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【摘 要】随着中国经济的发展,对于能源的需求量也显著提升,LNG站日益增多,气化站的设计问题也逐渐受到重视,文章分析其风险问题,探讨安全管理策略。
【关键词】LNG加气站;建设风险;规避对策
引言
我国的LNG还处于初始阶段,为了确保LNG能够安全、高效运行,除了要加大加气站建设力度外,还必须从安全技术上不断完善新技术、新工艺。
1建设LNG加气站的意义
(1)有效减少城市汽车尾气污染
汽车尾气污染是城市大气污染的主要来源之一。城市大气中67%的CO、33%的碳化物、41%的氮氧化物以及20%的粉尘均来自汽车尾气。随着机动车数量的迅速增加,使得大气中氮氧化物等有害物质浓度迅速升高。由此引发的环保问题日益突出。机动车已成为排放CO2、CO、NOX、CH化合物等物质的主要污染源。
(2)降低汽车的运行成本
机动车单一的燃油能源结构使汽车的运行成本开始不断地攀升,已经对城市经济发展产生较大的负面影响。相同热值的天然气的费用比汽油、柴油的费用要低得多。在这种背景下,发展天然汽车是改善我国能源结构状况的一项重要措施,可以实现以气代油,合理利用资源,缓解我国原油供需紧张的矛盾。
(3)缓解汽车加气困难的局面
目前我国各大城市(也包括中小城市)的LNG加氣站数量均相对偏少,导致出现排长队加气的现象,严重影响汽车(特别是商务用车)的运营效率。积极的改建、扩建LNG加气站已经成为业内人士的共识。
2 LNG加气站建设中的风险问题
2.1火灾
在采用低温储罐之前,常被采用的是常温常压的储存方法,例如球罐。从常温常压储存到低温储罐安全性得到了提高,并且低温储存有占地小、节约资金、增加储量等特点,但是低温储罐区也存在巨大的安全隐患,就是泄漏问题,一旦发生泄漏,就会引发火灾。
2.2热膨胀
液化天然气作为一种低温液体,在受到工作流程中机械运作所产生的热量传导时,就会发生液体挥发或者是受热膨胀的情况,从而产生受压升高,如果此时泄压能力不足将造成超压事故。
2.3低温过冷问题
液化天然气的储存温度为零下162℃,换而言之,储存液化天然气的容器将长期处于超低温状态中,然而固体长时间处在低温中将会出现易脆易碎的现象,所以当容器外部受到损坏时,里面的液化天然气将会泄漏,不管是泄漏出来的液体还是泄露出来挥发掉的气体,由于温度太低,也会对工作人员造成低温灼伤或者是冻伤现象。
2.4窒息问题
液化天然气有易挥发的特点,在发生不同原因的泄漏事故时,液化天然气会快速挥发,当空气中其气体聚集到一定浓度时,就容易导致人员的窒息事故。
2.5加气站中漏电问题
LNG加气站中需要各种电器设备的运作,如果由于电器设备的陈旧或者线路上出现问题而导致的漏电现象,工作人员就会有触电的危险,严重的甚至会发生燃烧或者爆炸。
3.LNG加气站需要注意的安全技术
3.1平面布置
为了确保加气站正常工作,必须根据站外结构,整合风向、地形等一系列因素,对储罐可能造成影响的危险因素进行处理,并让其远离人群密集地和明火场所;储罐周边须设置防护堤,它的作用是当出现泄露时,能够有效控制液体蔓延,将其固定在一定范围。在设置防火间距时,根据相关规范要求,确定防火间距满足要求。为了方便车辆出出,加气站进出口通常会分开设置。为了杜绝与空气生成新的混合物爆炸,LNG装置应露天设置,便于泄露的LNG快速扩散、挥发。
3.2工艺设计
LNG管路系统,使用最多的是自动超压放散,并且设置好事故报警、安全放散与快速切断功能,来保障场站生产安全。同时低温储罐还具有紧急切断的功能,被安装在液管出入上;一旦出现意外,通过切断和外界之间的连接,也能在一定程度上避免液体流出。
储罐除了要设置好安全阀、放空阀、高压报警灯设施,还必须具有检测、液位报警等安全设施。进行放空系统集中设置时,放散的低温天然气应进行加热,并且达到常温状态再排放。因为,常温状态下的天然气密度较小,所以一旦处于高温排放状态,就能迅速四散。在这过程中,为了避免火焰回窜,可以在汇集管末端安装阻火器,对其进行火焰阻隔,这样就能保障系统安全。
3.3其他设计
站内建筑物,主要有加气罩棚、站房、防护堤等,根据二级建筑物耐火设计来看,为了满足规范要求,工艺装置必须使用甲类进行生产,使用硬化地面。
在电气设计中,对于潜在爆炸危险或者站内控制区域,应设置应急照明和普通照明。爆炸危险区域内,照明与电气设备都必须隔爆,使用电线穿镀锌钢管或者铠装电缆进行敷设。在自控设计中,各个检测区域的浓度除了要达到设定值,还必须保障可燃气体的报警与发光信号。在LNG连锁控制与紧急停车装置中,必须在现场操盘与控制柜中设置切断按钮,当事故出现时,启动紧急按钮就能切断阀。
4加气站安全管理策略
安全生产是天然气销售行业生存和发展的基本保证,“安全第一、预防为主”是我国企业劳动保护的基本方针,也是天然气销售行业必须遵循的一条准则。而天然气(L-CNG)加气站在各大城市异军突起,安全生产管理工作出现了许多新情况,产生了许多新问题。
4.1设计安全
天然气加气站在建站初期首先同步进行的有安全环境评价、消防与安全设施设计、设备安全配备与配比选型等,其目的是为天然气加气站在建成后的安全运行上做好有效可靠环境现场、设备设施、岗位操作上的具体安全保障。
4.2管理过程安全
(1)天然气泄漏与火灾防护。加气站需要较强的火灾防护管理,因为天然气的物理特性,导致泄露事件较为常见,并且在运输储存过程需要高压运行,如果存在火源隐患,就会造成严重后果。储罐、压缩机、储气瓶组和压力管线需要根据国家制定的施工规范进行安放,在事故发生后,需要控制事故范围,紧急手动阀是必备的安全装置。储气瓶组需要设置压力表与超压警报装置,对气瓶组出口需要设置截止阀。在储气瓶与汽车通道间需要设立必要的防撞栏,避免加气车辆失去控制与储气设备碰撞,从而发生意外。因此,加强提高设备的安全可靠性,可以有效降低意外事故的发生,同时若在发生意外时第一时间可有效采取应急措施。
(2)加气机安全设置。加气机是天然气加气站岗位操作使用最频繁的设备。在安装加气机时需要加装安全限压装置,并且在进气管道设置防撞自动切断阀,加气软管使用拉断阀,如果拉断阀被外力拉开,两端自动封闭。如果加气软管内部压力为20Mpa,可以选择450-550N的分离拉力,为了加速泄放储气瓶内天然气,需要设置泄压保护阀,一旦发生紧急事件,可以通过放散管将天然气排放到专用回收罐,一次泄放550Nm3。由于天然气扩散能力较强,所以需要在泄压装置中使用防冻措施与防塞装置,不同级别的压力放散管需要分别设置。
(3)通风换气。加气站需要使用自然通风时,总通风面积不可小于350cm/m,通风口不少于两个,并且位置尽量接近可燃气体聚集区,通风分配均匀,尽量不留死角,方便可燃气体扩散。对于天然气泄露可能性较大的地区,需要通过风力进行疏散,在强制通风时,通风设备应当选择每小时换气18次,如果工艺设备处于非工作期间需要每小时换气6次。
4.3安全风险防范
在加气站生产作业中会遇到一些突发的安全问题,这就需要针对实际作业环境现场、设备、工艺、岗位进行全员安全危害风险辨识,分类分项逐一进行评价确认,从微小到重大危险源分别进行有效措施应对的制定,特别是对重大危险源要拟制详细、完整、有效、可靠的安全应急预案,并针对安全应急预案模拟演练,充分保证加气站安全正常生产。
结语
综上所述,为响应中国节能减排的发展战略,必须大力发展清洁、节能型资源,并根据各地实际情况建设LNG加气站,逐渐实现汽油车向液化天然气汽车的过渡。
参考文献:
[1]李萌.LNG场站风险评估与控制研究[D].山东建筑大学,2014.
[2]陈柯,李念.LNG加气站安全防范措施研究[J].中国石油和化工标准与质量,2014,11:216.
[3]赵长勇.天然气加气站重大危险源辨识与安全分析[J].消防技术与产品信息,2014,11:27-30.
【关键词】LNG加气站;建设风险;规避对策
引言
我国的LNG还处于初始阶段,为了确保LNG能够安全、高效运行,除了要加大加气站建设力度外,还必须从安全技术上不断完善新技术、新工艺。
1建设LNG加气站的意义
(1)有效减少城市汽车尾气污染
汽车尾气污染是城市大气污染的主要来源之一。城市大气中67%的CO、33%的碳化物、41%的氮氧化物以及20%的粉尘均来自汽车尾气。随着机动车数量的迅速增加,使得大气中氮氧化物等有害物质浓度迅速升高。由此引发的环保问题日益突出。机动车已成为排放CO2、CO、NOX、CH化合物等物质的主要污染源。
(2)降低汽车的运行成本
机动车单一的燃油能源结构使汽车的运行成本开始不断地攀升,已经对城市经济发展产生较大的负面影响。相同热值的天然气的费用比汽油、柴油的费用要低得多。在这种背景下,发展天然汽车是改善我国能源结构状况的一项重要措施,可以实现以气代油,合理利用资源,缓解我国原油供需紧张的矛盾。
(3)缓解汽车加气困难的局面
目前我国各大城市(也包括中小城市)的LNG加氣站数量均相对偏少,导致出现排长队加气的现象,严重影响汽车(特别是商务用车)的运营效率。积极的改建、扩建LNG加气站已经成为业内人士的共识。
2 LNG加气站建设中的风险问题
2.1火灾
在采用低温储罐之前,常被采用的是常温常压的储存方法,例如球罐。从常温常压储存到低温储罐安全性得到了提高,并且低温储存有占地小、节约资金、增加储量等特点,但是低温储罐区也存在巨大的安全隐患,就是泄漏问题,一旦发生泄漏,就会引发火灾。
2.2热膨胀
液化天然气作为一种低温液体,在受到工作流程中机械运作所产生的热量传导时,就会发生液体挥发或者是受热膨胀的情况,从而产生受压升高,如果此时泄压能力不足将造成超压事故。
2.3低温过冷问题
液化天然气的储存温度为零下162℃,换而言之,储存液化天然气的容器将长期处于超低温状态中,然而固体长时间处在低温中将会出现易脆易碎的现象,所以当容器外部受到损坏时,里面的液化天然气将会泄漏,不管是泄漏出来的液体还是泄露出来挥发掉的气体,由于温度太低,也会对工作人员造成低温灼伤或者是冻伤现象。
2.4窒息问题
液化天然气有易挥发的特点,在发生不同原因的泄漏事故时,液化天然气会快速挥发,当空气中其气体聚集到一定浓度时,就容易导致人员的窒息事故。
2.5加气站中漏电问题
LNG加气站中需要各种电器设备的运作,如果由于电器设备的陈旧或者线路上出现问题而导致的漏电现象,工作人员就会有触电的危险,严重的甚至会发生燃烧或者爆炸。
3.LNG加气站需要注意的安全技术
3.1平面布置
为了确保加气站正常工作,必须根据站外结构,整合风向、地形等一系列因素,对储罐可能造成影响的危险因素进行处理,并让其远离人群密集地和明火场所;储罐周边须设置防护堤,它的作用是当出现泄露时,能够有效控制液体蔓延,将其固定在一定范围。在设置防火间距时,根据相关规范要求,确定防火间距满足要求。为了方便车辆出出,加气站进出口通常会分开设置。为了杜绝与空气生成新的混合物爆炸,LNG装置应露天设置,便于泄露的LNG快速扩散、挥发。
3.2工艺设计
LNG管路系统,使用最多的是自动超压放散,并且设置好事故报警、安全放散与快速切断功能,来保障场站生产安全。同时低温储罐还具有紧急切断的功能,被安装在液管出入上;一旦出现意外,通过切断和外界之间的连接,也能在一定程度上避免液体流出。
储罐除了要设置好安全阀、放空阀、高压报警灯设施,还必须具有检测、液位报警等安全设施。进行放空系统集中设置时,放散的低温天然气应进行加热,并且达到常温状态再排放。因为,常温状态下的天然气密度较小,所以一旦处于高温排放状态,就能迅速四散。在这过程中,为了避免火焰回窜,可以在汇集管末端安装阻火器,对其进行火焰阻隔,这样就能保障系统安全。
3.3其他设计
站内建筑物,主要有加气罩棚、站房、防护堤等,根据二级建筑物耐火设计来看,为了满足规范要求,工艺装置必须使用甲类进行生产,使用硬化地面。
在电气设计中,对于潜在爆炸危险或者站内控制区域,应设置应急照明和普通照明。爆炸危险区域内,照明与电气设备都必须隔爆,使用电线穿镀锌钢管或者铠装电缆进行敷设。在自控设计中,各个检测区域的浓度除了要达到设定值,还必须保障可燃气体的报警与发光信号。在LNG连锁控制与紧急停车装置中,必须在现场操盘与控制柜中设置切断按钮,当事故出现时,启动紧急按钮就能切断阀。
4加气站安全管理策略
安全生产是天然气销售行业生存和发展的基本保证,“安全第一、预防为主”是我国企业劳动保护的基本方针,也是天然气销售行业必须遵循的一条准则。而天然气(L-CNG)加气站在各大城市异军突起,安全生产管理工作出现了许多新情况,产生了许多新问题。
4.1设计安全
天然气加气站在建站初期首先同步进行的有安全环境评价、消防与安全设施设计、设备安全配备与配比选型等,其目的是为天然气加气站在建成后的安全运行上做好有效可靠环境现场、设备设施、岗位操作上的具体安全保障。
4.2管理过程安全
(1)天然气泄漏与火灾防护。加气站需要较强的火灾防护管理,因为天然气的物理特性,导致泄露事件较为常见,并且在运输储存过程需要高压运行,如果存在火源隐患,就会造成严重后果。储罐、压缩机、储气瓶组和压力管线需要根据国家制定的施工规范进行安放,在事故发生后,需要控制事故范围,紧急手动阀是必备的安全装置。储气瓶组需要设置压力表与超压警报装置,对气瓶组出口需要设置截止阀。在储气瓶与汽车通道间需要设立必要的防撞栏,避免加气车辆失去控制与储气设备碰撞,从而发生意外。因此,加强提高设备的安全可靠性,可以有效降低意外事故的发生,同时若在发生意外时第一时间可有效采取应急措施。
(2)加气机安全设置。加气机是天然气加气站岗位操作使用最频繁的设备。在安装加气机时需要加装安全限压装置,并且在进气管道设置防撞自动切断阀,加气软管使用拉断阀,如果拉断阀被外力拉开,两端自动封闭。如果加气软管内部压力为20Mpa,可以选择450-550N的分离拉力,为了加速泄放储气瓶内天然气,需要设置泄压保护阀,一旦发生紧急事件,可以通过放散管将天然气排放到专用回收罐,一次泄放550Nm3。由于天然气扩散能力较强,所以需要在泄压装置中使用防冻措施与防塞装置,不同级别的压力放散管需要分别设置。
(3)通风换气。加气站需要使用自然通风时,总通风面积不可小于350cm/m,通风口不少于两个,并且位置尽量接近可燃气体聚集区,通风分配均匀,尽量不留死角,方便可燃气体扩散。对于天然气泄露可能性较大的地区,需要通过风力进行疏散,在强制通风时,通风设备应当选择每小时换气18次,如果工艺设备处于非工作期间需要每小时换气6次。
4.3安全风险防范
在加气站生产作业中会遇到一些突发的安全问题,这就需要针对实际作业环境现场、设备、工艺、岗位进行全员安全危害风险辨识,分类分项逐一进行评价确认,从微小到重大危险源分别进行有效措施应对的制定,特别是对重大危险源要拟制详细、完整、有效、可靠的安全应急预案,并针对安全应急预案模拟演练,充分保证加气站安全正常生产。
结语
综上所述,为响应中国节能减排的发展战略,必须大力发展清洁、节能型资源,并根据各地实际情况建设LNG加气站,逐渐实现汽油车向液化天然气汽车的过渡。
参考文献:
[1]李萌.LNG场站风险评估与控制研究[D].山东建筑大学,2014.
[2]陈柯,李念.LNG加气站安全防范措施研究[J].中国石油和化工标准与质量,2014,11:216.
[3]赵长勇.天然气加气站重大危险源辨识与安全分析[J].消防技术与产品信息,2014,11:27-30.