安全设施设计专篇

目录
1 设计依据....................................... 错误!未定义书签。

设计依据的法律、法规.............................. 错误!未定义书签。

设计采用的主要技术规范、规程、标准................ 错误!未定义书签。

设计合同.......................................... 错误!未定义书签。

其它相关资料...................................... 错误!未定义书签。

2 建设项目概况................................... 错误!未定义书签。

项目的建设单位、生产规模、产品方案、建设性质、地理位置、工程占地面积、设计范围及分工..................................... 错误!未定义书签。

建设项目的主要工艺技术及与国内或国外同类项目技术对比情况错误!未定义书签。

项目涉及的主要原辅材料和产品名称及最大储量........ 错误!未定义书签。

项目的工艺流程、主要装置和设施的布局及其上下游生产装置的关系错误!未定义书签。

项目配套公用和辅助工程或设施的名称、能力（或负荷）错误!未定义书签。

项目装置的主要设备表.............................. 错误!未定义书签。

项目外部依托条件或设施............................ 错误!未定义书签。

建设项目所在地自然条件............................. 错误!未定义书签。

项目所在地的周边情况.............................. 错误!未定义书签。

3 建设项目过程危险源及危险和有害因素分析......... 错误!未定义书签。

物料危险性分析.................................... 错误!未定义书签。

建设项目工艺过程可能导致泄漏、爆炸、火灾、中毒事故的危险源错误!未定义书签。

建设项目可能造成作业人员伤亡的其他危险和有害因素 . 错误!未定义书签。

建设项目涉及的危险源及危险和有害因素存在的主要作业场所错误!未定义书签。

装置或单元的火灾危险性分类和爆炸危险区域划分 ..... 错误!未定义书签。

危险化学品重大危险源辨识.......................... 错误!未定义书签。

重点监管的危险化工工艺分析........................ 错误!未定义书签。

项目的固有危险程度分析............................. 错误!未定义书签。

4 设计采用的安全设施............................. 错误!未定义书签。

工艺系统 (25)
总平面布置 (26)
设备及管道 (30)
电气及仪表 (31)
自控系统 (34)
建、构筑物 (34)
其他防范措施 (37)
事故应急措施及安全管理机构 (40)
5 结论和建议..................................... 错误!未定义书签。

结论 (50)
建议 (52)
6 附件 (55)
主要安全设施一览表 (55)
专篇附图 (56)
非常用的术语、符号和代号说明
1 危险化学品
具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质，对人体、设施、环境具有危害的剧毒化学品及其他化学品。

2 安全设施
在生产经营活动中用于预防、控制、减少与消除事故影响采用的设备、设施、装备及其他技术措施的总称。

3 新建项目
有下列情形之一的项目为新建项目：
1）新设立的企业建设危险化学品生产、储存装置（设施），或者现有企业建设与现有生产、储存活动不同的危险化学品生产、储存装置（设施）的；
2）新设立的企业建设伴有危险化学品产生的化学品生产装置（设施），或者现有企业建设与现有生产活动不同的伴有危险化学品产生的化学品生产装置（设施）的。

4 改建项目
有下列情形之一的项目为改建项目：
1）企业对在役危险化学品生产、储存装置（设施），在原址更新技术、工艺、
主要装置（设施）、危险化学品种类的；
2）企业对在役伴有危险化学品产生的化学品生产装置（设施），在原址更新技术、工艺、主要装置（设施）的。

5 扩建项目
有下列情形之一的项目为扩建项目：
1）企业建设与现有技术、工艺、主要装置（设施）、危险学品品种相同，但生产、储存装置（设施）相对独立的；
2）企业建设与现有技术、工艺、主要装置（设施）相同，但生产装置（设施）相对独立的伴有危险化学品产生的。

6 危险源
可能导致人身伤害、健康损害、财产损失、工作环境破坏或这些情况组合的根源或状态。

7 危险和有害因素
可对人造成伤亡、影响人的身体健康甚至导致疾病的因素。

8 危险化学品数量
长期或临时生产、加工、使用或储存危险化学品的数量。

9 作业场所
可能使从业人员接触危险化学品的任何作业活动场所，包括从事危险化学品的生产、操作、处置、储存、搬运、运输危险化学品的处置或者处理等场所。

1 设计依据
设计依据的法律、法规
1、《中华人民共和国安全生产法》（）
2、《中华人民共和国环境保护法》（）
3、《中华人民共和国消防法》（）
4、《中华人民共和国职业病防治法》（）
5、《危险化学品安全管理条例》（国务院令第591号）
6、《易燃易爆化学物品消防安全监督管理办法》（公安部令第18号）
7、《劳动防护用品监督管理规定》（国家安监总局令第1号）
8、《危险化学品名录》（2002年版，国家安全生产监督管理局等）
9、《建设项目安全设施“三同时”监督管理暂行办法》国家安监总局令第36号
10、《产业结构调整指导目录（2011版，2013年修改版）》（中华人民共和国国家发展和改革委员会令第21号）
11、《危险化学品建设项目安全监督管理办法》（国家安全生产监督管理总令第45号）
12、《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知》（安监总管三〔2011〕95号）
13、《危险化学品建设项目安全设施设计专篇编制导则》（安监总厅管三〔2013〕39号）
设计采用的主要技术规范、规程、标准
1、《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB 50156-2012）
2、《天然气》（GB 17820-2012）
3、《液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范》（NB/T 1001-2011）
4、《城镇燃气设计规范》GB50028-2006
5、《建筑设计防火规范》（GB 50016-2006）
6、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB 50058-92）
7、《低压配电设计规范》（GB 50054-2011）
8、《建筑灭火器配置设计规范》（GB 50140-2005）
9、《危险化学品重大危险源辩识》（GB 18218-2009）
10、《常用化学危险品贮存通则》（GB 15603-95）
11、《化学品分类和危险性公示通则》（GB 13690-2009）
12、《易燃易爆性商品储藏养护技术条件》（GB 17914-99）
13、《危险化学品经营企业开业条件和技术要求》（GB 18265-2000）
14、《职业性接触毒物危害程度分级》（GBZ 230-2010）
15、《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ 2-2007）
16、《建筑物防雷设计规范》（GB 50057-2011）
17、《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）
18、《防止静电事故通用导则》（GB 12158-2006）
19、《安全标志及其使用导则》(GB 2894-2008)
20、《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计防火规范》 (GB 50493-2009)
21、《生产设备安全卫生设计总则》(GB 5083-99)
22、《化工企业安全卫生设计规定》（HG 20571-1995）
22、《加油加气站视频安防监控系统技术要求》AQ/T 3050-2013
23、《化工企业劳动防护用品选用及配备》AQ/T 3048-2013
24、《化学品作业场所安全警示标志规范》AQ/T 3047-2013
设计合同
河南昆仑能源发展有限公司与河南大通石化工程设计有限公司签订的设计合同。

其它相关资料
企业提供的市政供电、供水、污水管网等其它有关资料。

2 建设项目概况
项目的建设单位、生产规模、产品方案、建设性质、地理位置、工程占地面积、
设计范围
项目建设单位：河南昆仑能源发展有限公司
项目名称：神木县沙峁镇刘家坡村LNG三级站
生产规模：日供气量20000Nm3/d
产品方案：LNG设2台单枪LNG加气机，1个60m3卧式LNG储罐，
1套LNG单泵橇
建设性质：新建危险化学品储存建设项目
地埋位置：陕西省榆林市神木县沙峁镇刘家坡村
工程占地面积：
设计范围：LNG的储存设施、加气设施及其辅助设施。

河南昆仑能源发展有限公司神木县沙峁镇刘家坡村LNG三级站（以下简称“本站”或“该站”）系新建危险化学品储存建设项目，LNG加气规模：20000Nm3/d。

加气储存规模：LNG卧式储罐容积60m3，2台LNG单枪加气机。

根据《液化天然气（LNG）汽车加气站技术规范》（NB/T1001-2011）的规定，该站为三级站。

本加气站站房建筑面积，罩棚投影面积。

本次设计的范围是该站LNG存储和加气设施及其辅助设施的安全设施设计，包括建筑、结构、工艺、电气、消防等多个方面。

主要内容为站房、罩棚及工艺设备的总平面布置、工艺流程的设计、消防设施及器材的布置、防雷防静电接地、可燃气体检测的设计等。

其中罩棚的结构由甲方另行委托有相应资质的单位进行设计，不在本次设计范围之内。

项目外围与市政系统交接的相关资料收集由甲方负责。

根据《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB 50156-2012）中第条的相关规定，该站LNG储罐总容积为60m3，故本站为三级LNG站。

该建设项目概况见表：
表建设项目概况
储量LNG：储罐总容积为60m3
主要设备1个60m3卧式低温LNG储罐、2台LNG加气机；1套LNG单泵橇建设项目的主要工艺技术及与国内或国外同类项目技术对比情况
根据最新资料显示，目前世界上有三四十个国家在进行液化天然气（LNG）的研发和使用，全世界约有三百六十七万多辆汽车使用液化天然气（LNG）作为动力。

本项目液化天然气用LNG槽车通过公路运到LNG加气站，通过站内LNG泵橇中的卸车储罐增压气化器给LNG槽车增压，利用压差将LNG输送至60m3低温储罐储存。

为汽车充装时利用LNG泵将LNG输送至加液机，给燃料汽车加液。

所有液相管道系统上的手动操作阀门开启时应缓慢操作，避免阀门后面在常温态的管道温降过快。

在本项目设计中，LNG储存设备选用全容积为60m3卧式圆筒形真空粉末绝热储罐1座，具有真空度要求高、工艺简单、隔热效果好、施工难度低的特点。

该站采用LNG泵橇，将潜液泵、卸车增压器设置在一个泵橇上，具有高度集成、一体化设计、占地面积小；类似集装箱设计，便于运输和转移，具有良好机动性。

项目涉及的主要原辅材料和产品名称及最大储量
本项目涉及的主要原料及产品为LNG（液化天然气），其最大储量见下表：
表主要原料、产品品种及最大储量表
项目的工艺流程、主要装置和设施的布局及其上下游生产装置的关系
工艺流程
本站LNG工艺流程如下：
液化天然气用LNG槽车通过公路运到LNG加气站，通过站内LNG泵橇中的卸车储罐增压气化器给LNG槽车增压，利用压差将LNG输送至LNG低温储罐储存，也可以利用LNG潜液泵将槽车内LNG卸入LNG储罐。

为汽车充装时利用LNG泵将LNG输送至加气机，给燃料汽车加气。

主要装置和设施布局
1、储气装置
该项目LNG储气方式采用卧式低温真空储罐。

根据项目需要，设置1座LNG 储罐，总容积为60m3。

LNG储罐位于加气机的南侧。

2、加气机
该项目拟设2台LNG加气机，分两列设置在站区前部的加气罩棚下，LNG加气机为单枪。

3、LNG泵橇
本项目设置1台LNG单泵橇，设置在储罐北侧。

5、站房
加气站站房位于站区的北部、分区包括办公室、营业室、配电室、控制室、发电间等。

6、项目建、构筑物一览表
表－1 项目建构筑物一览表
游生
产装
置的
关系
建设项目所需要的原料LNG均有企业供应，运输方式为汽运，由有运输资质的运输单位经LNG罐车运输至站区。

加气站通过加气机将LNG零售给用户。

项目配套公用和辅助工程或设施的名称、能力（或负荷）
本项目配套公用及辅助工程情况表如下：
项目装置的主要设备
本项目采用的主要设备情况见表。

表主要设备和设施名称、型号规格及数量一览表
经校验计算，该站涉及的主要工艺设备均能满足站内正常生产需求。

项目外部依托条件或设施
1、水源：建设项目的给水系统由自备水井供给。

2、电源：本工程负荷按三级负荷考虑，供电系统采用TN-S系统，电源由站区北侧围墙处的变压器低压侧引入。

3、消防站：项目所在地的神木县消防队，可作为本加气站消防工作的依托，项目距消防队约2公里，接到报警后15min可赶到现场。

建设项目所在地自然条件
神木县位于黄河中游，长城沿线，陕西省北端，约在北纬38°13′至39°27′、东经109°40′至110°54′之间。

县城位于县境中心略偏东南的窟野河东岸，约在北纬38°58′、东经110°30′处。

神木县境内呈不规则菱形，南北最大长度约141公里，东西最大宽度约95公里。

县城东至马镇乡葛富村65公里，隔黄河与山西省兴县裴家川乡相望；西至尔林兔镇石板太村54公里，与内蒙古自治区伊金霍洛旗的巴旱采当为邻；南至秃尾河口的界牌村85公里，隔黄河与山西省兴县大峪口乡相望；北至大柳塔乡后石圪台村77公里，与内蒙古自治区伊金霍洛旗的乌兰木伦庙毗连。

总面积7706平方公里，居陕西省内各县之首。

地质：
神木县抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度值为。

水文：
榆林市境内有大小53条河流汇入黄河，均较短小，较大的河流主要是四川四河：皇甫川、清水川、孤山川、石马川、窟野河、秃尾河、佳芦河、无定河。

汇入黄河的河流以黄河为侵蚀基准，流向由西北向东南（其中无定河上游流向三折），支流呈树枝状并从下游到上游增多。

较大的河流下游为基岩峡谷，比降较大，支流少而短直；中游一般河谷宽阔，漫滩阶地发育，河道宽浅，较大的支流多在中游汇集。

上游多发育在老谷涧上，河流深切成黄土（部分底部切入基岩）峡谷，比降大，多跌哨，流向受古地形的谷、涧走向控制，支流较多，但一般较直。

气象：
榆林市神木县界于海拔～米的沙漠丘陵地带，受极地大陆冷气团控制时间长，受海洋热带气团影响时间短，加之深居内陆，地势较高，下垫面保温、保水性不好，所以大陆性气候显着。

其主要特点是寒暑剧烈，气候干燥，灾害频繁，四季分明。

冬季漫长寒冷，夏季短促，温差大；冬季少雨雪，夏季雨水集中，年际变率大；多西北风，风沙频繁，无霜期短，日照丰富，光能强，积温有效性大。

年平均日照小时，日照百分率为65%，太阳年总辐射量千卡/厘米，生物辐射量为千卡/厘米，是陕西省多日照、强辐射区之一。

建设项目所在地的周边情况
该站西北侧是神盘公路，其他三侧是空地。

站区周围无下列重要设施场所：
a)商业中心、公园等人员密集场所；
b)医院、影剧院、体育场（馆）等公共设施；
c)车站、码头（依法经许可从事危险化学品装卸作业的除外）、机场以及通信枢纽、铁路线路、水路交通干线、地铁风亭及地铁站出入口；
d)军事禁区、军事管理区；
e)法律、行政法规规定的其他场所、设施、区域。

站内LNG工艺设备与站外建（构）筑物的安全间距均符合《汽车加油加气站设计与施工规范》（GB 50156-2012）的相关要求。

具体间距情况详见表。

3 建设项目过程危险源及危险和有害因素分析
物料危险性分析
建设项目涉及的危险化学品特性
本加气站涉及的危险化学品为：天然气（主要成分为甲烷，天然气的特性可参考甲烷的特性）。

危险化学品相关数据来源于MSDS查询系统。

表危险化学品数据表
表甲烷危险特性表
险
性
泄
漏
处
理迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。

切断火源。

建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿消防防护服。

尽可能切断泄漏源。

合理通风，加速扩散。

喷雾状水稀释、溶解。

构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。

如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。

也可以将漏气的容器移至空旷处，注意通风。

漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。

灭火方法：切断气源。

若不能立即切断气源，则不允许熄灭正在燃烧的气体。

喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。

雾状水、泡沫、二氧化碳。

储运信息易燃压缩气体。

储存于阴凉、通风仓间内。

仓内温度不宜超过30℃。

远离火种、热源，防止阳光直射。

应与氧气、压缩空气、卤素（氟、氯、溴）等分开存放。

切忌混储混运。

储存间内的照明、通风等设施应采用防爆型，开关设在仓外。

配备相应品种和数量的消防器材。

罐储时要有防火防爆技术措施。

露天贮罐夏季要有降温措施。

禁止使用易产生火花的机械设备和工具。

验收时要注意品名，注意验瓶日期，先进仓的先发用。

平时要注意检查容器是否有泄漏现象。

搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。

包装方法：钢质气瓶。

运输注意事项：采用钢瓶运输时必须戴好钢瓶上的安全帽。

钢瓶一般平放，并应将瓶口朝同一方向，不可交叉；高度不得超过车辆的防护栏板，并用三角木垫卡牢，防止滚动。

运输时运输车辆应配备相应品种和数量的消防器材。

装运该物品的车辆排气管必须配备阻火装置，禁止使用易产生火花的机械设备和工具装卸。

严禁与氧化剂等混装混运。

夏季应早晚运输，防止日光曝晒。

中途停留时应远离火种、热源。

公路运输时要按规定路线行驶，勿在居民区和人口稠密区停留。

铁路运输时要禁止溜放。

注：1、危险类别及危规编号指《危险化学品名录》（2002年版）中的内容。

建设项目生产过程中涉及具有爆炸性、可燃性、毒性、腐蚀性的危险化学品数量、浓度（含量）和所在的单元及其状态（温度、压力、相态等）本站涉及具有爆炸性、可燃性、毒性的危险化学品为天然气（主要成分为甲烷，其数量、状态等情况见下表：
建设项目涉及重点监管的危险化学品情况
根据《国家安全监管总局关于公布首批重点监管的危险化学品名录的通知》（安监总管三【2011】95号）进行辨识，该加气站经营的天然气是被列入首批重点监管的危险化学品名录中的化学品。

该站在经营运输这些化学品时，应保证设备质量合格，并制定相应的安全措施和应急处置措施。

重点监管的危险化学品监控，管理措施应有效到位。

建设项目工艺过程可能导致泄漏、爆炸、火灾、中毒事故的危险源本站可能导致泄漏、爆炸、火灾、中毒事故的危险源，按其存在部位分述如下：
表加气站经营过程中可能导致泄漏、爆炸、火灾、中毒事故的危险源
表建设项目可能出现泄漏、爆炸、火灾、中毒事故分析一览表
注：表中“▲”表示存在该种危险、有害因素，“——”表示不存在这种危险。

建设项目可能造成作业人员伤亡的其他危险和有害因素主要职业危害因素
该加气站经营过程中的职业有害因素主要是泄漏、噪声和振动。

1）泄漏危害
液化天然气生产过程为密闭状态，高压常温储存，作业过程中，尤其是检修
过程中，易对作业人员造成泄漏危害，引起窒息甚至中毒。

2）噪声与振动危害性分析
本项目的噪声主要来源于液压橇、泵橇噪声，此类为连续噪声源。

此外，还有安全阀泄压，放空等气体放空噪声，属间歇噪声源。

以及加气车辆引起的噪声、震动等。

噪声使人烦躁、头晕、心悸，长时间在高噪声环境中作业会损伤听力，而且对神经、心脏及消化系统也会产生不良影响。

定性分析
该加气站在经营过程中存在的主要危险、有害因素有火灾爆炸、车辆伤害、触电、高处坠落、中毒和窒息、其它伤害等，分析情况如下：
1、火灾爆炸
1）火灾的危险性
（1）LNG 危险性
LNG 主要成份是甲烷，属甲类火灾危险性，爆炸极限范围（5～15）%（体积），最小点火源能量仅为，燃烧速度快，对空气的比重为，扩散系数为，极易燃烧爆炸，并且扩散能力强，火势蔓延快，一旦发生火灾难于施救。

（2）泄漏引发事故
站内工艺过程处于低温状态，工艺设备容易造成泄漏，外泄可能发生地点很多，管道焊缝、阀门、法兰、储罐等都有可能发生泄漏。

当 LNG 管道被拉脱或加气车辆意外失控而撞毁加气机时会造成天然气大量泄漏。

泄漏气体一旦遇引火源，就会发生火灾和爆炸。

（3）存在多种火源
加气站存在多种火源，如频繁出入的车辆，手机电磁火花、穿钉鞋摩擦、撞击火花、化纤服装穿脱产生的静电火花、雷击等，均可成为加气站火灾的点火源。

操作中也存在多种引火源，加气站设备控制系统是对站内各种设备实施手动或自动控制系统，潜在着的电气火花。

加气系统工作时，LNG 在管道中高速流动，易产生静电火花。

操作中使用工具不当，或因不慎造成的摩擦、撞击火花等。

2）设备爆炸危险性
（1）设备设计不合理、结构形状不连续、焊缝布置不当等引起应力集中；
设备材质选择不当、制造焊接质量不合要求及热处理不当等使材料韧性降低；设备壳体受到腐蚀介质的腐蚀、强度降低等可能使设备在生产过程中发生爆炸。

（2）在停车检修时，未对设备进行惰性气体置换，或置换不彻底，空气混入管道内，形成爆炸性混合物。

（3）装置外部可燃物起火，辐射热引起设备内温度急剧上升，蒸气压增大，发生冲料或爆炸。

3）管道系统火灾爆炸危险性分析
工艺管道输送易燃易爆介质，管道破裂泄漏时可燃介质遇点火源即可燃烧或爆炸。

管道经常发生破裂泄漏的部位主要有：与设备连接的焊缝处；阀门密封垫片处；管段的变径和弯头处；管道阀门、法兰、长期接触腐蚀性介质的管段；输送机械等。

引起管道泄漏的主要原因：管道的结构、管件与阀门的连接形式不合理，未考虑管道受热膨胀冷缩问题；管道材料本身缺陷，管壁太薄、有砂眼，代用材料不符合要求；加工不良，冷加工时内外壁有损伤；焊接质量不良，焊接裂纹、错位、烧穿、未焊透、焊瘤和咬边等；阀门、法兰等处密封失效。

4）压力容器破裂爆炸危险性分析
LNG 加气站中的 LNG 储罐等工作压力都在左右，属压力容器。

造成压力容器破裂爆炸主要原因有：
（1）延性破裂
延性破裂是压力容器整个壳体和金属壁经过大量的塑性变形以后产生的破裂。

这种破裂方式的基本条件是壳体在内压作用下，器壁整体截面上产生的应力达到或超过材料的强度。

局部的高应力不会直接导致容器的延性断裂。

压力容器延性破裂的常见原因主要是：容器未经过设计计算，设计壁厚过小；
运行过程中器壁被腐蚀或磨损而致大面积减薄；因操作失误（如关错阀门等）或减压阀等附件失灵，致使高压气体进入许用压力较低的容器中，造成容器严重
超压；容器内产生的气体，因阀等元件的失效发生阻塞而无法排出，使容器内压力急剧升高；液化气体容器因装液过量而造成“满液”，器内介质温度升高，压力显着增大；液化气体因受周围环境的影响（如靠近高温热源）温度升高，饱和蒸气压上升；器内残留有可燃性物料，在适当条件下发生局部的燃烧反应；容器内因原料或设备方面的原因，发生异常的化学反应，使容器因超压或材料强度降低而破裂。

（2）脆性破裂
压力容器脆性破裂是指壳体在较低的应力水平（例如器壁的当量应力低于材料的屈服强度）下未经塑性变形即发生的断裂。

压力容器的脆性破裂，需要同时具有下列三个条件：存在一个起触发作用的裂源，主要是裂纹等严重缺陷。

例如焊缝及其附近的裂纹、焊缝咬边、钢材中的白点等；在工作条件和环境下，特别是使用温度较低的情况下，材料呈脆性。

或者说是材料的韧性较差；局部地区存在较高的应力，包括附加应力和残余应力。

（3）疲劳破裂
承压壳体的疲劳破裂是指壳体经历过较多次数的反复应力作用以后，在不太高的名义应力下（远低于材料的抗拉强度）发生的破裂。

（4）应力腐蚀破裂
压力容器应力腐蚀破裂是指容器壳体在腐蚀性介质和拉伸应力的共同作用下而产生的破裂。