LNG加氣站的火災(zāi)爆炸危險性分析及防火防爆設(shè)計研究

王平

【摘要】LNG加氣站的火災(zāi)爆炸往往具有很大的危險性，可能引發(fā)火災(zāi)爆炸、危害性大、處理難度大。為此，應(yīng)該結(jié)合LNG加氣站的實際情況，采取有效的防火防爆設(shè)計對策。包括平面布置、工藝技術(shù)防火、電氣、儀表、消防、給排水等方面，并配置高倍數(shù)滅火系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對火災(zāi)爆炸的有效預(yù)防，確保LNG加氣站安全、穩(wěn)定運行。

【關(guān)鍵詞】LNG加氣站；火災(zāi)爆炸；防火防爆設(shè)計；滅火系統(tǒng)

1.引言

LNG是液化天然氣的縮寫形式，具體是指將天然氣經(jīng)過脫水、脫重?zé)N、脫酸性氣體等一系列凈化處理，然后進(jìn)行-162℃深度冷制，從而形成液體，供人們使用。常溫常壓狀態(tài)下，液化天然氣的體積約為同量氣態(tài)天然氣的1/625，采用該方式存儲，能大大節(jié)約存儲空間，更好滿足人們使用的需要。另外，由于LNG體積小，密度大，儲氣瓶質(zhì)量輕，小汽車充氣一次可行駛300-800km，對汽車運行具有積極作用，深受很多駕駛員的喜愛。同時還可以像油品一樣對其進(jìn)行運輸，具有壓縮天然氣、液化石油氣的優(yōu)點，還可以克服它們質(zhì)量大，占用空間大，運輸困難的缺陷，在實際工作中使用具有更為顯著的優(yōu)勢和特點。由于LNG具有上述顯著特點，同時還有利于保護(hù)環(huán)境，因而其應(yīng)用也越來越廣泛，LNG加氣站的建設(shè)數(shù)量也在不斷增多。隨著LNG燃料技術(shù)的廣泛應(yīng)用和LNG汽車的推廣，做好LNG加氣站設(shè)計工作，實現(xiàn)對火災(zāi)爆炸的有效預(yù)防，確保LNG加氣站安全運行是擺在人們面前的一項重要工作。下面將分析火災(zāi)爆炸的危險性，并就防火防爆設(shè)計提出相應(yīng)對策，希望能夠為實際工作提供啟示和借鑒。

2.LNG加氣站的火災(zāi)爆炸危險性分析

LNG加氣站的主要設(shè)備包括儲罐、泵、汽化器、加氣機(jī)等，為確保這些設(shè)備正常運行和工作，必須做好設(shè)計工作，使其更好發(fā)揮作用。加氣站工藝流程包括卸車、調(diào)壓、加氣、泄壓，在每個環(huán)節(jié)都必須嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范流程，確保加氣站安全。如果沒有嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范要求，可能導(dǎo)致火災(zāi)爆炸問題發(fā)生，給LNG加氣站的安全運行帶來威脅。

2.1引發(fā)火災(zāi)爆炸。LNG加氣站的主要成分為甲烷混合物，燃點650℃，閃點-190℃，爆炸極限5%—15%，最小點火能量0.28mJ，火災(zāi)危險性為甲類。LNG是一種低溫液體，存儲于管道之中，在熱傳導(dǎo)或熱量的影響之下，會導(dǎo)致系統(tǒng)中的一些液體蒸發(fā)為氣體，使得系統(tǒng)壓力升高，當(dāng)安全泄壓裝置故障或泄放能力不足時，會引發(fā)儲罐或管道超壓爆裂現(xiàn)象。卸車和加壓流程中，如果人為操作存在失誤情況，會引起LNG泄漏現(xiàn)象發(fā)生，泄漏后LNG氣體會不斷擴(kuò)散，遇到火源便會發(fā)生火災(zāi)。另外，LNG氣體會被空氣氣化，與空氣形成爆炸混合物，一旦遇到點火源，便會引起燃燒爆炸現(xiàn)象發(fā)生。

2.2爆炸危害性大。LNG最大爆炸壓力6.8kg，60m3的儲罐發(fā)生泄漏，泄漏天然氣量最大值為32400m3，并且會形成倒圓錐體擴(kuò)散現(xiàn)象，爆炸影響范圍約60m。一些LNG加氣站位于城市人口密集處，或者處于盛行風(fēng)的下風(fēng)向，一旦發(fā)生爆炸事故，不僅會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，還可能導(dǎo)致人員傷亡。

2.3爆炸處理難度大。泄漏的LNG會灼傷人體，影響搶險人員靠近，導(dǎo)致火災(zāi)爆炸事故危害性進(jìn)一步增大?；馂?zāi)爆炸會形成流淌火，引發(fā)加氣站周圍建筑物燃燒，也進(jìn)一步增大滅火的工作難度。如果加氣站具有多個儲罐，可能引起重復(fù)爆炸現(xiàn)象，不僅威脅加氣站工作人員的安全，還會進(jìn)一步加大事故所帶來的損失。

3.LNG加氣站的防火防爆設(shè)計對策

3.1平面布置。做好平面設(shè)計是十分重要的一項工作，必須對此足夠重視，確保LNG加氣站安全運行。堅持有利生產(chǎn)、方便管理、確保安全、保護(hù)環(huán)境的原則，考慮場地實際情況，對LNG加氣站各項設(shè)施進(jìn)行科學(xué)合理布置。設(shè)計中應(yīng)該確保加氣站四周空間開闊，與加氣站工藝設(shè)施30m范圍內(nèi)不得設(shè)置構(gòu)筑物、建筑物。設(shè)計中要根據(jù)NB/T1001的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)方針，合理設(shè)置儲罐、放散管管口、撬體與站內(nèi)建筑物和構(gòu)筑物、站房等的防火間距，確保滿足相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)施工任務(wù)順利完成，有效保障加氣站的安全運行。除了朝向道路一面之外，LNG加氣站其余三面都設(shè)置2.2m高的非燃燒體實體圍墻，LNG儲罐四周設(shè)置混凝土防護(hù)堤，有效容積為80m3。通過采取這樣的設(shè)計對策，一旦發(fā)生泄漏事故，也能有效避免LNG出現(xiàn)四處擴(kuò)散現(xiàn)象，降低事故所帶來的損失。

3.2工藝技術(shù)防火對策。設(shè)計中嚴(yán)格以NB/T1001第6章的規(guī)定為指導(dǎo)規(guī)范，確保防火設(shè)計滿足要求，同時還采取以下設(shè)計對策。選擇工藝優(yōu)良、技術(shù)先進(jìn)的管件、管線，確保滿足相關(guān)要求，產(chǎn)品得到權(quán)威機(jī)構(gòu)認(rèn)證。合理設(shè)置切斷裝置，儲存、氣化、加氣室，值班控制室，加氣站現(xiàn)場都要設(shè)置緊急切斷系統(tǒng)。這樣在緊急狀態(tài)下，能迅速關(guān)閉管道閥門和泵電源，確保設(shè)備安全。另外還要設(shè)置檢測報警裝置，當(dāng)發(fā)生泄漏情況，在天然氣和空氣形成爆炸性混合物之前，能夠?qū)⑿盘杺鬟f給控制室，為采取措施處理和應(yīng)對事故提供方便。

3.3電氣、儀表設(shè)計對策。LNG加氣站供電等級通常為三級，站內(nèi)電力線路用電纜并穿鋼管直埋敷設(shè)。同時在整個設(shè)計過程中，要嚴(yán)格遵守《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》（GB50058-92）的規(guī)定以及其它國家規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。做好供配電、防雷、防靜電設(shè)計工作，促進(jìn)各項電氣、儀表設(shè)備正常運行，從而更好掌握LNG加氣站運行情況，有效保障加氣站的安全。

3.4消防、給排水設(shè)計對策。根據(jù)NB/T1001第7章的規(guī)定，在儲罐區(qū)、站房、配電室分別配置4kg干粉滅火器，加氣區(qū)配置2臺35kg推車干粉滅火器。防護(hù)堤外配置滅火沙子2m3，滅火毯5塊。設(shè)置消防給水系統(tǒng)，站內(nèi)排水系統(tǒng)設(shè)置水封裝置，確保日常供水和消防用水需要，一旦發(fā)生火災(zāi)能迅速用滅火設(shè)備進(jìn)行滅火，盡量降低火災(zāi)帶來的危害。

3.5配置高倍數(shù)滅火系統(tǒng)。為確保LNG加氣站的安全，預(yù)防火災(zāi)爆炸事故發(fā)生，還需要為加氣站配置高倍數(shù)滅火系統(tǒng)。研究表明，加氣站日常運行中，如果儲罐、管道、連接處發(fā)生破裂現(xiàn)象，重要閥門失效，往往會引起重大泄漏事故。針對這種情況，可采用高倍數(shù)泡沫覆蓋在泄漏的LNG上面，從而降低蒸汽產(chǎn)生速率，減少可燃?xì)怏w覆蓋范圍。一旦LNG加氣站出現(xiàn)泄漏事故，利用高倍數(shù)滅火系統(tǒng)能快速控制和消滅明火，實現(xiàn)對事故的有效處理，盡量降低火災(zāi)爆炸事故所帶來的損失。

4.結(jié)束語

目前，LNG加氣站還處在發(fā)展初期，在設(shè)計和使用過程中可能存在不足之處。NB/T1001的發(fā)布與實施，為LNG加氣站合理設(shè)計提供相應(yīng)的依據(jù)。因此在設(shè)計過程中，應(yīng)該嚴(yán)格遵循這些規(guī)范要求，確保設(shè)計的科學(xué)性與合理性。另外還要選擇安全、可靠的設(shè)備、材料，保障安全技術(shù)的先進(jìn)性與科學(xué)性，避免LNG發(fā)生泄漏現(xiàn)象，有效防止火災(zāi)爆炸現(xiàn)象發(fā)生，確保LNG加氣站安全運行。

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