3 氣化器和管道系統(tǒng)
LNG氣化站使用的氣化器一般分為環(huán)境氣化器(空溫式氣化器)和加熱氣化器(水浴式氣化器、電加熱氣化器)。各氣化器的出口閥及出口閥上游的管件和閥門,設(shè)計溫度應(yīng)按-168℃計算。氣化器的出口須設(shè)置測溫裝置,并設(shè)自動控制閥門,當(dāng)氣化后進(jìn)入燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)的氣體溫度高于或低于輸配系統(tǒng)的設(shè)計溫度時,自動控制閥門應(yīng)能自動切斷天然氣的輸出。
氣化器或其出口管道上必須設(shè)置安全閥,安全閥的泄放能力應(yīng)滿足以下要求:①環(huán)境氣化器的安全閥泄放能力必須滿足在1.1倍的設(shè)計壓力下,泄放量不小于氣化器設(shè)計額定流量的1.5倍。②加熱氣化器的安全閥泄放能力必須滿足在1.1倍的設(shè)計壓力下,泄放量不小于氣化器設(shè)計額定流量的1.1倍。
LNG氣化站內(nèi)使用溫度低于-20℃的管道應(yīng)采用奧氏體不銹鋼無縫鋼管,工藝管道上的閥門應(yīng)能適用于液化天然氣介質(zhì),液相管道采用加長閥桿的長柄閥門,連接宜采用焊接。工藝管道采用自然補償?shù)姆绞?,不宜采用補償器進(jìn)行補償。LNG管道上的兩個相鄰的截斷閥之間,必須設(shè)置安全閥,防止形成完全封閉的管段。液化天然氣儲罐必須設(shè)置安全閥,選用奧氏體不銹鋼彈簧封閉全啟式安全閥;單罐容積為100m3及以上的儲罐應(yīng)設(shè)置2個或2個以上安全閥。管道和儲罐的安全閥都應(yīng)設(shè)置放散管并集中放散。液化天然氣集中放散設(shè)施的匯集總管應(yīng)安裝加熱器,低溫天然氣經(jīng)過加熱器加熱后變成比空氣輕的氣體后方可放散。
4 安全檢測、控制裝置
LNG氣化站儲罐區(qū)、氣化區(qū)以及有可能發(fā)生液化天然氣泄漏的區(qū)域,一般應(yīng)安裝低溫檢測報警裝置,爆炸危險場所應(yīng)設(shè)置燃?xì)鉂舛葯z測報警裝置。LNG儲罐都應(yīng)設(shè)置檢測液位的報警裝置,可以設(shè)置儲罐低液位報警、超低液位報警、高液位報警、超高液位報警,以提醒工作人員及時處理。氣化站內(nèi)還應(yīng)設(shè)置事故緊急切斷裝置,當(dāng)事故發(fā)生時,應(yīng)切斷或關(guān)閉液化天然氣來源,還應(yīng)關(guān)閉正在運行、可能使事故擴(kuò)大的設(shè)備。切斷系統(tǒng)應(yīng)具有手動、自動或手動自動同時啟動的性能,手動啟動器應(yīng)設(shè)置在事故時工作人員方便到達(dá)的地方,并與所保護(hù)設(shè)備的間距不小于15m。
5 消防系統(tǒng)
LNG氣化站的消防系統(tǒng)主要包括消防供水和高倍數(shù)泡沫系統(tǒng)。
LNG儲罐消防用水量應(yīng)按照儲罐固定噴淋裝置和水槍用水量之和計算???cè)莘e超過50m3或單罐容積超過20m3的液化天然氣儲罐或儲罐區(qū)應(yīng)設(shè)置固定噴淋裝置。LNG立式儲罐固定噴淋裝置應(yīng)在罐體上部和罐頂均勻分布。生產(chǎn)區(qū)防護(hù)墻內(nèi)的排水系統(tǒng)應(yīng)采取防止液化天然氣流入下水道或其他頂蓋密封的溝渠中的措施。需要說明的是,水既不能控制也不能熄滅LNG液池火災(zāi),水在LNG中只會加速LNG的氣化,進(jìn)而加快其燃燒速度,對火災(zāi)的控制只會產(chǎn)生相反的結(jié)果。因此,LNG氣化站的消防用水大量用于冷卻、保護(hù)受到火災(zāi)輻射的儲罐和設(shè)備,以減少火災(zāi)升級和降低設(shè)備的危險。這一點在制定和實施LNG氣化站事故應(yīng)急救援預(yù)案時必須注意。
液化天然氣火災(zāi)多是由于儲罐、管道或其他連接處破裂、損壞,使液化天然氣噴出或外溢而引起的,一般歸結(jié)為以下兩種因素:①液化天然氣在破口處噴出時產(chǎn)生靜電釀成火災(zāi),形成噴火現(xiàn)象;②液化天然氣泄漏后會迅速氣化變成蒸氣,與空氣混合形成爆炸性氣體,在受熱后溫度上升或接觸其他明火時發(fā)生爆炸。高倍數(shù)泡沫覆蓋了泄漏燃燒的液化天然氣,一方面其封閉效應(yīng)使得大量的高倍數(shù)泡沫以密集狀態(tài)封閉了火災(zāi)區(qū)域,防止新鮮空氣流入,使火焰熄滅。另一方面其蒸汽效應(yīng)(指火焰的輻射熱使其附近的高倍數(shù)泡沫中的水蒸發(fā),變成水蒸氣,吸收大量的熱量)阻擋了火焰對泄漏液化天然氣的熱傳遞,從而降低了液化天然氣的氣化速度,達(dá)到有效控制火災(zāi)的目的。倍數(shù)過低的泡沫含水量大,當(dāng)其析液接觸泄漏的液化天然氣時,往往會加快液化天然氣的氣化速度;倍數(shù)過高的泡沫抵抗燃燒能力差,泡沫破裂速度快,不能起到有效的封閉作用。GB 50196—93《高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》(2002年版)規(guī)定了泡沫混合液供給強度為7.2L/(min?m2),發(fā)泡倍數(shù)為300~500倍。
6 結(jié)語
在美國、日本等發(fā)達(dá)國家,LNG氣化站的建設(shè)、生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)非常成熟,但在我國還處于起步階段。我們應(yīng)努力全面學(xué)習(xí)先進(jìn)的建設(shè)管理經(jīng)驗,周密考慮,從設(shè)計、施工階段嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范和技術(shù)要求,為LNG氣化站的長久安全運行奠定堅實的基礎(chǔ)。