公用工程設(shè)計(jì)【文章編號(hào)】100794672010)0400670LNG氣化站的安全設(shè)計(jì)■要大榮(北京市公用工程設(shè)計(jì)監(jiān)理公司,北京10006)【摘要】簡(jiǎn)述了LNG的危險(xiǎn)性和我國(guó)LNG氣化站的發(fā)展現(xiàn)程中,必須確定與LNG裝置有關(guān)的危險(xiǎn)性,根據(jù)相狀,從設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、總千面布王圍堐區(qū)、LNG儲(chǔ)罐,氣化器,管道關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn),對(duì)氣化站的安全設(shè)計(jì)全及管件、消防系統(tǒng)等方面論述了LNG氣化站的安全設(shè)計(jì),指出應(yīng)盡快制定符合我國(guó)國(guó)情的LNG規(guī)范面考慮,使整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到較高的安全水平【關(guān)鍵詞】液化天然氣;氣化站;安全2.2設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中圖分類(lèi)號(hào)】TU2722【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B設(shè)計(jì)時(shí)可參考的國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)主要有美國(guó)的1我國(guó)LNG氣化站的發(fā)展現(xiàn)狀NFPA59A《液化天然氣①LNG)生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸標(biāo)隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅速增長(zhǎng)和能源需求量的不斷準(zhǔn)》NFPA57NG汽車(chē)燃料系統(tǒng)》等:國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)有擴(kuò)大,液化天然氣因其具有運(yùn)輸效率高用途廣、供GB500282006c城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范》:GB50183-2004氣設(shè)施造價(jià)低、見(jiàn)效快、方便靈活等特點(diǎn),給世界油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》:GB500620健建LNG工業(yè)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。我國(guó)目前發(fā)展筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等。LNG進(jìn)口項(xiàng)目,建設(shè)LNG氣化站,彌補(bǔ)管輸天然氣2.3總平面布置6的不足已成為目前城市行業(yè)較為關(guān)注的焦點(diǎn)。LNG氣化站總平面布置設(shè)計(jì)要合理地確定站內(nèi)各作業(yè)區(qū)和設(shè)備的位置,以確保氣化站有一個(gè)安2LNG氣化站的安全設(shè)計(jì)全的環(huán)境。站址選擇一方面要從城市的總體規(guī)劃和2.1LNG的危險(xiǎn)性合理布局出發(fā),另一方面也應(yīng)從有利生產(chǎn)、方便運(yùn))爆炸的危險(xiǎn)性:不同時(shí)刻進(jìn)入同一設(shè)備的輸、保護(hù)環(huán)境著眼。LNG,由于成分和密度差異引起分層,導(dǎo)致LNG突1)站址應(yīng)選在城鎮(zhèn)和居民區(qū)的全年最小風(fēng)向的然大量蒸發(fā)壓力驟升。若壓力超過(guò)設(shè)備的極限承壓上風(fēng)側(cè)。能力,會(huì)造成設(shè)備損壞和介質(zhì)泄露,甚至爆炸。2)考慮氣化站的供電、供水和電話(huà)通信網(wǎng)絡(luò)等2)火災(zāi)的危險(xiǎn)性:天然氣和空氣的混合能形成各種條件,站址選在城市邊緣為宜。爆炸性混合氣體,爆炸下限(體積分?jǐn)?shù))為3.6%3)站址至少要有一條全天候的汽車(chē)公路。65%,爆炸上限(體積分?jǐn)?shù))為130%17.0‰。如果4)氣化站應(yīng)避開(kāi)油庫(kù)、橋梁、鐵路樞紐站、飛機(jī)存在火源極易著火燃燒甚至爆炸。場(chǎng)等重要戰(zhàn)略目標(biāo)。3)低溫的危險(xiǎn)性:LNG儲(chǔ)存和操作都在低溫下5)站址不應(yīng)受洪水和山洪的淹灌和沖刷,站址進(jìn)行,一旦發(fā)生泄露,會(huì)使相關(guān)設(shè)備脆性斷裂和遇冷標(biāo)高應(yīng)高出歷年最高洪水位05m以上收縮,從而破壞設(shè)備,引發(fā)事故,并對(duì)人體造成嚴(yán)重6應(yīng)考慮站址的地址條件,避免在滑坡、溶洞、損害。塌方、斷層、淤泥等不良地質(zhì)條件的地區(qū),站址的土4)對(duì)人體的危害性:雖然LNG毒性較小,但其壤耐中國(guó)煤化工中含有體積分?jǐn)?shù)82%~98%的甲烷,泄露后會(huì)造成窒2.4CNMHG息等人身傷亡事故。液化天然氣儲(chǔ)罐周?chē)仨氃O(shè)置圍堰區(qū),以保證可見(jiàn)LNG氣化站的安全至關(guān)重要。在設(shè)計(jì)過(guò)儲(chǔ)罐發(fā)生的事故對(duì)周?chē)O(shè)施造成的危害降低到最小公用工程設(shè)計(jì)Public Utilities Denig程度。圍堰區(qū)是指用壓實(shí)土、混凝土、金屬等低溫材每個(gè)儲(chǔ)罐的液相管上設(shè)2個(gè)緊急切斷閥,發(fā)生意料在LNG儲(chǔ)罐周?chē)ㄔ斓牡谭?、護(hù)墻或排液系統(tǒng)所外事故時(shí)切斷儲(chǔ)罐與外界的連通,防止罐內(nèi)LNG泄圍成的區(qū)域。其作用是當(dāng)LNG泄露或溢出時(shí),將可露燃液體限制在圍堰區(qū)內(nèi),防止進(jìn)一步擴(kuò)散;當(dāng)發(fā)生火每個(gè)儲(chǔ)罐設(shè)2套相互獨(dú)立的液位測(cè)量裝置。災(zāi)時(shí),阻止火焰向四周蔓延。在儲(chǔ)罐真空夾層套層設(shè)壓力儀表,測(cè)量壓力是否在2.5LNG儲(chǔ)罐合理的范圍內(nèi)LNG儲(chǔ)罐按結(jié)構(gòu)形式可分為地下儲(chǔ)罐、地上金多臺(tái)儲(chǔ)罐之間隔離閥的操作水平凈距至少為屬儲(chǔ)罐和金屬-預(yù)應(yīng)力混凝土儲(chǔ)罐3類(lèi),地上LNG0.9m儲(chǔ)罐又分為金屬子母罐和金屬單罐2種。LNG氣化儲(chǔ)罐投入運(yùn)行時(shí),設(shè)溫度檢測(cè)儀,用來(lái)監(jiān)測(cè)溫度站采用何種儲(chǔ)罐,主要決定于其儲(chǔ)存量。儲(chǔ)存量為或作為檢查和校正液位計(jì)的工具。1200m3-5000m3時(shí)可采用金屬子母儲(chǔ)罐帶壓儲(chǔ)存和④儲(chǔ)罐應(yīng)當(dāng)設(shè)置一個(gè)高液位報(bào)警器,使操作人常壓罐儲(chǔ)存。儲(chǔ)存量為1200m3以下的城市LNG氣員有足夠的時(shí)間停止進(jìn)料。儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置高液位進(jìn)料化站,基本采用金屬單罐帶壓儲(chǔ)存切斷裝置,它應(yīng)與全部的控制計(jì)量?jī)x表分開(kāi)設(shè)置。1)LNG儲(chǔ)罐的安全措施⑤為了避免罐內(nèi)形成空氣與天然氣的混合氣體根據(jù)儲(chǔ)罐容積合理確定安全間距,見(jiàn)表1導(dǎo)致事故,儲(chǔ)罐首次充注LNG之前,或停止使用內(nèi)表1圍堰墻與站區(qū)圍墻之間、儲(chǔ)罐之間的水平凈距部檢修后,需要用惰性氣體將罐內(nèi)的空氣或天然氣儲(chǔ)罐容積v圍堰墻到站區(qū)圍墻的水平儲(chǔ)罐之間水平凈距最凈距最小值/m小值/m置換出來(lái),進(jìn)行情化處理。v<05⑥根據(jù)地質(zhì)氣象等資料,份子發(fā)生地震、風(fēng)災(zāi)、05≤V<199≤V<76055雪災(zāi)等自然災(zāi)害的可能性及其特征,考慮儲(chǔ)罐的抗568≤V<1140150震和抵御風(fēng)雪荷載的能力。1140≤v<2650相鄰儲(chǔ)罐公稱(chēng)直徑之2650V儲(chǔ)罐公稱(chēng)直徑的07倍,但和的14,且最小為2)ING漩渦現(xiàn)象的預(yù)防漩渦現(xiàn)象,也稱(chēng)翻滾,通常出現(xiàn)在多組分的液②為保證儲(chǔ)罐及其連接部件在LNG及其冷蒸化天然氣中,是由于向已裝有LNG的低溫儲(chǔ)罐中充汽溫度下能正常工作,儲(chǔ)罐材料必須滿(mǎn)足低溫性能注新的LNG,或由于LNG中的氮優(yōu)先蒸發(fā)而使儲(chǔ)罐要求。暴露的儲(chǔ)罐隔熱層應(yīng)防火阻燃、阻蒸汽、防內(nèi)的液體發(fā)生分層而引起。防止發(fā)生渦旋現(xiàn)象的方水,且在消防水的沖擊力作用下不會(huì)移動(dòng)。儲(chǔ)罐內(nèi)外法有:①將不同產(chǎn)地、不同氣源的LNG分開(kāi)儲(chǔ)存,筒之間填充的不可燃隔熱材料不僅要適應(yīng)LNG及可避免因密度差而引起分層。②根據(jù)需儲(chǔ)存的LNG冷蒸汽的性質(zhì),而且當(dāng)外筒遇火災(zāi)事故時(shí),能確保內(nèi)與儲(chǔ)罐內(nèi)原有LNG的密度差異,選擇正確的充注方筒材料的導(dǎo)熱性能穩(wěn)定。式③使用混合噴嘴和多孔管向儲(chǔ)罐中充注LNG。④③合理設(shè)計(jì)、配置閥門(mén)等附件,主要包括:檢測(cè)LNG的蒸發(fā)速度,LNG分層會(huì)抑制LNG的蒸儲(chǔ)罐進(jìn)液系統(tǒng)設(shè)頂部、底部?jī)蓚€(gè)進(jìn)液閥。當(dāng)充注液體發(fā)速度,使出現(xiàn)渦旋前的蒸發(fā)速度比通常情況下的與儲(chǔ)罐中原有液體物理性質(zhì)有差異時(shí),通過(guò)不同部蒸發(fā)速度低位的進(jìn)液,減少混合液體分層的可能性,減少事故發(fā)3)儲(chǔ)罐靜態(tài)蒸發(fā)率生率網(wǎng)儲(chǔ)罐靜態(tài)蒸發(fā)率能較為直觀(guān)地反映儲(chǔ)罐在使用設(shè)置足夠數(shù)量的安全閥,安全閥與罐體之間設(shè)時(shí)的中國(guó)煤化工熱壓力容器在裝有手動(dòng)截止閥保證儲(chǔ)罐工作壓力在允許范圍內(nèi)。內(nèi)筒大CNMH(,靜止達(dá)到熱平衡設(shè)安全放空閥連通火炬。外筒泄壓裝置將放空氣體后,24h內(nèi)自然蒸發(fā)損失的低溫液體質(zhì)量和容器有效引至放空火炬。容積下低溫液體質(zhì)量的比值。公用工程設(shè)計(jì)Pable Utilities Design國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有給出LNG儲(chǔ)罐蒸發(fā)率的的隔熱要求還應(yīng)特別注意因低溫引起的熱應(yīng)力防上限標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)時(shí)可以參考液氮的標(biāo)準(zhǔn)止水蒸氣滲漏、避免出現(xiàn)冷凝和結(jié)冰、管道泄露的探七器26氣化測(cè)方法以及防火等問(wèn)題。LNG管道和其他低溫液體美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)NFPA59A[7]將氣化器分為加熱氣化輸送管道一樣,管道的熱補(bǔ)償是一個(gè)需要細(xì)心考慮器、環(huán)境氣化器和工藝氣化器3類(lèi)。氣化器安全設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題主要有以下2方面內(nèi)容:28氣化站的消防1)保證安全間距消防系統(tǒng)的安全設(shè)計(jì)原則是:盡量切斷氣源,控①除非導(dǎo)熱介質(zhì)不可燃,否則氣化器及其主熱制泄露:對(duì)儲(chǔ)罐及臨近儲(chǔ)罐的設(shè)備進(jìn)行冷卻保護(hù),避源與其他任何火源之間的水平凈距至少為15m,整免設(shè)備超壓造成更大的災(zāi)害;將泄露的LNG引至安體加熱氣化器到圍墻的水平凈距至少為30m全地帶氣化,避免燃燒擴(kuò)大。根據(jù)以上原則,消防系②氣化器到LNG、可燃制冷劑或可燃?xì)怏w儲(chǔ)罐統(tǒng)安全設(shè)計(jì)主要包括分布控制系統(tǒng)緊急關(guān)閉系統(tǒng)、的水平凈距至少為15m,到控制大樓、辦公室、車(chē)間火災(zāi)和泄漏探測(cè)報(bào)警系統(tǒng)、消防水系統(tǒng)、干粉泡沫滅等有人的重要建筑物的水平凈距至少為15m。火系統(tǒng)和其他一些安全措施。③控制大樓、辦公室、商店、居民樓等建筑物,布置多個(gè)氣化器時(shí),各氣化器之間的水平凈距至少為3結(jié)語(yǔ)LNG設(shè)施在國(guó)外已安全、環(huán)保地運(yùn)行了30a,但1.51是,設(shè)計(jì)出既安全又經(jīng)濟(jì)的LNG氣化站仍是一項(xiàng)挑2)合理設(shè)置閥門(mén)等附件,主要包括:①每臺(tái)氣化器都應(yīng)設(shè)置進(jìn)口、出口切斷閥和安全戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)尚未頒布關(guān)于ING氣化站設(shè)計(jì)和施工規(guī)范,在工程設(shè)計(jì)中普遍以美國(guó)、歐洲國(guó)家、日本的標(biāo)閥準(zhǔn)作為參考,因此本著安全的原則,制定和頒布可②為防止泄露的LNG進(jìn)入備用氣化器,可安裝兩個(gè)進(jìn)口閥門(mén),并采用安全措施排空積存在兩個(gè)靠可行、可依的LNG規(guī)范是當(dāng)務(wù)之急。如【參考文獻(xiàn)】門(mén)之間的LNG或蒸發(fā)氣體③在與氣化器的水平凈距為15m的LNG管蹤【i于忠LNG站消防設(shè)計(jì)探討門(mén)消防科學(xué)與技術(shù),200(4)上安裝切斷閥,該閥門(mén)可由現(xiàn)場(chǎng)操作或遠(yuǎn)程控制,且【】劉新領(lǐng)液化天然氣供氣站的建設(shè)門(mén)煤氣與熱力,200,2有一定保護(hù)措施預(yù)防閥門(mén)因溫度過(guò)低而失效。(1):35-36.④在液體管路上設(shè)自動(dòng)控制切斷閥,該閥門(mén)到【3徐正康吳洪松液化天然氣在燃?xì)夤I(yè)中的應(yīng)用門(mén)煤氣氣化器的水平凈距至少為3m,且在液體流量過(guò)大、與熱力,198,18(5):2729設(shè)備周?chē)鷾囟犬惓?、氣化器出口處溫度過(guò)低時(shí)能自【4】劉建海何貴龍楊起華等小區(qū)液化天然氣供氣站的探討動(dòng)關(guān)閉。煤氣與熱力,2003,23(1):50-52⑤加熱氣化器應(yīng)配備切斷電源的裝置,可由現(xiàn)【5】顧安忠,魯雪生汪榮順等液化天然氣技術(shù)M北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2003場(chǎng)操作或遠(yuǎn)程控制。【6】NFPA59A液化天然氣NG)生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝卸標(biāo)準(zhǔn)S]⑥設(shè)置自動(dòng)裝置,防止LNG或其蒸汽在異常溫【沈惠康液化天然氣的工藝與設(shè)備門(mén)煤氣與熱力1996,16度下進(jìn)入輸配系統(tǒng)。這些裝置應(yīng)與僅用于緊急情況6):25-28的管路閥門(mén)配合使用?！?】周尹蘸汨囿化天埉氣儲(chǔ)罐中翻滾現(xiàn)象及預(yù)⑦設(shè)置溫度檢測(cè)儀,測(cè)量LNG、蒸發(fā)氣體和加熱中國(guó)煤化工(4):294296.介質(zhì)的進(jìn)口溫度?！?】江CNMHG城市燃?xì)獾膽?yīng)用U27LNG輸送管道煤氣與熱力,2003,23(1):53-54,57在進(jìn)行LNG管道設(shè)計(jì)中,不僅要考慮低溫液體【o】林文勝顧安忠李品友液化天然氣的分層與渦旋研究進(jìn)公用工程設(shè)計(jì)【文章編號(hào)】10079467(2010)04007003基于水質(zhì)水量分析的多種工業(yè)廢水處理工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)與應(yīng)用■陳希勇',張?jiān)视?jì)2葉紹成(1中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司,北京1000382洛陽(yáng)中珪高科新材料有限公司,河南洛陽(yáng)471000摘要】工廠(chǎng)在硅新材料生產(chǎn)過(guò)程中,排放強(qiáng)酸性高廢水上存在很大區(qū)別。若對(duì)每種工業(yè)廢水獨(dú)立設(shè)計(jì)相應(yīng)污酸)和酸性廢水對(duì)其兩種廢水進(jìn)行處理,是本工程設(shè)計(jì)的的污水處理設(shè)施則會(huì)出現(xiàn)處理設(shè)施繁多建設(shè)運(yùn)行枝術(shù)難題。通過(guò)對(duì)兩種工業(yè)廢水的水質(zhì)、水量特點(diǎn)的分析,確定了分質(zhì)前處理與混合后續(xù)處理的最佳技術(shù)方象,在確保水過(guò)于復(fù)雜、運(yùn)營(yíng)成本過(guò)高的問(wèn)題。若將各種廢水進(jìn)行質(zhì)處理效果的前提下,有效地降低了工程投資與運(yùn)行成本簡(jiǎn)單混合后再處理,則可能出現(xiàn)不同廢水之間的拮【關(guān)鍵詞】工業(yè)廢水處理;水質(zhì)水量分析;工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)抗作用,增大處理難度與運(yùn)行費(fèi)用。對(duì)于類(lèi)似的情【中圖分類(lèi)號(hào)】X703【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A況,在工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中如何綜合考慮各種因素建立The Optimized Designof Wastewater Treatment最佳的處理方案,這是工藝與工程設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常Systems with Multi-sources Basing on the面臨的問(wèn)題Analysis of Water Quality and Quantity1工程背景CHENXi-yong', ZHANG Yun-ji, YE Shao-cheng[Abstract]There is a company, which produces novel material of某硅材料生產(chǎn)企業(yè),年排放污酸量約420m,主spathic silica, includes two different wastewaters sources. The first要成分為8%H與51%~55%HNO3酸性污水量wastewater is highly acidic withhigh concentrations offluoride. The300m/h,污水中主要污染成分是HCl(pH≥1,按econd is acidic (pH=1)wastewater. The strategy for the treatmentof wastewaters is difficult to evaluate in practice. This study pH=1設(shè)計(jì))HF、HNO3硅粉、氯硅烷水解物和塵污discusses the principals andmethods for the design ofthe wastewater等。建污水處理站一座,處理能力為350mh。treatment systems basing on the analysis of the ditterence in quality2基于水質(zhì)水量特點(diǎn)分析的污水處理總體工and quantity, and then proposes the optimum technical strategy withorand subsequent treatment. The investment in infrastructure and藝設(shè)計(jì)operational costs are significantly reduced to achieve the promising對(duì)于“污酸”和酸性污水,可以采取混合后處理達(dá)標(biāo)排放、分開(kāi)單獨(dú)處理達(dá)標(biāo)排放和污酸處理至ds]waste water treatment; water quality and quantity定程度后與酸性污水混合進(jìn)行后續(xù)處理并達(dá)標(biāo)排放analysis; optimized design oftreatment process等3種技術(shù)策略。在工程中應(yīng)采取何種技術(shù)策略,取對(duì)于某一工業(yè)企業(yè)而言,如化工、治金等,往往決于兩類(lèi)污水水質(zhì)與水量的綜合分析與評(píng)價(jià)。在不同的工業(yè)生產(chǎn)單元中會(huì)產(chǎn)生不同類(lèi)型的工業(yè)廢污酸的水質(zhì)水量特點(diǎn):水量較小,平均每天僅水,且不同來(lái)源的廢水在水質(zhì)、水量與處理水質(zhì)目標(biāo)15m:酸性極強(qiáng),其中HF含量約為0 It, HNO約展[門(mén)真空與低溫,2000(6):125-132中國(guó)煤化工【收稿日期】20100205CNMHG冊(cè)設(shè)備工程師,從事LNG氣化設(shè)計(jì)及燃?xì)馊紵c應(yīng)用研究,(電子信箱)變作者簡(jiǎn)介drchh@sohu.com