LNG加注站设计及管理相关规范和标准

LNG加注站设计及管理相关规范和标准—LNG加气站的规范选用及设计张美摘要天然气作为一种替代石油和煤的新能源，已探明储量远超过石油，此外由于其高效清洁的特点，研究和运用等到各国政府的大力扶持，发展速度极快，已在世界范围大力推广应用。LNG汽车和LNG加气站在国外特别是美国，已经得到了长足发展，而在我国的发展时间尚未超过2023。还处在发展初期。本文重要研究LNG加气站的规范选用及设计。关键词LNG加气站选用设计Abstractnaturalgasasanewenergyalternativetooilandcoal,provenreservesofmorethanoil,becauseofitscharacteristicsofhighefficiencyandclean,studyanduseuntilthevigorouslysupportthegovernments,developmentspeed,hasbeenintheworld,vigorouslypromotetheuseof.LNGcarandLNGfillingstationinforeigncountriesespeciallytheUnitedStates,hasobtainedtheconsiderabledevelopment,andinthedevelopmentofourtimeandnotmorethan20years.Alsointheearlystagesofdevelopment.ThispapermainlystudiestheLNGfillingstationcodeselectionanddesign.KeywordsLNGFillingstationSelectionDesign1安全经验分享中石油江苏LNG储备罐坍塌事故1.1事故通过2023年6月16日7程1号储罐区的重大安全事故，1号储备罐基本报废，截至16日22时已导致8人死亡，14人受伤，其中3人重伤，预计损失过亿。事故发生时，现场有施工人员一百一十人，其中九十九人安全撤离，受伤的九名人员已被送往如东人民医院及如东中医院抢救。事故系上海电力建筑工程公司承建的LNG接受站一号储罐区发生模板滑落所致。1.3事故因素分析安全事故因素初步查明，系操作塔吊的工人操作失误，导致塔吊的吊臂碰触到已装在拱顶上的模板，正在施工的罐体第九层钢筋笼失衡倾覆，牵拉施工平台倒塌从而引起坍塌事故。1.4从中应吸取的教训对于现场的安全管理现状进行分析我们发现存在以下方面的缺陷：①公司安全生产主体责任仍未真正贯彻。公司片面追求经济效益，对安全生产存在侥幸心理，安全生产还没有真正成为公司的自觉行动。②安全生产存在被动抓的状况，促一促，抓一抓，安全发展理念尚未真正树立。③部分行业监管主管部门存在“缺位”现象，安全监管工作不积极、不积极，怕担责任。④安全生产监管工作还得不到有效保障，普遍存在编制不拟定、经费不保障、装备不贯彻、人员不固定等问题，难以实现有效监管。事故发生后，我们发现事故重要是由于存在工程项目未获行政许可擅自开工，在建工程不报建，逃避相关部门安全监管，施工单位安全投入局限性，盲目赶工期，对职工的安全培训教育流于形式。同时，施工作业人员安全防护知识缺少，自我保护意识不强，违规违章操作的现象比较普遍。要加强对现场的安全管理措施，这样才干保障工程顺利的进行，避免事故的发生。2术语液化天然气（LNG）LiquefiedNaturalGas一种在液态状况下的无色流体，重要由甲烷组成，组分也许具有少量的乙烷、丙烷、氮或通常存在于天然气中的其他组分。压缩天然气（CNG）Compressednaturalgas重要成份为甲烷的压缩气体燃料。LNG加气站LNGFuelingStation为LNG汽车储瓶充装LNG燃料的专门场合。L由LNG转化为CNG，为CNG汽车储瓶充装CNG燃料的专门场合。LNG/L-CNG加气站LNG/L-CNGFuelingStationLNG加气站与L-CNG加气站联建的统称。加油加气合建站oilandgasFuelingStation汽车加油站与天然气汽车加气站合建的统称。地下LNG储罐buriedLNGtank安装在罐池中，且罐顶低于周边4m范围内地面标高0.2m的LNG储罐。半地下LNG储罐undergroundLNGtank安装在罐池中，且一半以上罐体安装在周边4m范围内地面以下的LNG储罐。防护堤dike用设计压力designPressure储罐、设备或管道设计中，用于拟定最小允许厚度或其部件物理特性的压力。拟定任何特殊部件厚度的设计压力涉及静压头。设计压力的拟定为涉及静压头。工作压力operatingpressure压力容器、管路系统等在正常工作情况下，也许达成的最高压力。LNG卸车口pointoftransfer接卸LNG运送车辆所载LNG的固定接头处。站房stationhouse用于加油加气站管理和经营的建筑物。加气岛fuelingisland用于安装加气机的平台。LNG（CNG）加气机LNG（CNG）dispenser给LNG（CNG）汽车储气瓶充装LNG（CNG），并带有计量、计价装置的专用设备。加气切断装置shutoffdevice加气软管在一定外力作用下，加气系统具有自切断功能的安全装置。加气枪fuelingConnector附属加气机与加气软管连接，向LNG（CNG）储气瓶充装LNG（CNG）的专用设备。3站址选择①站址选择应符合城市规划、交通规划、环境保护和消防安全的规定，并应选在交通便利的地方。②城市建成区内的加气站，宜靠近城市道路，与道路交叉路口的距离应符合交通主管部门的规定。③加气站的LNG储罐、放散管管口、LNG卸车口与站外建、构筑物的防火间距，不应小于表的规定。4站内平面布置4.1围墙①m时，相邻一侧应设立高度不低于2.2②站内工艺设施与站外建、构筑物之间的距离大于25m，且满足表4.3中防火间距的1.5③面向加气站进、出口道路的一侧宜设立非实体围墙或开敞。4.2道路①车辆入口和出口应分开设立。LNG槽车单车道不应小于4.5m，其他单车道宽度不应小于4m，双车道宽度不应小于④站内道路不应采用沥青路面.4.3防护堤①LNG储罐四周应设立防护堤，防护堤的设立应符合下列规定：a．应采用非燃烧实体材料。b.防护堤内的有效容量不应小于单个最大LNG储罐的容量。c.防护堤高于堤内地面不宜小于0.6m②防护堤内LNG储罐之间的净距不应小于相邻较大罐的1/2直径，且不应小于2m③防护堤内不应设立其他可燃液体储罐、CNG高压瓶组或储气井。④防护堤内宜设立排水设施，但不应直接排入市政排水管道。4.4加气岛及罩棚的设立①加气岛应高出加气区地坪0.15～0.20m；宽度不应小于1.2②罩棚的设计应符合下列规定：a.加气岛宜设立非燃烧材料的罩棚，罩棚净高不应小于5m；罩棚边沿与加气机的平面距离不宜小于2.0b.罩棚支柱距加气岛端部不应小于0.6mc.加气区应设照明灯，照度不得小于100。③加气机附近应设立防撞柱（栏），防撞柱（栏）高度不应小于0.5m。4.5防火间距①加气站的储罐、工艺装置宜露天布置，加气区应敞开布置。②加气站内设施之间的防火间距不应小于表5.1的规定。③按本规范附录B划分的爆炸危险区域不应超过围墙和可用地界线。5LNG加气站的总图①功能分区根据LNG加气站的实际情况和生产工艺需求，站区可分为储存区、加气区和站房。储存区的重要设备涉及LNG储罐、LNG泵、卸车增压器、调饱和器等。加气区由加气机和加气罩棚组成。站房通常由值班室、综合营业厅、仪表配电间、空压机房、办公室等组成。②总图布置a．根据GB50156--2023(2023年版)的规定，站区工艺设施一侧应设立高2.b．LNG储罐、LNG泵、卸车增压器、调饱和器等设备布置在高度为1.c．储存区、加气区、站房均独立布置，布置时应注意LNG泵与LNG加气机的距离要尽也许短，不宜大于15m。因素是国内LNG汽车的车辆供气系统未设立气瓶增压器，为了保证供气压力的稳定性，使之能满足发动机的用气压力规定，给车辆加注的LNG必须为饱和液体。若LNG泵与LNG加气机的距离过长，无车辆加气时，管道内剩余的饱和LNG较多，容易气化，会影响加气并排放大量的气体，导致浪费。d．LNG加气站的工艺设施与站外建、构筑物之间的防火距离按GB50028--2023中LNG气化站相关的防火间距执行。工艺设施与站内建、构筑物之间的防火距离加气站相关的防火间距执行。6LNG加气站的工艺设计6.1工艺流程①卸车流程将LNG由槽车转移至LNG储罐中，重要有卸车增压器卸车、LNG泵卸车及两者联合卸车等3种方式HJ。卸车增压器卸车的优点是完全采用环境热量，不花费电能，工艺流程相对简朴；缺陷是卸车速度比较慢，冬季室外温度较低时尤为明显。LNG泵卸车的优点是卸车时间较短，工艺流程相对简朴；缺陷是花费大量电能，启动前需要对泵进行预冷。卸车增压器和LNG泵联合卸车的优点是卸车时间比单独采用卸车增压器卸车时间短，花费的电能比单独采用LNG泵卸车少；缺陷与单独采用LNG泵相同。②调饱和流程我国LNG汽车的车辆供气系统未设立气瓶增压器，为了保证供气压力的稳定性，使之能满足发动机的用气压力规定，车载瓶中的LNG必须为饱和液体。因此，加气前需要使储罐中的LNG升温、升压，处在饱和状态。调饱和有3种方式：调饱和器调饱和、LNG泵调饱和、调饱和器与LNG泵联合调饱和MJ。这3种方式的优缺陷与LNG卸车采用的3种方式的优缺陷基本相同。③加气流程LNG的加气流程是指LNG泵将储罐中的LNG抽出，输送至LNG加气机，通过LNG加气机给汽车加气。④卸压流程当储罐压力大于设定值时，打开安全阀，释放储罐中的气体，减少压力，以保证储罐安全，放散的气体通过集中放散管放空。6.2重要设备①LNG储罐LNG加气站采用的低温压力储罐为真空粉末绝热储罐。储罐分为内罐和外罐两层，内罐材质为0Crl8Ni9，外罐材质为16MnR。内外罐之问采用真空粉末绝热，真空隔热层厚度为250mm。储罐的日蒸发率小于0．25％，充装系数为0．9。储罐上装有高、低液位报警设施，内罐压力高报警设施，超压自动排放罐顶气体的自力式降压调节阀以及安全阀等，以保证储罐的安全。在储罐进、出口的LNG管道上设有紧急切断阀，当有紧急情况发生时，可迅速关闭阀门，以保证系统安全。目前，20m3②LNG泵输送LNG这类低温的易燃介质，不仅规定输送泵能承受低温，并且对其气密性能和电气方面的安全性能规定很高。随着对泵结构、材料等方面的研究有了很大的进展，一种安装在密封容器内的潜液式电动泵在LNG系统中得到了广泛的应用。其重要特点是将泵与电动机整体安装在一个密封的金属容器内，不需要轴封，也不存在轴封的泄漏问题口]。通常潜液式电动泵可分为船用泵、汽车燃料泵、LNG高压泵(罐外泵)和大型储罐的罐内泵。LNG加气站中，LNG的转运和加注采用的是汽车燃料泵，其结构紧凑，立式安装，特别合用于汽车燃料加注和低温槽车转运LNG。LNG泵采用安全的潜液电动机，电动机和泵都浸没在流体中，不需要轴封。在吸入口增长了导流器，减少流体在吸入口的阻力，防止泵气蚀。LNG加气站采用的LNG泵通常为两级离心泵，由一台变频器控制，能适应不同的流量范围，电气元件安装在具有防爆功能的接线盒及其罩壳内，流量为8—340Ifmin，扬程为15～250m。重要厂家涉及美国的ACD公司、日本的Nikkiso公司、瑞士的Cryomec公司等。③LNG加气机LNG加气机是依据直接测量流体介质质量的原理，运用先进的传感和微电脑测控技术，具有高精度、多功能的新型LNG加液计量装置，重要用于计量充人LNG车载瓶的液量。同时，加气机应用微测控技术对计量过程进行自动控制，显示屏直接显示被测液体的流量、单价、金额及加液量累计值，可远程通信，实现计算机中央管理№]。目前，LNG加气机多采用进口，其计量方式为单管计量，单枪加气，计量精度为±0.1％，最大质量流量为80．0kg／rain，具有温度补偿功能，配带拉断阀。④调饱和器和卸车增压器LNG加气站采用的调饱和器和卸车增压器均为空温式换热器，LNG通过吸取环境热量达成气化升温的目的，能耗很低。为了提高气化速率和换热效率，调饱和器和卸车增压器的主体通常采用耐低温的铝合金纵向翅片管，且拥有很大的换热面积。其影响因素重要为流量、工作压力、工作周期、大气温度、相对湿度、风力、日照等"]。笔者建议调饱和器的流量为200m3／h，立式安装；卸车增压器的流量为300m3／h，卧式安装。5LNG加气站的公用工程设计LNG加气站的公用工程设计重要涉及土建设计、电气设计、自控设计和给排水设计，应按照GB50156--2023(2023年版)第9—11章及GB50028—2023第9．4、9．5、9．6条的规定进行设计。土建设计重要涉及站房、设备基础、加气岛、加气罩棚柱、围堰、场地等内容的设计；基本规定有站房耐火等级不小于二级，门、窗向外开等。电气设计重要涉及设备的动力用电、站房及站区的照明用电、站区的防雷防静电设计等；基本规定有加气站的供电负荷为三级，但有条件的情况下可设计为二级，罩棚、营业室、配电间等应设立事故照明等。自