(3) 汽化器
閥門配置汽化器組的各個汽化器都應(yīng)進口、出口處設(shè)置切斷閥。為防止泄漏的LNG進入閑置汽化器組,應(yīng)安裝兩個進口閥門,并采用其它安全措施排空聚集在兩個閥門之間的LNG或燃氣。在距汽化器15m的LNG管路上應(yīng)安裝切斷閥,可由現(xiàn)場操作或遠程控制,且有一定保護措施預(yù)防閥門因外部冰凍條件而失效。每臺汽化器都應(yīng)安裝安全減壓閥,在加熱汽化器正常工作時,應(yīng)設(shè)置在溫度不超過60℃的地方。在流體管路上配置自動控制切斷閥,該閥門到汽化器的距離至少是3m,且在管路失壓(過流)、汽化器周圍區(qū)域溫度異常(發(fā)生火災(zāi))、或汽化器出口管路出現(xiàn)低溫時,能自動關(guān)閉。
其它配置每臺加熱汽化器都應(yīng)配備切斷熱源的裝置,它可由現(xiàn)場操作或遠程控制操作。配備與僅用于緊急情況的管路閥門配合使用的自動裝置,防止LNG或蒸汽在高于或低于外送系統(tǒng)溫度進入輸配系統(tǒng)。配置溫度檢測裝置,用來測量其LNG、蒸發(fā)氣體和熱交換流體介質(zhì)的進出口溫度,確保傳熱效率。
安全間距除非導(dǎo)熱流體介質(zhì)是不可燃的,否則汽化器及其主要熱源與其它任何火源之間的距離至少是15m。整體加熱汽化器到用地線的距離至少是30m,且到以下地點的距離至少是15m:①任何圍堰區(qū)內(nèi)LNG、可燃制冷劑或可燃液體、或在其它任何事故泄漏源與圍堰區(qū)之間運送這幾種液體的管道;②LNG、可燃液體、可燃制冷劑或可燃氣體儲罐,含有這幾種液體的不動火工藝,或轉(zhuǎn)移這些液體的裝卸設(shè)備接頭;③控制大樓、辦公室、商店、用于居住或其它重要建筑物。遠程加熱汽化器、環(huán)境汽化器可以安裝在圍堰區(qū)內(nèi)。布置有多個汽化器時,各汽化器之間的距離至少為1.5m。
(4) 壓縮機和泵
材料選擇制造壓縮機和泵的材料應(yīng)能夠在可能遇到的工作溫度和壓力下保證正常工作。
閥門配置閥門的設(shè)置應(yīng)使每臺壓縮機和泵均夠單獨進行維修保養(yǎng),且出口管處應(yīng)安裝減壓裝置。當泵或離心式壓縮機因操作需要而并列安裝時,每個出口管線上應(yīng)安裝止回閥。泵應(yīng)設(shè)置有足夠能力的泄壓閥,當用于輸送溫度低于-29℃的液體時,應(yīng)配備預(yù)冷裝置,確保泵不被損壞或造成臨時或永久失效。處理可燃氣體的壓縮機,應(yīng)在可能發(fā)生氣體泄漏的點設(shè)置排氣道,并將氣體引至安全地方排放。
(5) LNG管道及其組件
材料選擇設(shè)計管道及組件時,應(yīng)考慮到熱循環(huán)作用對材料的疲勞作用。對那些相互連接的管道、閥門、配件和其它管件,當管壁厚度不同時,特別要引起注意。因此,為減輕火災(zāi)等意外事故的危害,包覆防水、隔熱、阻燃、抗極端溫度的管道隔熱材料是必要的。建議不采用鋁、銅、銅合金或其它低耐火能力的材料,鑄鐵類管道則不允許使用。
連接方式公稱直徑不大于50mm的管道采用螺紋連接、焊接或法蘭連接密封結(jié)構(gòu);公稱直徑大于50mm的管道采用焊接或法蘭連接。除管材不同、設(shè)備連接或維修位置等必要位置以外,盡可能少使用螺紋連接和法蘭連接。管道系統(tǒng)不允許使用F型接管、螺旋焊接結(jié)構(gòu)和對接焊的焊接結(jié)構(gòu)。
閥門配置設(shè)置切斷閥和隔離閥,用來使事故中泄漏的危險液體體積降到最小,且數(shù)量足夠,確?,F(xiàn)場控制和遠程控制都能實現(xiàn)順利停止工藝和轉(zhuǎn)輸系統(tǒng),或在緊急事故中完全關(guān)斷系統(tǒng);設(shè)置熱膨脹閥,防止壓力過高;設(shè)置安全減壓閥,使對管道及其附件的破壞程度降到最低。
在液相管道的兩個切斷閥之間設(shè)置安全閥,一旦兩個切斷閥關(guān)閉。管道內(nèi)的液體受熱氣化時,安全閥自動起跳,以防超壓造成事故。氣相總管上設(shè)緊急放空裝置,一旦有誤操作或設(shè)備超壓安全閥起跳以保護氣相管道的安全。
支撐系統(tǒng)管路支撐系統(tǒng)應(yīng)具有耐火性和耐低溫性能。低溫管道的支撐系統(tǒng)有保冷措施,防止因傳熱造成的管道結(jié)冰或支撐鋼材脆化。
凈化處理管路系統(tǒng)在首次充注LNG之前,要用氮氣或二氧化碳氣體進行惰化處理。
(6) LNG裝卸設(shè)備
安全間距LNG和可燃制冷劑的裝卸接口到不可控制火源、工藝區(qū)域、儲罐、控制大樓、辦公室、商店、居民樓和其它建筑物的距離至少是15m。
2.3? 有火災(zāi)緊急事故及其安全對策
對于著火的LNG事故,可以根據(jù)以下原則進行處理。①盡量切斷氣源,控制泄漏。②對著火罐及鄰近罐和設(shè)備進行冷卻保護,避免儲罐設(shè)備受熱超壓造成更大災(zāi)害。③將泄漏的LNG引至事故集液池等安全地帶,再用高倍泡沫覆蓋,使其安全氣化,避免燃燒擴大。
通常,消防安全設(shè)計包括以下幾個部分:
(1) 分布控制系統(tǒng)(Distribute Control System,DOS)
DOS系統(tǒng)用于顯示和控制LNG裝置的溫度、壓力、液位、流量等主要和重要的控制參數(shù)[6]。
(2) 緊急關(guān)閉系統(tǒng)(Emergency Shut Down,ESD)
ESD系統(tǒng)與DOS系統(tǒng)相互獨立,在LNG裝置發(fā)生緊急狀況時開啟,用于隔離和關(guān)斷LNG、或其它可燃來源,并關(guān)閉那些如果繼續(xù)運行可能維持或增加災(zāi)情的設(shè)備。該系統(tǒng)應(yīng)同時配備自動遙控和手動按鈕。手動按鈕宜安裝在離相關(guān)生產(chǎn)單元一定距離處,數(shù)量應(yīng)在2個以上,并采取措施防止其受火災(zāi)熱輻射的影響。
(3) 火災(zāi)和泄漏探測報警系統(tǒng)
可能發(fā)生可燃氣體聚集、LNG或可燃制冷劑溢流的地方和封閉的建筑物應(yīng)設(shè)置火災(zāi)和泄漏監(jiān)控設(shè)備。在天然氣生產(chǎn)設(shè)備和儲罐附近要設(shè)置可燃氣體濃度檢測報警裝置,當氣體濃度達到爆炸下限的10-25%時,即發(fā)出聲光警報,以便迅速采取緊急措施。
在生產(chǎn)裝置區(qū),除了設(shè)計可燃性氣體檢測,火焰探測器和火災(zāi)報警系統(tǒng),還應(yīng)設(shè)置過冷檢測系統(tǒng)來檢測LNG是否泄漏。裝置內(nèi)所有的探測信號均送入DCS系統(tǒng),并設(shè)置報警值,同時,重要的信號送入ESD系統(tǒng)實行單元切斷或全站聯(lián)鎖停車。
(4) 消防水系統(tǒng)
消防給水系統(tǒng)由消防泵房、消防水罐、消防管道及消火拴、消防水炮等組成,用于消防,冷卻儲灌、設(shè)備和管道,控制未燃燒的泄漏或溢流危險物。
消防水供應(yīng)和分配系統(tǒng)的設(shè)計,應(yīng)滿足所有固定消防系統(tǒng)的同時使用需要。使它們在可能發(fā)生的最大單個事故時,保證在設(shè)計壓力和流量下供水,確保手持軟管的正常工作。連續(xù)供水時間不少于2h。
需要說明的是,消防水在LNG裝置中是不能用來控制和撲滅火焰的,因為水在液體表面提高蒸氣生成速度反而會加快燃燒速度。但水的射流可以冷卻火區(qū)周圍未著火的設(shè)備、容器和管道,吸收和控制火災(zāi)產(chǎn)生的熱量,阻止火的蔓延,還能保護消防人員和企圖進入火場關(guān)閉必需切斷氣源閥門的人員。
(5) 干粉滅火系統(tǒng)
天然氣泄漏量較少時著火,可以用干粉、二氧化碳、鹵代烷滅火劑撲滅,但滅火后應(yīng)立即切斷氣體來源,阻止氣體溢出,否則可能引起復(fù)燃,甚至爆炸。對付高壓流量大的天然氣火災(zāi),干粉滅火劑是最有效的。
根據(jù)國外對撲滅天然氣火災(zāi)的經(jīng)驗,干粉連續(xù)噴放時間一般為25~60秒,初步滅火后,干粉還必須間斷使用。
(6) 泡沫滅火系統(tǒng)
采用高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)覆蓋儲罐區(qū)、管道、卸車臺泄漏及事故集液池內(nèi)的LNG,使其安全氣化,避免產(chǎn)生危險。有條件的站內(nèi)還可按規(guī)范要求設(shè)置固定式低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng),也可在儲罐、管道、卸車臺及重要設(shè)備上方設(shè)置泡沫噴淋滅火裝置。
(7) 移動式滅火器材
在LNG設(shè)備和汽車槽車的關(guān)鍵位置屬于嚴重危險級別場所,應(yīng)設(shè)置便攜式或車輪式滅火器,能夠撲滅發(fā)生的火災(zāi)。控制室、變配電室內(nèi)配置手提式二氧化碳滅火器,以保證迅速有效的撲滅初期火災(zāi)。進入廠區(qū)的機動車輛應(yīng)配有至少一個便攜式干粉化學(xué)滅火器,其容量不低于9kg。