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摘要:LNG汽车和加气站技术的关键在于LNG的储存和运输,因为-162℃的温度对LNG设备有一些特殊要求,因此其技术难度较CNG和LPG都大。目前,国内LNG加气站的主要设备如低温常压储罐和空温式气化器等,国内生产厂家已掌握了有关核心技术,可大批量生产。本文就LNG汽车加气站发展状况,火灾危险性进行分析,并对其提出消防设计方案。
关键词:LNG汽车加气站;消防设计方案
随着经济的迅速发展,人们的环保意识不断增强,近几年对能源结构的调整逐渐加强,尤其是清洁燃料LNG(液化天然气)。LNG被公认为是世界上最干净的能源,主要成分是甲烷,其无色无味无毒且无腐蚀性,体积仅约为同量气态天然气的1/625,重量仅是同体积水的45%左右。LNG作为一种新型清洁高效能源,在工业、民用等领域具有十分广阔的市场。
一、LNG汽车加气站现状及前景
LNG汽车是以低温液态天然气为燃料的新一代天然气汽车,其突出优点是LNG能量密度大(约为CNG的3倍),汽车续驶里程长,可达400km以上,相对汽车使用柴油、汽油具有显著的经济效益。在使用过程中LNG汽车以其安全性能高、环境污染少、经济效益大等的特点得到人们的青睐,各国政府的推广。
1.LNG汽车加气站的国内现状
相较于前几年,2017年中国LNG市场发生了飞速变化,全年LNG量增价升,此外,接收站出货量超越工厂,南气北送成为新常态。2017年中国LNG总供应量达到2025万吨,相较2016年的1360万吨增长665万吨,增幅49%。相信在国家政策的大力扶持下,LNG汽车市场将会发展更加迅速。
2.LNG汽车加气站的国外进展
20世纪80年代国外一些发达国家便开始对LNG汽车技术进行研究,于90年代初其技术已初步成熟,并有小规模的推广。目前,国外LNG汽车和加气站已经成熟,其中美国在LNG汽车使用技术上处于领先位置。
二、LNG汽车加气站火灾危险性分析
1、LNG汽车加气站引发火灾危险性大
LNG作为一种密度低、容易扩散的易燃易爆物体,粘度较小,流动性强,一旦出现火源则会迅速扩大范围,且其自身低温特点极易使储罐发生变形、破裂,引起爆炸。
2、LNG汽车加气站火灾危害性大
LNG爆炸压力大,扩散范围广,由于部分加气站建在城区人口密集处,在发生爆炸时,难以及时撤离,便会造成大面积人员伤亡及重大经济损失。
3.LNG汽车加气站火灾处置难度高
火灾爆炸会形成流淌火,引发整个加气站及周围建筑着火,增加扑灭火势的难度。LNG泄露后的冷蒸云及射流对人体会造成冷灼伤,救援人员难以近距离救火,致使火势增大。
三、LNG汽车加气站消防设计要点、方案
1.LNG汽车加气站等级划分
主要参照GB50156-2010《汽车加油加气站设计与施工规范》修订稿的相关内容进行分级(如表一)。因为LNG加气站运行比较复杂,在初期储装LNG会产生大量BOG,造成大气污染,故加气站内适合由一台储罐来进行一辆槽车的卸量。因此,将单罐容积上限提高至60m3,利于加气站节能及运行,二、三级加气站规模按增加一台和两台60m3储罐来设定。
表1LNG汽车加气站等级划分
注:V为LNG储罐总容积
2.LNG汽车加气站选址及防火间距
2.1LNG汽车加气站选址
LNG加气站地址的选择应符合城市交通规划、消防安全及环境保护要求,通常选在交通便利、靠近城市道路的地方。建站时应尽量建在城市风频率最小的上风侧,避开人口密集地、城市中心繁华地带等。
2.2LNG汽车加气站防火距离
主要参照GB50156-2010《汽车加油加气站设计与施工规范》[1]修订稿的相关内容,并结合LNG加气站的特性及建站具体条件进行防火间距的确定。
3.LNG汽车加气站工艺防火设计
3.1LNG储罐
储罐内、外筒设计压力应大于1.2MPa、0.1MPa,温度应低于-196。C与-18。C,储罐周围需设置高于1.0m的非燃烧体,并在储罐上设置安全网、放空阀、高低压警报、调压阀、超压报警系统等。
3.2管路系统
设计压力应大于1.6MPa,温度低于-196。C,在储罐液相连超过GN20的管道上设置紧急切断阀,储罐需设置两个以上全启封闭式弹簧安全阀。
3.3紧急切断系统
在LNG汽化器的进口管道及储罐的液相连进出管道上设置紧急切断阀,避免LNG泄露级流出。一般紧急切断系统设置为气动阀,只能手动复位。
3.4报警系统
在LNG汽车加气站各个部门设置相应的天然气检测器,随时进行监测。通常将报警装置设在控制室里,以便加气站周边出现异常时及时报警。
3.LNG汽车加气站消防系统设计
4.1消防水系统设计
对于规模较小的三级加气站可根据具体情况不设消防给水系统,相对的一、二级规模大的加气站,因事故发生概率及危害较大,需加强消防给水系统设置。
4.2灭火装置设计
在卸车区、拦蓄区、加气区设置干粉灭火器,在事故萌芽时期快速用干粉消灭;设置泡沫灭火器,扑面流淌火灾,隔绝LNG流体与空气接触。在配电室、控制室等地方设置气体灭火器扑面火灾。
结束语
在快速改变的当今时代,国内LNG加气站不断建设发展,为保证加气站的安全运行,需进行加气站消防系统设计,不断的调整改变完善,减少安全事故发生,生命财产安全的损失。
参考文献:
[1]房振忠.LNG汽车加气站消防安全设计要点探讨[J].商品与质量·建筑与发展,2014,5(2):24-26.