由于目前我國尚無LNG碼頭、LNG接收站、LNG罐區(qū)等消防設(shè)計的國家規(guī)范,主要運(yùn)用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)是《液化天然氣(LNG)生產(chǎn)、儲存和裝運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T20368-2006)、《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》(GB50183-2004)、《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》(GB50160-92、1999年頒發(fā))、《液化天然氣碼頭設(shè)計規(guī)范》(試行)JTJ304-2003)等。
LNG火災(zāi)危險性為甲類。其燃點(diǎn)650℃、閃點(diǎn)-190℃、爆炸下限(V%)3.6～6.5、爆炸上限為(V%)13～17、最大爆炸壓力為6.8kg。LNG火災(zāi)的特點(diǎn)有:火災(zāi)爆炸危險性大、火焰溫度高、輻射熱強(qiáng)、易形成大面積火災(zāi),具有復(fù)燃、復(fù)爆性。
一、L N G的火災(zāi)危險性
(一)L N G泄漏事故的成因和火災(zāi)危險性
1.LNG船上儲罐管道及閥門發(fā)生泄漏;
2.LNG卸船作業(yè)過程中發(fā)生泄漏;
3.LNG儲罐罐頂管道及閥門發(fā)生泄漏;
4.低壓、高壓泵和高壓外輸設(shè)備發(fā)生泄漏;
5.LNG裝車過程中發(fā)生泄漏。
LNG一旦從儲罐或管道泄漏,一小部分立即急劇汽化成蒸氣,剩下的泄漏到地面,沸騰汽化后與周圍的空氣混合形成冷蒸氣霧,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,若遇到點(diǎn)火源,可能引發(fā)火災(zāi)及爆炸。
LNG泄漏后形成的冷氣體在初期比周圍空氣濃度大,易形成云層及層流。若無圍護(hù)設(shè)施,則泄漏的LNG就會沿地面擴(kuò)散,遇到點(diǎn)火源可引發(fā)火災(zāi)。
事故狀態(tài)時,設(shè)備的安全釋放設(shè)施排放的LNG遇到點(diǎn)火源,也可能引發(fā)火災(zāi)。
(二)引發(fā)L N G火災(zāi)爆炸事故的主要原因
1.LNG大量泄漏到地面或水面上形成液池后,被點(diǎn)燃產(chǎn)生的池火災(zāi)。
2.LNG儲罐、輸送設(shè)施、管線內(nèi)LNG泄漏時被點(diǎn)燃產(chǎn)生的噴射火災(zāi)。
3.LNG泄漏后形成的LNG蒸氣云被點(diǎn)燃產(chǎn)生的閃燃。
4.高壓天然氣泄漏時被點(diǎn)燃產(chǎn)生的噴射火災(zāi)。
5.密閉空間內(nèi)(如外輸裝置區(qū))LNG蒸氣云被點(diǎn)燃產(chǎn)生的蒸氣云爆炸事故。
二、L N G碼頭、L N G接收站、L N G罐區(qū)等消防設(shè)計應(yīng)注意的問題
(一)碼頭選址
1.LNG碼頭的選址可與當(dāng)?shù)氐某鞘幸?guī)劃和港口規(guī)劃相銜接。LNG碼頭與LNG接收站統(tǒng)籌布置。
2.LNG碼頭應(yīng)遠(yuǎn)離海濱浴場、人口密集的居民區(qū)和其它工業(yè)區(qū)。該距離應(yīng)根據(jù)安全評估的結(jié)果確定,但不應(yīng)小于500m。LNG碼頭宜布置在全年常風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。
3.LNG碼頭宜選在交通方便易于疏散的地點(diǎn)。宜選在天然水深較大且能滿足LNG船舶不乘潮通航要求的水域。
(二)總平面布置
LNG碼頭上布置有卸船臂和卸船氣體返回臂。還布置有碼頭控制室和配電室等。在LNG碼頭后方還設(shè)有LNG儲罐區(qū)、LNG接收站的工藝區(qū)、公用工程區(qū)、計量區(qū)、倉庫區(qū)等。
1.LNG泊位可相鄰布置,也可與液化石油氣泊位共用或相鄰布置。采用離岸墩或布置型式時,LNG泊位的液化石油氣泊位可分別布置在平臺的兩側(cè),但靠泊和離泊操作時應(yīng)錯開。
2.LNG碼頭工作平臺至接收站儲罐的凈距不應(yīng)小于150 m,但不宜大于1 000 m。LNG泊位與液化石油氣泊位以外的其它貨類泊位的船舶凈距不應(yīng)小于400 m。LNG泊位與工作船泊位的船舶凈距不應(yīng)小于200m。
3.相鄰兩個LNG泊位的首、尾系墩可共用。兩泊位船舶凈距不應(yīng)小于0.3倍最大設(shè)計船長?？刹捎秒x岸墩式兩側(cè)靠船布置的LNG碼頭,兩側(cè)泊位的船舶凈距不宜小于60 m。LNG船舶在港系泊時,其它通行船舶與LNG船舶的凈距不應(yīng)小于150m。
4.LNG船舶在進(jìn)出港航道航行時,其前方應(yīng)有海事巡邏艇清道護(hù)航,后方應(yīng)有消拖兩用船護(hù)航。
5.LNG船舶應(yīng)設(shè)置專用錨地。錨地與LNG碼頭和其它錨地的安全凈距應(yīng)大于1000m。
6.LNG儲罐之間的間距,LNG儲罐與高壓泵、BOG壓縮機(jī)棚及其它建筑的間距,應(yīng)滿足《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》表10.3.6規(guī)定的儲罐與周圍建筑物及設(shè)施間距的要求。
7.LNG儲罐與火炬的間距應(yīng)滿足《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》表3.2.1中規(guī)定的高架火炬與液化烴儲罐間距的要求。
(三)碼頭安全設(shè)施
LNG碼頭應(yīng)設(shè)置防火、防漏和防止事故擴(kuò)大蔓延的安全設(shè)施。
1.消防設(shè)施
(1)LNG碼頭所配備陸上和水上的消防設(shè)施,應(yīng)能滿足撲救碼頭火災(zāi)和停泊設(shè)計船舶的初起火災(zāi)的要求。
(2)LNG碼頭的消防設(shè)施應(yīng)包括干粉滅火系統(tǒng)、遙控消防水炮、水幕系統(tǒng)等固定的消防設(shè)施和其它消防設(shè)施。
(3)LNG碼頭應(yīng)設(shè)置不少于2臺固定式遠(yuǎn)控消防水炮。消防炮塔應(yīng)設(shè)置水幕或噴霧保護(hù)裝置。消防水炮的射程應(yīng)覆蓋碼頭上的裝卸工藝設(shè)施和停泊設(shè)計船型的全船范圍。應(yīng)采用直流-水霧兩用噴嘴,且具備有線和無線控制。消防水炮宜采用液壓驅(qū)動,其液壓泵可由電動機(jī)驅(qū)動,也可由水輪機(jī)驅(qū)動。
(4)操作平臺前沿應(yīng)設(shè)置水幕系統(tǒng)。在工作平臺和操作平臺上應(yīng)設(shè)置帶有消火栓箱的室內(nèi)消火栓,并配備手提式和推車式干粉滅火器。
(5)在碼頭的控制室和配電間應(yīng)設(shè)置自動氣體滅火系統(tǒng)。
(6)LNG碼頭應(yīng)配備能噴灑足夠數(shù)量干粉滅火劑的消拖兩用船。消拖兩用船宜設(shè)置舉高噴射裝置。
2.可燃?xì)怏w檢測與火災(zāi)報警
(1)LNG碼頭應(yīng)設(shè)置固定可燃?xì)怏w檢測報警儀,并應(yīng)配備一定數(shù)量的便攜式可燃?xì)怏w檢測報警儀。
(2)LNG碼頭應(yīng)設(shè)置聲光自動報警器,還應(yīng)設(shè)置監(jiān)控電視。
(3)LNG碼頭應(yīng)設(shè)置泄漏LNG的收集和處置的系統(tǒng)。
3.通訊、導(dǎo)航和附屬設(shè)施
(1)LNG碼頭應(yīng)設(shè)置與外界統(tǒng)一的專用通訊設(shè)施。LNG船舶靠泊后,船舶與碼頭應(yīng)建立專用有線通信線路。 LNG碼頭應(yīng)根據(jù)危險品泊位安全應(yīng)急通信要求,設(shè)置防爆高頻無線電話。LNG碼頭還應(yīng)設(shè)置具備報警、廣播和對講通話等功能的應(yīng)急廣播對講系統(tǒng)。
(2)LNG碼頭除應(yīng)配備導(dǎo)助航設(shè)施外,尚應(yīng)配備帶電子海圖的差分全球定位系統(tǒng)。
(3)LNG碼頭應(yīng)設(shè)置足夠數(shù)量的快速脫纜裝置。
(四)建、構(gòu)筑物防火
(1)根據(jù)生產(chǎn)、儲存的火災(zāi)爆炸危險性確定各建筑物的結(jié)構(gòu)形式、耐火等級、防火間距、建筑材料等。
(2)對工藝裝置內(nèi)承重的鋼框架、支架、裙座、鋼管架采取覆蓋耐火層等耐火保護(hù)措施,其耐火極限不應(yīng)低于1.5h。
(五)防爆
(1)危險區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備的選型根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》(GB50058-92)的要求來確定。
(2)爆炸性氣體環(huán)境電氣及儀表設(shè)備的選擇,應(yīng)不低于爆炸性氣體環(huán)境內(nèi)爆炸性氣體混合物的級別和組別。
(3)爆炸危險區(qū)域內(nèi)的電纜全部采用阻燃電纜。應(yīng)急照明和消防系統(tǒng)采用耐火電纜。
(4)加強(qiáng)設(shè)備、管道、閥門的密封措施,防止LNG泄漏而引發(fā)火災(zāi)和爆炸事故。在碼頭、工藝區(qū)、LNG罐區(qū)設(shè)置事故收集池,將泄漏的LNG收集到事故收集池內(nèi),防止泄漏的LNG四處溢流。收集池應(yīng)設(shè)置高倍數(shù)泡沫系統(tǒng),當(dāng)泄漏的LNG進(jìn)入收集池后,即自動向池內(nèi)噴射高倍數(shù)泡沫混合液,以減少LNG氣化。
(5)嚴(yán)格控制碼頭內(nèi)的點(diǎn)火源,禁止一切明火,嚴(yán)禁吸煙。嚴(yán)格控制作業(yè)區(qū)內(nèi)的焊接、切割等動火作業(yè)。
(六)防雷、防靜電
1.防雷
LNG碼頭與接收站內(nèi)各建筑物和構(gòu)筑物根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057)設(shè)置防雷保護(hù)系統(tǒng)。防雷保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)避雷針(帶)引下線、接地極測試井(接地端子和接地極組成),防雷保護(hù)接地系統(tǒng)電阻不大于10Ω。
2.防靜電
(1)處理和輸送LNG的設(shè)備、儲罐和管道應(yīng)采用靜電接地措施。每組專設(shè)的靜電接地電阻值小于100Ω。
(2)在爆炸危險場所的工作人員應(yīng)穿戴防靜電的工作服、鞋、手套。
(3)LNG槽車等移動設(shè)備在工藝操作或運(yùn)輸前,應(yīng)作好接地工作;工藝操作結(jié)束后,應(yīng)靜置一段規(guī)定時間才允許拆除接地線。
(4)通往LNG碼頭的棧橋入口處和有爆炸危險的場所的入口處應(yīng)設(shè)置消除人體靜電裝置。
