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摘要：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，本文从选址、总平面布局、建筑、工艺、电气、给排水等方面进行探讨。
关键词：LNG汽车加气站；消防安全设计
1 LNG汽车加气站的广阔前景
天然气在大气压下，冷却至约-162℃时由气态转变成液态，称为液化天然气（Liquefied Natural Gas，缩写为LNG）。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，LNG的重量仅为同体积水的45%左右，热值为52MMBtu/t（1MMBtu=2.52×108cal）。液化天然气较其它可燃气体比，具有以下优点：清洁、高效、经济、方便、可靠。LNG汽车加气站是近年发展起来的一种新型环保汽车，由于LNG燃料密度大，储气瓶重量轻，占用空间小，比CNG和LPG具有更强的实用性。目前云南省计划在三年内建设300个LNG汽车加气站。由于我国目前此方面的设计规范标准尚不完善，本文通过对承接的昆明最早的几个加气站设计实践，就消防安全设计做简要探讨。
2 LNG汽车加气站火灾危险性分析
（1）爆炸特性：LNG的主要成分是甲烷和乙烷，均为易燃易爆物质，火灾危险性为甲类，爆炸极限为5-15%，对空气的相对密度为0.675，扩散系数为0.196，具有极强的燃烧爆炸特性。
（2）泄漏特性：LNG粘度小，流动性强，遇火源迅速形成流淌火灾，事故范围扩大。
（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 消防设计要点
3.1LNG加气站等级划分
根据总容量和单罐容量的规模LNG加气站分为三级，一级主要在城市建成区以外，二三级主要在城市建成区。
按照《建筑设计防火规范》GB50016-2006要求，一级加气站不能建在城市建设区。昆明建成的LNG汽车加气示范站都是建在公交车停车场，建设规模均为50m3。几年来的运行情况表明，LNG汽车加气站的建设规模能够满足公交车加气的需求。
3.2选址
（1）站址选择应符合城市规划、交通规划、环境保护和消防安全的要求，并应选在交通便利的地段，城市建成区内的加气站，宜靠近城市道路。
（2）目前，国内己建成的LNG汽车加气站的加气对象主要是城市公交车、出租车。考虑到方便公交车加气，通常将加气站站址宜选择在公交车出租车停车站场附近。
（3）尽量避开人员密集场所和重要场所，商业地段，城市中心及繁华地段等。
（4）场地宜位于全年最小风频风向的上风侧，临近有火源存在的设施的上风侧。
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》GB50156-2012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）防护堤内不应设置其他可燃液体储罐、CNG高压瓶组或储气井。
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）布置有LNG设备的房间门窗应向外开启，并按现行《建筑设计防火规范》GB50016-2006的有关规定采取泄压措施。
（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。
3.5工艺及设备防火
（1）卸车工艺中连接槽车的液相管道上应设置切断阀和止回阀，气相管道上宜设置切断阀。
（2）LNG泵在出口管道上应设置全启封闭式安全阀和切断阀。
（3）加气机加气管端口应设拉断装置及切断阀。
（4）紧急切断系统
①加气站、加油加气合建站应设置紧急切断系统，应能在事故状态下迅速关闭重要的LNG管道阀门和切断LNG泵电源。
⑦紧急切断阀宜为气动阀。
③紧急切断阀和LNG泵应设置连锁装置，并具有手动和自动切断的功能。
④紧急切断系统应具有手动复位功能。
⑤紧急切断系统宜能在以下位置启动： a.距卸车点5m以内。
b.在加气机附近工作人员容易接近的位置。
c.在控制室或值班室。
3.6可燃气体报警系统
（1）作业区等危险场所应设置可燃气体泄漏检测装置，就地及控制室设置声、光报警；
（2）天然气浓度报警设定值不应大于爆炸下限浓度（V%）值的20%；
（3）检漏报警系统的设计应符合现行国家标准《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493的有关规定。
3.7电气消防
3.7.1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）站内爆炸性气体环境危险区域范围划分应按附录B。爆炸危险区域内的电气设备选型、安装、电力线路敷设等应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058的有关规定。
（5）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。
（6）站内电缆宜采用铠装并直埋敷设，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。
3.7.2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）爆炸危险区域内的所有钢制法兰两侧应采用金属导线跨接。
3.8给排水消防
（1）灭火器材设置：每台加气机、储罐应设置不少于2只4kg干粉灭火器。
LNG加气站内应配置2台35kg推车式干粉灭火器。除此之外，建筑物的灭火器材配置应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB50140的规定。
（2）消防给水系统
①设置有地上LNG储罐的一、二级LNG加气站应设消防给水系统。
⑦设置在城市建成区外严重缺水地区的设有地上LNG储罐的一、二级LNG加气站、油气合建站，在符合下例条件时可不设消防给水系统：
a.LNG储罐、放散管、卸车点与站外建、构筑物距离应增加1倍及以上；
b.LNG储罐之间的净距不应小于4m；
c.LNG站区消防灭火器材的配置应增加一倍。
③设置在城市建成区内的设有地上LNG储罐的二级LNG加气站符合下例条件之一时，可不设消防给水系统：
a.在市政消火栓保护半径150m以内，且供水量不小于15L/s；
b.LNG储罐之间的净距不应小于4m，且在罐间设防火墙。防火墙的高度不应低于储罐高度，宽度至两侧防护堤。
④设置地下或半地下LNG储罐的各类LNG加气站及油气合建站、设置地上LNG储罐的三级LNG加气站可不设消防给水系统。
⑤LNG设施的消防给水应利用城市或企业已建的给水系统。当已有的给水系统不能满足消防给水要求时，应自建消防给水系统。
⑥消防给水设计应符合下列规定：
a.一级站消火栓消防水量不应小于20L/s。
b.二级站消火栓消防水量不应小于15L/s。
c.连续给水时间不应小于3h。
⑦消防水泵宜设2台。当设2台消防水泵时，可不设备用泵。消防水泵可不设双动力源。
⑧消防水枪出口处给水压力不应小于0.2MPa，并宜采用多功能水枪。
4 总结
由于LNG加气站多数位于市内，周边情况复杂，实践证明按以上方案进行消防系统设计，能够保证LNG汽车加气站安全运行，省内外已建成的LNG汽车加气站消防系统设计均类似于本文的方案。
关键词：LNG汽车加气站；消防安全设计
1 LNG汽车加气站的广阔前景
天然气在大气压下，冷却至约-162℃时由气态转变成液态，称为液化天然气（Liquefied Natural Gas，缩写为LNG）。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，LNG的重量仅为同体积水的45%左右，热值为52MMBtu/t（1MMBtu=2.52×108cal）。液化天然气较其它可燃气体比，具有以下优点：清洁、高效、经济、方便、可靠。LNG汽车加气站是近年发展起来的一种新型环保汽车，由于LNG燃料密度大，储气瓶重量轻，占用空间小，比CNG和LPG具有更强的实用性。目前云南省计划在三年内建设300个LNG汽车加气站。由于我国目前此方面的设计规范标准尚不完善，本文通过对承接的昆明最早的几个加气站设计实践，就消防安全设计做简要探讨。
2 LNG汽车加气站火灾危险性分析
（1）爆炸特性：LNG的主要成分是甲烷和乙烷，均为易燃易爆物质，火灾危险性为甲类，爆炸极限为5-15%，对空气的相对密度为0.675，扩散系数为0.196，具有极强的燃烧爆炸特性。
（2）泄漏特性：LNG粘度小，流动性强，遇火源迅速形成流淌火灾，事故范围扩大。
（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 消防设计要点
3.1LNG加气站等级划分
根据总容量和单罐容量的规模LNG加气站分为三级，一级主要在城市建成区以外，二三级主要在城市建成区。
按照《建筑设计防火规范》GB50016-2006要求，一级加气站不能建在城市建设区。昆明建成的LNG汽车加气示范站都是建在公交车停车场，建设规模均为50m3。几年来的运行情况表明，LNG汽车加气站的建设规模能够满足公交车加气的需求。
3.2选址
（1）站址选择应符合城市规划、交通规划、环境保护和消防安全的要求，并应选在交通便利的地段，城市建成区内的加气站，宜靠近城市道路。
（2）目前，国内己建成的LNG汽车加气站的加气对象主要是城市公交车、出租车。考虑到方便公交车加气，通常将加气站站址宜选择在公交车出租车停车站场附近。
（3）尽量避开人员密集场所和重要场所，商业地段，城市中心及繁华地段等。
（4）场地宜位于全年最小风频风向的上风侧，临近有火源存在的设施的上风侧。
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》GB50156-2012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）防护堤内不应设置其他可燃液体储罐、CNG高压瓶组或储气井。
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）布置有LNG设备的房间门窗应向外开启，并按现行《建筑设计防火规范》GB50016-2006的有关规定采取泄压措施。
（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。
3.5工艺及设备防火
（1）卸车工艺中连接槽车的液相管道上应设置切断阀和止回阀，气相管道上宜设置切断阀。
（2）LNG泵在出口管道上应设置全启封闭式安全阀和切断阀。
（3）加气机加气管端口应设拉断装置及切断阀。
（4）紧急切断系统
①加气站、加油加气合建站应设置紧急切断系统，应能在事故状态下迅速关闭重要的LNG管道阀门和切断LNG泵电源。
⑦紧急切断阀宜为气动阀。
③紧急切断阀和LNG泵应设置连锁装置，并具有手动和自动切断的功能。
④紧急切断系统应具有手动复位功能。
⑤紧急切断系统宜能在以下位置启动： a.距卸车点5m以内。
b.在加气机附近工作人员容易接近的位置。
c.在控制室或值班室。
3.6可燃气体报警系统
（1）作业区等危险场所应设置可燃气体泄漏检测装置，就地及控制室设置声、光报警；
（2）天然气浓度报警设定值不应大于爆炸下限浓度（V%）值的20%；
（3）检漏报警系统的设计应符合现行国家标准《石油化工可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493的有关规定。
3.7电气消防
3.7.1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）站内爆炸性气体环境危险区域范围划分应按附录B。爆炸危险区域内的电气设备选型、安装、电力线路敷设等应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058的有关规定。
（5）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。
（6）站内电缆宜采用铠装并直埋敷设，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。
3.7.2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）爆炸危险区域内的所有钢制法兰两侧应采用金属导线跨接。
3.8给排水消防
（1）灭火器材设置：每台加气机、储罐应设置不少于2只4kg干粉灭火器。
LNG加气站内应配置2台35kg推车式干粉灭火器。除此之外，建筑物的灭火器材配置应符合现行国家标准《建筑灭火器配置设计规范》GB50140的规定。
（2）消防给水系统
①设置有地上LNG储罐的一、二级LNG加气站应设消防给水系统。
⑦设置在城市建成区外严重缺水地区的设有地上LNG储罐的一、二级LNG加气站、油气合建站，在符合下例条件时可不设消防给水系统：
a.LNG储罐、放散管、卸车点与站外建、构筑物距离应增加1倍及以上；
b.LNG储罐之间的净距不应小于4m；
c.LNG站区消防灭火器材的配置应增加一倍。
③设置在城市建成区内的设有地上LNG储罐的二级LNG加气站符合下例条件之一时，可不设消防给水系统：
a.在市政消火栓保护半径150m以内，且供水量不小于15L/s；
b.LNG储罐之间的净距不应小于4m，且在罐间设防火墙。防火墙的高度不应低于储罐高度，宽度至两侧防护堤。
④设置地下或半地下LNG储罐的各类LNG加气站及油气合建站、设置地上LNG储罐的三级LNG加气站可不设消防给水系统。
⑤LNG设施的消防给水应利用城市或企业已建的给水系统。当已有的给水系统不能满足消防给水要求时，应自建消防给水系统。
⑥消防给水设计应符合下列规定：
a.一级站消火栓消防水量不应小于20L/s。
b.二级站消火栓消防水量不应小于15L/s。
c.连续给水时间不应小于3h。
⑦消防水泵宜设2台。当设2台消防水泵时，可不设备用泵。消防水泵可不设双动力源。
⑧消防水枪出口处给水压力不应小于0.2MPa，并宜采用多功能水枪。
4 总结
由于LNG加气站多数位于市内，周边情况复杂，实践证明按以上方案进行消防系统设计，能够保证LNG汽车加气站安全运行，省内外已建成的LNG汽车加气站消防系统设计均类似于本文的方案。