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天然氣主要成分為甲烷,并含有少量乙烷、丙烷、氮和其它成分,通常作為燃料使用,發(fā)達(dá)國(guó)家很早就將天然氣進(jìn)行液化儲(chǔ)運(yùn),應(yīng)用于生活、工業(yè)、汽車(chē)燃?xì)獾雀鱾�(gè)行業(yè)。作為潔凈能源的天然氣也是我國(guó)城市燃?xì)獍l(fā)展的方向。液化天然氣是無(wú)色液態(tài)天然氣,簡(jiǎn)稱(chēng)LNG,深圳已建成LNG接收站,福建和小洋山島也在建設(shè)LNG接收站。
    由于目前我國(guó)尚無(wú)LNG碼頭、LNG接收站、LNG罐區(qū)等消防設(shè)計(jì)的國(guó)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(chǔ)存和裝運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T20368-2006)、《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50183-2004)、《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB50160-92、1999年頒發(fā))、《液化天然氣碼頭設(shè)計(jì)規(guī)范》(試行)JTJ304-2003)等。
    LNG火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲類(lèi)。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(xiǎn)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(xiǎn)性

    (一)L N G泄漏事故的成因和火災(zāi)危險(xiǎn)性

    1.LNG船上儲(chǔ)罐管道及閥門(mén)發(fā)生泄漏;
    2.LNG卸船作業(yè)過(guò)程中發(fā)生泄漏;
    3.LNG儲(chǔ)罐罐頂管道及閥門(mén)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(chē)過(guò)程中發(fā)生泄漏。
    LNG一旦從儲(chǔ)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?chē)�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?chē)�空氣濃度�?易形成云層及層流。若無(wú)圍護(hù)設(shè)施,則泄漏的LNG就會(huì)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(shí),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(chǔ)罐、輸送設(shè)施、管線(xiàn)內(nèi)LNG泄漏時(shí)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(shí)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(jì)應(yīng)注意的問(wèn)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(chǎng)、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(píng)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(mǎn)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(chǔ)罐區(qū)、LNG接收站的工藝區(qū)、公用工程區(qū)、計(jì)量區(qū)、倉(cāng)庫(kù)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(shí),LNG泊位的液化石油氣泊位可分別布置在平臺(tái)的兩側(cè),但靠泊和離泊操作時(shí)應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。
    2.LNG碼頭工作平臺(tái)至接收站儲(chǔ)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(lèi)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(gè)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(jì)
船長(zhǎng)。可采用離岸墩式兩側(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(shí),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(shí),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(zhuān)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(chǔ)罐之間的間距,LNG儲(chǔ)罐與高壓泵、BOG壓縮機(jī)棚及其它建筑的間距,應(yīng)滿(mǎn)足
《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》表10.3.6規(guī)定的儲(chǔ)罐與周?chē)�建筑物及設(shè)施間距的要求。
    7.LNG儲(chǔ)罐與火炬的間距應(yīng)滿(mǎn)足《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》表3.2.1中規(guī)定的高架火炬與液化烴儲(chǔ)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(mǎn)足撲救碼頭火災(zāi)和停泊設(shè)計(jì)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(tái)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(jì)船型的全船范圍。應(yīng)采用直流-水霧兩用噴嘴,且具備有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)控制。消防水炮宜采用液壓驅(qū)動(dòng),其液壓泵可由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng),也可由水輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。
    (4)操作平臺(tái)前沿應(yīng)設(shè)置水幕系統(tǒng)。在工作平臺(tái)和操作平臺(tái)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(chē)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(dòng)氣體滅火系統(tǒng)。
    (6)LNG碼頭應(yīng)配備能?chē)姙⒆銐驍?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(cè)與火災(zāi)報(bào)警
   
    (1)LNG碼頭應(yīng)設(shè)置固定可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀,并應(yīng)配備一定數(shù)量的便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)報(bào)警儀。
    (2)LNG碼頭應(yīng)設(shè)置聲光自動(dòng)報(bào)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(zhuān)用通訊設(shè)施。LNG船舶靠泊后,船舶與碼頭應(yīng)建立專(zhuān)用有線(xiàn)通信線(xiàn)路。
    LNG碼頭應(yīng)根據(jù)危險(xiǎn)品泊位安全應(yīng)急通信要求,設(shè)置防爆高頻無(wú)線(xiàn)電話(huà)。
    LNG碼頭還應(yīng)設(shè)置具備報(bào)警、廣播和對(duì)講通話(huà)等功能的應(yīng)急廣播對(duì)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(chǔ)存的火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性確定各建筑物的結(jié)構(gòu)形式、耐火等級(jí)、防火間距、建筑材料等。
    (2)對(duì)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(xiǎn)區(qū)域內(nèi)電氣設(shè)備的選型根據(jù)《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》
(GB50058-92)的要求來(lái)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(jí)別和組別。
    (3)爆炸危險(xiǎn)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(mén)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(dòng)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(dòng)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(jì)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(xiàn)、接地極測(cè)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(chǔ)罐和管道應(yīng)采用靜電接地措施。每組專(zhuān)設(shè)的靜電接地電阻值小于100Ω。
    (2)在爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的工作人員應(yīng)穿戴防靜電的工作服、鞋、手套。
    (3)LNG槽車(chē)等移動(dòng)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(shí)間才允許拆除接地線(xiàn)。
    (4)通往LNG碼頭的棧橋入口處和有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所的入口處應(yīng)設(shè)置消除人體靜電裝置。