条文说明:4 燃气厂站

摘 要

4 燃气厂站
4.1 站区
4.2 工艺
4.3 储罐与气瓶

4 燃气厂站
4.1 站区

4.1.1燃气厂站的建设规模,要立足实际,统筹规划未来的发展目标。在燃气厂站规划建设过程中,正确认识燃气发展和城乡建设之间的关系,不仅要考虑到城乡当前的建设问题,还要考虑到城乡未来的发展方向和发展要求,以减少燃气发展中的无序现象。
4.1.2较大容积储存燃气的大型厂站,其危险性相对较大,发生事故时影响范围较大,可能造成严重后果,规定其建设在城乡的边缘或相对独立的安全地带,远离人员密集场所,避免造成重大人员伤亡。
4.1.3 总平面布置分为生产区和辅助区有利于避免互相干扰,便于进行生产管理,保证安全运行。燃气厂站在生产过程中有爆炸危险,生产过程产生的噪声、振动等会影响到生产人员的安全和健康,故燃气厂站设有生产区、辅助区时,应分区布置,可减少对辅助区的威胁和殃及。大规模燃气厂站功能分区不仅能保护人员的健康,还便于安全管理和生产管理。有些规模较小厂站的生产区和辅助区相对独立即可,或根据需要以隔墙分隔。
汽车加气站属危险性设施,又主要建在人员稠密地区。为保证加气生产区的运行安全,防止加气车辆和非管理人员进入合建站内的非加气区域。
4.1.4 燃气厂站内主要建(构)筑物的设计工作年限和安全等级,与强制性工程建设规范《工程结构通用规范》一致。
4.1.5 设置围墙可以阻止无关车辆和人员进人站区,易于管理和保卫工作。对液化天然气、液化石油气厂站的生产区围端提出要求,是考虑当厂站出现泄漏事故,实体围墙作为最后屏障。能阻挡事故的蔓延;另外因厂站围墙以外的明火无法控制,设置高度不低于 2.0m 的不燃性实体围墙也是为了厂站的安全。
4.1.6 燃气厂站内和厂站外建筑物之间按防火、防爆的要求保持足够的安全距离,是保障安全的重要措施。特别是厂站内外建筑在规划、建设时序上不协调时更要严格管理。
4.1.7 不同介质和相同介质不同状态的燃气储罐分组之间、储罐之间及储罐与建(构)筑物之间必须保证足够的间距,既要考虑防火、防爆的需要,还要保证正常维修使用的需要。
4.1.8 燃气厂站出入口设置,除正常生产需要外,还应考虑发生火灾及紧急事故时人员的疏散和抢修,并保证消防通道畅通。
本条不仅规定了生产区出入口的数量,也对规模小而占地范围大的厂站的疏散距离作出了规定,保证人员在 10min 内离开厂站。对较大规模厂站的生产区的出入口做了特殊的规定。
4.1.9 气态液化石油气和混合制冷剂的密度约为空气的 2 倍,因此,生产区内严禁设置地下、半地下建(构)筑物,以防积存液化石油气酿成事故。如果液化石油气和混合制冷剂在液态下大量泄漏,会在低洼处积存,不利于事故抢险和消除事故隐患。
4.1.10 不燃烧实体防护堤是防止储罐或管道发生破坏时,液态液化石油气或液化天然气外泄而造成更大的事故。
4.1.11 燃气气质不同,所需消防系统的工艺不同;燃气气质相同,但规模和运行条件不同,消防设施的配置也不相同。厂站内消防系统和灭火器材的确定应按强制性工程建设规范《建筑防火通用规范》和《消防设施通用规范》的规定执行。
4.1.12 生产过程中,比空气轻的可燃气体容易聚积于厂房上部,因此厂站上部应具有能有效防止可燃气体聚积的措施,如顶棚应尽量平整、避免死角、厂房上部空间通风良好等。
4.1.13 防雷措施应当按照相关强制性工程建设规范执行。按照国家现行相关标准,工业企业内有爆炸危险的露天钢质封闭气罐建(构)筑物划为第二类防雷建筑物,应采取相应防雷措施。

4.2 工艺

4.2.1 燃气厂站是燃气系统的重要组成部分,燃气系统最重要的就是安全稳定供气并具备系统调度的条件,所以要求厂站的工艺流程在满足燃气工程基本功能的前提下,符合燃气系统的调度要求,其次再考虑技术经济的合理性。
4.2.2 燃气厂站内管道的设计工作年限是对管道耐久性的要求。根据国内外燃气管网建设运行经验,钢质管道在腐蚀控制良好的条件下寿命可超过 30 年;聚乙烯管和铸铁管的使用寿命一般可达 40 年~50 年。为了保证燃气工程质量,规定燃气管道及附属设施的设计工作年限不应小于 30 年,需要通过合理选材、按规范要求设计、精心组织施工以及良好的运行维护来保障。
4.2.3 管道的接口是管网整体质量的重要控制点。钢管焊口强度不低于母材强度是工业金属管道的通用要求。聚乙烯管道的热熔连接和电熔连接(包括电熔承插连接、电熔鞍形连接),均属于不可拆卸的焊接接头,一般来说,采用上述连接方式的聚乙烯管接头强度都高于管材自身强度。
4.2.4 随着天然气工业的不断深入发展,天然气场站(液化石油气供应站、压缩天然气厂站、液化天然气厂站等)的规模及功能也越来越庞大、复杂,这些装置往往是投资高、危险性大,装置内不同工艺介质、各种设备机组共同协作来完成不同的工艺过程。在生产过程中,任何一台关键机组出现问题,都有可能导致下游装置的失效,甚至出现严重的事故。为了保证在关键机组出现故障时,能保证整个装置处于安全状态,需要一套安全系统来随时保障厂站运行的安全,避免发生重大的人身伤害、重大的设备损坏或重大的经济损失。
4.2.5 当某种原因使控制点的压力超过设定值时,自动将燃气气源切断或将超压燃气排放至大气,以保护设备、管线和用户的安全。为保障放散时的安全和卫生,需要在设计时合理确定放散管的高度及其与建筑物之间的距离。
4.2.6 燃气进出厂站管道设置切断阀门,作用是发生事故时能及时切断燃气,是防止事故扩大的一种安全措施。燃气进出站管道设置绝缘装置,主要是考虑站内管道与站外采用阴极保护防腐的输配管道相互绝缘隔离,延长输配管道的使用寿命。
4.2.7 液化石油气和液化天然气液相管道形成封闭管段的两个切断阀之间设置管道安全阀,是为了防止两个阀门关断后随着时间推移,因漏热引起介质膨胀超压而发生事故。
4.2.8 压缩天然气、液化石油气及液化天然气气瓶车或运输车在固定车位停靠对中后,可采用车带固定支柱等设施进行固定,固定设施必须牢固可靠,在充装作业中严禁移动以确保充装安全。卸气装置是与瓶车或移动式储气瓶组相连进行压缩天然气,液化石油气及液化天然气装卸的重要工艺设备,且为事故多发环节,装卸管上设置保护装置是防止万一发生误操作将其管道拉断而引起大量压缩天然气、液化石油气或液化天然气泄漏。
4.2.9为保证向液化天然气和液化石油气槽车充装安全作出的规定。根据《国务院安委会办公室关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见》(安委办〔2008] 26 号)的要求,在危险化学品槽车充装环节,推广使用万向充装管道系统代替充装软管,禁止使用软管充装液氯、液氨、液化石油气、液化天然气等液化危险化学品。
万向管道装卸臂充装系统是由多个旋转接头、多节管径相同或不同、长短不一的管道、管件、球阀、法兰、快装接头、松套法兰、防静电装置、弹簧缸平衡装置等组成的管道系统,可实现一组管道在三维空间完成指定动作。在工作使用中如有静电发生,金属能导电消除静电。同时,可避免在充装过程中胶管因吸热(放热)产生冻(灼)伤。主要用于汽车槽车、火车槽车、槽船等的流体装卸。
4.2.10燃气经调压装置,因局部节流,吸热量很大,如果系统运行温度过低,会造成危及设备、管道、阀门及附件的安全事故,因此,应采取天然气加热或其他措施,保证设备或管道的工作温度不低于其材质本身允许的最低使用温度。
4.2.11灰口铸铁材质脆、韧性差,受到外力影响极易发生断裂(破裂)、接口松动,造成燃气泄漏。燃气厂站内燃气容器、设备和管道数量多、布置复杂,泄漏的燃气极易引起爆炸事故,造成人员伤亡,影响公共安全。
4.2.12 在投入使用前,站内低温设施需要做好各种检验和测试工作,提前发现问题,解决存在隐患,确保投产安全。主要检验和测试低温设备和管道的低温性能;检验低温材料质量是否合格;检验焊接质量;检验管道冷缩量和管托支撑变化;检验低温阀门的密封性;使储罐达到工作状态,测试储罐真空性能。
4.2.13 燃气厂站内的膨胀机、压缩机和泵是保证燃气厂站正常工作和燃气安全供应的管件设备,同时由于处理介质不同于空气,因此相对普通设备而言危险性较高。例如,天然气压缩机和普通的压缩机不一样,普通压缩机主要压缩空气,介质单一,压力也很小,而天然气压缩机压力比较大、危险级别高。天然气压缩机的危险程度与其状态有关。在天然气储槽中的一些管道及液化工段末端,天然气接近于沸腾状态,外来的热量传入会导致气化使压力超高,由于储槽中天然气不同的组分和密度引起分层,两层之间进行传质和传热,最终完成混合,同时在液层表面进行蒸发,此蒸发过程吸收上层液体的热量而使下层液体处于过热状
态。当两层液体的密度接近时就会迅速混合而在短时间内产生大量气体,使储罐内压力急剧上升,甚至顶开安全阀或造成更大的破坏。因此,对于燃气厂站内类似设备,除应设置非正常工作状况的报警和自动停机功能外,设备附近还应设置手动紧急停车装置。
4.2.14 液化天然气属于深冷液体,一旦泄漏,除存在可能发生火灾爆炸危险以外,还可能因低温造成其设备材料失效破坏。
4.2.15 涉及生产安全的设备用电主要指监控、事故切断及停车、事故处理等设备的用电。
4.2.16 燃气厂站仪表控制系统设置不间断电源装置,是为保证控制系统在外电断电时可以正常工作以及数据不丢失,同时保证控制系统能够进行应急处理。不间断电源应选择抗干扰能力强,输入输出端均有隔离装置的产品,具体不间断供电时间应结合燃气厂站的工艺特点及外电的可靠性确定。
4.2.17 厂站内燃气设施区域或建筑内,当可燃气体泄漏且在空间形成聚积,遇点火源易发生火灾或爆炸事故,故提出当燃气设施区域或建筑内可燃气体浓度可能达到爆炸下限的 20%时,需设固定式可燃气体浓度报警装置,以达到早报警、早预防、早处置的目的。
燃气设施区域或建筑内,对于建筑物或构筑物是指外墙或外缘以内;对于有围堰或防护堤的罐区,是指围堰或防护堤外缘以内;对于无围堰或防护堤的罐区,是指包括储罐本体、储罐配套辅助设施以及为保证储罐系统安全由设计确定的范围;对于露天工艺装置区是指由可燃介质设备、管道和附属设施等组成,集中布置在一个区域,具有某种独立功能、实现某种工艺过程的区域,工艺装置区的起算点为设备最外缘再加上由设计确定、为保证安全运行、抢维修、管理维护必须涵盖的范围。
4.2.18 电气和仪表装置的防爆性能应按国家现行有关标准的规定执行。
4.2.19 静电在有爆炸危险性环境中容易引起爆炸,为避免静电产生的爆炸危险,有爆炸危险性的环境应采取静电防护措施。
4.2.20、4.2.21 对燃气厂站运行的要求,目的是保障燃气厂站安全。

4.3 储罐与气瓶

4.3.1 液化天然气储存温度低,且储罐和钢瓶内的液化天然气易受环境温度影响,当外界温度高时,储罐和钢瓶内液化天然气因为温度升高容易气化,进而易造成罐内或瓶内气相空间压力升高,出现超压放空现象,如设置在建筑物内,放散会引起可燃介质集聚,容易发生事故。另外,遇有其他紧急情况时,储罐或天然气钢瓶安装在建筑内不便于搬运。
4.3.2介质、设计压力、设计温度是燃气储罐设计的基础,罐容或液位是保证储罐正常运行的基本参数,为保证储罐在正常工况下安全运行,故要求设置压力、温度、罐容或液位显示及报警和安全泄放装置。
不同时间常压储罐由于储存的液化天然气组分会有不同,导致新旧液化天然气的两层液体密度不同,密度差会产生分层现象,存储时会有扰动现象,剧烈的扰动就是翻滚现象,液体挥
发,储罐内的温度上升,压力也急剧上升,会超过常压储罐的设计压力,大量放空容易发生事故。故要求液化天然气常压储罐沿储罐高度设置密度监测装置,防止翻滚事故,同时根据检测的数据确定相关安全措施。
4.3.3 液化天然气和液化石油气储罐设置高低液位报警装置是为了保证储罐的使用安全,同时设置联锁,是为保证事故状态的远程切断。
4.3.4 低温燃气储罐由于罐内低温介质的传导作用,使得地基土极易产生冻胀并使土体隆起,进而造成基础破坏。为消除这一不利因素,除了在罐底板与基础底板表面之间设置保温措施和温度检测装置外,还必须对储罐基础采取防冻措施。通常的做法有两种:一是在基础底板内采用电或其他加热系统,即做成带有循环加热系统的筏板式基础;另一种是采用将基础底板架空,通过架空形成的空气层将基础底板与地基土分隔开。
4.3.5 为保证航空飞机的安全,根据《中华人民共和国民用航空法》的规定:在民用机场及其按照圈家规定划定的净空保护区域以外,对可能影响飞行安全的高大建筑物或者设施。应当按照国家有关规定设置飞行障碍灯相标志。并使其保持正常状态。
4.3.6 燃气设施属于城市生命线工程。按照强制性工程建设规范《建筑与市政工程抗震通用规范》的规定,抗震设防烈度为6度及高于6度地区的燃气工程设施,必须进行抗震设计。储罐是燃气厂站的重要设施,和储罐相连接的管道在设计时应根据需要进行防沉降和抗震计算,同时在普道上设置切断裝置,当事故时能快速切断,防止事故蔓延。
4.3.7本条规定了不同类型储罐安全阀的选用要求。安全阀的结构形式应选用弹簧封闭全启式。选用封闭式,可防止气体向周围低空排放;选用全启式,是因其排放量较大。100㎡及以上的储罐容积较大,故规定设置 2 个或 2 个以上安全阀。
4.3.8 防护堤内严禁设置气瓶灌装口是防止灌装气瓶时一旦出现漏气现象,影响液化石油气、液化天然气储罐的运行安全。液态燃气储罐区防护堤内不应设置其他可燃介质储罐,是防止其中一种形式储罐发生事故时殃及另一种形式储罐。另外,压缩天然气高压瓶组或储气井发生事故时爆破力较大,不应布置在防护堤内。
4.3.9 防止湿式储罐水封结冻,引起钟罩升降不畅以至卡死,造成储罐损坏。
4.3.10 低压干式稀油密封储罐活塞导轮受力位置对应活塞和筒体立柱部位,一旦活塞旋转后导轮压在筒体侧板部位将致筒体损坏和密封失效,因此活塞相对于筒体的水平旋转量必须控制。按照相关标准的规定,此处为防爆 1 区,防回转装置安装在活塞上,应采取措施防止运行中产生火花。
4.3.11 禁止两种充装行为,目的是保障安全。
4.3.12 保证气瓶在使用中的安全。其中,气瓶的灌装量是必须严格控制的,如果灌装时超过规定的重量,当气瓶温度达到60℃之前就会出现“满液”现象。出现“满液”时的温度由超装的程度决定,超装的越多,出现“满液”的温度越低,甚至要低于正常的环境温度。当气瓶“满液”后,若温度再升高,液体的膨胀就受到气瓶容积的限制,处于受压状态。由子液化气体的膨胀系数比其压缩系数大一个数量级,其膨胀量远大于可压缩量,一旦温度上升,将导致“满液”的气瓶内压力急剧上升。由此可知,气瓶超装是十分危险的。

4 燃气厂站
4.1 站区

4.2 工艺
4.3 储罐与气瓶