LNG接收站工藝區爆炸危險區域劃分案例分析

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專業人員，設計設備布置熟悉設備、管道、閥門等位置的管道專業人員和電氣專業人員，共同商議劃分了爆炸危險環境區域，為今后新建及擴建LNG接收站爆炸危險環境劃分，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氣，這些蒸發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，與外輸的LNG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，一段時間內是氣態與液態共存，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

根據工藝專業分析，BOG壓縮廠房及燃料氣系統中泵、壓縮機和法蘭、閥門的密封處可能出現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 環境通風情況

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

5 防爆區域劃分

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

表2 本裝置爆炸危險環境條件

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，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，立面圖見圖2。

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

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

整個LNG接收站工藝區爆炸危險區域劃分圖見圖3。

圖2 BOG壓縮廠房爆炸危險區域劃分圖

圖3 LNG接收站工藝區爆炸危險區域劃分圖

6 特殊情況分析

從安全考慮，管道專業設置了集液溝及集液池，且集液溝在爆炸危險2區范圍內，根據GB 50058-2014，集液溝及集液池內為爆炸危險1區，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。詳見圖4。

圖4 可燃性液體集液池爆炸危險區域劃分圖

7 結論

本文根據工藝專業、管道專業的條件及國標規范GB 50058-2014，分析LNG接收站工藝區的釋放介質的特點與位置，繪制了爆炸危險區域劃分圖，為工藝區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，對廠區安全運行提供了重要保障。

本文通過對某LNG接收站工藝區的爆炸危險區域劃分案例分析，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域劃分提供了可靠的參照和規范研讀。