LNG接收站工藝區(qū)爆炸危險區(qū)域劃分案例分析

陳 琛

(中海油石化工程有限公司，山東 濟南 250101)

在各國經濟高速發(fā)展的今天，人們越來越重視能源問題，而作為綠色清凈能源的天然氣，需求量也日益增長。目前我國已建成的LNG接收站有，粵東LNG，深圳LNG，大鵬LNG，浙江LNG，上海LNG，天津LNG等多地，同時還有許多新建及擴建的LNG接收站。

國內接收站的數(shù)量不斷增多，接收站的安全運行也成了備受重視的一項要點。在設計階段，爆炸危險環(huán)境劃分是設備選型及安裝的重要依據，也是安全運行的重要保障。本文根據某LNG接收站項目實例，由清楚工藝流程及工藝介質的系統(tǒng)專業(yè)人員，設計設備布置熟悉設備、管道、閥門等位置的管道專業(yè)人員和電氣專業(yè)人員，共同商議劃分了爆炸危險環(huán)境區(qū)域，為今后新建及擴建LNG接收站爆炸危險環(huán)境劃分，做了一個示范案例。

1 工藝流程說明

為了便于遠距離傳輸，及大容量儲存天然氣，采用液化后的天然氣( LNG)運輸和儲存。LNG運輸船抵達接收站專用碼頭后，通過液相卸料臂和卸船管線，借助船上卸料泵將LNG送入接收站的LNG儲罐中，卸船期間，由于熱量的傳入和液相的填充置換，儲罐內將會產生蒸發(fā)氣，這些蒸發(fā)氣一部分經氣相返回臂和回氣管線返回LNG船的料艙，以平衡料艙內壓力，另一部分通過BOG壓縮機加壓后進入再冷凝器冷凝后，與外輸?shù)腖NG一起經高壓LNG輸送泵送入氣化器，利用氣化器使LNG氣化成氣態(tài)天然氣，經調壓、計量后送入輸氣管網[1]。

LNG接收站的主要工藝裝置包括，BOG壓縮廠房，BOG再冷凝器裝置、高壓泵裝置及ORV氣化器裝置[2]。

2 釋放介質的特點

LNG接收站工藝區(qū)可能釋放，并形成爆炸性氣體的介質為LNG及NG。

NG是混合氣體，其最大組分是甲烷(約85%)，還有少量的乙烷、丙烷和丁烷，LNG的體積與NG體積比約為1/625。NG各組分的分級、分組見表1。

表1 NG各組分的分級、分組

根據上表，可得NG和LNG的級別、組別為應為IIA,T2。

LNG的沸點為-162℃，一旦泄露很快汽化為NG，一段時間內是氣態(tài)與液態(tài)共存，并與空氣混合形成爆炸性氣體混合物，按較嚴重的情況，認為LNG相對密度重于空氣。NG相對密度輕于空氣。

3 釋放源的確定

圖1 釋放源位置

根據工藝專業(yè)分析，BOG壓縮廠房及燃料氣系統(tǒng)中泵、壓縮機和法蘭、閥門的密封處可能出現(xiàn)BOG閃蒸汽可燃氣體的釋放，再冷凝器裝置、高壓泵裝置及ORV氣化器裝置的法蘭、閥門、連接件和管道接口，安全閥、排氣孔等可能釋放LNG及NG[3]。根據管道專業(yè)確定各釋放點的位置如圖1。

以上釋放源，均為正常時，不會釋放可燃物質的，屬于二級釋放源。

4 環(huán)境通風情況

BOG壓縮廠房為敞開式廠房，高壓泵區(qū)及再冷凝器裝置為戶外框架，燃料氣系統(tǒng)及ORV氣化器裝置為露天開敞式布置[4]。工藝區(qū)各裝置均大氣通暢，通風良好。

5 防爆區(qū)域劃分

根據以上分析，進行LNG接收站工藝區(qū)爆炸危險環(huán)境區(qū)域劃分，各裝置爆炸危險環(huán)境條件見表2。

表2 本裝置爆炸危險環(huán)境條件

BOG壓縮機廠房以釋放源為中心，半徑4.5m，地坪以上至屋頂一下的空間均為2區(qū)，如屋頂有百葉窗，以天窗為中心，半徑4.5m，高7.5m的范圍內也為2區(qū)，立面圖見圖2。

燃料氣系統(tǒng)以裝置及管道閥門區(qū)外邊框為釋放源位置，半徑4.5m，高7.5m的范圍內為2區(qū)。

高壓泵及ORV氣化區(qū)裝置，裝置及管道閥門區(qū)外邊框為釋放源位置，半徑15m，高7.5m的范圍內為2區(qū)。由于均是少量釋放，不考慮附加2區(qū)。

整個LNG接收站工藝區(qū)爆炸危險區(qū)域劃分圖見圖3。

圖2 BOG壓縮廠房爆炸危險區(qū)域劃分圖

圖3 LNG接收站工藝區(qū)爆炸危險區(qū)域劃分圖

6 特殊情況分析

從安全考慮，管道專業(yè)設置了集液溝及集液池，且集液溝在爆炸危險2區(qū)范圍內，根據GB 50058-2014，集液溝及集液池內為爆炸危險1區(qū)，集液溝及集液池外邊緣以外半徑4.5m，地坪以上至高0.6m的范圍內為爆炸危險2區(qū)。詳見圖4。

圖4 可燃性液體集液池爆炸危險區(qū)域劃分圖

7 結論

本文根據工藝專業(yè)、管道專業(yè)的條件及國標規(guī)范GB 50058-2014，分析LNG接收站工藝區(qū)的釋放介質的特點與位置，繪制了爆炸危險區(qū)域劃分圖，為工藝區(qū)電氣及工藝設備的設計選型，以及設備、管道、電纜等的安裝提供了依據，對廠區(qū)安全運行提供了重要保障。

本文通過對某LNG接收站工藝區(qū)的爆炸危險區(qū)域劃分案例分析，為LNG接收站中類似裝置或同樣釋放源的裝置的爆炸危險區(qū)域劃分提供了可靠的參照和規(guī)范研讀。