摘要：分析了LNG及LNG儲(chǔ)罐的特點(diǎn)，根據(jù)國(guó)家現(xiàn)行的相關(guān)設(shè)計(jì)防火規(guī)范，提出了LNG氣化站消防設(shè)計(jì)方案。
關(guān)鍵詞：LNG氣化站；罐區(qū)；消防設(shè)計(jì)
Fire Control Design of Tank Zone of Small and Medium LNG
Vaporizing Station in Towns
HUANG Zeng
(Nanjing Municipal Design and Research Institute Co．，Ltd．，Nanjing 210008，China)
Abstract：The characteristics of LNG and LNG gasholder are analyzed．According to the current relevant national standards for fire control design，the scheme for fire control design of LNG vaporizing station is put forward．
Key words：LNG vaporizing station；tank zone；fire control design
小型LNG氣化站通常采用2臺(tái)50m3或者100m3真空絕熱儲(chǔ)罐，中型LNG氣化站通常采用4～8臺(tái)100m3或者150m3真空絕熱儲(chǔ)罐，單排或雙排布置。由于天然氣屬于易燃易爆物質(zhì)，因此其儲(chǔ)罐區(qū)配置有效的消防設(shè)施是氣化站安全運(yùn)行的必要保障。
1 LNG性質(zhì)與特點(diǎn)[1、2]
??? LNG是將氣態(tài)天然氣深冷至-162℃以下制得的液態(tài)天然氣，是以甲烷為主并含有乙烷、丙烷等的混合物。以新疆廣匯公司生產(chǎn)的LNG為例，液體密度為486.28kg/m3，平均相對(duì)分子質(zhì)量為19.444，溫度為-162.33℃。
??? LNG一旦泄漏，將快速氣化成為氣體并向周?chē)鷶U(kuò)散，因大量吸熱使周?chē)諝鉁囟冉档停髿庵械乃魵饫淠蔀殪F。天然氣與空氣形成可燃?xì)怏w混合物的霧團(tuán)，此霧團(tuán)通常是可見(jiàn)的，可以作為可燃性云團(tuán)的示蹤物，指示出云團(tuán)的范圍(實(shí)際可燃性云團(tuán)范圍還要更大一些)，能隨風(fēng)向遠(yuǎn)處和天空擴(kuò)靜當(dāng)云團(tuán)中天然氣體積分?jǐn)?shù)在5％～15％范圍內(nèi)遇明火則著火，云團(tuán)中的天然氣處于低速燃燒狀態(tài)，云團(tuán)內(nèi)形成的壓力<5 kPa，一般不會(huì)造成很大的爆炸危害[2]。
2 LNG儲(chǔ)罐特點(diǎn)
??? LNG儲(chǔ)罐為低溫儲(chǔ)罐，150m3及以下容積儲(chǔ)罐通常采用雙層真空絕熱結(jié)構(gòu)，真空層間充填珠光砂。50～150m3儲(chǔ)罐典型形式為立式儲(chǔ)罐，物料進(jìn)出均口在儲(chǔ)罐底部，外罐頂部?jī)H有一個(gè)安全泄放口(防爆膜)；20～50m3儲(chǔ)罐典型形式為臥式儲(chǔ)罐，物料進(jìn)出口均集中在儲(chǔ)罐一端封頭下部，安全泄放口(防爆膜)在同一端封頭上部，儲(chǔ)罐另一端封頭一般無(wú)任何接口。
LNG儲(chǔ)罐這種真空絕熱結(jié)構(gòu)可以控制大氣環(huán)境下日蒸發(fā)率。即使儲(chǔ)罐真空破壞，只要外罐頂部以下未破裂，超過(guò)100mm厚的珠光砂絕熱層也能提供有效的隔冷保護(hù)，使儲(chǔ)罐內(nèi)LNG不會(huì)迅速氣化。因此，當(dāng)LNG罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，及時(shí)切斷LNG儲(chǔ)罐液相出料口并迅速打開(kāi)噴淋水管對(duì)儲(chǔ)罐壁及下部進(jìn)出料閥組進(jìn)行噴淋保護(hù)，只要儲(chǔ)罐不破裂就不會(huì)引起LNG大量泄漏。
3 消防設(shè)計(jì)
消防設(shè)計(jì)的原則就是以防為主，防消結(jié)合。第一是防止火災(zāi)發(fā)生，在生產(chǎn)區(qū)設(shè)置多個(gè)可燃?xì)怏w報(bào)警探頭，并和儲(chǔ)罐液相出口緊急切斷閥聯(lián)鎖，一旦發(fā)現(xiàn)泄漏緊急切斷閥可立即關(guān)閉，防止LNG大量泄出；第二是一旦發(fā)生火災(zāi)能自救，消滅初期火災(zāi)，控制較大火災(zāi)，防止火災(zāi)擴(kuò)大，給消防隊(duì)前來(lái)滅火爭(zhēng)取時(shí)間。
3．1 主要防火設(shè)計(jì)規(guī)范
? 用于LNG氣化站的防火設(shè)計(jì)規(guī)范主要有：
? ①《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50016--2006)；
? ②《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028--2006)；
? ③《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50183--2004)；
? ④《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160—2，1999年版)。
? 城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)中使用的主要專(zhuān)業(yè)規(guī)范就是《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》[3]，其次是《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》[4]。由于LNG廠站建設(shè)在我國(guó)剛剛興起，故2004年底以前已發(fā)布的規(guī)范中尚沒(méi)有專(zhuān)門(mén)針對(duì) LNG廠站設(shè)計(jì)的專(zhuān)業(yè)規(guī)范或章節(jié)，僅在《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中有關(guān)于全冷凍式液化烴儲(chǔ)罐(LNG儲(chǔ)罐屬于此類(lèi)儲(chǔ)罐)的消防要求。2004年11月4日發(fā)布的《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中新增加了第十章液化天然氣站場(chǎng)，對(duì)LNG站場(chǎng)布置及消防要求甚高，適用于大中型以上LNG站場(chǎng)。國(guó)家建設(shè)部根據(jù)城鎮(zhèn)燃?xì)獾男掳l(fā)展，已經(jīng)組織專(zhuān)家對(duì)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行修訂，新增加第9章液化天然氣供應(yīng)，對(duì)儲(chǔ)罐布置及消防等都列出了具體的要求。新版《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》(GB 50028—2006)已于2006年7月12日發(fā)布，并于2006年11月1日起實(shí)施。
作為城鎮(zhèn)燃?xì)鈿庠吹闹行⌒?span>LNG氣化站，站內(nèi) LNG儲(chǔ)存量少，液相管道管徑小，即使管道受損破裂，因管道口徑小、操作壓力低，LNG泄漏也慢，不易在地面上形成大規(guī)模的易燃易爆低溫天然氣蒸氣云團(tuán)。因此，在設(shè)計(jì)實(shí)踐中，在2005年前消防設(shè)計(jì)按《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》中液化石油氣部分設(shè)計(jì)，2005年后對(duì)儲(chǔ)罐較多、場(chǎng)地較充裕的氣化站按《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中液化天然氣站場(chǎng)消防要求在原計(jì)算消防水量基礎(chǔ)上增加200m3／h備用消防水量，并增加消火栓數(shù)量以達(dá)到消火栓出水量滿足全部消防水量的要求[5]。
