1、8CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工設計2002,12(6)大型LNG接收站及碼頭的消防系統設計方案鄒喜權中國成達化學工程公司成都610041分析大型LNG接收站及碼頭的火災危險性,提出了LNG接收站及碼頭消防設計方案。摘要液化天然氣(LNG)接收站碼頭消防設施關鍵詞1概述液化天然氣(簡稱LNG)是一種高效、清潔的能源,一般在常壓、低溫下儲存和運輸,儲存溫度一般約為-162。為優化我國的能源結構,改善環境污染日益嚴重的狀況,補充東南沿海地區能源供應,我國擬在東南沿海地區適量進口LNG,建設LNG接收站、碼頭及城市燃氣工程等項目。世界上多個國家的LNG工程成功、安全的運行記錄

2、為我國建設LNG項目提供了很好的經驗。鑒于目前在我國尚無建設大型LNG項目的經驗,也沒有專門適用于LNG生產、貯存和使用方面的消防標準、規范,筆者結合在參與編制廣東LNG項目可行性研究報告中的經驗,提出了大型LNG接收站和碼頭的消防設計方案,供大家參考。靠131616萬m3船考慮。本文中所涉及的LNG儲罐為全容式鋼筋混凝土儲罐,這種儲罐有兩層罐壁,內層為鋼制罐壁,外層為鋼筋混凝土罐壁,頂蓋也是鋼筋混凝土,該罐體的優點是能夠有效地防止罐內的LNG泄漏。罐區共有兩個直徑為82m、高度為3815m的LNG儲罐。3接收站及碼頭的火災/爆炸危險性分析311LNG的組分及特性LNG的組分及特性見表1和表2

3、。表1LNG組分組分甲烷mol%91146乙烷4174丙烷正丁烷異丁烷戊烷2159015401570101氮0109表2LNG的主要特性項目分子量沸點,貯存溫度,比重液態氣態(空氣為1)參數171918-16014-1620145650162611649316615(V%)1317(V%)2接收站及碼頭組成LNG接收站的規模都很大,如福建LNG項目接收站一期最大用量為324913kt/a,廣東LNG項目接收站一期建設規模為3000kt/a。LNG接收站一般由LNG儲罐區、工藝區(包括氣體體積,20/液體體積燃點(在空氣中),爆炸極限(氣相)毒性腐蝕性下限上限外輸系統、再冷凝器及蒸發氣壓縮機廠房

4、、開架式海水氣化器、備用的浸沒燃燒式氣化器及外輸氣計量裝置等)、公用設施區(包括供排水、主配電、中控、空壓及氮氣儲存等)、廠前區(包括各種輔助設施)等組成。LNG碼頭主要由運輸船泊位及工作船泊位無無312LNG的火災爆炸危險性LNG的低溫、易揮發及天然氣的易燃易爆特性,以及生產過程中的高壓,使LNG接收站及相關設施、管線中存在比較大的火災爆炸危組成。LNG碼頭運輸船泊位的規模一般按可停鄒喜權:工程師,1993年畢業于南京化工大學安全工程專業。一直從事安全設計工作。聯系電話:(028)85582133-2136。 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc

5、Co., Ltd. All rights reserved.2002,12(6)鄒喜權大型LNG接收站及碼頭的消防系統設計方案9險。LNG儲存、輸送及使用的火災危險性為甲A類。LNG一旦從儲罐或管道泄漏,一小部分立即急劇氣化成蒸氣,剩下的泄漏到地面,沸騰氣化后與周圍的空氣混合成冷蒸氣霧,在空氣中冷凝形成白煙,再稀釋受熱后與空氣形成爆炸性混合物。這種爆炸性混合物若遇到點火源,便可能引發火災甚至爆炸。LNG泄漏后形成的冷氣體在初期比周圍空氣濃度大,易形成云層或層流。泄漏的LNG的氣化量取決于土壤、大氣的熱量供給,剛泄漏時氣化率很高,一段時間以后趨近于一個常數,這時泄漏的LNG就會在地面上形成一種液

6、流,若無圍護設施,泄漏的LNG就會沿地面擴散,一旦遇到點火源則可能引發火災。事故狀態時,設備的安全釋放設施排放的LNG遇到點火源,也可能引發火災。參照采用的國際通用的標準包括:(1)NFPA59ALNG生產儲存和運輸標準;(2)EN1473LNG設備與安裝;(3)NFPA11A中、高倍數泡沫消防系統;(4)NFPA15固定式水噴霧滅火系統;(5)NFPA17干粉消防系統。5適用的滅火劑LNG是一種深冷物料,其泄漏引起的火災4適用的標準規范由于LNG項目在我國尚屬首建,因此,現在我國尚無大型LNG項目建設和生產的經驗,也沒有專門適用于LNG生產、貯存和使用方面的消防標準、規范。接收站和碼頭的消防

7、設計只能參照國內相關設計規范的規定,同時參考使用國際通用的一些標準。采用國內標準規范包括:(1)石油化工企業設計防火規范GB50160-92(1999年版);建筑設計防火規范GBJ16-87(2001年版);(3)建筑滅火器配置設計規范GBJ140-90(1997年版);(4)石油化工企業可燃氣體和有毒氣體檢(2)多數為氣體火災,因此撲救LNG及天然氣火災一般選用BC類干粉滅火劑。水一般不用于撲救氣體火災,如把常溫的水噴射到深冷的LNG上將加劇其揮發而帶來更大的危險。而高倍數泡沫一般用于撲救LNG的流淌火災及控制LNG的揮發。噴霧水主要用于冷卻設備、閥門及控制火災的蔓延。因此,LNG接收站及碼

8、頭消防系統選用的滅火劑主要包括:噴霧水:冷卻設備、閥門及控制火災的蔓延。BC類干粉:撲救LNG及天然氣火災。高倍數泡沫:控制LNG揮發及流淌火災。6消防系統設計方案LNG接收站及碼頭設置的消防系統主要包括:消防站、高壓海水消防系統、干粉滅火系統、高倍數泡沫滅火系統、消防冷卻水系統、水幕系統、滅火器和火災自動報警系統等。611消防站LNG接收站及碼頭一般臨海建設,遠離城測報警設計規范SH3063-1999;(5)高倍數、中倍數泡沫滅火系統設計規范GB50196-93;(6)火災自動報警系統設計規范GB50116-98;(7)水噴霧滅火系統設計規范GB50219-95;(8)裝卸油品碼頭設計防火規

9、范JTJ237-99。市,沒有可以依托的城市消防站及企業消防站。另外,考慮到消防自救的原則,LNG接收站應考慮設置企業消防站,其規模按小型普通消防站設置。消防站內配備1輛搶險救援車、1輛干粉-泡沫聯用消防車、1輛急救車。同時配備一些消防裝備,如消防隊員個人防護裝備、破拆工具、通訊工具等。消防拖船一般利用碼頭附近的消防拖船。612消防水量的確定LNG接收站和碼頭一般鄰近建設,因此同 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.10CHEMICALENGINEERINGDESIGN化工設計2002,1

10、2(6)一時間的火災次數按1次計。LNG接收站及碼頭的消防水量由其兩者的最大消防用水量確定。接收站內及碼頭各區域所需的消防水量見表3。表3消防水量一覽表裝置名稱消防水量(m3/h)兩個高架水炮碼頭前沿水幕系統炮塔水幕系統緊急疏散通道水噴霧系統閥門區水噴霧系統收集池高倍數泡沫系統消火栓系統罐頂儀表、閥門等水噴霧系統LNG罐區432259379825322815642282282284564228614消防泵碼頭收集池高倍數泡沫系統消火栓系統消防泵系統一般包括海水消防泵、消防測試泵及穩壓泵。根據消防用水量的需要,設置3臺海水消防泵,2開1備。其中1臺電動泵,2臺柴油泵。每臺泵的流量為550m3/h

11、,設計壓力為1152MPa。接收站內設置1臺淡水消防測試泵,采用電動泵,其流量為550m3/h,設計壓力為1152MPa。接收站內設置2臺穩壓泵,1開1備,電動驅動。每臺泵的流量為57m3/h,設計壓力為1152MPa。615消防水管網系統蒸發氣壓縮機2個消防水炮消火栓系統4個消防水炮工藝區收集池高倍數泡沫系統消火栓系統由表3可知,接收站和碼頭消防用水量最大的區域為碼頭,其消防水量為1082m3/h。因此,接收站和碼頭的消防水量按1100m3/h設計。由于本文中所涉及的LNG儲罐為全容式鋼筋混凝土儲罐,其外層為鋼筋混凝土罐壁,頂蓋也采用鋼筋混凝土,因此對于罐壁及罐頂均不考慮設置消防冷卻水系統,

12、僅是對罐頂的鋼結構、管道、儀表閥門、安全閥或其它閥門設置消防冷卻水系統。613消防水源接收站和碼頭一般共同設置1套高壓海水消防管網系統。接收站內消防水管網形成環狀布置,消防水主管直徑為DN400,一般采用埋地敷設。根據裝卸油品碼頭防火設計規范(JTJ237299)第612112條的規定,引橋式碼頭在引橋或引堤上設置的消防供水管,可采用單根消防供水主管。因此碼頭的消防供水一般采用單根供水管,主管直徑為DN400。由于采用海水消防,因此應考慮消防水管網及設備的防海水腐蝕措施。616室外消火栓由于LNG接收站一般建在海邊,利用海水消防,可以降低對淡水儲備量的苛刻要求,還可以不受消防用水時間的限制。平

13、時消防水管網用淡水保壓,消防時海水消防泵啟動向管網供水,消防后用淡水沖洗管網,然后用淡水保壓。為了保證消防水系統的可靠性,需要對該系統進行定期測試。當接收站或碼頭有小型火災時,不希望啟動海水消防泵,因此一般在接收站內設置1個消防水罐,其容積為消防測試泵供水一個小時的量。該消防水罐的淡水僅用于小型火災的撲救、消防系統的試驗及消防管網的清洗。接收站和碼頭的室外消火栓選用公稱直徑為)的3出口濕式消火栓,每個消火栓150mm(6)的消防水帶接口及1個帶2個80mm(3)消防水泵接口。室外消火栓均沿道150mm(6路布置,間距不大于60m。每個室外消火栓均配置一個室外消火栓箱,其安裝位置距消火栓不大于5

14、m。每個室外消火)栓箱內一般配置2根80mm(330m消防水帶(帶快速接口),2支19mm直流2噴霧水槍,)快速接口用墊圈和1個2個備用的80mm(3消火栓扳手。617消防水炮接收站和碼頭一般設置有兩種消防水炮,包括固定式消防水炮和遠控消防水炮。61711固定式消防水炮接收站的工藝區和蒸發氣壓縮機區內設置固 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.2002,12(6)鄒喜權大型LNG接收站及碼頭的消防系統設計方案11定式消防水炮,設置目的是為了保護處理LNG或天然氣的設備。消防水炮的進口壓力為

15、0168MPa時,其額定流量為1900L/min(114m3/h),其噴嘴為直流2噴霧兩用噴嘴。消防炮為手動操作,其水平回轉角度為360,俯仰角為-15+75。61712遠控消防水炮在碼頭設置2個高架遠控消防水炮,消防水炮設置在高架炮塔上,設置目的是為向著火的LNG船提供消防冷卻水。消防水炮的進口壓力數泡沫發生器,其額定流量為4L/s。高倍數泡沫滅火系統采用自動控制方式。每個LNG收集池設置至少3個低溫探測器,當有2個低溫探測器探測到有LNG泄漏到收集池后,或火焰探測器探測到火災信號后,由火災報警控制盤聯鎖控制啟動雨淋閥,從而啟動高倍數泡沫滅火系統,向收集池內噴射泡沫混合液。6111固定式干粉

16、滅火系統LNG儲罐罐頂的釋放閥處設置固定式干粉為017MPa時,其額定流量為3600L/min(216m3/h),其噴嘴為直流2噴霧兩用噴嘴。遠控消防水炮可在碼頭控制室遙控操作。618固定式水噴霧系統滅火系統,用于撲救該處的火災。碼頭上也設置1套干粉滅火裝置,用于撲救此處的氣體火災。系統采用自動控制方式。系統設置100%的備用量。6112滅火器碼頭高架消防水炮的炮塔、從碼頭到棧橋的緊急疏散通道、碼頭甲板上的閥門匯集區、LNG罐頂的鋼結構、管道、儀表閥門、安全閥或其它閥門需要設置固定式水噴霧系統。各水噴霧系統的噴霧強度均選用1012L/minm。所有水噴霧系統均為自動控制,同時具有遙控和就地控制

17、的功能?；馂奶綔y器探測到火災信號后,傳輸信號至火災報警控制盤,通過火災報警控制盤的聯鎖控制信號啟動雨淋閥,從而開啟水噴霧系統。619碼頭前沿水幕系統2碼頭、LNG罐區及工藝裝置區內配置8kgBC類手提式干粉滅火器;危險的重要場所,如BOG壓縮機房、碼頭等,增設50kgBC類推車式干粉滅火器。在儀表/電氣設備房間配置7kg手提式二氧化碳和25kg推車式二氧化碳滅火器。6113火災報警系統接收站和碼頭設置1套火災報警系統,火災報警系統由控制盤、探測器及手動報警按鈕等組成。控制盤主要包括設置在主控室的火災報警主控盤;設置在消防站內的火災報警復示盤;設置在碼頭控制室的火災報警區域控制盤;設置在每一幢建

18、筑物內的火災報警區域顯示盤。探測器主要包括可燃氣體探測器、泄漏探測器(低溫探測器)、火焰探測器、感溫探測器、早期感煙探測器(VESDA)等。根據裝卸油品碼頭防火設計規范(JTJ237299)第61219、612110條的規定,在碼頭裝卸臂前沿設置一套水幕系統,水幕系統的噴水強度為1210L/sm。水幕系統采用自動控制,同時具有遙控和就地控制功能?；馂奶綔y器探測到火災信號后,傳輸信號至火災報警控制盤,通過火災報警控制盤聯鎖控制信號啟動雨淋閥,從而開啟水幕系統。6110高倍數泡沫滅火系統7結語我國目前尚缺乏LNG接收站及碼頭的建設經驗,相應的配套規范也比較缺乏,另一方面,由于LNG儲罐罐型選擇不一

19、樣,其消防水量也有很大的差別。因此,LNG接收站及碼頭的消防系統設計方案應由當地消防部門組織有關專家進行論證,以使消防系統的設計更可靠、經濟和適用。(收稿日期2002-06-17)碼頭、LNG罐區和工藝裝置區的LNG事故收集池均需要設置高倍數泡沫滅火系統。高倍數泡沫滅火系統的設置目的是控制泄漏到LNG收集池內的LNG的揮發及發生流淌火災。設計泡沫混合液供給強度為7L/minm,泡沫混合液供給時間為40min。泡沫原液選用3%的高倍數泡沫原液。選用發泡倍數為300500倍的高倍2 1995-2003 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rig

20、hts reserved.2002,12(6)ABSTRACTSOFCHEMICALENGINEERINGDESIGN1ABSTRACTSCriticalLength-RadialRatioofSteelThinWallExternalPressureCylinderandPipeLiuXiaoningestheselectionofpipingmaterialsforbenzylchlorideproductionandremindsthereaderstheprecautionsduringthepipelineinstallation.Keywordsbenzylchloridecorr

21、osionpipematerialsApplicationofRubberLinerforWetProcessPhosphateProductionPlantXuHui,etal(YunnanChemicalDesignInstitute,Kunming650041)Introducescharacteristicsofrubberlinerandtheprecautionsfordesignandconstructionoftherubberlinerinwetprocessphosphateproductionplant.Keywordswetprocessphosphateplantan

22、ti-corrosionde2signrubberlinerPracticalDesignMethodforBoltEndPlateJointsofLightSteelStructureChenQingling(WuhanVocationalCollegeofInductryandTraffic,Wuhan430015)Criticallength-radialratioofsteelthinwallexternalpressurecylinderandpipeisanalyzedanddiscussed.Conclusions:1)thefor2mulafordistinguishingcr

23、iticallength-radialratiooflongandshortcylinderandpipeis(L/D0)cr=1.180/e+0.45e/D0;2)whenL/D0(L/D0)cr,itislongexternalpressurecylinderandpipe,whenL/D0(L/D0)cr,itisshortexternalpressurecylinderandpipe.Keywordssteelthinwallexternalpressurecylinderandpipecriticallength-radialratioDesignofAirDistributingP

24、lateofFluidBedDryerNiuHu,etal(ShanghaiEngineeringChemicalDesignInstitute,Shanghai200233)Introducesthenormalmethodforboltendplatejointsoflightsteelstructureandanalyzestheforceddamagestatusandobtainedthepracticalequationforboltbearingforceandalsoobtainedthecalcula2tionexpressionforendplatethickness,re

25、levantdesigncalculationandstructurerequirementsforjoints.KeywordsboltendplatejointsbearingforceofboltthicknessofendplateSelectionofCurrentTransformerinElectricalDesignofLarge-scaleRefineryLiLing(DryingCenterofShandongAcademyofSciences,Jinan250014)Introducesstructuresofvarioustypesofairdistributingpl

26、ateandanalyzestheiroperatingconditions,especiallyforthetypeofhightemperatureairdistributingplate.KeywordsfluidbeddryerairdistributingplatedesignDesignSchemeforFire-fightingSystemofLarge-scaleLNGTerminalsandWharfZouXiquan(ChengdaChemicalEngineeringCorporationofChina,Cheng2du610041)(ChinaPetrochemical

27、EngineeringConstructionCompany,Bei2jing100101)Analyzesfirehazardousoflarge-scaleLNGterminalsandwharfandgivesdesignschemeforfire-fightingsystemofLNGterminalsandwharf.KeywordsLNGterminalswharffire-fightingfacilitiesRecoveryofSteamCondensatefromIndustrialUnitGanMinTheresolutionisgivenforselectionofcurr

28、enttransformerforlarge-scalerefinery(complex)throughcompareoftwokindsofcurrenttransformerwithdifferentspecifications.KeywordscurrenttransformerenergysavingremotetransitDiscussionofEnergySavingofLVDistributionLineZhaoLimei(DesignInstituteofLuoyangPetrochemicalComplex,Luoyang471012)Theexistingsteamcon

29、densaterecoveryfacilitiesofLuoyangPetro2chemicalComplexcannotbeoperatedeffectivelybecauseofthede2fectsofequipmentandmanagementetc.Aftermodification,largeamountofhighqualitycondensateisrecoveredandreused,whichbringsremarkableeconomicbenefits.KeywordscondensaterecoveryautomaticpumpNewTypeofVortexInjec

30、tionTemperatureReducerFuChaoqing(DongbeiBranchofChinaNationalPetroleumDesignInc.Jilin132021)BycalculationandanalysisofactivepowerlossofcablelineforLVmotors,itturnsoutthatforLVdistributionlinewithlargecurrentcontinuousload,selectthelinesectionareabasedonthepropercon2siderationofeconomicalcurrentdensityisofadvantageforreducingenergyconsumption.KeywordsLVdistributionlinesectionenergysavingCha