和維護，參照美國消防協(xié)會NFPA 59A的標準。我國“石油天然氣工程設計防火規(guī)范”(GB 50183—2004)，儲罐之間的最小間距應符合表6-10的規(guī)定。容量在0.5m3以上的液化天然氣儲罐不應放置在建筑物內(nèi)。
3. 氣化器等工藝設備的安裝距離
氣化器和工藝設備距離控制室、辦公室、車間和場地邊界也需要離開一定的距離。用于管道輸送的液化天然氣裝卸碼頭，離附近的橋梁至少30m以上。液化天然氣裝卸用的連接裝置，距工藝區(qū)、儲罐、控制大樓、辦公室、車間和其他重要的裝置至少在15m以上。
表6-10 儲罐與邊界和儲罐之間的最短距離 ???m
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儲罐單罐容量/m3 | 圍堰區(qū)邊沿或儲罐排放系統(tǒng)到建筑物或建筑界線的最小距離 | 儲罐之間的最小距離 |
0.5 | 0 | 0 |
0.5～1.9 | 3 | 1 |
1.9～7.6 | 4.6 | 1.5 |
7.6～56.8 | 7.6 | 1.5 |
56.8～114 | 15 | 1.5 |
114～265 | 23 | 相鄰儲罐直徑總和的1/4 |
＞265 | 儲罐直徑的0.70倍，但＞31m | (最小1.5m) |
用于處理液化天然氣的建筑物和圍墻，應采用輕質(zhì)的、不可燃的非承重墻。有LNG流體的工作間、控制室或車間之間墻體至少有2層，而且能承受4.8kPa的靜壓，墻體上不能有門和其他連通的通道，墻體還需要有足夠的防火能力。有LNG流體的建筑物內(nèi)，應當具有良好的通風，防止可燃氣體或蒸氣聚集而產(chǎn)生燃爆。
(三) 儲罐圍堰
液化天然氣儲罐周圍需設置圍堰，以使儲罐發(fā)生的事故對周圍設施造成的危害降低到最小程度。
儲罐的圍堰區(qū)必須滿足最小允許容積。對單個儲罐的圍堰區(qū)其最小允許容積就是充滿儲罐的液體總容積。對多個儲罐：當有相應措施來防止由于單個儲罐泄漏造成的低溫或火災引發(fā)其他儲罐的泄漏時，圍堰區(qū)最小允許容積為區(qū)內(nèi)最大儲罐充滿時的液體總容積；當沒有相應措施來防止由于單個儲罐泄漏造成的低溫或火災引發(fā)其他儲罐的泄漏時，圍堰區(qū)最小允許容積為區(qū)內(nèi)全部儲罐充滿時的液體總容積。
圍堰區(qū)設有排除雨水的措施，可以采用自動排水泵排水，也可利用地形高差自流排水，但要防止LNG通過排水系統(tǒng)溢流。
圍堰表面的隔熱系統(tǒng)應不易燃燒并可長久使用，且應能承受在事故狀態(tài)下的熱力與機械應力和載荷。
國標GB 50183中，對于圍堰還規(guī)定：
(1) 操作壓力小于或等于100kPa的儲罐，當圍堰與儲罐分開設置時，儲罐至圍堰最近邊緣的距離，應為儲罐最高液位高度加上儲罐氣相空間壓力的當量壓頭之和與圍堰高度之差；當罐組內(nèi)的儲罐已采取了防低溫或火災的影響措施時，圍堰區(qū)內(nèi)的有效容積應不小于罐組內(nèi)一個最大儲罐的容積；當儲罐未采取防低溫或火災的影響措施時，圍堰區(qū)內(nèi)的有效容積應為罐組內(nèi)儲罐的總容積。圍堰區(qū)應配有集液池。
(2) 操作壓力小于或等于100kPa的儲罐，當混凝土外罐圍堰與儲罐布置在一起，組成帶預應力混凝土外罐的雙層罐時，從儲罐罐壁至混凝土外罐圍堰的距離由設計確定。
(3) 在低溫設備和易泄漏部位應設置液化天然氣液體收集系統(tǒng)；其容積對于裝車設施不應小于最大罐車的罐容量，其他為某單一事故泄漏源在10min內(nèi)最大可能的泄漏量。圍堰區(qū)應配有集液池。
(4) 圍堰必須能夠承受所包容液化天然氣的全部靜壓頭，所圈閉液體引起的快速冷卻、火災的影響、自然力(如地震、風雨等)的影響，且不滲漏。
(5) 儲罐與工藝設備的支架必須耐火和耐低溫。
二、加強危險物料的安全控制
(一) 正常工況下危險物料的安全控制
(1) 對于大型LNG接收站，由于儲存規(guī)模大，LNG儲罐多選用安全、可靠的全容式混凝土頂儲罐(FCCR)。這種儲罐具有兩層罐壁，內(nèi)層為鋼制罐壁，外層為預應力鋼筋混凝土罐壁，頂蓋也選用預應力鋼筋混凝土。選用全容罐能夠有效地防止罐內(nèi)的液化天然氣泄漏，因為內(nèi)層罐壁破裂以后，外層罐壁能夠容納所有泄漏的液化天然氣。相對于其他罐型如單容罐、雙容罐或膜式罐等來說，全容罐具有更高的安全性。
(2) LNG儲罐采用絕熱保冷設計，儲罐中的LNG處于沸點狀態(tài)。由于外界熱量(或其他能量)的導入，會導致少量LNG蒸發(fā)氣化。儲罐上裝備有安全及報警設施，以保證安全操作，防止出現(xiàn)溢出、翻滾、分層、過壓和欠壓等事故。
(3) 接收站內(nèi)壓力容器的設計、制造均遵照執(zhí)行《壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定，從本質(zhì)上保證壓力容器的安全運行。
(4) 壓力容器設置各種檢測報警設施，如溫度、壓力、液位檢測設施等，以及安全泄壓設施，如安全閥、調(diào)節(jié)閥等。
(5) 為防止LNG儲罐的超壓，配備有BOG壓縮機，連續(xù)將LNG儲罐內(nèi)的蒸發(fā)氣(BOG)抽出，經(jīng)壓縮后送往再冷凝器。
(6) 生產(chǎn)過程控制應采用先進的DCS控制系統(tǒng)，從而保證工藝裝置控制系統(tǒng)的可靠性。
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受限空間作業(yè)安全要求
