LNG 气化站罐区消防设计

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［摘要］分析了LNG 及LNG 储罐的特点，根据国家现行的相关设计防火规范，提出了LNG 气化站消防设计方案。

［关键词］LNG ；气化站；罐区；消防设计；喷淋浅谈中小型LNG 气化站罐区消防设计
吴晶晶
（江苏油田勘察设计研究院水暖所，江苏扬州225012）
LNG —液化天然气的缩写，按照美国国家标准NFPA59A 定义为：一种基本上是由甲烷构成的液态流体，含有微量的乙烷、丙烷、氮或通常在天然气中存科技风并含有乙烷、丙烷等的混合物。

天然气主要来源于气田和油井伴生气，通常是作为燃料使用。

LNG 可用作优质的车用燃料。

与燃油汽车相比，具有抗爆性好、燃烧完全、排气污染少；实践证明采用LNG 作为汽车燃料，具有发动机寿命长、可有效降低运行成本等优点。

LNG 燃点650℃，比汽油高230℃；气态时比空气轻，泄露后立即挥发飘散，不易引起自燃爆炸。

由于其液化储运技术要求较高，所以国内一直是近距离管道输送，资源浪费严重。

发达国家很早就将天然气进行液化储运，应用于生活、工业、汽车燃气等各个行业。

现在我国天然气的利用水平与欧美相比存在相当大的差距，随着西气东输管线的建成投产，我国对天然气的应用将要产生一个大的飞跃。

为了前期市场的培育和发展，燃气企业把便于运输和储存的LNG 作为启动市场的先期资源，待管道天然气到后，利用它调峰。

尽管目前国内LNG 的贸易量很少，但随着管道天然气的发展，LNG 也将随之发展。

因此，LNG 今后的市场前景将是十分广阔的。

小型LNG 气化站通常采用1台50m 3或者100m 3真空绝热储罐，中型LNG 气化站通常采用4～8台100m 3或者150m 3真空绝热储罐，单排或双排布置。

由于天然气属于易燃易爆物质，因此其储罐区配置有效的消防设施是气化站安全运行的必要保障。

LNG 储罐为低温储罐，150m 3及以下容积储罐通常采用双层真空绝热结构，真空层间充填珠光砂。

50～150m 3储罐典型形式为立式储罐，物料进出均口在储罐底部，外罐顶部仅有一个安全泄放口（防爆膜）。

LNG 一旦泄漏，将快速气化成为气体并向周围扩散，因大量吸热使周围空气温度降低，大气中的水蒸气冷凝成为雾。

天然气与空气形成可燃气体混合物的雾团，此雾团通常是可见的，可以作为可燃性云团的示踪物，指示出云团的范围（实际可燃性云团范围还要更大一些），能随风向远处和天空扩静当云团中天然气体积分数在5％～15％范围内遇明火则着火，云团中的天然气处于低速燃烧状态，云团内形成的压力<5kPa ，一般不会造成很大的爆炸危害。

当LNG 罐区发生火灾时，及时切断LNG 储罐液相出料口并迅速打开喷淋水管对储罐壁及下部进出料阀组进行喷淋保护，只要储罐不破裂就不会引起LNG 大量泄漏。

消防设计的原则就是以防为主，防消结合。

第一是防止火灾发生，在生产区设置多个可燃气体报警探头，并和储罐液相出口紧急切断阀联锁，一旦发现泄漏紧急切断阀可立即关闭，防止LNG 大量泄出；第二是一旦发生火灾能自救，消灭初期火灾，控制较大火灾，防止火灾扩大，给消防队前来灭火争取时间。

液化天然气设计中使用的主要专业规范就是《城镇燃气设计规范》，其次是《
建筑设计防火规范》。

2009年参与设计了沭阳小型LNG 气化站及宿迁气化站的消防设计。

在LNG 储罐周围设置围堰区，以保证将储罐发生事故时对周围设施造成的危害降低到最小程度。

在LNG 储罐
上设置固定喷淋系统，喷淋强度应不小于0.15L/（s ·m 2），液化天然气
储罐消防用水量应按其储罐固定喷淋装置和水枪用水量之和计算。

着火罐保护面积按其全表面积计算，距着火储罐直径1.5倍范围内的相邻储罐按其表面积的50％计算。

水枪用水量按《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）和《城镇燃气设计规范》（GB50028—2006）选取。

此次参与设计的沭阳气化站及宿迁气化站里面的储罐均为立式LNG 储罐，立式LNG 储罐高度较高，采用普通消防水炮不易覆盖储罐上部，如果采用射程远的消防水炮必然流量大而且水压要求也高，不仅提高了对消防泵房和消防水池的要求，也使同一消防管网上的消火栓需设置减压孔板。

在石化行业，全冷冻式液化烃储罐通常罐顶设置喷淋水管，罐壁采用消防水炮喷淋，此方式较为完善，但对消防水量和水压的要求较高，石化企业通常建有自己专属的电厂、水厂和消防队，而城镇燃气中小型LNG 气化站不具备此条件。

《建筑设计防火规范》（GB50016--2006）第9.6.5条明确规定“液化天然气储罐固定喷淋装置宜采用喷雾头，固定喷淋装置的布置必须保证喷淋时，将其储罐全部覆盖。

”《城镇燃气设计规范》（GB50028—2006）第9.5.2条明确规定“液化天然气立式储罐固定喷淋装置应在罐体上部和罐顶均匀分布。

”因此，立式LNG 储罐宜设置固定式喷淋装置，根据选用的喷头特性，沿罐体上下均匀分布多层环形喷淋管道，同时可在罐区四周布置消火栓用于辅助灭火。

此次参与设计的宿迁储备站，站内有两台100m 3LNG 储罐，根据计算得出，该宿迁LNG 储备气化站需设置一个1500方的消防水池，厂区设置环状供水管网，管网采用聚乙烯管（
HDPE ）材料等级为PE80，管径为De225，环状管网上设置地上式消火栓5只；LNG 储罐周围设置防火堤，站区设置一个消防泵房，消防泵房内两台消防泵一用一备，另外一台夏季喷淋泵，用于夏天LNG 储罐冷却降温。

为保证LNG 储罐的安全，储罐设有喷淋冷却系统，环管布置共三圈。

顶圈干管为DN40，共有8个水幕喷头；第二圈干管为DN50，共有12个水幕喷头；第三圈干管为DN50，共有12个水幕喷头。

根据《城镇燃气设计规范》（GB50028—2006）规范规定，站内具有火灾和爆炸危险的建、构筑物、液化天然气储罐和工艺装置区应设置小型干粉灭火器，储罐区按储罐台数，两台100m3LNG 设置两具8kg 手提式干粉灭火器，两具50kg 推车式干粉灭火器，卸车、增压撬，卸车柱，汽化、调压计量撬，放空立管等工艺装置区每个区域设置2具8kg 手提式干粉灭火器。

消防设配的选择及配套我们本着安全第一，预防为主的原则，能上就上，参照了相关规范，进行了充分考虑和选择配套。

LNG 罐区消防喷淋水设计，对于立式储罐，尤其是双列布置的储罐，采用在储罐上安装多层固定喷淋水环管方式，可使储罐得到全面的喷淋保护，有效保证储罐安全。

［参考文献］
[1]马小明,吴晓曦.LNG 储罐火灾后果分析,中山大学学报论丛,2007.
工程技术
93。