CNG加气站安全专项设计

CNG加气站安全专项设计1设计依据1.1国家和地方有关法律、法规和规定1、《中华人民共和国安全生产法》中华人民共和国主席令[2002]第70号令2、《中华人民共和国消防法》中华人民共和国主席令[1998]第4号令3、《危险化学品安全管理条例》国务院[2002]344号令4、《特种设备安全监察条例》（国务院令第373号）5、《关于加强建设项目安全设施“三同时”工作的通知》国家发展和改革委员会国家安全生产监督管理局，发改投资[2003]1346号6、《关于印发[安全评价通则]的通知》安监管技装字［2003］37号7、《关于印发[安全预评价导则]的通知》国家安全生产监督管理局文件，2003年5月21日8、《关于进一步加强建设项目劳动安全卫生预评价工作的通知》国家安全生产监督管理局文件，安监管办字[2001]39号9、《危险化学品生产储存建设项目安全审查办法》，国家安全生产监督管理总局，17号令10、《压力容器安全技术监察规程》质技监局锅发[1999]154号1.2采用的标准、规范1、《车用压缩天然气》GB180472、《建筑设计防火规范》GBJ16-20063、《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92（1999年版）4、《原油和天然气工程设计防火规范》GB50183-20045、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-926、《工业与民用电力装置接地设计规范》GBJ65-837、《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-988、《有毒作业分级》GB12331-909、《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044-8510、《工业企业噪声控制设计规范》GBJ87-8511、《噪声作业分级》LD80-199512、《安全标志》GB2894-9613、《电气装置安装工程施工及验收规范》GB50254-96～GB50259-9614、《钢制压力容器》GB150-199815、《建筑抗震设计规范》GB50011-200116、《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000年版）17、《防止静电事故通用导则》GB12158-9018、《可燃气体检测报警器使用规范》SY6503-200019、《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》SH3063-199920、《石油化工企业职业安全卫生设计规范》SH3047-199321、《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002，2006年版）22、《钢质管道及储罐防腐蚀工程设计》SY0007-199923、《原油和天然气工程建设站（厂）场总图设计规范》SYJ48-9124、《油（气）田容器、管道和装卸设施接地装置安全检查规定》SY5984-9425、其他有关的国家及行业标准、规范2工程概述本工程属于车用CNG母站，主要是接收川气东送管道来气，经过计量、脱水处理后，进入压缩机加压，加压后的压缩天然气通过加气柱为气瓶车加气。本工程建成后销售天然气15x104Nm3/d。CNG母站中主要生产设备为压缩机、脱水装置、加气柱、加气机。3工程安全分析3.1主体工艺设计分析1、本工程采用了较为先进的工艺技术，使整个生产过程具有先进、成熟、可靠、造价低、“三废”排放量小等优点，有利于环境保护和安全生产，加之整个生产系统密闭化程度和自动化程度均较高，提高了生产装置的本质安全性。2、本工程生产装置其中的大部分采用自动控制系统，能对于某些与安全生产密切相关的控制参数，进行自动调节和自动报警，这些措施大大提高了生产的本质安全性。3、针对工艺过程的特点，相应采取了工艺控制措施以保护关键设备。如设置了工艺报警及自动切断等联锁装置，使整个装置能够在生产不正常或事故状态下实现紧急停车。4、本工程对关键设备和管道进行了优质设计，从工艺需要的角度及安全的要求，选用了可靠的材料，做到了设备和管道本质安全。5、站内大多数设备均为高压设备，对这些压力容器及管道，均设置了压力、温度、液位等监测仪表，并设计了超限报警设施。所有压力容器均设置了安全阀等安全泄压装置，避免因容器超压而引起爆炸事故。因此从职业安全角度分析本工程主体工艺设计符合有关安全方面要求。3.2项目选址、布局及设备设施分析项目本工程站址四周空旷，环境安全，地质条件较好，符合《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002，2006年版）中的选址原则。场站与周围的民用建筑物、火花发生地等的安全距离，场站内生产危险区域与生产辅助区域的防火间距，站内消防通道、安全疏散、消防系统的设置都达到了《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）、《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002）、《石油天然气工程设计防火规范》（GB50183-2004）、《建筑灭火器配置设计规范》（GB50140-2005）等中的要求。3.3外部环境条件分析本工程影响安全的外部技术条件主要是天然气的外输及经营活动，这对工程的安全性没有本质的影响，但要加强管理和协调，防止连锁事故的发生。3.4社会环境分析社会环境对工程投产后的安全性影响主要表现在作业人员的素质方面。由于该工程存在着火灾、爆炸等危险性，而造成事故的隐患往往取决于工艺技术、设备质量和操作管理等方面的因素，各种因素错综复杂，相互关联作用，同时操作人员的心理素质更是不可忽视的重要因素之一。因此该工程作业人员、管理人员必须具有较高的操作技术水平和管理水平。实行持证上岗，“动火”作业证。定期检查维修维护，及时更换腐蚀受损设备，完善安全措施，明确岗位职责，定期培训职工，提高操作人员的心理素质是减少事故发生的重要因素。4主要危害因素分析4.1生产危害因素分析1、火灾爆炸危害性分析本工程生产介质为天然气，其主要成分为甲烷。甲烷危险特性有燃烧性，易燃；闪点（℃）：-188；爆炸下限（%）：5.3；引燃温度（℃）：538；爆炸上限（%）15；最小点火能（mJ）：0.28；与空气混合能形成爆炸性混合物,遇热源和明火有燃烧爆炸的危险。一旦有天然气的泄漏，遇空气形成混合物，就有可能发生火灾爆炸事故。造成泄漏的主要原因包括如下几方面：1）设计缺陷2）加工、施工缺陷3）腐蚀因素4）自然因素5）人为因素6）运行维护不当2、中毒窒息危害分析生产装置中能够引起中毒窒息的天然气主要有天然气。天然气中主要成分甲烷对人基本无毒，但浓度过高时,会使空气中氧含量明显降低,使人窒息。3、腐蚀危害分析天然气的腐蚀性主要来自其中所含的杂质，如硫化氢、二氧化碳和水等。天然气中的硫化氢、二氧化碳和水的存在往往会加速对钢材的腐蚀，进而造成输气管道的破坏。本工程气源来源已经达到以下处理目的：清除机械杂质；水露点比输送条件下最低环境温度低5℃；烃露点低于最低的环境温度，气体中的硫化氢含量不大于20mg/Nm3。由于本工程天然气经CNG气瓶车输送，所以在压缩前还对天然气进行深度净化处理。4、物理爆炸危害分析本CNG母站中的管道及设备、输送管道及相关配套设施为带压设备，受外界不良影响，如设计和焊接缺陷、外界挤压或撞击、洪水冲击、管内外腐蚀严重、地层应力、不合理施工等，或操作管理失误造成工艺参数失控而安全措施失效，可能引起管线、设备在超出自身承受能力发生物理爆破危险。5、触电危害分析电气设备及线路，若有漏电及破损，且保护装置失效，人触及带电体时，有发生触电的危险。6、噪声、振动危害分析该工程的主要噪声、振动源为CNG母站中的转动设备、天然气压缩机、电动阀门、气体放空以及气体涡流等。长时间在高强度噪声环境中作业，会对人的听觉系统造成伤害，甚至导致不可逆的噪声性耳聋。此外，噪声对人的心血管系统、消化系统等均有一定影响。7、机械危害分析在CNG母站中的机械设备，若防护措施不到位，或防护存在缺陷，或在事故及检修等特殊情况下，存在机械伤害的可能。应当加强安全管理措施，同时有相应的防护设施到位，防止事故的发生。8、电磁辐射危害分析在站场自控中心存在接受卫星通信或其他电波的通信设施，人员长期接触有受到电磁辐射的伤害。对电磁辐射的防护应遵守辐射防护三原则（屏蔽、防护距离和缩短照射时间）采取对策措施，使各区域工作人员受到的辐射照射不超过标准规定的个人剂量限制值。9、高处坠落危害分析根据坠落高度基准面，最低坠落的着落点水平面高度在2m以上的高度时，需要设置有防止人员坠落伤害的措施。在进行巡回检查、取样、检修等作业时，可能会发生高处坠落或跌落伤害事故。5安全生产措施天然气属易燃易爆气体，其安全生产非常重要。为确保安全生产，防止灾害和事故的发生和蔓延，本工程采取了以下几个方面的有效措施，以保障安全生产。5.1防火防爆对策措施由于该项目在生产过程中，输送的是火灾爆炸危险性较大的物料天然气。一旦发生火灾爆炸，灾害的后果将非常严重。所以防火防爆措施显得尤为重要。1、严格按照有关规范标准设置安全消防防护措施。本工程的生产对象为压缩天然气，压缩天然气母站内生产区域中压缩区、加气岛属甲类火灾危险性区域，其他区域属一般性区域，按有关规范进行消防设计，具体详见“消防设计”专章。2、在满足工艺流程顺捷，功能分区明确等生产特点和总平面布置图的要求的同时，也须满足安全距离、采光、通风、日晒等防火、防爆、卫生及设备检修等要求。3、对处理天然气的设备应有压力释放设施，包括安全阀、释放阀、压力控制阀等，一旦超压，可把天然气泄放到大气。4根据防爆区划分，防爆区内所有电器设备均应为防爆型。装置区配电线路采用阻燃型电缆。5、各装置区应严格遵循规范设计静电接地和避雷设施系统。6、采用承重钢框架、支座、裙座、管架应按规范要求的范围采用防火保护层进行保护，耐火层的耐火极限不低于1.5小时。7、严格按照设计和公司管理要求保证各项自控设施、可燃气体检测报警设施完整，各区域防爆电气，防雷、防静电接地达到技术规定的要求。重要仪表设施定期检测，故障及时检修，禁止带病运行。8、站场各个工艺过程中如果发生天然气泄漏，则带来火灾或燃爆的危险，应严格按照管理程序执行，尽可能减低出口流速，保证防雷、防静电设施接地良好，站场附近预前监控，严格控制各种火源，操作人员有效防护，清理出粉尘及时处理。9、根据天然气特殊的燃爆性质，发生天然气泄漏应做好以下几方面工作：控制区域内火源，如打火机、手机等引火器具；根据严重程度，必要时应截断气源；紧急情况进行放空，但避开有危险性设施或场所，特殊场所应点火燃烧，保证燃烧充分，燃烧过程对范围内的其他设施应进行充分的冷却，防止高温带来其他的危险。10、因工艺需要停用的设施和管线应根据工艺情况采取相应的措施，特别对于检修区域内的设施，应完全放空和有效吹扫后进行。5.2防中毒窒息对策措施1、在满足生产条件的前提下，尽可能选择低温、低压操作条件，减小泄漏量，防止泄漏中毒窒息事故的发生。2、设备之间装事故切断阀，这样万一发生泄漏，可分离工艺区域，从而将泄漏降至最低。3、为防止发生危险的反应，对原料的检查尤为重要，除常规分析外，对原料中硫化氢含量等设自动在线分析。4、设计较高的管道压力裕量，较高的管道设计等级。设计时采用高一级压力等级，以及较高的腐蚀裕量。5、所有1级焊缝，均进行100％X射线探伤，防止破裂泄漏。5.3防腐蚀破坏对策措施1、防止高压电流及强电磁作用对各类工艺站场进、出站管线的损坏，应加强对检修补口检测，并保证电连续性跨接良好。2、加强站场设备腐蚀监控，站场埋地管线定期进行腐蚀监测。3、严格控制检修过程中杂质和水分进入系统，降低或取消抗冻剂、防腐蚀剂等的使用数量和频度。5、严格气质组分的监测和分析规程，及时清尘。5.4工艺设备对策措施1、外部干扰、外腐蚀、管材缺陷（施工、焊接、材料、结构）是出现事故的主要原因，应严格遵循设计、施工标准，对在以往设计中存在的明显事故隐患应采取有效措施改进。应加强管线及附件在选材、制造、施工、验收中的监管，尽可能减少设施的自身缺陷。2、工艺设备设计应从人机工程的角度考虑防止误操作，必要时采用误操作报警或联锁保护。项目设计、变更设计、施工监督、监测、建设竣工书面资料应齐全，工程技术规范和操作手册资料齐全。工艺流程或仪表设备变动，应及时换发新操作规程或修改仪表设备档案。3、安全阀的定压应符合《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002，2006年版）的要求，安全阀和其它重要阀门进行舱式密封、加锁或铅封，以防止由于疏忽而错开或错关。4、焊接材料、焊接方式、焊接环境及焊接检测应严格按照焊接工艺进行实验和评定，焊接质量检查严格按照《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB50156-2002，2006年版）执行。管材、焊接工艺中选材尽量选用近电位金属材料，以降低电位差造成电偶效应带来腐蚀加剧。5、工艺管路应按有关标准涂以基本识别色。6、工艺设计中减少阀门、法兰和仪表的数量，可以减少泄漏次数。在站场工艺设计中应合理设计工艺流程，减少由于气体节流过强噪声对人员的伤害（新建、改扩建项目国家允许的噪声为85dB（A））。7、天然气中水分、酸性介质是管道腐蚀的重要因素，管道试压后应对管道进行充分干燥，运行期间定期清除管道凝液，对管道内介质有效监测，尽量降低输送介质中水份和酸性物质带来的不利影响。8、项目投产运行前，消防设施和器材数量和规格取得当地公安或消防部门的检验合格许可。5.5电气装置及控制对策措施1、控制系统（包括相关仪表）安装调试必须由经过培训的专业技术人员执行操作，在可靠的检验运行合格后方可投入运行。2、站场应设置有可靠的防雷、防静电接地。3、保证系统各供电系统、备用电源（UPS）的安全可靠。4、防雷、接地设施应达到有关规范的技术要求，并定期监测。5、压力仪表、承压容器应定期校验，对检验达不到技术规定要求的应更换或降低承压范围（必须经过可靠的评价或认定）6、站场等的避雷装置应定期监测，失效设施应及时更换。7、各种联锁保护和自控设施齐全，重要仪表或设施的易损件有备用件应建立可靠的供货渠道。5.6安全管理对策措施1、贯彻管生产者必须管安全原则，落实各级安全生产责任制。2、开展经常性的安全教育活动，以提高职工的安全意识、责任心和自我保护意识。3、工程项目投产前生产管理部门应严格按照设计要求配备齐全各类保护设施、应急设施，并制定各装置完善的安全操作规程。4、检查和维修制度：定期检查装置运行情况和人员保护设备情况，建立验测程序，设备应定期检修，对设备的腐蚀、振动建立验测程序。制订检修培训和程序。5、应作好项目运行过程中计量、检测数据的记录、分析和存档。6、应定期对职工进行身体检查，并建立档案。7、设置危险点源标识或挂牌，内容包括危险性物质的性质、危险类型、危害、预防措施和发生危害后的应急处理。8、管理单位应根据实际管理经验，结合本报告分析出的危险、危害因素，突发事件等，运用现代安全管理加强对整个项目运行管理。9、注意对雇佣外来临时工的管理，应对其在站场设施的控制和管理进行严格的控制，其活动的范围必须经过相应的培训，但对重要的仪表设施应由经过培训的专业人员来执行。10、对于严重的风险和紧急情况处理难于迅速和有效处理。建议加强主要危险段的应急能力，包括设备和人员，同时可以与当地有能力的应急部门建立协作，可以包括军队、大