LNG供氣站安全設(shè)計原則

LNG供氣站安全設(shè)計原則1944年美國俄亥俄州克利夫蘭市的一個調(diào)峰站的LNG儲罐發(fā)生事故，時至今日，LNG平安標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過了一個相當(dāng)漫長的歷程。當(dāng)時，那個LNG儲罐僅僅運行了幾個月就突然裂開，溢出120萬加侖(相當(dāng)于4542m3)的液化自然?氣。由于防護(hù)堤不能滿意要求而被沉沒，爾后液化自然?氣流進(jìn)街道和下水道。液化自然?氣在下水道氣化引起爆炸，將古力蓋拋向空中，下水管線炸裂。部分低溫自然?氣滲透到四周住宅地下室，又被熱水器上的點火器引爆，將房子炸壞。許多人被圍困在家中，有些人試圖沖出去，但沒能逃離燃燒的街道和高溫逆境。10個小時后，火災(zāi)才得到掌握。此次爆炸波及14個街區(qū)，財產(chǎn)損失巨大，其中有200輛轎車完全毀壞和136人喪生。事故調(diào)查小組沒有查明儲罐失事緣由，追溯事故發(fā)生的一年前，在該罐交付使用期間，四周罐底產(chǎn)生了一道裂縫。人們沒有去調(diào)查裂縫的成因，只是對該罐進(jìn)行了簡潔的修補(bǔ)后即投入運行。現(xiàn)在人們熟悉到，導(dǎo)致該罐失事的緣由是內(nèi)罐上某處消失了裂縫，溢出的液體布滿了內(nèi)殼和外壁之間的空間，而且氣化后導(dǎo)致壓力過大。過去對密閉的空間的設(shè)計與現(xiàn)在不同，沒有實行泄壓措施。另外，過去用來制作內(nèi)罐的材料是3.5%鎳鋼，它不相宜低溫工作，現(xiàn)在通常改用9%鎳鋼。這起事故對液化自然?氣工業(yè)是一個極大的挫折，20年之后，該工業(yè)才得以恢復(fù)。在燃?xì)夤I(yè)中斷的這些年頭，各種討論機(jī)構(gòu)和設(shè)備供應(yīng)商作進(jìn)一步調(diào)查，并開發(fā)丁自然?氣應(yīng)用技術(shù)、設(shè)備和材料，在這些領(lǐng)域所取得的重大進(jìn)步，實際上部分應(yīng)歸功于使低溫工業(yè)受益非淺的美國空間方案。這些討論成果現(xiàn)在已經(jīng)被世界上幾個正在運行的LNG設(shè)施所證明，并制造了一個史無前例的長達(dá)30年的平安紀(jì)錄。影響設(shè)備和供氣站設(shè)計的平安因素有：-平安標(biāo)準(zhǔn)-平面布置-掌握方式-儲罐-消防-停車1平安標(biāo)準(zhǔn)由于那個LNG儲罐的失事，自然?氣液化和儲存在第一次商業(yè)冒險中宣告失敗，為滿意調(diào)峰站的需要，燃?xì)夤I(yè)轉(zhuǎn)向LPG。人們對克利夫蘭市災(zāi)難仍舊記憶猶新，燃?xì)夤I(yè)快速制定了LPG設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)。1948年出版了《NFPA59公用液化石油氣站》，1957年出版了《APl2510海上和管道終端，自然?氣凝縮油廠，提煉廠和罐區(qū)建筑液化石油氣裝置的設(shè)計和施工》。當(dāng)時，盡管技術(shù)已有進(jìn)步，人們進(jìn)行了多年的仔細(xì)討論，但是，LNG設(shè)施設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的平安和技術(shù)性尚需進(jìn)一步提高。六十年月初期，人們對LNG重新產(chǎn)生愛好。由美國消防協(xié)會(NFPA)建議并起草了LNG設(shè)施設(shè)計新標(biāo)準(zhǔn)。在這首個綜合性標(biāo)準(zhǔn)里，制定出了液化自然?氣的設(shè)計、選址、施工和設(shè)備運行以及液化自然?氣的儲存、氣化、輸送和處理的要求。這些要求均包含在《液化自然?氣(LNG)生產(chǎn)、儲存和處理標(biāo)準(zhǔn)，NFPA59A》中?！禢FPA59A》的編制工作自1960年開頭著手進(jìn)行，并在1967年被美國燃?xì)鈪f(xié)會(NFPA)正式接受。一年后美國石油協(xié)會(APl)接受了《APl2510A石油終端、自然?氣加工廠、提煉廠和其它工廠的LNG裝置的設(shè)計和施工》。同年美國石油協(xié)會又接受了《附錄QAPl620大型焊接液化自然?氣低壓儲罐設(shè)計和施工的推舉標(biāo)準(zhǔn)》，其中論述的低溫應(yīng)用的設(shè)計和選材。六十年月后期，由于LNG工業(yè)進(jìn)入一個新的增長期，NFPA標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍需要擴(kuò)展。人們丌始著手進(jìn)行《APl2510A》的合并汲取工作，以便重新編氣《NFPA》，1971年的版本是擴(kuò)展范圍后的第一版。隨后又進(jìn)行了多次修訂。具體評論LNG平安標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范不是本文的目的，不過這里仍要提到在NFPA59A中，影響LNG供氣站平安設(shè)計的一些關(guān)鍵因素：-站場防止LNG溢出和泄漏的措施-海上運輸和接收的要求-攔截區(qū)的要求-儲罐防護(hù)堤的要求-儲罐、氣化器和工藝設(shè)備的間距-材質(zhì)，混凝土種類-隔熱-平安泄壓，儲罐赳壓愛護(hù)-氣化器，泵和壓縮機(jī)設(shè)備-消防，叫燃?xì)怏w檢測和火災(zāi)探測器-ESD(緊急停工)系統(tǒng)LNG供氣站的平安原則是預(yù)防、檢測和掌握。預(yù)防是指要親密凝視劉沒施平安運行所必需的設(shè)計特性。在工程設(shè)計階段，些設(shè)計上具能夠發(fā)覺潛在的平安隱患扦提出保證平安的相應(yīng)措施。它們包括：初步危急分析(PHA)，工作危急性分析(HAZOP)、風(fēng)險定量評估(QRA)、氣體集中討論和突變分析。假如發(fā)生事故，早期檢訓(xùn)和響應(yīng)能將使安傘隱患減全最小。各種探測器應(yīng)被合理地安裝在整個供氣站內(nèi)，用來檢測火災(zāi)和I。NG泄漏事故。其中包括碼頭卸船區(qū)，儲罐防護(hù)堤內(nèi)和防護(hù)堤四周的卸車管線等位置。這些地力任何一處發(fā)生泄漏。在掌握室內(nèi)都會發(fā)山聲音報警。將氣體和感煙探測器安裝在建筑物內(nèi)，從掌握室的閉路電視上可以對全廠進(jìn)行監(jiān)控。自卸車平臺的管道、碼頭和陸上的管道系統(tǒng)發(fā)生LLN(；泄漏，可以收集起來送至管網(wǎng)下面的混凝土集液溝內(nèi)。一般來講，該液溝是通向位于海岸又工近碼頭的集液池內(nèi)。LNG管網(wǎng)和裝置四周的集液溝能夠容納10分鐘內(nèi)的管道最大泄漏量。1.1初步危急分析(PHA)，工作危急性分析(HAZOP)和風(fēng)險定量評估(ORA)初步危急分析(PHA)纖常被用在方案階段或裝置初步設(shè)計和設(shè)備布置的前期，用來猜測這些潛在危急對工作人員、公眾，工廠設(shè)施和環(huán)境的影響。一次初步危急分析并不能排解作進(jìn)一步危急評估，事實上，它只是以后的危急評估討論的一個開端。在工程建設(shè)的后階段通常要進(jìn)行更具體的HAZOP討論。在工程