液化天然气罐箱堆场安全技术浅析

２０２１，３１（４）姚树君等　液化天然气罐箱堆场安全技术浅析　
液化天然气罐箱堆场安全技术浅析
姚树君 山东海洋集团有限公司　济南　２５０１０２孔建建　高　娜　山东华胜能源有限公司　济宁　２７２１００　
摘要　目前我国进口ＬＮＧ主要采用“大型ＬＮＧ运输船＋大型ＬＮＧ接收站”运输模式，通过管道和槽车
进行ＬＮＧ外输，终端客户依靠储罐存储和使用ＬＮＧ，接收站和管道设施建设周期及配套设施投入大和周期长严重制约了ＬＮＧ进口业务的发展。

ＬＮＧ罐箱作为ＬＮＧ运输载体，通过实现公路、铁路、水运多式联运新模式能够一定程度上补充解决这个问题。

本文结合当前国内天然气储气调峰设施建设情况和Ｌ
ＮＧ罐箱特点，针对ＬＮＧ罐箱堆场，提出工艺及设施安全设计和安全运行与维护方面的建议，为中国标准化协会城镇基础设施分会发起编制的《液化天然气罐箱堆场技术规程》献言献策。

关键词　液化天然气罐箱　堆场　安全技术
姚树君：工程师。

２
００６年６月毕业于长江大学城市燃气专业。

从事油气储运工程建设及运营、压缩天然气（ＣＮＧ）、液化天然气（ＬＮＧ）、液化石油气（ＬＰＧ）生产加工、储配与安全技术管理方面的工作。

联系电话：１５６２８９９９１６６，Ｅ－ｍａｉｌ：１５１８２２５７１９＠ｑｑ ｃｏｍ。

近年来，为完成相应环保指标，煤改气在北方地区加速推进，又因我国储气调峰能力与天然气市场发展不匹配，天然气供需失衡导致北方供暖季出现大规模“气荒”现象。

为此，国家要求加快储气设施建设和完善储气调峰辅助市场机制。

液化天然气罐箱堆场储运调峰，较固定式储罐具有投资
少、占地小、工期短以及可利用多式联运物流方式，突破传统大型ＬＮＧ接收站的限制，为分布在各地的天然气终端客户提供“一罐到底”的能源物流解决方案等优点，备受市场青睐。

１　背景
２０１９年１０月３１日国家发改委能源局组织召开Ｌ
ＮＧ罐式集装箱调峰储备项目评审会，会议主要对河北、山东、安徽、湖北四省的ＬＮＧ罐箱项目建设的必要性和可行性进行论证。

与会的还有交通运输部、国家铁路运输监管局、中海油办公厅、四省发改委代表及相关项目组、专家组人员。

山东省能源局于２０２０年３月印发《山东省储气设施规划建设方案（
２０１８－２０２０年）》，优化调整方案明确提出：优化储气设施布局，形成以沿海ＬＮＧ储备基地为主、内陆ＬＮＧ储备基地为辅、ＬＮＧ罐箱集散中心和其他储气设施为补充、管网互联互通为支撑的储气调峰体系。

其中要求试点建设ＬＮＧ罐箱集散中心，增加备用ＬＮＧ罐箱作为储
气调峰的重要补充。

方案鼓励建设Ｌ
ＮＧ罐箱集散中心。

贯彻落实国家鼓励开展ＬＮＧ罐箱试点要求，充分发挥ＬＮＧ罐箱宜储宜运、供应灵活的优势，鼓励各地依托大型危化品物流企业运输和堆场设施开展Ｌ
ＮＧ罐箱多式联运试点，作为供暖季到来前储气能力未达标部分的补充措施。

ＬＮＧ罐箱供应链创新联盟成员单位“老虎燃气”在遵守安全合规的原则下，发挥创新精神，突破多重瓶颈，在山东龙口建设ＬＮＧ罐箱调峰集散中心，该项目已通过国家立项审批并开工建设。

其位于安徽马鞍山的年销售２２０万吨液化天然气调峰保供存储集散中心项目也已与马鞍山市签约落户郑蒲港新区。

据了解，中国天然气位于连云港市徐圩新区ＬＮＧ罐箱物流集散中心堆场，占地约１００亩，可满足１８０台ＬＮＧ罐箱重箱的存放和若干空箱存放。

这些项目的实施将为国家下一步全面推开罐箱天然气提供示范引领，但其设计相关标准严重滞后，给行业发展带来较大安全风险隐患。

中国标准化协会城镇基础设施分会发起《液化天然气罐箱堆场技术规程》的编制并通过中国标准化协会论证立项，笔者及其所在单位作为ＬＮＧ罐箱供应链创新联盟理事长单位牵头联盟成员参编。

本文列出ＬＮＧ罐箱堆场的主要安全技术要求，供大家参考。

２　ＬＮＧ罐箱堆场工艺及设施安全设计
７
. All Rights Reserved.
ＣＨＥＭＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＤＥＳＩＧＮ化工设计２０２１，３１（４）
２ １　一般规定
ＬＮＧ罐箱堆场工艺设备、工艺装置的布置应保证工艺流程顺畅，且应便于安装、操作、检修和消防。

在正常操作工况下与ＬＮＧ接触的设备受压元件、管道材料等的选择可按《液化天然气的一般特性》ＧＢ／Ｔ１９２０４中的有关规定。

所有组件应按现行相关标准设计和建造，物理、化学、热力学性能应满足在相应设计温度下最高允许工作压力的要求，其结构应在事故极端温度条件下保持安全、可靠。

２ ２　工艺及设施
（１）ＬＮＧ罐箱本体及附件材料的选择、设计、制造和检验应符合《压力容器》ＧＢ／Ｔ１５０、《冷冻液化气体罐式集装箱》ＮＢ／Ｔ４７０５９和《移动式压力容器安全技术监察规程（含修改单）》ＴＳＧＲ０００５的有关要求。

罐箱应设置液位计，ＬＮＧ最高液位以上应设置压力表，在内罐与外罐之间应设置检测环形空间绝对压力的仪器，液位计、压力表应能就地指示，并应将检测信号传送至控制室集中显示。

罐箱阀门的设置应符合《冷冻液化气体罐式集装箱》ＮＢ／Ｔ４７０５９的有关规定。

（２）堆场作业、装卸车作业及水平运输机械，应根据作业安全性、堆场容量及堆场布置形式经综合比选确定。

宜选用ＬＮＧ或电力驱动设备。

（３）堆场装卸设备主要为垂直起吊设备和水平运输设备。

垂直起吊设备应符合堆场作业采用集装箱正面吊时，堆场内作业通道不应小于１２ｍ；堆场作业采用轮胎式集装箱龙门起重机时，除满足箱距要求和必要的收集设施外，不超过６列应设１条不小于５ｍ的消防通道，该通道可共用于作业通道；采用正面吊作业时，建议作业通道不小于１２ｍ；集装箱空箱状态下不应堆高层，因为空箱重约为１２ｔ，采用多箱同时作业风险较高。

水平运输设备宜采用集装箱拖挂车等运输机械，并宜采用清洁能源。

（４）ＬＮＧ罐箱与站外建（构）筑物的防火间距，当总容积Ｖ≤２０００ｍ３时参照《城镇燃气设计规范》ＧＢ５００２８第９ ２ ４条，Ｖ＞２０００ｍ３时参照《液化石油气供应工程设计规范》ＧＢ５１１４２第５ ２ ８条。

（５）应急处置区应设集中放散管，若ＢＯＧ回收利用，应满足《城镇燃气设计规范》ＧＢ５００２８有关规定。

放散管、放空总管的设置应符合下列规定：①进入放散管、放空总管的低温气体应加热成比空气轻的气体后方可排入放散管；②堆场内的操作放散、检修放散、安全放散的放散管口应高出距其１０ｍ范围内的建（构）筑物或露天设备平台２ｍ以上，且距地面高度不得小于５ｍ；③从放空阀门排气口至放散管、放空总管接入点之间的管道不应缩径；④采用人工操作控制的放散装置宜将放散的天然气引至管道或容器内回收；⑤放散管、放空总管顶端不应加设弯管；⑥放散管、放空总管可根据需要设置防回火装置；⑦放空总管底部宜采取排污措施；⑧放空总管管口应高出距其２５ｍ范围内的建（构）筑物２ｍ以上，且距地面高度不得小于１０ｍ，并建议参照《城镇燃气设计规范》ＧＢ５００２８和住建部标准定额司２０１７年９月发布《城镇液化天然气供应站设计规范（征求意见稿）》，同时建议城镇燃气行业参照《小型液化天然气气化站技术规程》Ｔ／ＢＳＴＡＵＭ００１－２０１７，浙江省内企业参照浙江省住建厅《城镇小型液化天然气气化站技术规程》ＤＢ３３／Ｔ１１５５－２０１８；⑨有害物质的浓度及排放量应符合有关污染物排放标准的规定；⑩放散、放空时形成的噪声应符合有关职业卫生标准。

３　ＬＮＧ罐箱堆场安全运行与维护
３ １　一般规定
（１）ＬＮＧ罐箱堆场运行单位制定的管理制度和操作规程应包括下列内容：①事故统计分析制度；②隐患排查和分级治理整改制度；③日常运行中发现问题及事故处理的报告程序。

（２）堆场运行与维护中，应利用监控及数据采集系统，实现故障判断、作业指挥及事故统计分析的智能化。

堆场应安排驻站人员进行２４小时值守。

进入厂站内不得携带火种、非防爆型无线通信设备，未经批准不得在站内从事可能产生火花性质的操作。

ＬＮＧ罐箱运输车应符合国家有关危险化学品运输的规定。

堆场应按新标准《图形符号安全色和安全标志第５部分：安全标志使用原则与要求》ＧＢ／Ｔ２８９３ ５的规定正确悬挂安全标志。

（３）ＬＮＧ设施应按本规程第３ ２条的规定执行。

其他设备、工艺管道以及管道附件和站内消防设施、监控及数据采集系统运行维护、图档资料管理，应按现行行业标准《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》ＣＪＪ５１的有关规定执行。

８
. All Rights Reserved.
２０２１，３１（４）姚树君等　液化天然气罐箱堆场安全技术浅析　
（４）罐箱的运行、维护应符合下列规定：①罐箱内ＬＮＧ的液位、压力和温度应定期进行现场检查和实时监测，储存压力不得高于最大工作压力；②罐箱基础应牢固，罐箱的垂直度应定期进行检查；③应对罐箱外壁定期进行检查，表面应无凹陷，漆膜应无脱落，且应无结露、结霜现象；
④罐箱的静态蒸发率应定期进行监测；罐箱的真空度检测宜每年一次。

３ ２　运行规定
（１）ＬＮＧ罐箱应由经过专业培训的人员操作。

堆场每天应进行测漏工作，并做好记录。

（２）罐箱及管道检修前后应采用干燥氮气进行置换，不得采用充水置换的方式。

在检修后投入使用前应进行预冷试验，预冷试验时罐箱及管道中不应含有水分及杂质。

（３）ＬＮＧ罐箱在进入堆场前，应安排堆场人员会同物流单位（驾驶员或押运员）对罐箱进行检查，检查内容不少于：外部结构、铅封状态、操作箱内配件、压力、液位、温度，如发现异常情况应通知堆场管理部门进行处理，在未处理之前不得入场。

罐箱堆码应整齐稳固，上下箱的角件应充分接触，其角件间的最大偏离量纵向不大于３８ ０ｍｍ，横向应不大于２５ ４ｍｍ。

（４）ＬＮＧ罐箱在离开堆场前，必须安排堆场人员会同物流单位（驾驶员或押运员）对罐箱进行检查，检查内容不少于：外部结构、铅封状态、操作箱内配件、压力、液位、温度，如发现异常情况应通知堆场管理部门进行处理，在未处理之前不得离场。

（５）为有效快速处置各类突发事件，最大限度地预防和减少突发事件及其造成的损失和影响，保障员工生命财产安全，堆场应制定应急处置方案，方案中至少包含如下内容：火灾爆炸事故处理、ＬＮＧ泄露处理、罐箱跌落处理、汛期灾害处理、恶劣天气现场处理、罐箱真空失效和超压处理。

日常巡检至少包含如下内容：可燃气体泄露监控设施的工作状态、消防设施的工作状态、罐箱的堆码状况、是否存在违规操作。

３ ３　维护规定
（１）根据堆场配置设备的特性，应制定装卸设备和其他辅助设施的维护方案。

（２）车辆及人员应符合以下管理规则：①堆场应对罐箱、车辆、人员进出场进行登记、资料核对和管理；②车辆应装有火星熄灭器和车辆静电拖地带，静电释放带应触及地面；③人员应按规定穿戴个人安全防护用品；④禁止携带火种；⑤禁止使用手机、无防爆性能的普通对讲机等无线通讯设备；⑥禁止非操作人员和车辆在操作区内滞留、休息和进行车辆的检修排故；⑦禁止扔弃各类杂物（特别是含有油脂类的废弃物）；⑧进场时的车辆车速应不大于５ｋｍ／ｈ，场内行驶的车速应不大于１０ｋｍ／ｈ；⑨进出堆场的车辆，应按照规定的路线、行驶方向、速度等行驶；⑩车辆进入堆场后，司机不应离开驾驶室； 瑏瑡运输车辆的驾驶员严禁逆行、超车、急转弯、急刹车，前后车辆应保持安全距离； 瑏瑢运输车辆行驶中如遇罐箱装卸设备作业应停车避让； 瑏瑣非操作人员、车辆不应进入吊装设备作业的安全警示区； 瑏瑤装卸作业应在装卸管理人员的现场指挥下进行； 瑏瑥装卸作业指挥人员佩戴的标志应明显，指挥信号应清晰、准确； 瑏瑦装卸设备操作人员应做到谨慎操作、稳起稳落。

（３）堆场应符合下列要求：①堆场面层应平整无突出物或其他障碍物，应使集装箱仅由４只角件支承，装卸运输机械的工作载荷及额定的集装箱堆存不得超过设计载荷；②堆场照明照度应符合相关规定；③堆场产生的污水应收集处理，并符合相关排放规定；④防雷和接地设施应定期检测并保持技术状况良好；⑤消防器材配置应符合相关规定，应定期检查，确保使用；火警报警系统应处于完好适用状态；电气设备应处于适用状态；视频监控系统应达到堆场作业和堆存状态监控的要求；堆存场地、道路和周围环境及环形消防通道应畅通；⑥灾害性气象警报发布时，可降低堆码高度和对外围集装箱采用紧箍装置或绳索进行栓固措施；⑦遇有（水淹、火灾、事故等）异常情况，需对罐箱进行转移时，应充分考虑其危险特性；⑧按相关规定制定堆场应急预案，并进行评审、备案、培训和演练。

当发生险情或者事故时，应立即启动专项应急预案；⑨建立罐箱监控系统以及场站安全管理制度；建立隐患排查和分级治理整改制度；建立日常运行发现问题及事故处理报告程序；⑩罐箱的运输车辆应符合国家有关危险化学品运 （下转第４７页）
９
. All Rights Reserved.
２０２１，３１（４）姚勇涛　带微正压的增安柜
　图４　完成认证的机柜示意图
４ ２　和其他类型的防爆机柜相比较的优势４ ２ １　与正压柜相比
虽然带上了微正压的增安柜和正压柜一样需要仪表空气，但是由于对仪表空气的要求不同依然存在如下优势：
（１）不依赖于仪表空气。

相比较于正压柜在仪表空气出现问题时必须自动断电（０区和１区）或者报警要求尽快恢复仪表空气的供应（２区），该增安柜可以在失去仪表空气供应的情况下长时间继续工作。

（２）经济性。

整套微正压系统成本大概只有现在市面上最便宜的正压系统的１／３。

４ ２ ２　与隔爆柜相比
和隔爆柜相比较，该机柜有如下优势：（１）可以制作大体积机柜。

由于隔爆柜需要足够的强度来限制内部爆炸能量的外泄，因此受限于现有的材料技术，隔爆柜的体积都比较小，特别是ＩＩＣ的隔爆柜，普遍很小，内部元器件的数量和体积受到很大限制。

（２）轻便。

为了保证轻度，同样大小的隔爆柜重量是增安柜的好几倍，安装和开箱都比较困难。

４ ３　和其他类型的防爆机柜相比较的劣势
（１）使用区域限制：相较于正压柜和隔爆柜
可以使用在０区和１区，增安柜只能使用在２区。

（２）内部安装元器件限制：相较于正压柜和隔爆柜对内部元器件没有特殊的限制条件，增安柜内部只能安装有２区认证或者通过了相关单位审核测试的元器件。

元器件选择面比较窄。

（３）设计认证复杂：相比较正压柜和隔爆柜在安装了相关元件后的成品认证，增安柜需要考虑的情况比较多，涉及面比较广，认证相对比较困
难。

由于上面这些原因，增安柜通常都用于在２区能大量使用并批量生产的标准产品上。

５　后续问题及改进
从２０１９年底开始，以某化工园区乙烯项目为主的化工项目开始大量使用这种带了微正压的增安柜。

在这一年多时间的使用过程中发现，这种大型的增安柜在作为现场智能设备安装载体时存在夏天机柜内温度偏高的问题，特别是当机柜受到太阳直射的时候。

针对该问题，除了为机柜增加遮阳棚以外，正在开发带涡旋冷却器的增安柜。

由于现有的涡旋冷却器不符合增安柜的使用要求，所以需要对机柜和冷却器做改进。

６　结语
综上所述，本文通过增安柜在某化工园２区现场使用中遇到机柜进水导致防爆失效的实例，根据增安的实现条件，提出了微正压的解决方案，并最终证明带微正压增压柜在２区使用具有较大优越性。

参　考　文　献
１　ＧＢ３８３６，爆炸性环境［ｓ］．
２　ＧＢ５００５８，爆炸危险环境电力装置设计规范［ｓ］．
（收稿日期　２０２１－０４－０７檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪）（上接第９页）
输的规定；罐箱的运输车如需临时停放应按要求停入指定停车区； 瑏瑡堆场内消防设施和监控以及数据采集系统的运行、维护，应按现行行业标准有关规定执行； 瑏瑢堆场应建立进出场台账，应包括设备编号等信息内容。

４　结语
《液化天然气罐箱堆场技术规程》的编制将填
补我国ＬＮＧ罐箱堆场相关标准的空白，有利于天然气储气调峰规划的落地实施，为我国城市燃气储气调峰设施建设与安全运营起到积极地推动作用。

参　考　文　献
１　张继光主编．催化剂制备过程技术［Ｍ］．中国石化出版
社．
２　陈敏恒等主编．化工原理［Ｍ］．化学工业出版社．
（收稿日期　２０２１－０３－２０）
７４
. All Rights Reserved.。