公用工程設(shè)計【文章編號】100794672010)0400670LNG氣化站的安全設(shè)計■要大榮(北京市公用工程設(shè)計監(jiān)理公司,北京10006)【摘要】簡述了LNG的危險性和我國LNG氣化站的發(fā)展現(xiàn)程中,必須確定與LNG裝置有關(guān)的危險性,根據(jù)相狀,從設(shè)計標準、總千面布王圍堐區(qū)、LNG儲罐,氣化器,管道關(guān)的標準和運行管理經(jīng)驗,對氣化站的安全設(shè)計全及管件、消防系統(tǒng)等方面論述了LNG氣化站的安全設(shè)計,指出應(yīng)盡快制定符合我國國情的LNG規(guī)范面考慮,使整個系統(tǒng)達到較高的安全水平【關(guān)鍵詞】液化天然氣;氣化站;安全2.2設(shè)計標準中圖分類號】TU2722【文獻標志碼】B設(shè)計時可參考的國外標準主要有美國的1我國LNG氣化站的發(fā)展現(xiàn)狀NFPA59A《液化天然氣①LNG)生產(chǎn)、儲存和裝卸標隨著全球經(jīng)濟的迅速增長和能源需求量的不斷準》NFPA57NG汽車燃料系統(tǒng)》等:國內(nèi)標準有擴大,液化天然氣因其具有運輸效率高用途廣、供GB500282006c城鎮(zhèn)燃氣設(shè)計規(guī)范》:GB50183-2004氣設(shè)施造價低、見效快、方便靈活等特點,給世界油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》:GB500620健建LNG工業(yè)的發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。我國目前發(fā)展筑設(shè)計防火規(guī)范》等。LNG進口項目,建設(shè)LNG氣化站,彌補管輸天然氣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。LNG氣化站總平面布置設(shè)計要合理地確定站內(nèi)各作業(yè)區(qū)和設(shè)備的位置,以確保氣化站有一個安2LNG氣化站的安全設(shè)計全的環(huán)境。站址選擇一方面要從城市的總體規(guī)劃和2.1LNG的危險性合理布局出發(fā),另一方面也應(yīng)從有利生產(chǎn)、方便運)爆炸的危險性:不同時刻進入同一設(shè)備的輸、保護環(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)的全年最小風向的然大量蒸發(fā)壓力驟升。若壓力超過設(shè)備的極限承壓上風側(cè)。能力,會造成設(shè)備損壞和介質(zhì)泄露,甚至爆炸。2)考慮氣化站的供電、供水和電話通信網(wǎng)絡(luò)等2)火災(zāi)的危險性: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(體積分數(shù))為3.6%3)站址至少要有一條全天候的汽車公路。65%,爆炸上限(體積分數(shù))為130%17.0‰。如果4)氣化站應(yīng)避開油庫、橋梁、鐵路樞紐站、飛機存在火源極易著火燃燒甚至爆炸。場等重要戰(zhàn)略目標。3)低溫的危險性:LNG儲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,站址進行,一旦發(fā)生泄露,會使相關(guān)設(shè)備脆性斷裂和遇冷標高應(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,并對人體造成嚴重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)對人體的危害性:雖然LNG毒性較小,但其壤耐中國煤化工中含有體積分數(shù)82%~98%的甲烷,泄露后會造成窒2.4CNMHG息等人身傷亡事故。液化天然氣儲罐周圍必須設(shè)置圍堰區(qū),以保證可見LNG氣化站的安全至關(guān)重要。在設(shè)計過儲罐發(fā)生的事故對周圍設(shè)施造成的危害降低到最小公用工程設(shè)計Public Utilities Denig程度。圍堰區(qū)是指用壓實土、混凝土、金屬等低溫材每個儲罐的液相管上設(shè)2個緊急切斷閥,發(fā)生意料在LNG儲罐周圍建造的堤防、護墻或排液系統(tǒng)所外事故時切斷儲罐與外界的連通,防止罐內(nèi)LNG泄圍成的區(qū)域。其作用是當LNG泄露或溢出時,將可露燃液體限制在圍堰區(qū)內(nèi),防止進一步擴散;當發(fā)生火每個儲罐設(shè)2套相互獨立的液位測量裝置。災(zāi)時,阻止火焰向四周蔓延。在儲罐真空夾層套層設(shè)壓力儀表,測量壓力是否在2.5LNG儲罐合理的范圍內(nèi)LNG儲罐按結(jié)構(gòu)形式可分為地下儲罐、地上金多臺儲罐之間隔離閥的操作水平凈距至少為屬儲罐和金屬-預(yù)應(yīng)力混凝土儲罐3類,地上LNG0.9m儲罐又分為金屬子母罐和金屬單罐2種。LNG氣化儲罐投入運行時,設(shè)溫度檢測儀,用來監(jiān)測溫度站采用何種儲罐,主要決定于其儲存量。儲存量為或作為檢查和校正液位計的工具。1200m3-5000m3時可采用金屬子母儲罐帶壓儲存和④儲罐應(yīng)當設(shè)置一個高液位報警器,使操作人常壓罐儲存。儲存量為1200m3以下的城市LNG氣員有足夠的時間停止進料。儲罐應(yīng)設(shè)置高液位進料化站,基本采用金屬單罐帶壓儲存切斷裝置,它應(yīng)與全部的控制計量儀表分開設(shè)置。1)LNG儲罐的安全措施⑤為了避免罐內(nèi)形成空氣與天然氣的混合氣體根據(jù)儲罐容積合理確定安全間距,見表1導(dǎo)致事故,儲罐首次充注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)的空氣或天然氣儲罐容積v圍堰墻到站區(qū)圍墻的水平儲罐之間水平凈距最凈距最小值/m小值/m置換出來,進行情化處理。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,考慮儲罐的抗568≤V<1140150震和抵御風雪荷載的能力。1140≤v<2650相鄰儲罐公稱直徑之2650V儲罐公稱直徑的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,也稱翻滾,通常出現(xiàn)在多組分的液②為保證儲罐及其連接部件在LNG及其冷蒸化天然氣中,是由于向已裝有LNG的低溫儲罐中充汽溫度下能正常工作,儲罐材料必須滿足低溫性能注新的LNG,或由于LNG中的氮優(yōu)先蒸發(fā)而使儲罐要求。暴露的儲罐隔熱層應(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移動。儲罐內(nèi)外法有:①將不同產(chǎn)地、不同氣源的LNG分開儲存,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)需儲存的LNG冷蒸汽的性質(zhì),而且當外筒遇火災(zāi)事故時,能確保內(nèi)與儲罐內(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罐中充注LNG。④③合理設(shè)計、配置閥門等附件,主要包括:檢測LNG的蒸發(fā)速度,LNG分層會抑制LNG的蒸儲罐進液系統(tǒng)設(shè)頂部、底部兩個進液閥。當充注液體發(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罐中原有液體物理性質(zhì)有差異時,通過不同部蒸發(fā)速度低位的進液,減少混合液體分層的可能性,減少事故發(fā)3)儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率生率網(wǎng)儲罐靜態(tài)蒸發(fā)率能較為直觀地反映儲罐在使用設(shè)置足夠數(shù)量的安全閥,安全閥與罐體之間設(shè)時的中國煤化工熱壓力容器在裝有手動截止閥保證儲罐工作壓力在允許范圍內(nèi)。內(nèi)筒大CNMH(,靜止達到熱平衡設(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Pable Utilities Design國家現(xiàn)行標準中沒有給出LNG儲罐蒸發(fā)率的的隔熱要求還應(yīng)特別注意因低溫引起的熱應(yīng)力防上限標準,設(shè)計時可以參考液氮的標準止水蒸氣滲漏、避免出現(xiàn)冷凝和結(jié)冰、管道泄露的探七器26氣化測方法以及防火等問題。LNG管道和其他低溫液體美國標準NFPA59A[7]將氣化器分為加熱氣化輸送管道一樣,管道的熱補償是一個需要細心考慮器、環(huán)境氣化器和工藝氣化器3類。氣化器安全設(shè)計的重要問題主要有以下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:對儲罐及臨近儲罐的設(shè)備進行冷卻保護,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、可燃制冷劑或可燃氣體儲罐統(tǒng)安全設(shè)計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、車間火災(zāi)和泄漏探測報警系統(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?；鹣到y(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,布置多個氣化器時,各氣化器之間的水平凈距至少為3結(jié)語LNG設(shè)施在國外已安全、環(huán)保地運行了30a,但1.51是,設(shè)計出既安全又經(jīng)濟的LNG氣化站仍是一項挑2)合理設(shè)置閥門等附件,主要包括:①每臺氣化器都應(yīng)設(shè)置進口、出口切斷閥和安全戰(zhàn)。國內(nèi)尚未頒布關(guān)于ING氣化站設(shè)計和施工規(guī)范,在工程設(shè)計中普遍以美國、歐洲國家、日本的標閥準作為參考,因此本著安全的原則,制定和頒布可②為防止泄露的LNG進入備用氣化器,可安裝兩個進口閥門,并采用安全措施排空積存在兩個靠可行、可依的LNG規(guī)范是當務(wù)之急。如【參考文獻】門之間的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)計探討門消防科學與技術(shù),200(4)上安裝切斷閥,該閥門可由現(xiàn)場操作或遠程控制,且【】劉新領(lǐng)液化天然氣供氣站的建設(shè)門煤氣與熱力,200,2有一定保護措施預(yù)防閥門因溫度過低而失效。(1):35-36.④在液體管路上設(shè)自動控制切斷閥,該閥門到【3徐正康吳洪松液化天然氣在燃氣工業(yè)中的應(yīng)用門煤氣氣化器的水平凈距至少為3m,且在液體流量過大、與熱力,198,18(5):2729設(shè)備周圍溫度異常、氣化器出口處溫度過低時能自【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:機械工業(yè)出版社,2003場操作或遠程控制?！?】NFPA59A液化天然氣NG)生產(chǎn)、儲存和裝卸標準S]⑥設(shè)置自動裝置,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)備門煤氣與熱力1996,16度下進入輸配系統(tǒng)。這些裝置應(yīng)與僅用于緊急情況6):25-28的管路閥門配合使用?！?】周尹蘸汨囿化天埉氣儲罐中翻滾現(xiàn)象及預(yù)⑦設(shè)置溫度檢測儀,測量LNG、蒸發(fā)氣體和加熱中國煤化工(4):294296.介質(zhì)的進口溫度。【9】江CNMHG城市燃氣的應(yīng)用U27LNG輸送管道煤氣與熱力,2003,23(1):53-54,57在進行LNG管道設(shè)計中,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公用工程設(shè)計【文章編號】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)計與應(yīng)用■陳希勇',張允計2葉紹成(1中國恩菲工程技術(shù)有限公司,北京1000382洛陽中珪高科新材料有限公司,河南洛陽471000摘要】工廠在硅新材料生產(chǎn)過程中,排放強酸性高廢水上存在很大區(qū)別。若對每種工業(yè)廢水獨立設(shè)計相應(yīng)污酸)和酸性廢水對其兩種廢水進行處理,是本工程設(shè)計的的污水處理設(shè)施則會出現(xiàn)處理設(shè)施繁多建設(shè)運行枝術(shù)難題。通過對兩種工業(yè)廢水的水質(zhì)、水量特點的分析,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,在確保水過于復(fù)雜、運營成本過高的問題。若將各種廢水進行質(zhì)處理效果的前提下,有效地降低了工程投資與運行成本簡單混合后再處理,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)計抗作用,增大處理難度與運行費用。對于類似的情【中圖分類號】X703【文獻標志碼】A況,在工藝設(shè)計過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)計過程中經(jīng)常Systems with Multi-sources Basing on the面臨的問題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)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operational costs are significantly reduced to achieve the promising對于“污酸”和酸性污水,可以采取混合后處理達標排放、分開單獨處理達標排放和污酸處理至ds]waste water treatment; water quality and quantity定程度后與酸性污水混合進行后續(xù)處理并達標排放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,取對于某一工業(yè)企業(yè)而言,如化工、治金等,往往決于兩類污水水質(zhì)與水量的綜合分析與評價。在不同的工業(yè)生產(chǎn)單元中會產(chǎn)生不同類型的工業(yè)廢污酸的水質(zhì)水量特點:水量較小,平均每天僅水,且不同來源的廢水在水質(zhì)、水量與處理水質(zhì)目標15m:酸性極強,其中HF含量約為0 It, HNO約展[門真空與低溫,2000(6):125-132中國煤化工【收稿日期】20100205CNMHG冊設(shè)備工程師,從事LNG氣化設(shè)計及燃氣燃燒與應(yīng)用研究,(電子信箱)變作者簡介drchh@sohu.com