天然氣儲配(供應(yīng))站安全管理

天然氣儲配(供應(yīng))站安全管理一、壓縮自然?氣儲配(供應(yīng))站城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)中，隨燃?xì)庑再|(zhì)(如自然?氣、礦井氣、人工煤氣等)、供氣壓力不同，需建成具有不同功能的站、場，如靠近氣源的首站及分布于城區(qū)的罐站?？梢詣澐譃榻邮軞庠磥須?、儲存燃?xì)?、調(diào)整掌握供氣壓力三種基本功能，凡具備儲存燃?xì)夤δ艿恼緢?，皆可稱為儲配站。城市自然?氣是逐月、逐日、逐時(shí)都在變化，但自然?氣供應(yīng)量不行能按用戶的用氣量而隨時(shí)轉(zhuǎn)變，因此為了保證用戶需求，不間斷供氣，必需解決氣源和用氣的平衡問題。建筑儲氣設(shè)施是解決城市用氣波動的基本措施。在建筑儲配站時(shí)，首先在工程可行性討論階段，就要抓住設(shè)計(jì)方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，確定供氣和儲氣的方案與儲罐的容積和數(shù)量，使有限的資金得到合理利用以取得最大投資效益。城鎮(zhèn)居民、商業(yè)和工業(yè)企業(yè)燃?xì)庥脩羰且揽恐?、低壓管網(wǎng)系統(tǒng)供氣的，以CNG作氣源的燃?xì)夤?yīng)系統(tǒng)，必需在該管網(wǎng)系統(tǒng)的起點(diǎn)建立相當(dāng)于城鎮(zhèn)燃?xì)鈨ε湔?或門站)的設(shè)施，對由母站來的氣瓶轉(zhuǎn)運(yùn)車的CNG進(jìn)行卸車、降壓和儲存，并按燃?xì)庥脩舻囊筝敋?，可以把城?zhèn)中、低壓管網(wǎng)系統(tǒng)起點(diǎn)處的CNG卸車、降壓、儲存工藝設(shè)施統(tǒng)稱為城鎮(zhèn)CNG供應(yīng)站。CNG供應(yīng)站包括以下幾個系統(tǒng)：①卸車系統(tǒng)；②調(diào)壓換熱系統(tǒng)；③流量計(jì)量系統(tǒng)；④加臭系統(tǒng)；⑤掌握系統(tǒng)；⑥加熱系統(tǒng)；⑦調(diào)峰儲氣系統(tǒng)(依據(jù)需要設(shè)置)。其作業(yè)流程框圖如圖5-1所示。<imgborder=“0”src=“/UploadFiles/201200/201212/Manage/201212061522138537.jpg”width=“450”/

1.設(shè)計(jì)原則儲氣站站址的選擇要科學(xué)合理，其與四周建筑物、構(gòu)筑物的防火間距必需滿意現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ16)的有關(guān)規(guī)定，并遠(yuǎn)離居民稠密區(qū)、大型公共建筑、重要物資倉庫以及通信和交通樞紐等重要設(shè)施。儲氣站站址應(yīng)具有相宜的地形、工程地質(zhì)、供電和給排水等條件。儲氣站建設(shè)應(yīng)盡量少占農(nóng)田，節(jié)省用地并應(yīng)留意與城市總體景觀的協(xié)調(diào)。站內(nèi)的消防設(shè)施、防火間距和消防車道應(yīng)按現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。儲氣站宜設(shè)置測定自然?氣組成、密度、熱值、濕度和各項(xiàng)有害雜質(zhì)的儀器儀表，四周宜設(shè)置圍柵和罐區(qū)排水設(shè)施。自然?氣儲存的儲罐設(shè)計(jì)應(yīng)依據(jù)輸配系統(tǒng)所需儲氣總?cè)萘亢蜌怏w混配要求確定。儲氣站的儲氣方式及儲罐的形式應(yīng)依據(jù)自然?氣進(jìn)站壓力、供氣規(guī)模、輸配管網(wǎng)壓力和各種儲罐及其相關(guān)設(shè)備等因素，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。確定儲罐單體或單組容積時(shí)，應(yīng)考慮儲罐檢修期間供氣系統(tǒng)的調(diào)度平衡。低壓儲氣罐宜分別設(shè)有自然?氣進(jìn)、出氣管，各管應(yīng)設(shè)水封閥和閘閥。自然?氣進(jìn)出管的設(shè)計(jì)應(yīng)能適應(yīng)氣罐地基沉降引起的變形。水封閥的有效高度應(yīng)取設(shè)計(jì)工作壓力(mmH2O)加500mm。低壓儲氣罐應(yīng)設(shè)有指示器，顯示氣體儲量及可調(diào)整的凹凸限位聲、光報(bào)警裝置。濕式儲氣罐的水封高度應(yīng)通過計(jì)算得到，內(nèi)側(cè)應(yīng)設(shè)有溢水口，水封應(yīng)設(shè)有上水管和防凍設(shè)施。干式儲氣罐密封系統(tǒng)必需能夠牢靠連續(xù)地運(yùn)行。高壓儲氣罐宜分別設(shè)置自然?氣進(jìn)、出管(不需起混氣作用的高壓罐進(jìn)出口管可合為一條)，應(yīng)設(shè)置平安閥、壓力表。在罐頂和罐底各設(shè)一個人孔，在底部應(yīng)設(shè)排水管，在頂部應(yīng)設(shè)放散管。儲氣罐應(yīng)設(shè)有防雷接地設(shè)施，其接地電阻應(yīng)小于10Q。儲氣罐高度超過當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)規(guī)定時(shí)，應(yīng)設(shè)高度障礙標(biāo)志。2.設(shè)計(jì)規(guī)模儲氣站的主要作用是儲存肯定量的自然?氣，在發(fā)生意外，如檢修管道系統(tǒng)或用氣高峰時(shí)進(jìn)行調(diào)配用。因此要依據(jù)城鎮(zhèn)自然?氣最大輸供氣量和全城區(qū)最大日用氣量來確定儲氣規(guī)模，從設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)方案比較上作出最佳選擇?，F(xiàn)舉南方某中等城市為例。據(jù)該市用氣分析，城市用氣日調(diào)峰量為全城區(qū)最大日用氣量的50%。其量在2002年為24×104m3/d，到2006年為33.6×104m3/d，2010年以后逐步擴(kuò)大到69.6×104m3/d。因此打算儲氣方式采納公稱容積10000m3、儲氣壓力1.6MPa的高壓球罐，分別于2002年、2006年、2011年建成2個、1個和2個，共計(jì)5個高壓球罐儲存自然?氣。由于季節(jié)調(diào)峰量和事故調(diào)峰量甚大，估量以上儲氣設(shè)施仍不能滿意要求，為平安牢靠起見，在設(shè)計(jì)中可考慮建設(shè)肯定規(guī)模的液化石油氣空混調(diào)峰站，以滿意高峰用氣要求。3.儲存方式和功能儲存城市自然?氣的形式有低壓儲存、高壓儲存、輸氣管線儲存、地下儲存、液化儲存等。目前國內(nèi)常用低壓儲存和高壓儲存兩種形式。低壓儲存是用濕式儲存罐和干式儲存罐進(jìn)行儲存，工作壓力一般為數(shù)千帕。工作壓力波動不大，通常只用于氣源壓力比較低的供氣系統(tǒng)。低壓儲氣罐中濕式與干式比較見表5-5。由表5-5可知，低壓儲氣采納干式儲氣罐是比較合適的。表5—6列出了自然?氣儲氣罐中高壓、低壓儲氣罐的比較。從表5-6兩者比較可知，一般采納高壓儲氣罐較為經(jīng)濟(jì)合理。在國外，利用高壓球罐儲存自然?氣已較為普遍，許多國家已經(jīng)建成各種規(guī)格的大型高壓球罐。隨著我國石油、自然?氣工業(yè)的進(jìn)展，自然?氣作為城市燃?xì)鈿庠匆讶諠u增多，自然?氣在城市燃?xì)庵兴急壤矟u漸增大，因此，高壓球罐也必將成為我國各城市自然?氣儲存的主要設(shè)施。由于球罐的制造、安裝的水平不斷提高，目前球罐的容積也在漸漸增大。如北京在1986年建成4臺5000m3的高壓自然?氣球罐，20世紀(jì)90年月以來，重慶、成都、北京、天津等城市又相繼建成3300m3、5000m3、10000m3高壓儲氣球罐。表5-5低壓儲氣罐中濕式與干式比較

項(xiàng)目

低壓濕式螺旋罐

曼型干式罐罐內(nèi)壓力

隨儲氣罐塔節(jié)的增減而轉(zhuǎn)變，燃?xì)鈮毫κ遣▌拥?/p>

儲氣壓力穩(wěn)定罐內(nèi)濕度

罐內(nèi)濕度大，出口燃?xì)夂指?/p>

儲氣氣體干燥保溫蒸汽用量

寒冷地區(qū)冬季保溫，除水槽加愛護(hù)墻外，全部水封部位加引射器噴射蒸汽保溫，蒸汽用量大無使用壽命

一般為30年，由于水槽底部細(xì)菌繁殖，使水中硫酸鹽生化還原成H2S，易使罐體內(nèi)壁腐蝕

一般為50年，由于內(nèi)壁表面常常保持一層厚0.5mm的油膜，愛護(hù)鋼板不受到腐蝕抗震性能

由于水槽各部塔節(jié)為浮動結(jié)構(gòu)，在發(fā)生強(qiáng)地震和強(qiáng)風(fēng)時(shí)易造成塔體傾斜，產(chǎn)生導(dǎo)輪錯動、脫絲、卡阻等現(xiàn)象活塞不受強(qiáng)風(fēng)和冰雪影響基礎(chǔ)

水槽內(nèi)水量大，在軟土地基上建罐應(yīng)進(jìn)行基礎(chǔ)處理，但罐體允許有較大的沉降量自重輕，地基處理簡潔罐體耗鋼量

低高(為濕式罐的1.35～1.5倍)罐體造價(jià)

低高(為濕式罐的1.5～2.0倍)安裝精度要求

低

高表5-6自然?氣儲氣罐中高壓、低壓儲氣罐的比較

項(xiàng)目低壓儲氣罐高壓儲氣罐項(xiàng)目低壓儲氣罐高壓儲氣罐儲氣壓力低高運(yùn)行費(fèi)用高(消耗電及油)低供氣壓力需加壓耗電無需加壓耗電單位占地面積大小儲氣質(zhì)量另有油污夾帶無油污夾帶單位耗鋼量大小儲罐構(gòu)造簡單簡潔單位投資凹凸施工要求較嚴(yán)格嚴(yán)格施工周期7～8個月8～9個月修理費(fèi)用高(密封油)低

二、液化自然?氣儲配(供應(yīng))站液化自然?氣(LNG)比其他燃料清潔，燃燒時(shí)溫室氣體排放量低，是公認(rèn)的將來世界普遍采納的燃料。以前，假如說將自然?氣液化，遠(yuǎn)距離運(yùn)輸作為燃料使用，是很困難的。但今日，液化自然?氣已成為世界工業(yè)的重要組成部分，是令人矚目的新興工業(yè)之一。液化自然?氣是將自然?氣低溫冷卻液化，液化后體積約為常態(tài)下體積的1/600，便于運(yùn)輸。多年來，LNG在世界上已經(jīng)大量地應(yīng)用，如發(fā)電、民用燃?xì)?、汽車或火車的燃料等。在城市里布有自?氣的輸配管線，數(shù)以千計(jì)的LNG罐車在美國的高速大路上運(yùn)輸，沒有發(fā)生過重大的事故。以LNG或CNG作燃料的汽車，雖然發(fā)生一些碰撞事故，但LNG燃料系統(tǒng)沒有發(fā)生重大的損壞，沒有引起LNG的泄漏和火災(zāi)。當(dāng)然，LNG的溫度很低，極易氣化，會引發(fā)一些低溫液化石油氣體帶來的平安問題。無論是設(shè)計(jì)還是操作，都應(yīng)當(dāng)像對待全部的易燃介質(zhì)那樣當(dāng)心。了解和把握自然?氣不同相態(tài)的物理特性及其燃燒特性，可有助于自然?氣的平安使用。(一)液化自然?氣的有關(guān)平安特性1.基本物理狀態(tài)液化自然?氣是以甲烷為主的液態(tài)混合物，常壓下的沸點(diǎn)溫度約為-162℃，密度大約為424kg/m3。LNG是特別冷的液體，在泄漏或溢出的地方，會產(chǎn)生明顯的白色蒸氣云。白色蒸氣云的形成，是空氣中的水蒸氣被溢出的LNG冷卻所致。當(dāng)LNG轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w時(shí)，其密度為1.5kg/m3，氣體溫度上升到-107℃時(shí)，氣體密度與空氣的密度相當(dāng)。意味著LNG氣化后，溫度高于-107℃時(shí)，氣體的密度比空氣小，簡單在空氣中集中。液態(tài)自然?氣的容積大約是氣體的1/625。自然?氣無毒、無味、無色，漏泄到空氣中不易發(fā)覺，因此，通常在自然?氣管網(wǎng)系統(tǒng)中，有意地加入一種難聞的氣味，即加臭處理，以便氣體泄漏時(shí)易于察覺。2.燃燒特性燃燒范圍是指可燃?xì)怏w與空氣形成混合物，能夠產(chǎn)生燃燒或爆炸的濃度范圍。通常用燃燒下限和燃燒上限來界定其燃燒范圍，只有當(dāng)燃料在空氣中的比例在燃燒范圍之內(nèi)，混合氣體才可能產(chǎn)生燃燒。對于自然?氣，在空氣中達(dá)到燃燒的比例范圍比較窄，其燃燒范圍大約在體積分?jǐn)?shù)的5%～15%之間，即體積分?jǐn)?shù)低于5%和高于15%都不會燃燒。由于不同產(chǎn)地的自然?氣組分會有所差別，燃燒范圍的值也會略有差別。LNG的燃燒下限明顯高于其他燃料，柴油在空氣中的含量只需要達(dá)到體積分?jǐn)?shù)0.6%，點(diǎn)火就會燃燒。在-162℃的低溫條件下，其燃燒范圍為體積分?jǐn)?shù)的6%～13%。燃燒速度是火焰在空氣-燃料的混合物中的傳遞速度。燃燒速度也稱為點(diǎn)燃速度或火焰速度。自然?氣的燃燒速度相對比較慢，其最高燃燒速度只有0.3m/s。隨著自然?氣在空氣中的比例增加，燃燒速度亦增加。所以在放開的環(huán)境條件下，LNG和蒸氣一般不會因燃燒引起爆炸。自然?氣燃燒產(chǎn)生的黑煙很少，導(dǎo)致熱輻射也少。碳?xì)浠衔锏娜紵龢O限比甲烷的低。假如LNG中碳?xì)浠衔锏暮吭黾?，將使LNG的燃燒范圍的下限降低。自動著火溫度是可燃?xì)怏w混合物，在達(dá)到某一溫度后，能夠自動點(diǎn)燃著火的最低溫度。自動著火溫度并不是一個固定值，它和空氣與燃料的混合濃度和混合氣體的壓力有關(guān)。在大氣壓條件下，純甲烷的平均自動著火溫度為650℃。假如混合氣體的溫度高于自動著火點(diǎn)，則在很短的時(shí)間后，氣體將會自動點(diǎn)燃。假如溫度比著火點(diǎn)高得多，氣體將馬上點(diǎn)燃。LNG的自動著火溫度隨著組分的變化而變化，例如，若LNG中碳?xì)浠衔锏闹亟M分比例增加，則自動著火溫度降低。除了受熱點(diǎn)火外，自然?氣也能被火花點(diǎn)燃。如衣服上的靜電，也能產(chǎn)生足夠的能量點(diǎn)燃自然?氣。因此，工作人員不能穿化纖布(尼龍、腈綸等)類的衣服操作自然?氣，化纖布比自然?纖維更簡單產(chǎn)生靜電。3.低溫特性LNG既有可燃的特性，又有低溫的特性。低溫液體的處理和操作并不是一門新的技術(shù)。在很多標(biāo)準(zhǔn)中，低溫設(shè)備的操作有比較明確的要求。對于平安的考慮，主要是在低溫條件下，一些材料會變脆、易碎。使設(shè)備產(chǎn)生損壞，引起LNG的泄漏。如今低溫液氮和液氧的應(yīng)用更為普遍。LNG的溫度還沒有液氮和液氧的溫度低。從低溫介質(zhì)平安操作的角度，與液氮和液氧的平安考慮基本是全都的，主要是防止低溫條件下材料的脆性斷裂和冷收縮對設(shè)備引起的危害。操作時(shí)主要是防止低溫流體對人體的低溫灼傷。自然?氣的低溫特性對人體生理上的影響很大。曾經(jīng)有過報(bào)道，人員暴露在甲烷的體積分?jǐn)?shù)為9%的氣氛中沒有什么不良反應(yīng)。假如吸入含量更高的氣體，會引起前額和眼部有壓迫感，但只要恢復(fù)呼吸新奇空氣，就可消退這種不適的感覺。假如持續(xù)地暴露在這樣的氣氛環(huán)境下，會引起意識模糊和窒息。甲烷是一種一般的窒息物質(zhì)。LNG與外露的皮膚持續(xù)接觸，會引起嚴(yán)峻的低溫灼傷和組織損壞。自然?氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)大于40%時(shí)，假如吸入過量的自然?氣會引起缺氧窒息。假如吸入的是冷氣體，對健康是有害的。若是短時(shí)間內(nèi)吸進(jìn)冷氣體，會使呼吸不舒服，而長時(shí)間的呼吸冷氣體，將會造成嚴(yán)峻的疾病。雖然LNG蒸氣是無毒的，假如吸進(jìn)純的LNG蒸氣，會快速失去知覺，幾分鐘后死亡。當(dāng)大氣中的氧含量漸漸削減時(shí)，工作人員有可能警覺不到，漸漸地窒息，待到發(fā)覺時(shí)已經(jīng)很晚了。緩慢窒息的過程分成4個階段階段，見表5-7。表5-7緩慢窒息的過程

階

段氧氣的體積分?jǐn)?shù)/%

第一階段14～21脈搏增加，肌肉跳動影響呼吸其次階段10～14推斷失誤，快速疲憊，對痛苦失去知覺惡心，第三階段6～10嘔吐，虛脫，造成永久性腦部損害第四階段＜6呼吸停止，死亡當(dāng)空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)低于