2021年天然气储配站安全管理.docx

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1、2021年天然气储配站安全管理Safety management is an important part of enterprise production management. The object is thestate management and control of al 1 people, objects and environments in production.（安全管理）单位:姓名:日 期:编号:AQ-SN-0558化工安全 I Chemical Safety 化工安全2021年天然气储配站安全管理说明:安全管理是企业生产管理的重要组成部分,是门综合性的系统科学。 安全管

2、理的对象是生产中一切人、物、环境的状态管理与控制,安全管理是 种动态管理。可以下载修改后或直接打印使用（使用前请详细阅读内容是否合 适）。、压缩天然气储配（供应）站城镇燃气输配系统中,随燃气性质（如天然气、矿井气、人工煤 气等）、供气压不同,需建成具有不同功能的站、场,如靠近气源 的首站及分布于城区的罐站。可以划分为接受气源来气、储存燃气、 调节控制供气压三种基本功能,凡具备储存燃气功能的站场,皆 可称为储配站。城市天然气是逐月、逐日、逐时都在变化,但天然气供应量不 可能按用户的用气量而随时改变,因此为了保证用户需求,不间断 供气,必须解决气源和用气的平衡问题。建造储气设施是解决城市 用气波动

3、的基本措施。在建造储配站时,首先在工程可行性研究阶 段,就要抓住设计方案的技术经济比较,确定供气和储气的方案与化工安全储罐的容积和数量,使有限的资金得到合理利用以取得最大投资效 益。城镇居民、商业和工业企业燃气用户是依靠中、低压管网系统 供气的,以CNG作气源的燃气供应系统,必须在该管网系统的起点 建立相当于城镇燃气储配站（或门站）的设施,对由母站来的气瓶转 运车的CNG进行卸车、降压和储存,并按燃气用户的要求输气,可 以把城镇中、低压管网系统起点处的CNG卸车、降压、储存工艺设 施统称为城镇CNG供应站。CNG供应站包括以下几个系统:卸车系统;调压换热系统; 流量计量系统;加臭系统;控制系统

4、;加热系统;调峰 储气系统（根据需要设置）。其作业流程框图如图5-1所示。1 .设计原则储气站站址的选择要科学合理,其与周围建筑物、构筑物的防 火间距必须满足现行的国家标准建筑设计防火规范（GBJ16）的有 关规定,并远离居民稠密区、大型公共建筑、重要物资仓库以及通 信和交通枢纽等重要设施。储气站站址应具有适宜的地形、工程地质、供电和给排水等条化工安全 I Chemical Safety 化工安全件。储气站建设应尽量少占农田,节约用地并应注意与城市总体景 观的协调。站内的消防设施、防火间距和消防车道应按现行的国家 标准执行。储气站宜设置测定天然气组成、密度、热值、湿度和各项有害 杂质的仪器仪表

5、,周围宜设置围栅和罐区排水设施。天然气储存的储罐设计应根据输配系统所需储气总容量和气体 混配要求确定。储气站的储气方式及储罐的形式应根据天然气进站 压、供气规模、输配管网压和各种储罐及其相关设备等因素, 经技术经济比较后确定。确定储罐单体或单组容积时,应考虑储罐 检修期间供气系统的调度平衡。低压储气罐宜分别设有天然气进、出气管,各管应设水封阀和 闸阀。天然气进出管的设计应能适应气罐地基沉降引起的变形。水 封阀的有效高度应取设计工作压(mmH20)加500mm。低压储气罐应设有指示器,显示气体储量及可调节 的高低限位声、光报警装置。湿式储气罐的水封高度应通过计算得到,内侧应设有溢水口,化工安全水

6、封应设有上水管和防冻设施。干式储气罐密封系统必须能够可靠 连续地运行。高压储气罐宜分别设置天然气进、出管（不需起混气作用的高压 罐进出口管可合为一条）,应设置安全阀、压表。在罐顶和罐底各 设个人孔,在底部应设排水管,在顶部应设放散管。储气罐应设 有防雷接地设施,其接地电阻应小于10Q。储气罐高度超过当地有关 规定时,应设高度障碍标志。2 .设计规模储气站的主要作用是储存一定量的天然气,在发生意外,如检 修管道系统或用气高峰时进行调配用。因此要根据城镇天然气最大 输供气量和全城区最大日用气量来确定储气规模,从设计的技术经 济方案比较上作出最佳选择。现举南方某中等城市为例。据该市用气分析,城市用气

7、日调峰量为全城区最大日用气量的 50%其量在2002年为24X104m3化工安全/d,到 2006 年为 33. 6X104m3/d, 2010年以后逐步扩大到69. 6X104m3/do因此决定储气方式采用公称容积100001113、储气压1. 6MPa的高压球罐,分别于2002年、2006年、2011 年建成2个、1个和2个,共计5个高压球罐储存天然气。由于季节调峰量和事故调峰量甚大,估计以上储气设施仍不能 满足要求,为安全可靠起见,在设计中可考虑建设一定规模的液化 石油气空混调峰站,以满足高峰用气要求。3 .储存方式和功能储存城市天然气的形式有低压储存、高压储存、输气管线储存、 地下储存

8、、液化储存等。目前国内常用低压储存和高压储存两种形 式。低压储存是用湿式储存罐和干式储存罐进行储存,工作压 般为数千帕。工作压波动不大,通常只用于气源压比较低的供化工安全气系统。低压储气罐中湿式与干式比较见表5-5。由表5-5可知,低压储气采用干式储气罐是比较合适的。表56列出了天然气储气罐中高压、低压储气罐的比较。从表5-6两者比较可知,一般采用高压储气罐较为经济合理。在国外,利用高压球罐储存天然气已较为普遍,很多国家已经 建成各种规格的大型高压球罐。随着我国石油、天然气工业的发展,天然气作为城市燃气气源 已日渐增多,天然气在城市燃气中所占比例也逐渐增大,因此,高 压球罐也必将成为我国各城市

9、天然气储存的主要设施。由于球罐的制造、安装的水平不断提高,目前球罐的容积也在 逐渐增大。如北京在1986年建成4台5000m3的高压天然气球罐,20世纪90年代以来,重庆、成都、北京、 天津等城市又相继建成3300m3 5000m3、10000m3高压储气球罐。化工安全 I Chemical Safety 化工安全表5-5低压储气罐中湿式与干式比较项目低压湿式螺旋罐曼型干式罐罐内压随储气罐塔节的增减而改变,燃气压是波动的储气压稳定罐内湿度罐内湿度大,出口燃气含水分高储气气体干燥保温蒸汽用量寒冷地区冬季保温,除水槽加保护墙外,所有水封部位加引射器喷射蒸汽保温,蒸汽用量大无使用寿命一般为30年,由

10、于水槽底部细菌繁殖,使水中硫酸盐生化还原化工安全成也S,易使罐体内壁腐蚀一般为50年,由于内壁表面经常保持层厚0.5mm的油膜,保 护钢板不受到腐蚀抗震性能由于水槽各部塔节为浮动结构,在发生强地震和强风时易造成 塔体倾斜,产生导轮错动、脱丝、卡阻等现象活塞不受强风和冰雪影响基础水槽内水量大,在软土地基上建罐应进行基础处理,但罐体允 许有较大的沉降量自重轻,地基处理简单罐体耗钢量低高（为湿式罐的1.351.5倍）罐体造价化工安全低高（为湿式罐的1.52.0倍）安装精度要求低咼表5-6天然气储气罐中高压、低压储气罐的比较项目低压储气罐高压储气罐项目低压储气罐高压储气罐储气压低高运行费用化工安全高（

11、消耗电及油）低供气压需加压耗电无需加压耗电单位占地面积大小储气质量另有油污夹带无油污夹带单位耗钢量大小储罐构造复杂化工安全 I Chemical Safety 化工安全简单单位投资高低施工要求较严格严格施工周期78个月89个月维修费用高（密封油）低二、液化天然气储配（供应）站液化天然气（LNG）比其他燃料清洁,燃烧时温室气体排放量低,是公认的未来世界普遍采用的燃料。以前,如果说将天然气液化,化工安全 I Chemical Safety 化工安全远距离运输作为燃料使用,是很困难的。但今天,液化天然气已成 为世界工业的重要组成部分,是令人瞩目的新兴业之一。液化天 然气是将天然气低温冷却液化,液化后

12、体积约为常态下体积的 1/600,便于运输。多年来,LNG在世界上已经大量地应用,如发电、 民用燃气、汽车或火车的燃料等。在城市里布有天然气的输配管线, 数以千计的LNG罐车在美国的高速公路上运输,没有发生过重大的 事故。以LNG或CNG作燃料的汽车,虽然发生一些碰撞事故,但LNG 燃料系统没有发生重大的损坏,没有引起LNG的泄漏和火灾。当然, LNG的温度很低,极易气化,会引发些低温液化石油气体带来的安 全问题。无论是设计还是操作,都应该像对待所有的易燃介质那样 小心。了解和掌握天然气不同相态的物理特性及其燃烧特性,可有 助于天然气的安全使用。（一）液化天然气的有关安全特性1 .基本物理状态

13、液化天然气是以甲烷为主的液态混合物,常压下的沸点温度约 为162C,密度大约为424kg/m3化工安全 I Chemical Safety 化工安全。LNG是非常冷的液体,在泄漏或溢出的地方,会产生明显的白 色蒸气云。白色蒸气云的形成,是空气中的水蒸气被溢出的LNG冷 却所致。当LNG转变为气体时,其密度为1.5kg/m3,气体温度上升到T07C时,气体密度与空气的密度相当。意 味着LNG气化后,温度高于 107c时,气体的密度比空气小,容易 在空气中扩散。液态天然气的容积大约是气体的1/625天然气无毒、 无味、无色,漏泄到空气中不易发觉,因此,通常在天然气管网系 统中,有意地加入一种难闻的

14、气味,即加臭处理,以便气体泄漏时 易于察觉。2 .燃烧特性燃烧范围是指可燃气体与空气形成混合物,能够产生燃烧或爆 炸的浓度范围。通常用燃烧下限和燃烧上限来界定其燃烧范围,只 有当燃料在空气中的比例在燃烧范围之内,混合气体可能产生燃 烧。对于天然气,在空气中达到燃烧的比例范围比较窄,其燃烧范 围大约在体积分数的5%15%之间,即体积分数低于5%和高于15% 都不会燃烧。由于不同产地的天然气组分会有所差别,燃烧范围的化工安全值也会略有差别。LNG的燃烧下限明显高于其他燃料,柴油在空气中 的含量只需要达到体积分数0.6%,点火就会燃烧。在162的低温条件下,其燃烧范围为体积分数的6%13%。燃 烧速

15、度是火焰在空气燃料的混合物中的传递速度。燃烧速度也称为 点燃速度或火焰速度。天然气的燃烧速度相对比较慢,其最高燃烧 速度只有0.3m/s。随着天然气在空气中的比例增加,燃烧速度亦增 加。所以在敞开的环境条件下,LNG和蒸气一般不会因燃烧引起爆炸。 天然气燃烧产生的黑烟很少,导致热辐射也少。碳氢化合物的燃烧 极限比甲烷的低。如果LNG中碳氢化合物的含量增加,将使LNG的 燃烧范围的下限降低。自动着火温度是可燃气体混合物,在达到某温度后,能够自 动点燃着火的最低温度。自动着火温度并不是个固定值,它和空 气与燃料的混合浓度和混合气体的压力有关。在大气压条件下,纯 甲烷的平均自动着火温度为650o如果

16、混合气体的温度高于自动着 火点,则在很短的时间后,气体将会自动点燃。如果温度比着火点 高得多,气体将立即点燃。LNG的自动着火温度随着组分的变化而变化工安全 I Chemical Safety 化工安全化,例如,若LNG中碳氢化合物的重组分比例增加,则自动着火温 度降低。除了受热点火外,天然气也能被火花点燃。如衣服上的静电, 也能产生足够的能量点燃天然气。因此,工作人员不能穿化纤布（尼 龙、睛纶等）类的衣服操作天然气,化纤布比天然纤维更容易产生静 电。3 .低温特性LNG既有可燃的特性,又有低温的特性。低温液体的处理和操作 并不是门新的技术。在许多标准中,低温设备的操作有比较明确 的要求。对于

17、安全的考虑,主要是在低温条件下,些材料会变脆、 易碎。使设备产生损坏,引起LNG的泄漏。如今低温液氮和液氧的 应用更为普遍。LNG的温度还没有液氮和液氧的温度低。从低温介质 安全操作的角度,与液氮和液氧的安全考虑基本是一致的,主要是 防止低温条件下材料的脆性断裂和冷收缩对设备引起的危害。操作 时主要是防止低温流体对人体的低温灼伤。天然气的低温特性对人体生理上的影响很大。曾经有过报道,化工安全人员暴露在甲烷的体积分数为9%的气氛中没有什么不良反应。如果 吸入含量更高的气体,会引起前额和眼部有压迫感,但只要恢复呼 吸新鲜空气,就可消除这种不适的感觉。如果持续地暴露在这样的 气氛环境下,会引起意识模

18、糊和窒息。甲烷是种普通的窒息物质。 LNG与外露的皮肤持续接触,会引起严重的低温灼伤和组织损坏。天然气在空气中的体积分数大于40%时,如果吸入过量的天然气 会引起缺氧窒息。如果吸入的是冷气体,对健康是有害的。若是短 时间内吸进冷气体,会使呼吸不舒畅,而长时间的呼吸冷气体,将 会造成严重的疾病。虽然LNG蒸气是无毒的,如果吸进纯的LNG蒸 气,会迅速失去知觉,几分钟后死亡。当大气中的氧含量逐渐减少 时,工作人员有可能警觉不到,慢慢地窒息,待到发觉时已经很晚 了。缓慢窒息的过程分成4个阶段阶段,见表5-7。表5-7缓慢窒息的过程阶段氧气的体积分数/%第一阶段化工安全 I Chemical Safe

19、ty 化工安全1421脉搏增加,肌肉跳动影响呼吸第二阶段114判断失误,迅速疲劳,对疼痛失去知觉恶心,第三阶段610呕吐,虚脱,造成永久性脑部伤害第四阶段1 303 505 200200-50050 1000100W2000装置的天然气放散总管居住区、村镇和影剧院、体育馆、学校等重要公共建筑（最外侧建、构筑物外墙）3035化工安全4550709011045工业企业（最外侧建、构筑物外墙）2225273035405020明火、散发火花地点和室外变、配电站化工安全 I Chemical Safety 化工安全3035455055607030民用建筑,甲、乙类液体储罐,甲、乙类生产厂房,甲、乙类物品

20、仓库,稻草等易燃材料堆场273240455055化工安全 I Chemical Safety 化工安全6525丙类液体储罐,可燃气体储罐,丙、丁类生产厂房,丙、丁类 物品仓库2527323540455520铁路（中心线）国家线4050化工安全60708040企业专用线25303530公路、道路（路边）高速、I、II级城市快速202515其他15化工安全2010架空电线（中心线）1.5倍杆高1. 5倍杆高,但35kV以上架空电线不应小于40m2. 0倍杆高架空通信线（中心线）I、II 级1. 5倍杆高30401.5 倍杆高其他1.6 倍杆高注:1.居住区、村镇系指1000人或300户以上者,以下

21、者按本 表民用建筑执行。化工安全2 .与本表规定以外的其他建、构筑物的防火间距应按现行国家 标准建筑设计防火规范GB50016执行。3 .间距的计算应以储罐的最外侧为准。表5-9液化天然气气化站的液化天然气储罐、天然气放散总管 与站内建、构筑物的防火间距单位:m项目储罐总容积/m3集中放散装置的天然气放散总管 1010 303W505 20020 50050W1000100W2000明火、散发火花地点化工安全 I Chemical Safety 化工安全3035455055607030办公、生活建筑18202530354050化工安全25变配电室、仪表间、值班室、汽车槽车库、汽车衡及其计量室、

22、 空压机室汽车槽车装卸台柱（装卸口）、钢瓶罐装台15182022253025汽车库、机修间、燃气热水炉间25303540化工安全 I Chemical Safety 化工安全25天然气（气态）储罐2024262830313220液化石油气全压式储罐2428323436化工安全384025消防泵房、消防水池取水口30405020站内道路（路边）主要10152次要510化工安全围墙152025集中放散装置的天然气放散总管25注:1.自然蒸发的储罐（BOG罐）与液化天然气储罐的间距按艺 要求确足。2 .与本表规定以外的其他建、构筑物的防火间距应按现行国家 标准建筑设计防火规范GB50016执行。3

23、.间距的计算应以储罐的最外侧为准。4 .LNG储罐的防震在设计LNG储罐及其管路系统时,应该考虑它的地震负荷（抗震 性）。对所选的地址要进行详细的调查,以获得有关的地震特性和地化工安全 I Chemical Safety 化工安全质信息,如地震活动性、地质条件、预期的频率和最大振幅等重要 信息。按照锅炉和压容器规范设计和制造的LNG储罐,支承系 统应根据垂直方向和水平方向的加速度来设计。(七)LNG储存中的安全问题液化天然气在储存期间,无论隔热效果如何好,总要产生一定 数量的蒸发气体。储罐容纳这些气体的数量是有限的,当储罐内的 工作压达到允许最大值时,蒸发的气体继续增加,会使储罐内的 压上升。

24、LNG储罐的压控制对安全储存有非常重要意义,涉及到 LNG的安全充注数量,压控制与保护系统和储存的稳定性等诸多因 素。液化天然气储存安全技术主要有以下几方面。(1)储罐材料材料的物理特性应适应在低温条件下工作,如材料 在低温工作状态下的抗拉和抗压等机械强度、低温冲击韧性和热膨 胀系数等。(2) LNG充注储罐的充注管路设计应考虑在顶部和底部均能充化工安全 I Chemical Safety 化工安全灌,这样能防止LNG产生分层,或消除已经产生的分层现象。（3）储罐的地基应能经受得起与LNG直接接触的低温,在意外情 况下万一 LNG产生漏泄或溢出,LNG与地基直接接触,地基应不会损 坏。（4）储

25、罐的隔热隔热材料必须是不可燃的,并有足够的牢度,能 承受消防水的冲击力。当火蔓延到容器外壳时,隔热层不应出现熔 化或沉降,隔热效果不应迅速下降。（5）安全保护系统储罐的安全保护系统必须可靠,能实现对储罐 液位、压的控制和报警,必要时应该有多级保护。1 .LNG储罐的充注条件对于任何需要充注LNG或其他可燃介质的储罐（或管路）,如果 储罐（或管路）中是空气,不能直接输入LNG,需要对储罐（或管路） 进行惰化处理,避免形成天然气与空气的混合物。如储罐（包括管路 系统）在首次充注NG之前和LNG储罐在需要进行内部检修时,修理 人员进去作业之前,也不能直接将空气充入充满天然气气氛的储罐 内,而是在停止

26、使用以后,先向储罐内充入惰化气体,然后再充入化工安全 I Chemical Safety 化工安全空气。操作人员方能进入储罐内进行检修。惰化的目的是要用惰性 气体将储罐内和管路系统内的空气或天然气置换出来,然后才能充 注可燃介质。储罐在首次充注LNG之前,必须经过惰化处理,惰化处理是将 惰性气体置换储罐内的空气,使罐内的气体中的含氧量达到安全的 要求。用于惰化的惰性气体,可以是氮气、二氧化碳等。通常可以 用液态氮或液态二氧化碳汽化来产生惰性气体。LNG槽船上则设置惰 性气体发生装置。通常采用变压吸附、氨气裂解和燃油燃烧分离等 方法制取惰性气体。充注LNG之前,还有必要用LNG蒸气将储罐中的惰化

27、气体置换 出来。具体方法是用气化器将LNG汽化并加热至常温状态,然后送 入储罐,将储罐中的惰性气体置换出来,使储罐中不存在其他气体。 置换工作完成之后,方可进入冷却降温和LNG的加注过程。为了使 置换效果更好,置换时需要考虑惰性气体密度与储罐内空气或可燃 气体的密度,以确定正确的送气部位。LNG充注数量主要通过储罐内 的液位来控制。在LNG储罐中设置了液位指示装置,是观测储罐内化工安全部液位的“眼睛”,对储罐的安全至关重要。液化天然气储罐应当装 备有两套独立的液位测量装置。在选择测量装置时,应考虑密度变 化对液位的影响。液位计的更换应在不影响储罐正常运行的情况下 进行。以保证随时可以对储罐内的液位进行检测。除了液位测量装置以外,储罐还应装备高液位报警器,使操作 人员有充足的时间停止充注,不至于使液位超过允许的最大液位高 度。报警器应安装在操作人员能够听到的地方。NFPA-59A规定:对于容量比较小的储罐（265m3以下）,允许装备个液位测试阀门来代替高液位报警器,通过 人工手动的方法来控