防爆墻說明140124

1、江蘇XX岸基式LNG加注站防爆墻設(shè)計(jì)說明（總則）本設(shè)計(jì)說明中提到的術(shù)語解釋：LNG：液化天然氣岸基式LNG加注站：建設(shè)在碼頭或錨地上，供船舶加注LNG的加氣站防爆墻：本設(shè)計(jì)文件中的防爆墻是指汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB50156-2012中的鋼筋混凝土實(shí)體墻一、本設(shè)計(jì)說明采用的相關(guān)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB 50156-2012；建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB50016-2006；危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辯識(shí)GB18218-2009；常用化學(xué)危險(xiǎn)品儲(chǔ)存通則GB15603-1995；爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)定GB50058-1992；建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范GB50011-2010；二、本

2、設(shè)計(jì)說明所涉及的內(nèi)容及范圍本設(shè)計(jì)主要針對(duì)岸基式LNG加注站的防爆墻進(jìn)行設(shè)計(jì)說明。本設(shè)計(jì)中所指的岸基式LNG加注站為三級(jí)LNG加氣站，站內(nèi)設(shè)計(jì)1臺(tái)60m3的LNG儲(chǔ)罐，站區(qū)位于京杭大運(yùn)河與碼頭河堤內(nèi)側(cè)之間的碼頭或錨地上，堤外側(cè)地平面標(biāo)高均低于京杭大運(yùn)河歷史洪水位標(biāo)高。三、汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB50156-2012對(duì)防爆墻的設(shè)置的相關(guān)規(guī)定儲(chǔ)氣瓶（組）的管道接口端不宜朝向辦公區(qū)、加氣島和臨近的站外建筑物。不可避免時(shí)，儲(chǔ)氣瓶（組）的管道接口端與辦公區(qū)、加氣島區(qū)和臨近的站外建筑物之間應(yīng)設(shè)厚度不小于200mm的鋼筋混凝土實(shí)體墻隔離，并應(yīng)符合下列規(guī)定：1、固定儲(chǔ)氣瓶（組）的管道接口端與辦公區(qū)、加氣

3、島區(qū)和臨近的站外建筑物之間設(shè)置的隔墻，其高度應(yīng)高于儲(chǔ)氣瓶（組）頂部1m及以上，隔墻長(zhǎng)度應(yīng)為儲(chǔ)氣瓶（組）寬度兩端各加2m及以上。2、車載儲(chǔ)氣瓶組的管道接口端與辦公區(qū)、加氣島區(qū)和臨近的站外建筑物之間設(shè)置的隔墻，其高度應(yīng)高于儲(chǔ)氣瓶組拖車的高度1m及以上，長(zhǎng)度不應(yīng)小于車寬兩端各加1m及以上。3、固定儲(chǔ)氣瓶（組）管道接口端與站外建筑物之間設(shè)置的隔墻，可作為站區(qū)圍墻的一部分。四、LNG加氣站對(duì)汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB50156-2012中防爆墻的適用性分析1、汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB50156-2012對(duì)LNG加氣站防爆墻未提出設(shè)置要求：（1）LNG加氣站設(shè)計(jì)為1臺(tái)60m3的LNG儲(chǔ)罐，且

4、LNG儲(chǔ)罐四周已經(jīng)設(shè)置有圍堰作為圍擋措施（材料為磚墻或鋼筋混凝土墻），因此一旦出現(xiàn)最緊急情況（例如爆炸），圍堰承受了LNG的絕大部分沖擊，站區(qū)圍墻承受的是因距離遠(yuǎn)而產(chǎn)生的小部分沖擊。（2）LNG泄漏后形成氣態(tài)天然氣，天然氣的燃點(diǎn)為 650，比汽柴油、LPG（液化石油氣）的燃點(diǎn)高。天然氣的爆炸極限為 4.614.57%，且密度只有空氣的一半左右，稍有泄漏即揮發(fā)擴(kuò)散；而 LPG 的爆炸極限為 2.49.5%，燃點(diǎn)為 466，且氣化后密度大于空氣，泄漏后不易揮發(fā)；汽油爆炸極限為1.07.6%，燃點(diǎn)為 427；柴油爆炸極限為 0.54.1%，燃點(diǎn)為 260。由此可見，在某種意義上天然氣比 LPG、汽油

5、、柴油更安全。（3）LNG 加氣站工作介質(zhì)LNG的低溫（-146）低壓（約0.4 MPa），相對(duì)于CNG 加氣站的常溫高壓（25MPa），儲(chǔ)存容器及生產(chǎn)設(shè)備相對(duì)都要安全，事故狀態(tài)下對(duì)周邊環(huán)境所造成的危險(xiǎn)性相對(duì)較小。因此汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范GB50156-2012上沒有單獨(dú)的LNG加氣站設(shè)置防爆墻的規(guī)范條文及文字說明。2、本項(xiàng)目液化天然氣最大儲(chǔ)存量為24.3t，儲(chǔ)存壓力在0.40MPa時(shí)，溫度約為146，燃燒熱為55.42×103kJ/kg。根據(jù)重大危險(xiǎn)源辨識(shí)依據(jù)，可知它未構(gòu)成重大危險(xiǎn)源，但如果發(fā)生爆炸事故，危害后果也較大。由于本設(shè)計(jì)中涉及的岸基式LNG加注站的位于水陸之間，站

6、外的河堤外側(cè)高程普遍低于京杭大運(yùn)河歷史洪水位，本身具有一定的特殊性，由于本項(xiàng)目涉及到的具有爆炸性、可燃性危險(xiǎn)化學(xué)品只有液化天然氣，為避免LNG儲(chǔ)罐發(fā)生爆炸時(shí)對(duì)河堤的影響，本設(shè)計(jì)考慮在站區(qū)LNG儲(chǔ)罐與河堤之間設(shè)置防爆墻，防爆墻的強(qiáng)度計(jì)算滿足一旦發(fā)生爆炸，對(duì)河堤基本沒有影響。五、防爆墻的強(qiáng)度計(jì)算天然氣泄漏后與空氣可形成爆炸性混合物，在爆炸極限范圍遇明火能引起燃燒爆炸。下面采用“蒸氣云爆炸傷害模型”，計(jì)算1個(gè)60m3LNG儲(chǔ)罐全部泄漏并爆炸，造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失的范圍，對(duì)爆炸危險(xiǎn)情況加以說明。1、爆炸性化學(xué)品天然氣的TNT當(dāng)量的計(jì)算：WTNT = aWfQf/QTNT= 0.03×24

7、300Kg×55420KJ/Kg÷4500KJ/Kg =8.98×103Kg=8.98t式中a 蒸汽云的TNT當(dāng)量系數(shù)，取a=3%；WTNT 蒸汽云的TNT當(dāng)量，Kg；Wf 蒸汽云中燃料的總質(zhì)量，取Wf =24300Kg；Qf 燃料的燃燒熱，取Qf=55420KJ/Kg； QTNT 1kgTNT爆炸所釋放的能量，取QTNT=4.50×103KJ/Kg。2、防火墻所在位置受到的爆炸沖擊波計(jì)算：方法一：爆炸沖擊波簡(jiǎn)化計(jì)算方法本計(jì)算方法引自山西建筑2010年7月第36卷21期馮海龍的爆炸沖擊波的簡(jiǎn)化計(jì)算方法概述，爆炸等效沖擊波公式可以表示為：=其中：=1.31

8、6+0.369=4.0×10式中 空氣沖擊波波陣面上的峰值超壓，kPa； 等效沖擊波側(cè)向峰值超壓，106Pa； 爆炸發(fā)生時(shí)間，s； 等效沖擊波作用時(shí)間，s； 蒸汽云的TNT當(dāng)量，Kg； 測(cè)點(diǎn)距離爆炸中心的距離，m。經(jīng)計(jì)算，=1.316×+0.369×=97.7（kPa）,當(dāng)爆炸瞬間發(fā)生，趨于無限小，則=97.7×106（kPa）。方法二：根據(jù)現(xiàn)有各大、中專業(yè)學(xué)校爆炸與沖擊動(dòng)力相關(guān)學(xué)科內(nèi)容可知，在平坦的地形條件下，可按下式計(jì)算超壓：式中 空氣沖擊波波陣面上的峰值超壓，kPa； TNT的裝藥量，kg； 測(cè)點(diǎn)距離爆炸中心的距離，m。經(jīng)計(jì)算，=108.4

9、5;106（kPa）結(jié)論，由于以上兩種方法計(jì)算初始條件及建立的模型不同，得出的結(jié)果也不盡相同，但綜合兩種結(jié)果可以看出，本設(shè)計(jì)假定防爆墻距離LNG儲(chǔ)罐5米位置處，假設(shè)防爆墻與儲(chǔ)罐之間沒有任何阻擋，爆炸空氣沖擊波對(duì)防爆墻處的最大沖擊壓力按兩種方法計(jì)算結(jié)果基本相同，這同時(shí)證明了本結(jié)果的可靠性。本設(shè)計(jì)以上述空氣沖擊波波陣面上的峰值超壓108.4kPa計(jì)算并設(shè)計(jì)防爆墻。3、防爆墻結(jié)構(gòu)計(jì)算：防爆墻配筋計(jì)算 QJM-1- 計(jì)算條件 執(zhí)行規(guī)范 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB50010-2010 計(jì)算條件 墻體厚度(mm): 240 墻面寬度(mm): 3000 暗柱高度(mm): 240砼強(qiáng)度等級(jí): C30彎矩(kN

10、.m): 0.00 剪力(kN): 0.00 軸力(kN): 150.00=108.4KN/ m2x1.4150暗柱縱筋級(jí)別: HRB335水平分布筋級(jí)別: HRB335 水平分布筋間距(mm): 300豎向分布筋級(jí)別: HRB335 豎向分布筋配筋率: 0.25%抗震等級(jí): 一 級(jí)(8度) 計(jì)算結(jié)果 軸壓比: 0.015單側(cè)暗柱縱筋面積: 923(mm2)暗柱縱筋配筋率小于構(gòu)造配筋率 Usx=-1.906% < Usx_min=0.800%暗柱縱筋面積小于構(gòu)造配筋面積 Usx=0.800% < Usx_min=1.602%水平抗剪分布筋面積: 180(mm2)抗剪分布筋構(gòu)造配筋

11、Uv=-0.25% < Uv_min=0.25%選筋結(jié)果 暗柱配筋(mm2): 四角縱筋: 4D14(實(shí)配面積 616(mm2)其它縱筋: 2D14(實(shí)配面積 308(mm2)六、防爆墻設(shè)置方法及設(shè)置位置說明防爆墻，采用鋼筋及混凝土作為基本材料，造價(jià)高，抗壓及抗沖擊能力強(qiáng)，常用于CNG加氣站25Mpa的高壓CNG拖車尾端，作為緊急事故時(shí)的防沖擊設(shè)施，而岸基式LNG加注站LNG壓力遠(yuǎn)小于CNG加氣站，也沒有高壓卸氣端，因此設(shè)置要求區(qū)別于CNG加氣站。考慮到LNG儲(chǔ)罐的長(zhǎng)度約為12米，寬度約為3米，岸基式LNG加注站防爆墻在LNG儲(chǔ)罐與內(nèi)側(cè)河堤之間設(shè)置，根據(jù)上述計(jì)算可知，防爆墻的長(zhǎng)寬高分別為：。防爆墻基