《天然气液化工厂设计标准+GB+51261-2019》详细解读

《天然气液化工厂设计标准GB51261-2019》详细解读CATALOGUE目录1总则2术语3基本规定4区域规划5工厂总平面布置6工艺系统和装置CATALOGUE目录7储存装卸系统8管道布置9安全泄放设施10自控系统11电气12消防设施13给水排水CATALOGUE目录14建（构）筑物15供暖、通风与空气调节16安全、环境保护与健康附录A防火间距起算点的规定本标准用词说明011总则为了规范天然气液化工厂的设计，提高设计质量，保证工厂的安全、可靠、经济运行，制定本标准。本标准依据国家现行有关法律、法规、规章和标准，结合天然气液化工厂的特点制定。目的依据1.1目的和依据01021.2适用范围本标准不适用于其他类型的燃气液化工厂的设计。本标准适用于新建、扩建和改建的天然气液化工厂的设计。设计应首先考虑工厂的安全性，确保在各种工况下都能安全运行。安全性原则设计应采用成熟可靠的技术和设备，保证工厂的长期稳定运行。可靠性原则设计应在满足安全、可靠的前提下，尽可能降低投资成本和运行成本。经济性原则设计应充分考虑环保要求，采取有效措施减少污染排放，保护生态环境。环保性原则1.3设计原则设计单位应具有相应的设计资质和经验，能够独立完成天然气液化工厂的设计任务。设计人员应具备相应的专业知识和技能，熟悉本标准的各项规定，能够胜任设计工作。1.4设计单位和人员022术语2.1液化天然气（LNG）定义液化天然气（LNG）是指通过特定的工艺过程，将天然气在低温下（-162℃）冷凝成液态，以便于储存和运输。特点LNG体积约为同量气态天然气体积的1/625，重量仅为同体积水的45%左右，因此便于储存和运输。气化供气装置是指将液化天然气（LNG）通过加热、气化等工艺过程，转换为气态天然气，并通过管道输送到用户使用的设备。定义气化供气装置主要由LNG储罐、气化器、调压器、加臭装置、计量仪表及控制系统等组成。组成2.2气化供气装置气化器是气化供气装置中的关键设备，其作用是将液态天然气加热并气化为气态天然气。根据加热方式的不同，气化器可分为空温式气化器、水浴式气化器和电加热式气化器等类型。2.3气化器类型定义调压器是气化供气装置中的重要组成部分，其作用是将气态天然气的压力调整到用户所需的压力范围内。根据调压精度和调压范围的不同，调压器可分为直接作用式调压器和间接作用式调压器等类型。定义类型2.4调压器033基本规定安全性原则经济性原则环保性原则可扩展性原则3.1设计原则01020304天然气液化工厂的设计应首先确保安全性，采取必要的安全措施，防止事故发生。在保证安全的前提下，设计应考虑经济性，合理选用设备、材料和工艺，降低投资成本。设计应遵循环保法规，减少污染排放，保护环境。考虑到未来可能的产能扩展，设计应具有一定的可扩展性。03原料气条件和产品要求设计应根据原料气的成分、压力和温度等条件，以及产品的要求来确定工艺流程和设备选型。01国家相关法律法规和标准规范天然气液化工厂的设计应符合国家相关法律法规和标准规范的要求。02工程地质、水文地质和气象条件设计应根据工程所在地的地质、水文地质和气象条件进行。3.2设计依据包括原料气预处理、液化、储存和装车等工艺流程的设计。工艺流程设计根据工艺流程和产品要求，合理选用和布置设备。设备选型与布置包括供电、供水、排水、消防等公用工程的设计。公用工程设计包括废气、废水、固废等处理设施的设计，以及安全生产设施的设计。环境保护与安全生产设计3.3设计范围初步设计阶段确定工艺流程、主要设备选型和布置方案，编制初步设计文件和概算。施工图设计阶段根据初步设计文件和审批意见，编制施工图设计文件和预算。施工配合阶段在施工过程中提供技术支持和配合，确保施工质量和进度。3.4设计阶段划分044区域规划安全性工厂应远离人口密集区、饮用水源保护区等敏感区域，确保安全风险可控。资源供应应充分考虑当地天然气资源供应情况，确保原料供应稳定可靠。交通便利性选址应靠近交通干线或港口码头，方便原料和产品的运输。地质条件选址应避开地震、滑坡、泥石流等地质灾害易发区，确保工厂安全稳定运营。工厂选址原则功能分区工艺流程安全间距绿化环保工厂布局规划工厂应划分为生产区、辅助生产区、行政管理区和生活区等不同功能区域，实现区域化管理。各功能区域之间应保持足够的安全间距，防止安全事故扩散。布局应充分考虑生产工艺流程，确保生产作业线顺畅、高效。工厂布局应充分考虑绿化环保要求，建设生态型工厂。01020304供水供电应确保工厂供水供电设施稳定可靠，满足生产和生活需求。排水处理应建设完善的排水处理系统，实现废水达标排放。消防设施应配备完善的消防设施和设备，确保工厂消防安全。通讯网络应建设高效畅通的通讯网络系统，方便内外部信息沟通交流。公共设施规划055工厂总平面布置

5.1一般规定工厂总平面布置应符合国家现行有关标准、规范的规定，并满足安全生产、环境保护、职业卫生和消防等要求。总平面布置应做到功能分区明确、生产流程顺畅、交通运输便利、管线综合短捷，并留有适当的发展余地。工厂内建筑物的布置应符合生产工艺流程的要求，并尽量采用联合厂房或多层厂房等紧凑型布置方式，以节约用地。工厂内各建筑物、构筑物之间的防火间距应符合国家现行有关防火规范的规定。液化天然气（LNG）储罐区、工艺装置区等火灾危险性较大的区域应与其他区域保持足够的防火间距，并设置相应的消防设施和器材。工厂内道路应考虑消防车通行需要，道路宽度和转弯半径等应满足消防车通行要求。5.2工厂内防火间距厂区应设置满足生产、生活及规划要求的大门和道路。道路应根据生产工艺流程、运输量及运输工具类型等因素进行设计，路面应平整、耐磨、防滑，并设置相应的交通标志和标线。大门应方便人员、车辆进出，并设置门卫室、车辆识别系统等配套设施。厂区内道路宜采用环形布置，避免或减少尽头式道路，以提高道路通行能力和消防安全性能。5.3厂区大门及道路066工艺系统和装置设计原则工艺系统和装置的设计应遵循安全、可靠、经济、环保的原则，并满足相关标准和规范的要求。设计范围包括液化天然气(LNG)生产、储存、气化、供气等工艺系统和装置的设计。设计基础数据应根据天然气组成、流量、压力、温度等基础数据进行工艺计算和设备选型。6.1一般规定包括天然气预处理、脱水、脱硫等工艺，确保原料气质量满足液化要求。原料气处理系统采用先进的液化工艺，如混合制冷剂循环、膨胀制冷等，实现天然气的高效液化。液化系统设计安全可靠的LNG储罐，包括常压储罐、子母罐、真空粉末绝热储罐等。储存系统根据用户需求，设计空温式、水浴式等气化器，实现LNG的气化供气。气化供气系统6.2工艺系统根据工艺流程和安全生产要求，合理布置设备，确保操作维护方便、安全间距符合要求。设备布局遵循短捷、顺畅、安全的原则布置管道，尽量减少管道阻力和压降。管道布置选用性能可靠的阀门和仪表，满足工艺控制和安全保护的要求。阀门和仪表选型6.3装置内布置材料选用根据工艺介质和操作条件，选用耐腐蚀、耐高温、低温性能好的材料。绝热设计对低温设备和管道进行绝热设计，减少冷量损失和防止结霜。防腐措施对设备和管道采取防腐措施，延长使用寿命和保证安全生产。6.4材料选用及绝热、防腐077储存装卸系统储存装卸系统的设计应符合相关安全、环保和消防法规的要求。系统的设计应保证液化天然气（LNG）在储存和装卸过程中的安全性、稳定性和经济性。应考虑设备的选型和布局，以及操作和维护的便利性。7.1一般规定储存设施应包括储罐、附属管道、阀门、仪表和控制系统等。附属管道和阀门的设计应考虑LNG的流动特性和操作要求，确保系统的密封性和可靠性。储罐的设计应满足LNG的低温特性和安全要求，包括材料选择、绝热措施、压力控制等。仪表和控制系统应能实时监测和控制储存设施的温度、压力、液位等参数，保证储存过程的安全和稳定。7.2液化天然气储存设施汽车装卸车设施应包括装卸臂、紧急切断阀、气相平衡管等。装卸臂的设计应满足LNG的低温特性和操作要求，确保装卸过程的安全和效率。紧急切断阀应在装卸过程中发生异常情况时及时切断LNG的流动，防止事故的发生。气相平衡管应能平衡装卸过程中产生的气相压力，保证装卸过程的顺利进行。010203047.3液化天然气汽车装卸车设施灌装站应包括灌装泵、计量装置、灌装嘴等。计量装置应能准确计量灌装的LNG量，满足贸易交接的要求。7.4液化天然气灌装站灌装泵应能满足LNG的低温特性和灌装要求，确保灌装的准确性和效率。灌装嘴应能与LNG储罐或运输工具的接口相匹配，确保灌装过程的安全和顺利进行。03储存和装卸过程中应采取必要的措施防止泄漏和污染，保护环境的安全和健康。01制冷剂、辅助产品的储存设施应符合相关安全、环保和消防法规的要求。02装卸设施应考虑制冷剂和辅助产品的特性和操作要求，确保装卸过程的安全和效率。7.5制冷剂、辅助产品的储存与装卸088管道布置管道布置应符合工艺流程要求，便于操作、安装和维护。管道布置应考虑到安全、环保和节能等因素，尽量减少管道长度和弯头数量，降低能耗和压降。管道布置应避免交叉和干扰，确保各管道之间保持一定的安全距离。8.1一般规定根据工艺流程图和厂区总平面布置图，进行综合管线布置设计。确定各管线的走向、标高和间距，避免相互干扰和碰撞。考虑到未来扩建和维修的需要，预留一定的管线空间和接口。8.2管线综合布置123工艺管道应根据工艺流程图和物料性质进行布置，满足生产要求。公用工程管道包括水、蒸汽、压缩空气等，应根据厂区总平面布置图和相关要求进行布置。管道材料和阀门等附件的选用应符合相关标准和规范。8.3工艺及公用工程管道生产污水管道应独立设置，与生产管道分开布置。污水管道应有一定的坡度和排放口，确保污水能够顺畅排出。污水管道的材料和连接方式应符合相关环保标准和规范。8.4生产污水管道阀门应设置在便于操作和维修的位置，同时考虑到安全和环保等因素。根据工艺流程和物料性质，选用合适的阀门类型和材质。阀门的密封性能和强度应符合相关标准和规范。8.5阀门布置010203对管道进行应力分析，确保管道在自重、内压、热膨胀等作用下具有足够的强度和稳定性。根据应力分析结果，设计合理的支吊架类型和间距，保证管道的安全运行。支吊架的材料和连接方式应符合相关标准和规范，确保其承载能力和稳定性。8.6管道应力分析与支吊架099安全泄放设施安全泄放设施的设置应符合相关标准和规范的要求，确保在天然气液化过程中能够及时、有效地排放超压、超温或危险物质。泄放设施的设计应考虑到可能的事故场景和泄放物质的性质，以确保其可靠性和安全性。泄放设施应与其他安全设施相协调，形成一个完整的安全保护系统。9.1一般规定排放管线的布局应避免产生火花和静电，同时应考虑到气体的扩散和风向的影响。排放口的高度和位置应根据气体的密度和扩散性来确定，以确保气体能够迅速扩散到安全区域。可燃气体排放设施应设置在安全区域，并远离火源、热源和人员密集场所。9.2可燃气体排放液化烃及可燃液体的排放应采用专门的排放设施，如排放罐、排放池等。排放设施应具有良好的密封性和防腐性能，以防止泄漏和环境污染。排放过程中应严格控制排放速度和排放量，避免产生静电和火花。9.3液化烃及可燃液体排放泄漏检测系统的设置应根据可能泄漏的物质和泄漏场所的特点来确定，以确保其准确性和可靠性。紧急切断系统应能够在发生泄漏时迅速切断相关设备的电源或关闭阀门，以防止泄漏扩大。泄漏控制设施应包括泄漏检测、报警和紧急切断系统，以便在发生泄漏时能够及时发现并采取措施。9.4泄漏控制火炬设施是天然气液化工厂中的重要安全设施之一，用于燃烧排放的可燃气体和液化烃。火炬设施的设计应考虑到燃烧效率、排放浓度和噪声控制等因素，以减少对周围环境的影响。全厂集中放散设施是用于集中排放可燃气体和液化烃的设施，其设计应考虑到排放物质的性质、排放量和风向等因素。同时，应设置相应的监测和报警系统，以确保其安全性和可靠性。9.5火炬设施及全厂集中放散设施1010自控系统自控系统设计应遵循安全、可靠、经济、适用的原则，满足工艺生产要求。自控系统应实现对工艺过程的自动检测、自动调节、自动报警和联锁保护等功能。自控系统应具备良好的可维护性和可扩展性，以适应未来生产发展的需要。10.1一般规定01过程控制系统应采用成熟的控制技术和可靠的硬件设备，确保系统的稳定性和可靠性。02过程控制系统应实现对工艺过程的主要参数进行自动检测和调节，保证生产过程的平稳运行。03过程控制系统应具备完善的报警和联锁保护功能，及时发现并处理异常情况，确保生产安全。10.2过程控制系统（BPCS）10.3安全仪表系统（SIS）安全仪表系统应独立于过程控制系统，采用冗余配置，确保系统的安全可靠性。安全仪表系统应具备高可靠性和高安全性，能够在危险情况下及时切断危险源，保护人员和设备安全。安全仪表系统应定期进行安全评估和校验，确保其始终处于良好状态。10.4火气系统（FGS）01火气系统应实现对天然气液化工厂内火灾和可燃气体泄漏等危险情况的自动检测和报警。02火气系统应具备高灵敏度和高可靠性，能够及时发现并处理危险情况，防止事故扩大。火气系统应与消防系统联动，实现自动灭火和紧急停车等功能，确保生产安全。031111电气ABCD11.1一般规定电气设备和线路应适应工厂所在地区的环境条件，并应采取相应的防护措施。电气设计应符合国家现行有关标准、规范的规定，满足天然气液化工厂的生产要求。重要设备和关键部位应设置备用电源或应急电源。电气设备和线路的绝缘性能应符合要求，裸露带电部分应有防护措施。11.2爆炸危险环境01在爆炸危险环境内，电气设备和线路的选用、安装和使用应符合国家现行有关防爆标准的规定。02爆炸危险环境内的电气设备应有良好的通风和散热条件，以降低温度和避免产生火花。03爆炸危险环境内的电气设备和线路应有明显的防爆标志和警示标识。04爆炸危险环境内的电气设备和线路应定期检查和维护，确保其防爆性能良好。01防静电设计应符合国家现行有关防静电标准的规定，并应采取有效的防静电措施，避免静电危害。电气设备和装置的金属外壳、构架、管道等应可靠接地，接地电阻应符合要求。接地系统应定期检查和维护，确保其接地性能良好。天然气液化工厂的防雷设计应符合国家现行有关防雷标准的规定，并应采取综合防雷措施。02030411.3防雷、防静电及接地1212消防设施消防站位置和布局应确保消防站能够迅速到达工厂各个区域，并与工厂其他设施相协调。消防站建筑和设施应具备完善的消防车辆、器材、通讯和训练设施，以满足灭火和应急救援需求。消防站人员配备应根据工厂规模和火灾危险性，合理配置消防人员，确保有效应对火灾事故。12.1消防站水源和水质应确保消防给水系统有可靠的水源，并符合相关水质标准要求。消防水池和消防水泵应设置足够容量的消防水池和高效可靠的消防水泵，以满足灭火用水需求。给水管网和消火栓应合理规划给水管网，设置足够数量的消火栓，并确保其易于使用和维护。12.2消防给水系统03干粉灭火系统操作和维护应制定详细的操作规程和维护保养计划，确保干粉灭火系统处于良好状态。01干粉灭火剂种类和性能应选择适合天然气液化工厂的干粉灭火剂，确保其具有良好的灭火性能和稳定性。02干粉灭火设备配置应根据工厂各个区域的火灾危险性，合理配置干粉灭火器、干粉炮等灭火设备。12.3干粉灭火系统泡沫灭火设备配置应根据工厂各个区域的火灾危险性，合理配置泡沫产生器、泡沫比例混合器等灭火设备。泡沫灭火系统操作和维护应制定详细的操作规程和维护保养计划，确保泡沫灭火系统能够迅速启动并有效灭火。泡沫灭火剂种类和性能应选择适合天然气液化工厂的泡沫灭火剂，确保其具有良好的灭火性能和环保性。12.4泡沫灭火系统灭火器配置数量和位置应根据工厂各个区域的火灾危险性，合理配置灭火器数量和位置，确保其易于取用。灭火器检查和维护应定期对灭火器进行检查和维护保养，确保其处于良好状态并随时可用。灭火器种类和性能应选择适合天然气液化工厂的灭火器种类，如干粉灭火器、二氧化碳灭火器等，确保其具有良好的灭火性能和易用性。12.5灭火器1313给水排水根据工厂所在地区的水资源情况，选择合适的水源，确保供水稳定可靠。水源选择给水应符合国家相关卫生标准，满足工厂生产和生活用水的需求。水质要求设计合理的给水系统，包括输水管线、泵站、水池等设施，确保供水安全和效率。给水系统设计采取节水型设备和工艺，减少用水量，提高水资源利用效率。节水措施13.1给水排水体制污水处理排水系统设计雨水排放13.2排水01020304根据工厂生产特点和环保要求，选择合适的排水体制，如分流制或合流制。建设污水处理设施，对生产废水和生活污水进行处理，达到国家排放标准。设计合理的排水系统，包括排水管线、检查井、泵站等设施，确保排水顺畅和安全。建设雨水排放系统，对厂区雨水进行收集和排放，避免内涝和环境污染。1414建（构）筑物建（构）筑物的结构选型应综合考虑地质条件、荷载要求、施工条件和使用功能等因素，确保结构安全可靠、经济合理。建（构）筑物的设计应符合国家现行有关标准、规范的规定，并应满足工艺生产要求，做到安全适用、技术先进、经济合理。建（构）筑物应根据其使用功能、生产特点、火灾危险性类别和耐火等级等因素进行合理分区和布局。14.1一般规定生产厂房生产厂房应满足生产工艺流程的要求，合理布置生产设备，确保生产作业的安全和效率。厂房的结构设计应考虑设备荷载、振动、温度等因素的影响，确保结构稳定可靠。储罐区储罐区应远离火源、热源和人员密集场所，并应设置防火堤等安全设施。储罐的选型、布置和防火间距等应符合国家现行有关标准、规范的规定。辅助生产设施辅助生产设施包括变配电所、空压站、循环水站等，应根据生产需要和工艺要求合理布置。其建筑设计应符合国家现行有关标准、规范的规定，并应满足使用功能的要求。14.2建（构）筑物行政办公及生活服务设施行政办公及生活服务设施应靠近生产区布置，方便生产管理和职工生活。其建筑设计应符合国家现行有关标准、规范的规定，并应满足使用功能的要求。同时，应注重环境绿化和美化，创造良好的工作和生活环境。14.2建（构）筑物1515供暖、通风与空气调节供暖、通风与空气调节系统应符合天然气液化工厂的生产工艺和卫生要求，同时考虑节能和环保。设计应根据工厂所在地区的气候条件、环境状况、建筑物用途和人员舒适度等因素进行综合考虑。供暖、通风与空气调节系统应独立设置，并与工厂的自动化控制系统相协调。15.1一般规定010203供暖系统的设计应满足工厂内各区域的温度要求，同时考虑热源的可靠性和经济性。散热器、暖风机等供暖设备应选用高效、节能、环保型产品，并符合相关标准和规范。供暖管道和设备的保温材料应具有良好的保温性能和耐火性能，并符合相关标准和规范。15.2供暖15.3通风01通风系统的设计应满足工厂内各区域的空气流通要求，同时考虑排风和防尘等要求。02通风设备应选用低噪声、高效、节能型产品，并符合相关标准和规范。03通风管道和设备的材料应具有良好的耐腐蚀性能和气密性能，并符合相关标准和规范。空气调节系统的设计应满足工厂内各区域的温度、湿度、洁净度和气流分布等要求。空气调节管道和设备的材料应具有良好的保温性能、耐腐蚀性能和气密性能，并符合相关标准和规范。同时，应设置必要的检测和控制系统，以确保空气调节系统的正常运行和节能效果。空气处理设备、风机盘管等空气调节设备应选用高效、节能、环保型产品，并符合相关标准和规范。15.4空气调节1616安全、环境保护与健康液化天然气工厂应建立完善的安全管理体系，包括安全责任制、安全管理制度、应急预案等。应对工厂员工进行安全培训，提高员工的安全意识和操作技能。工厂应配备齐全的安全设施，如消防器材、安全阀、可燃气体报警器等，并确保其处于良好状态。工厂应定期进行安全检查，及时发现和消除安全隐患。16.1安全16.2环境保护液化天然气工厂应遵守国家和地方的环境保护法规，确保废气、废水、废渣等污染物的排放符合标准。工厂应采用环保型生产工艺和设备，减少对环境的影响。应