淺談液化天然氣（LNG）加氣站的消防安全設(shè)計

董 震

新疆消防總隊奎屯市公安消防大隊,新疆奎屯 833200

淺談液化天然氣（LNG）加氣站的消防安全設(shè)計

董 震

新疆消防總隊奎屯市公安消防大隊,新疆奎屯 833200

本文簡述了液化天然氣（LNG）加氣站的火災(zāi)危險，從抓好規(guī)劃建設(shè)、完善消防設(shè)施、嚴(yán)格消防管理等方面提出了對液化天然氣加氣站的消防安全對策。

液化天然氣；LNG；加氣站；消防安全

1 液化天然氣（LNG）概述

液化天然氣（LNG）是通過在常壓下氣態(tài)的天然氣冷卻至-162℃，使之凝結(jié)成液體。液化天然氣（LNG）的主要成份是甲烷，氣化后比空氣輕，一旦泄漏擴散很快，是一種安全能源。液化天然氣在液化過程中，已將硫、二氧化碳、水分等物質(zhì)除去，所以燃燒時，不會因硫分解而造成空氣污染，是一種干凈清潔能源，而且具有很高的熱值。液化天然氣的制造過程首先將氣田生產(chǎn)的天然氣凈化處理，經(jīng)過一連串超低溫液化后，用專用槽車、船舶運至加氣站灌裝。

2 液化天然氣（LNG）加氣站危險性分析

2.1 物料的危險性和不安全狀態(tài)

低溫特征—液化天然氣（LNG）儲存溫度為-162℃，不正常狀態(tài)會使一些材料變脆、易碎、產(chǎn)生冷收縮，導(dǎo)致管材、焊縫、管件受損產(chǎn)生泄漏，尤其對儲罐構(gòu)成威脅、脆裂變形，導(dǎo)致真空失效、絕熱破壞，過冷的液體對人體產(chǎn)生低溫灼燒、凍傷等。

泄漏特征—由于液化天然氣（LNG）粘度小、流動性強，遇火源迅速形成流淌火災(zāi)，四處蔓延，液體流經(jīng)過的地面、建筑物、設(shè)備等因冷凍而強度大大降低，造成更大的火災(zāi)或坍塌等各種事故。

爆炸特征—液化天然氣（LNG）泄漏后與空氣接觸，熱直升高到-107℃時，天然氣比空氣輕、揮發(fā)性好，在空氣中快速擴散。氣態(tài)天然氣的容積約為液態(tài)的600倍，天然氣與空氣混合后，體積百分?jǐn)?shù)在一定范圍內(nèi)遇火就會產(chǎn)生爆炸，爆炸下限為5%，上限為15%。

2.2 裝置的危險性和不安全狀態(tài)

液化天然氣儲罐的危險性：翻溶現(xiàn)象—新注入的LNG密度較儲罐中原有的LNG密度小，罐中的液體可形成上下兩層，各層內(nèi)獨立對流，使瞬間LNG大量蒸發(fā)，產(chǎn)生翻溶現(xiàn)象，儲罐壓力驟然升高。液位超限—液體充裝量不能超過92%。超裝后時間越長，熱膨脹和熱蒸發(fā)可能引起壓力升高。罐內(nèi)負壓—出液過低，會使泵抽空，罐內(nèi)產(chǎn)生負壓，易導(dǎo)致儲罐變形。

2.3 人為的不安全行為和不安全狀態(tài)

錯誤操作—液體超限量、儀表失靈、讀表有誤、儲罐超裝；軟管拉斷、液體泄漏、槽車增壓時壓力過高、流速過快，易產(chǎn)生靜電；操作程序有誤導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障造成事故；

環(huán)境因素—卸車或加氣時由于密封不嚴(yán)，產(chǎn)生微量泄漏形成冷蒸氣，對操作人員造成傷害；

事故因素—泄漏后形成的冷蒸氣造成設(shè)備脆裂、變形，搶險人員不能靠近，發(fā)生火災(zāi)爆炸，形成流淌火災(zāi)，事故范圍擴大。

自然因素—熱效應(yīng)；由雷電的放電火花、強大的雷電電流、瞬間轉(zhuǎn)換成熱能，高溫引燃泄漏的天然氣；機械效應(yīng)；電磁效應(yīng)；地震等各種自然環(huán)境都可能造成罐體、氣體、膨脹炸裂形成火災(zāi)爆炸事故。

3 關(guān)于加氣站消防設(shè)計的建議

隨著我國LNG生產(chǎn)企業(yè)投入運營，LNG建站量將越來越大，建設(shè)LNG站必須注意消防安全，把握好原則，保證安全可靠。

總平面布局。要充分考慮城市規(guī)劃，必須避開人員密度大的地區(qū)及易燃易爆、重要公共建筑、公共娛樂場所以及高層建筑物，防止LNG溢出或泄漏后蔓延流淌到界區(qū)，還應(yīng)選擇在城市全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)和周邊工企業(yè)、動火比較集中的火源存在的上風(fēng)側(cè)。

防火間距。按照其火災(zāi)危險等級，應(yīng)參照相關(guān)臨界規(guī)范適當(dāng)加大的原則，儲罐容積在8～57m3時距建筑物的最小防火間距就在8m；容積在57～114 m3時距建筑物的最小防火間距應(yīng)在15m；容積在114～265m3時距建筑物的最小防火間距就在23m。上述3個容積等級距火源應(yīng)控制在15m以上。儲罐之間的距離應(yīng)控制在相鄰罐徑之和的1/4，至少不少于1.5m。

環(huán)形車道。站內(nèi)必須設(shè)計、建設(shè)供消防車通行不少于6m寬的環(huán)形消防車道和12×12m的回車場地，特別是緊急狀態(tài)下，能供LNG槽車的進出，事故狀態(tài)下又能供多輛槽車倒罐，方便LNG槽車出行。

疏散設(shè)施。液化天然氣儲罐及管道儲存的液體常在-160℃以上，密封不嚴(yán)、泡、冒、滴、漏，很容易形成罐體及管路發(fā)生脆裂、變形、膨脹溢出，作業(yè)區(qū)必須設(shè)計防液體的攔蓄區(qū)，一旦發(fā)生泄漏或火災(zāi)，必須控制在一定的區(qū)域內(nèi)，用滅火劑迅速處置，防止形成流淌火災(zāi)。

耐火等級。站內(nèi)所有建構(gòu)筑物的耐火等級必須設(shè)定在耐火時間2h以上，站內(nèi)所有的構(gòu)筑物、鋼管、管架、支座等施工完畢后，加涂防火涂料。

安全出口。站內(nèi)必須設(shè)進出兩個安全出口，防液體流散的攔蓄區(qū)和操作區(qū)的工作平臺，同樣必須設(shè)置兩個安全出口，以保證在發(fā)生事故時，消防車及搶險救援車輛實施救援；保證在事故狀態(tài)下操作人員能安全逃生。

裝置布置。站內(nèi)設(shè)備、管道布置量比較密集，但必須考慮其操作、維修、疏散的空間和通道。各種管路的排列務(wù)必考慮其危險性；電氣和儀表不能與工藝管線同溝，防止泄漏后天然氣與電火花接觸發(fā)生爆炸。

電氣設(shè)計。按照《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》劃定爆炸和火災(zāi)危險區(qū)域，選擇防爆電氣設(shè)備的級別。對電纜及電纜溝采用阻燃性材料填實封堵，防止氣體和液體進入配電室和控制室內(nèi)；按照《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》站內(nèi)氣體Ⅰ區(qū)爆炸危險區(qū)劃分為第二類，防止直擊雷、感應(yīng)雷，防止雷電波侵入等安全措施。

滅火系統(tǒng)。干粉滅火系統(tǒng)—針對攔蓄區(qū)、卸車區(qū)、加氣區(qū)。氣體滅火系統(tǒng)—針對控制室、配電室，設(shè)置二氧化碳等氣體滅火裝置。泡沫滅火系統(tǒng)—針對加氣區(qū)、卸車區(qū)、攔蓄區(qū)設(shè)置，防止流淌火災(zāi)。高壓細水霧滅火系統(tǒng)—對站內(nèi)儲罐、地溝、管道均能起到隔離、窒息等滅火作用。消火栓系統(tǒng)—用來冷卻受到火災(zāi)和熱輻射的儲罐和設(shè)備，但必須注意在火災(zāi)過程中水只能加速LNG的氣化，從而加快燃燒速度。要慎用水這種滅火劑。

[1]中華人民共和國設(shè)部.汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范 GB50156-2002.北京：中國計劃出版社，2006.

[2]中華人民共和國公安部.建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50016- 2006.北京：中國計劃出版社，2004.

[3]鄭端文.汽車加油加氣站防火[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版 社，2007.

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