天然气储配(供应)站安全管理

天然气储配(供应)站安全管理一、压缩自然 气储配(供应)站城镇燃气输配系统中，随燃气性质(如自然 气、矿井气、人工煤气等)、供气压力不同，需建成具有不同功能的站、场，如靠近气源的首站及分布于城区的罐站。可以划分为接受气源来气、储存燃气、调整掌握供气压力三种基本功能，凡具备储存燃气功能的站场，皆可称为储配站。城市自然 气是逐月、逐日、逐时都在变化，但自然 气供应量不行能按用户的用气量而随时转变，因此为了保证用户需求，不间断供气，必需解决气源和用气的平衡问题。建筑储气设施是解决城市用气波动的基本措施。在建筑储配站时，首先在工程可行性讨论阶段，就要抓住设计方案的技术经济比较，确定供气和储气的方案与储罐的容积和数量，使有限的资金得到合理利用以取得最大投资效益。城镇居民、商业和工业企业燃气用户是依靠中、低压管网系统供气的，以CNG作气源的燃气供应系统，必需在该管网系统的起点建立相当于城镇燃气储配站(或门站)的设施，对由母站来的气瓶转运车的CNG进行卸车、降压和储存，并按燃气用户的要求输气，可以把城镇中、低压管网系统起点处的CNG卸车、降压、储存工艺设施统称为城镇CNG供应站。CNG供应站包括以下几个系统：①卸车系统；②调压换热系统；③流量计量系统；④加臭系统；⑤掌握系统；⑥加热系统；⑦调峰储气系统(依据需要设置)。其作业流程框图如图5-1所示。<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/201212/Manage/201212061522138537.jpg”width=“450”/

1.设计原则储气站站址的选择要科学合理，其与四周建筑物、构筑物的防火间距必需满意现行的国家标准《建筑设计防火规范》(GBJ16)的有关规定，并远离居民稠密区、大型公共建筑、重要物资仓库以及通信和交通枢纽等重要设施。储气站站址应具有相宜的地形、工程地质、供电和给排水等条件。储气站建设应尽量少占农田，节省用地并应留意与城市总体景观的协调。站内的消防设施、防火间距和消防车道应按现行的国家标准执行。储气站宜设置测定自然 气组成、密度、热值、湿度和各项有害杂质的仪器仪表，四周宜设置围栅和罐区排水设施。自然 气储存的储罐设计应依据输配系统所需储气总容量和气体混配要求确定。储气站的储气方式及储罐的形式应依据自然 气进站压力、供气规模、输配管网压力和各种储罐及其相关设备等因素，经技术经济比较后确定。确定储罐单体或单组容积时，应考虑储罐检修期间供气系统的调度平衡。低压储气罐宜分别设有自然 气进、出气管，各管应设水封阀和闸阀。自然 气进出管的设计应能适应气罐地基沉降引起的变形。水封阀的有效高度应取设计工作压力(mmH2O)加500mm。低压储气罐应设有指示器，显示气体储量及可调整的凹凸限位声、光报警装置。湿式储气罐的水封高度应通过计算得到，内侧应设有溢水口，水封应设有上水管和防冻设施。干式储气罐密封系统必需能够牢靠连续地运行。高压储气罐宜分别设置自然 气进、出管(不需起混气作用的高压罐进出口管可合为一条)，应设置平安阀、压力表。在罐顶和罐底各设一个人孔，在底部应设排水管，在顶部应设放散管。储气罐应设有防雷接地设施，其接地电阻应小于10Q。储气罐高度超过当地有关规定时，应设高度障碍标志。2.设计规模储气站的主要作用是储存肯定量的自然 气，在发生意外，如检修管道系统或用气高峰时进行调配用。因此要依据城镇自然 气最大输供气量和全城区最大日用气量来确定储气规模，从设计的技术经济方案比较上作出最佳选择。现举南方某中等城市为例。据该市用气分析，城市用气日调峰量为全城区最大日用气量的50%。其量在2002年为24×104m3/d，到2006年为33.6×104m3/d，2010年以后逐步扩大到69.6×104m3/d。因此打算储气方式采纳公称容积10000m3、储气压力1.6MPa的高压球罐，分别于2002年、2006年、2011年建成2个、1个和2个，共计5个高压球罐储存自然 气。由于季节调峰量和事故调峰量甚大，估量以上储气设施仍不能满意要求，为平安牢靠起见，在设计中可考虑建设肯定规模的液化石油气空混调峰站，以满意高峰用气要求。3.储存方式和功能储存城市自然 气的形式有低压储存、高压储存、输气管线储存、地下储存、液化储存等。目前国内常用低压储存和高压储存两种形式。低压储存是用湿式储存罐和干式储存罐进行储存，工作压力一般为数千帕。工作压力波动不大，通常只用于气源压力比较低的供气系统。低压储气罐中湿式与干式比较见表5-5。由表5-5可知，低压储气采纳干式储气罐是比较合适的。表5—6列出了自然 气储气罐中高压、低压储气罐的比较。从表5-6两者比较可知，一般采纳高压储气罐较为经济合理。在国外，利用高压球罐储存自然 气已较为普遍，许多国家已经建成各种规格的大型高压球罐。随着我国石油、自然 气工业的进展，自然 气作为城市燃气气源已日渐增多，自然 气在城市燃气中所占比例也渐渐增大，因此，高压球罐也必将成为我国各城市自然 气储存的主要设施。由于球罐的制造、安装的水平不断提高，目前球罐的容积也在渐渐增大。如北京在1986年建成4台5000m3的高压自然 气球罐，20世纪90年月以来，重庆、成都、北京、天津等城市又相继建成3300m3、5000m3、10000m3高压储气球罐。表5-5低压储气罐中湿式与干式比较

项目

低压湿式螺旋罐

曼型干式罐罐内压力

随储气罐塔节的增减而转变，燃气压力是波动的

储气压力稳定罐内湿度

罐内湿度大，出口燃气含水分高

储气气体干燥保温蒸汽用量

寒冷地区冬季保温，除水槽加爱护墙外，全部水封部位加引射器喷射蒸汽保温，蒸汽用量大无使用寿命

一般为30年，由于水槽底部细菌繁殖，使水中硫酸盐生化还原成H2S，易使罐体内壁腐蚀

一般为50年，由于内壁表面常常保持一层厚0.5mm的油膜，爱护钢板不受到腐蚀抗震性能

由于水槽各部塔节为浮动结构，在发生强地震和强风时易造成塔体倾斜，产生导轮错动、脱丝、卡阻等现象活塞不受强风和冰雪影响基础

水槽内水量大，在软土地基上建罐应进行基础处理，但罐体允许有较大的沉降量自重轻，地基处理简洁罐体耗钢量

低高(为湿式罐的1.35～1.5倍)罐体造价

低高(为湿式罐的1.5～2.0倍)安装精度要求

低

高表5-6自然 气储气罐中高压、低压储气罐的比较

项目低压储气罐高压储气罐项目低压储气罐高压储气罐储气压力低高运行费用高(消耗电及油)低供气压力需加压耗电无需加压耗电单位占地面积大小储气质量另有油污夹带无油污夹带单位耗钢量大小储罐构造简单简洁单位投资凹凸施工要求较严格严格施工周期7～8个月8～9个月修理费用高(密封油)低

二、液化自然 气储配(供应)站液化自然 气(LNG)比其他燃料清洁，燃烧时温室气体排放量低，是公认的将来世界普遍采纳的燃料。以前，假如说将自然 气液化，远距离运输作为燃料使用，是很困难的。但今日，液化自然 气已成为世界工业的重要组成部分，是令人瞩目的新兴工业之一。液化自然 气是将自然 气低温冷却液化，液化后体积约为常态下体积的1/600，便于运输。多年来，LNG在世界上已经大量地应用，如发电、民用燃气、汽车或火车的燃料等。在城市里布有自然 气的输配管线，数以千计的LNG罐车在美国的高速大路上运输，没有发生过重大的事故。以LNG或CNG作燃料的汽车，虽然发生一些碰撞事故，但LNG燃料系统没有发生重大的损坏，没有引起LNG的泄漏和火灾。当然，LNG的温度很低，极易气化，会引发一些低温液化石油气体带来的平安问题。无论是设计还是操作，都应当像对待全部的易燃介质那样当心。了解和把握自然 气不同相态的物理特性及其燃烧特性，可有助于自然 气的平安使用。(一)液化自然 气的有关平安特性1.基本物理状态液化自然 气是以甲烷为主的液态混合物，常压下的沸点温度约为-162℃，密度大约为424kg/m3。LNG是特别冷的液体，在泄漏或溢出的地方，会产生明显的白色蒸气云。白色蒸气云的形成，是空气中的水蒸气被溢出的LNG冷却所致。当LNG转变为气体时，其密度为1.5kg/m3，气体温度上升到-107℃时，气体密度与空气的密度相当。意味着LNG气化后，温度高于-107℃时，气体的密度比空气小，简单在空气中集中。液态自然 气的容积大约是气体的1/625。自然 气无毒、无味、无色，漏泄到空气中不易发觉，因此，通常在自然 气管网系统中，有意地加入一种难闻的气味，即加臭处理，以便气体泄漏时易于察觉。2.燃烧特性燃烧范围是指可燃气体与空气形成混合物，能够产生燃烧或爆炸的浓度范围。通常用燃烧下限和燃烧上限来界定其燃烧范围，只有当燃料在空气中的比例在燃烧范围之内，混合气体才可能产生燃烧。对于自然 气，在空气中达到燃烧的比例范围比较窄，其燃烧范围大约在体积分数的5%～15%之间，即体积分数低于5%和高于15%都不会燃烧。由于不同产地的自然 气组分会有所差别，燃烧范围的值也会略有差别。LNG的燃烧下限明显高于其他燃料，柴油在空气中的含量只需要达到体积分数0.6%，点火就会燃烧。在-162℃的低温条件下，其燃烧范围为体积分数的6%～13%。燃烧速度是火焰在空气-燃料的混合物中的传递速度。燃烧速度也称为点燃速度或火焰速度。自然 气的燃烧速度相对比较慢，其最高燃烧速度只有0.3m/s。随着自然 气在空气中的比例增加，燃烧速度亦增加。所以在放开的环境条件下，LNG和蒸气一般不会因燃烧引起爆炸。自然 气燃烧产生的黑烟很少，导致热辐射也少。碳氢化合物的燃烧极限比甲烷的低。假如LNG中碳氢化合物的含量增加，将使LNG的燃烧范围的下限降低。自动着火温度是可燃气体混合物，在达到某一温度后，能够自动点燃着火的最低温度。自动着火温度并不是一个固定值，它和空气与燃料的混合浓度和混合气体的压力有关。在大气压条件下，纯甲烷的平均自动着火温度为650℃。假如混合气体的温度高于自动着火点，则在很短的时间后，气体将会自动点燃。假如温度比着火点高得多，气体将马上点燃。LNG的自动着火温度随着组分的变化而变化，例如，若LNG中碳氢化合物的重组分比例增加，则自动着火温度降低。除了受热点火外，自然 气也能被火花点燃。如衣服上的静电，也能产生足够的能量点燃自然 气。因此，工作人员不能穿化纤布(尼龙、腈纶等)类的衣服操作自然 气，化纤布比自然 纤维更简单产生静电。3.低温特性LNG既有可燃的特性，又有低温的特性。低温液体的处理和操作并不是一门新的技术。在很多标准中，低温设备的操作有比较明确的要求。对于平安的考虑，主要是在低温条件下，一些材料会变脆、易碎。使设备产生损坏，引起LNG的泄漏。如今低温液氮和液氧的应用更为普遍。LNG的温度还没有液氮和液氧的温度低。从低温介质平安操作的角度，与液氮和液氧的平安考虑基本是全都的，主要是防止低温条件下材料的脆性断裂和冷收缩对设备引起的危害。操作时主要是防止低温流体对人体的低温灼伤。自然 气的低温特性对人体生理上的影响很大。曾经有过报道，人员暴露在甲烷的体积分数为9%的气氛中没有什么不良反应。假如吸入含量更高的气体，会引起前额和眼部有压迫感，但只要恢复呼吸新奇空气，就可消退这种不适的感觉。假如持续地暴露在这样的气氛环境下，会引起意识模糊和窒息。甲烷是一种一般的窒息物质。LNG与外露的皮肤持续接触，会引起严峻的低温灼伤和组织损坏。自然 气在空气中的体积分数大于40%时，假如吸入过量的自然 气会引起缺氧窒息。假如吸入的是冷气体，对健康是有害的。若是短时间内吸进冷气体，会使呼吸不舒服，而长时间的呼吸冷气体，将会造成严峻的疾病。虽然LNG蒸气是无毒的，假如吸进纯的LNG蒸气，会快速失去知觉，几分钟后死亡。当大气中的氧含量渐渐削减时，工作人员有可能警觉不到，渐渐地窒息，待到发觉时已经很晚了。缓慢窒息的过程分成4个阶段阶段，见表5-7。表5-7缓慢窒息的过程

阶

段氧气的体积分数/%

第一阶段14～21脉搏增加，肌肉跳动影响呼吸其次阶段10～14推断失误，快速疲惫，对痛苦失去知觉恶心，第三阶段6～10呕吐，虚脱，造成永久性脑部损害第四阶段＜6呼吸停止，死亡当空气中氧气的体积分数低于