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【摘 要】 对LNG汽车加气站和CNG汽车加气站应用现状进行比照分析,LNG站将是未来城市规模化发展天然气汽车的理想途径。LNG汽车加气站具有广阔的发展前景,但其具有燃烧爆炸的危险性,为保证LNG汽车加气站及周围建构筑物的安全,本文主要就是针对LNG汽车加气站消防安全设计要点来进行探讨。
【关键词】 LNG汽车加气站;消防安全;设计要求
引言:
天然气作为一种替代石油和煤的新能源,已探明储量远超过石油,另外由于其高效清洁的特点,研究和利用得到各国政府的大力扶持,发展速度极快,已在世界范围大力推广应用。我国拥有较丰富的天然气资源,特别是西部地区,近年来在四川、塔里木、鄂尔多斯、柴达木等盆地取得了丰硕的勘探成果,西气东输战略政策的实施,也为我国天然气的广泛应用创造了有利条件。
1、LNG站应用现状及前景分析
1.1、LNG汽车加气站工艺的组成
LNG燃料指的就是将天然气经过脱水、脱重烃、脱酸性气体等等一系列的净化处理之后并且还得经过-162℃深度冷制之后形成的液体。在常温常压的状态之下,其体积大约是同量气态天然气的1/625。LNG站是专门对LNG汽车加气的加气站,其主要设备包括了LNG加气机、自增压器以及LNG储罐等等,LNG加气站的工艺流程如图1所示,国外一般常见的LNG站的平面布局如图2所示。
1.2、LNG站应用优势
LNG汽车是继LPG汽车与CNG汽车之后在近几年才开始发展起来的以后总新型环保大燃气汽车。因其LNG燃料密度大,储气瓶的占用空间小、自身轻,汽车可以一次性的充气,其可以行驶300~800km。
2、LNG汽车加气站火灾危险性分析
2.1、爆炸特性
LNG的主要成分就是甲烷以及乙烷,大部分则是为易燃、易爆的物质,其火灾的危险性为甲类,爆炸的极限为5~15%之间,对于空气的相对密度是0.675,其扩散的系数则是0.196,其具有非常强的燃烧爆炸的特性。
2.2、泄漏特性
LNG的流动性比较强、粘度小,遇到火源之后便就迅速的形成流淌性的火灾,其事故的范围也就会扩大。
2.3、装置的不安全性
LNG的低温特性容易使储罐容易脆裂变形。雷电,静电及电磁效应热效应等均容易使装置发生爆炸。
3、LNG站消防设计要点
3.1、LNG加气站等级划分
依据单罐容量以及总容量的规模LNG加气站分为三级,一级主要是在城市的建成区之外,二三级则主要是在城市的建成区之内。
3.2、LNG站的选址
虽然LNG站的介质和空气相比之下要轻的多,在其泄露之后迅速的散发在空气之中,不容易的积聚,但是我们为了充分的确保消防的安全,在防火间距以及选址的方面就可以充分的根据《城镇燃气设计规范》(GB50028)的相关要求,除了得符合防火安全、环境保护、区域交通规划以及城市规划的各项要求:
(1)LNG站应尽量的避开居民的稠密区、影剧院、学校以及医院等等人员集中的场所、城市的繁华地段、交通邮电枢纽等重要场所以及国家(省)级重要的物资仓库。尽量的避开高大建筑物群以及人口密度比较大的地区。
(2)场地的标准高应该是低于其周边的建筑物场地或者是城市道路的标高,来防止在泄漏之后或者是LNG溢出流出界区。
(3)场地应该是适宜于城市附近有火源存在的设施的上风侧以及全年最小频率风向的上风侧。
3.3、总平面布局
3.3.1、防火间距
气站与站外建构筑物安全间距,与站内各种设施的防火间距均应严格按照《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156)执行。
3.3.2、安全出口消防车道及回车场
为保证事故状态下供多辆槽车快速进出,倒出事故储罐液体及消防车救援,场地入口和出口应严格分开设置、道路应同时考虑LNG槽车和消防车相关技术要求,单车道不应小于4.5m,双车道宽度不应小于9m,道路转弯半径不宜小于9m;站内道路应设计为环形消防车道,有条件的站应设置消防回车场地,地面应采用不发火地面。
3.3.3、实体围墙
一般位于市区内的气站用地较为紧张,站内工艺设施与与相邻地块应设置高度不低于2.2m,的非燃烧实体围墙来保障周边安全。
3.3.4、防护堤
(1)LNG储罐四周应设置防护堤,防护堤的设置应符合下列规定;
①应采用非燃烧实体材料;
②防护堤内的有效容量不应小于单个最大LNG储罐的容量;
③防护堤高于堤内地面不宜小于0.6m;
(2)防护堤内LNG储罐之间的净距不应小于相邻较大罐的1/2直径,且不应小于2m。
(3)布置有LNG设备的房间地坪应采用不发火地面。
(4)LNG站不应建在地下和半地下室。
(5)站内室内外的装修材料应选用不燃烧材料。
(6)站房内不得有明火或散发火花设备。
(7)加气站内不得种植油性植物,工艺设备区不应绿化。
3.4、建构筑物及绿化
(1)站内站房的耐火等级不应低于二级。当罩棚顶棚的承重构件为钢结构时,其耐火极限可为0.25h,顶棚不应采用燃烧体建造。罩棚的造型应避免天然气集聚。
(2)布置在LNG设备的房间门窗应该是向外的开启,并且还得按照现行的《建筑设计防火规范》(GB50016)的相关规定来及时的采取泄压的措施。
(3)布置在LNG设备的房间地坪还得采用不发火的地面。
3.5、工艺及设备防火 (1)卸车上艺中连接槽车的液相管道上应设置切断阀和下回阀,气相管道上宜设置切断阀。
(2)LNG泵在出口管道上应设置启封闭式安个阀和切断阀。
(3)加气机的加气管端口还得设置在拉断装置以及切断阀。
(4)紧急的切断系统:
①加油加气合建站以及加气站应该得设置紧急切断的系统,应该可以在事故的状态之下来迅速关闭关键的LNG管道阀门以及切断LNG泵电源。
②紧急切断阀应该为气动阀。
③紧急切断阀以及LNG泵应该得设置一个连锁的装置,并具有自动与自动切断的功能。
④紧急切断系统还得具有手动复位的功能。
3.6、电气消防
3.6.1、供配电
(1)加气站的用电负荷等级为三级。加气站的信息及监控系统应设置不间断供电电源
(2)站内设置的小型内燃发电机组的排烟管口应安装阻火器
(3)站内所有变配电设施不应采用充油型电气设备
(4)站内的消防泵房、变配电间、营业室、控制室应设置应急照明,应急照明的照度应符合《建筑设计防火规范》(GB50016)的有关规定。
(5)站内电缆宜采用恺装并直埋敷设,穿越行车道的电缆应穿钢管保护。电缆不应与油品、天然气管道和热力管道同沟敷设。
3.6.2、防雷防静电
(1)站内建筑物的防雷设计应符合《建筑物防雷设计规范》(GB50057)的有关规定。
(2)站内罩棚的防雷措施应满足第二类防雷建筑物防雷措施的要求。
(3)站内建筑物防雷装置的接地、静电接地、电气和电子信息系统等接地应共用接地装置,其接地电阻不应大于4Ω。对单独设置的LNG储罐防雷装置的接地电阻不应大于10Ω;地上天然气管道始、末端接地装置的接地电阻不应大于10Ω。
(4)LNG车辆卸车处应设置卸车接地装置,并应与就近的接地装置可靠连接。
(5)爆炸危区域内的所有钢制法兰两侧应采用金属导线跨接。
4、结束语
由于LNG加气站大部分都是位于市区之内,其周边的环境是相对比较复杂的,其实践充分的表明,按照以上的方案来进行一个消防系统设计,可以充分的保障LNG汽车加气站安全的运行。
参考文献:
[1]朱世敏.LNG汽车加气站消防安全设计[J].消防科学与技术,2011,06:518-520.
[2]郑连明,张晓德.撬装式LNG汽车加气站安全设计[J].科技创新导报,2012,27:30.
【关键词】 LNG汽车加气站;消防安全;设计要求
引言:
天然气作为一种替代石油和煤的新能源,已探明储量远超过石油,另外由于其高效清洁的特点,研究和利用得到各国政府的大力扶持,发展速度极快,已在世界范围大力推广应用。我国拥有较丰富的天然气资源,特别是西部地区,近年来在四川、塔里木、鄂尔多斯、柴达木等盆地取得了丰硕的勘探成果,西气东输战略政策的实施,也为我国天然气的广泛应用创造了有利条件。
1、LNG站应用现状及前景分析
1.1、LNG汽车加气站工艺的组成
LNG燃料指的就是将天然气经过脱水、脱重烃、脱酸性气体等等一系列的净化处理之后并且还得经过-162℃深度冷制之后形成的液体。在常温常压的状态之下,其体积大约是同量气态天然气的1/625。LNG站是专门对LNG汽车加气的加气站,其主要设备包括了LNG加气机、自增压器以及LNG储罐等等,LNG加气站的工艺流程如图1所示,国外一般常见的LNG站的平面布局如图2所示。
1.2、LNG站应用优势
LNG汽车是继LPG汽车与CNG汽车之后在近几年才开始发展起来的以后总新型环保大燃气汽车。因其LNG燃料密度大,储气瓶的占用空间小、自身轻,汽车可以一次性的充气,其可以行驶300~800km。
2、LNG汽车加气站火灾危险性分析
2.1、爆炸特性
LNG的主要成分就是甲烷以及乙烷,大部分则是为易燃、易爆的物质,其火灾的危险性为甲类,爆炸的极限为5~15%之间,对于空气的相对密度是0.675,其扩散的系数则是0.196,其具有非常强的燃烧爆炸的特性。
2.2、泄漏特性
LNG的流动性比较强、粘度小,遇到火源之后便就迅速的形成流淌性的火灾,其事故的范围也就会扩大。
2.3、装置的不安全性
LNG的低温特性容易使储罐容易脆裂变形。雷电,静电及电磁效应热效应等均容易使装置发生爆炸。
3、LNG站消防设计要点
3.1、LNG加气站等级划分
依据单罐容量以及总容量的规模LNG加气站分为三级,一级主要是在城市的建成区之外,二三级则主要是在城市的建成区之内。
3.2、LNG站的选址
虽然LNG站的介质和空气相比之下要轻的多,在其泄露之后迅速的散发在空气之中,不容易的积聚,但是我们为了充分的确保消防的安全,在防火间距以及选址的方面就可以充分的根据《城镇燃气设计规范》(GB50028)的相关要求,除了得符合防火安全、环境保护、区域交通规划以及城市规划的各项要求:
(1)LNG站应尽量的避开居民的稠密区、影剧院、学校以及医院等等人员集中的场所、城市的繁华地段、交通邮电枢纽等重要场所以及国家(省)级重要的物资仓库。尽量的避开高大建筑物群以及人口密度比较大的地区。
(2)场地的标准高应该是低于其周边的建筑物场地或者是城市道路的标高,来防止在泄漏之后或者是LNG溢出流出界区。
(3)场地应该是适宜于城市附近有火源存在的设施的上风侧以及全年最小频率风向的上风侧。
3.3、总平面布局
3.3.1、防火间距
气站与站外建构筑物安全间距,与站内各种设施的防火间距均应严格按照《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156)执行。
3.3.2、安全出口消防车道及回车场
为保证事故状态下供多辆槽车快速进出,倒出事故储罐液体及消防车救援,场地入口和出口应严格分开设置、道路应同时考虑LNG槽车和消防车相关技术要求,单车道不应小于4.5m,双车道宽度不应小于9m,道路转弯半径不宜小于9m;站内道路应设计为环形消防车道,有条件的站应设置消防回车场地,地面应采用不发火地面。
3.3.3、实体围墙
一般位于市区内的气站用地较为紧张,站内工艺设施与与相邻地块应设置高度不低于2.2m,的非燃烧实体围墙来保障周边安全。
3.3.4、防护堤
(1)LNG储罐四周应设置防护堤,防护堤的设置应符合下列规定;
①应采用非燃烧实体材料;
②防护堤内的有效容量不应小于单个最大LNG储罐的容量;
③防护堤高于堤内地面不宜小于0.6m;
(2)防护堤内LNG储罐之间的净距不应小于相邻较大罐的1/2直径,且不应小于2m。
(3)布置有LNG设备的房间地坪应采用不发火地面。
(4)LNG站不应建在地下和半地下室。
(5)站内室内外的装修材料应选用不燃烧材料。
(6)站房内不得有明火或散发火花设备。
(7)加气站内不得种植油性植物,工艺设备区不应绿化。
3.4、建构筑物及绿化
(1)站内站房的耐火等级不应低于二级。当罩棚顶棚的承重构件为钢结构时,其耐火极限可为0.25h,顶棚不应采用燃烧体建造。罩棚的造型应避免天然气集聚。
(2)布置在LNG设备的房间门窗应该是向外的开启,并且还得按照现行的《建筑设计防火规范》(GB50016)的相关规定来及时的采取泄压的措施。
(3)布置在LNG设备的房间地坪还得采用不发火的地面。
3.5、工艺及设备防火 (1)卸车上艺中连接槽车的液相管道上应设置切断阀和下回阀,气相管道上宜设置切断阀。
(2)LNG泵在出口管道上应设置启封闭式安个阀和切断阀。
(3)加气机的加气管端口还得设置在拉断装置以及切断阀。
(4)紧急的切断系统:
①加油加气合建站以及加气站应该得设置紧急切断的系统,应该可以在事故的状态之下来迅速关闭关键的LNG管道阀门以及切断LNG泵电源。
②紧急切断阀应该为气动阀。
③紧急切断阀以及LNG泵应该得设置一个连锁的装置,并具有自动与自动切断的功能。
④紧急切断系统还得具有手动复位的功能。
3.6、电气消防
3.6.1、供配电
(1)加气站的用电负荷等级为三级。加气站的信息及监控系统应设置不间断供电电源
(2)站内设置的小型内燃发电机组的排烟管口应安装阻火器
(3)站内所有变配电设施不应采用充油型电气设备
(4)站内的消防泵房、变配电间、营业室、控制室应设置应急照明,应急照明的照度应符合《建筑设计防火规范》(GB50016)的有关规定。
(5)站内电缆宜采用恺装并直埋敷设,穿越行车道的电缆应穿钢管保护。电缆不应与油品、天然气管道和热力管道同沟敷设。
3.6.2、防雷防静电
(1)站内建筑物的防雷设计应符合《建筑物防雷设计规范》(GB50057)的有关规定。
(2)站内罩棚的防雷措施应满足第二类防雷建筑物防雷措施的要求。
(3)站内建筑物防雷装置的接地、静电接地、电气和电子信息系统等接地应共用接地装置,其接地电阻不应大于4Ω。对单独设置的LNG储罐防雷装置的接地电阻不应大于10Ω;地上天然气管道始、末端接地装置的接地电阻不应大于10Ω。
(4)LNG车辆卸车处应设置卸车接地装置,并应与就近的接地装置可靠连接。
(5)爆炸危区域内的所有钢制法兰两侧应采用金属导线跨接。
4、结束语
由于LNG加气站大部分都是位于市区之内,其周边的环境是相对比较复杂的,其实践充分的表明,按照以上的方案来进行一个消防系统设计,可以充分的保障LNG汽车加气站安全的运行。
参考文献:
[1]朱世敏.LNG汽车加气站消防安全设计[J].消防科学与技术,2011,06:518-520.
[2]郑连明,张晓德.撬装式LNG汽车加气站安全设计[J].科技创新导报,2012,27:30.