(LNG)液化天然氣加氣站的消防安全設計

匡 文 杰

(費縣公安消防大隊，山東 臨沂 273400)

0 引言

當今社會，人民生活水平的提升使得城市車輛增多，社會對動力燃料的需求也在不斷增加。液化天然氣作為一種清潔能源，受到社會各界的普遍認可，但是在加氣站的建設中，由于該種物質的性質及其危險性，安全隱患較大。所以，對LNG加氣站進行合理的消防安全設計是十分有必要的。

1 LNG相關參數及危險性

1.1 LNG理化性質

LNG的主要成分為甲烷，含量超過75%，是通過“液化”將天然氣轉變為-162 ℃的一種液化氣體。其分子量為17.3，常壓沸點為-162 ℃，密度為430 kg/m3～470 kg/m3，燃點為650 ℃，爆炸上限為13%～17%，下限為3.6%～6.5%，最大爆炸壓力為6.8 kg，自燃點為538 ℃。

1.2 LNG的危險性

LNG具有易燃易爆性、蒸發性、低溫、靜電及翻滾性等危險[1]。其成分中的甲烷就屬于典型的易燃易爆物質，當空氣中該氣體的濃度達到5%時，遇明火就會引發火災；同樣地，當天然氣與空氣所形成的混合物達到爆炸界限，并且溫度足夠引發火災時，還極有可能形成爆炸，產生較強沖擊波，危害較大。LNG沸點較低，在常溫狀態下極易蒸發，若以氣態形式泄漏到空氣中會形成蒸氣霧，受熱就會變成爆炸混合物，引發重大事故；同樣，由于其溫度較低，泄漏時會導致所接觸設備設施遇冷收縮甚至碎裂，不僅會損害設備，還可能對工作人員造成傷害，形成低溫灼傷事故。與此同時，LNG還有易產生靜電的危險，比如其在儲罐區或者相應管道中流淌時就容易產生靜電，并且形成積聚效果，如果不能及時清除靜電，可能會引發火災及爆炸事故。除此之外，LNG蒸發會產生氣體翻滾，增加儲藏工具的壓力，極有可能沖破安全閥門，造成安全威脅；LNG在儲罐內蒸發時，罐內上部液體的熱量會被氣體吸收，上、下部液體溫度出現差異，使液體混合速度加快，會產生更多氣體，從而增加罐內氣壓，沖破安全閥。這些特性都增加了加氣站消防安全建設的困難，給相關設計人員提出了難題。

2 加氣站的消防安全設計

2.1 提升加氣站建設的整體性

在加氣站的建設中，應因地制宜，考慮城市的實際情況，選擇適當的位置進行建設，提升加氣站建設的整體性[2]。而要做到這一點，首先就要使城市中加氣站的建設符合城市整體規劃。舉例來說，某市在開始加氣站建設前，充分考慮城市規劃，將城市分成三個獨立的區域，分別是主城區、行政科技服務區及新城區，主城區是重要的政治、經濟及文化中心，人民群眾可以在此進行大量的商貿及旅游活動，同時也有大量人口在此居住；服務區域是大部分煤礦等產業職工的居住地；新城區是規劃中的開發區，建設成該市第二大活動中心。針對這種狀況，考慮到LNG的危險性，該市建設加氣站時避開了各區域中的人口密集區，防止氣體泄漏引發火災及爆炸現象，在人流量較少的地方進行建設。除此之外，在考慮城市規劃時，還應因地制宜，分析整體區域的風向及城市火源，在風頻較小的上風口建設加氣站。

2.2 增強布局設計功能性

在對建設地點選擇完畢后，還應對整體加氣站平面布局進行設計，主要應滿足功能性、節約性及安全性幾個方面。例如，某地區在建設加氣站時，充分考慮了這幾個方面，取得不錯的效果。第一，功能性及節約性布局。采用按使用功能及特點分區的辦法進行站點布置，將整體站點分為儲存區、加氣區及其他設施用房如洗手間、沙地及消防水池等，在此基礎上建設加氣站大大節省了用地。第二，安全性布局。該地區在加氣區設置6臺加氣機，并用罩棚進行保護；氣罐與周圍的建筑物及火源等的距離也都控制在相關規定要求內，保障消防安全。同時，從這幾個方面進行平面布局，能使站點內交通組織順暢，與外部交通樞紐等組織協調共存。

2.3 合理調整儲罐防火間距

依據火災危險等級，適當加大臨界規范，對氣體儲罐進行合理布局，調整好適宜的防火間距。首先，當儲罐容積屬于8 m3～57 m3區間時，其距離建筑物最小防火間距為8 m。其次，當容積在57 m3～114 m3間時，防火間距為15 m。最后，容積在114 m3～265 m3間時，其防火間距為23 m。與此同時，儲罐與火源的距離應保持在15 m之外，罐間距以相鄰罐徑之和的1/4為準，且必須大于1.5 m。

2.4 設計消防車道及防液體攔蓄

在加氣站的建設中，還應對消防車道進行設計，避免突發事故發生時倒罐困難等問題的產生。在加氣站的消防設計中應設計出寬大于6 m的環形消防車道，同時，還應建設長寬均為12 m左右的回車場，這樣能使LNG槽車在突發狀況下通行，還可以方便車輛間倒罐，提升事故處理效率。除此之外，由于LNG儲罐中液體溫度在-160 ℃左右，如果遇到密封不嚴問題產生“跑、冒、滴、漏”等現象，極有可能會引發儲罐變形、碎裂或膨脹，液體溢出產生安全威脅。針對此問題，相關設計者應在作業區內設計攔截液體設施，當發生液體泄漏問題時，能有效控制液體流淌范圍，防止火災蔓延，為安全疏散提供時間及空間。在安全出口的設計中也應參考防液體攔蓄區的設置，在不同方向設置兩個消防出口，這樣能保證事故發生時工作人員的有序撤離，做到“人員撤離，消防車進入”，爭取救災時間，減少人員傷亡及損失。

2.5 合理設計給水及排水系統

消防設計離不開水管網的建設，為了提升加氣站的消防水平，還應合理設計給水及排水系統。例如，臨沂市在消防設計中充分考慮了水網建設，該市的加氣站由自來水管網供水，生活及消防主要依靠自來水，且供水流量及水壓都滿足建設需求，設計者在室外消防給水系統設計中，將水管網布置成環狀，由自來水網接入進水管，并在室外設置符合規范的消火栓；在排水系統的設計中，采用分流排水辦法，雨水在室外利用水管集中排入市政雨水管；生活污水集中排入化糞池，處理后再排進下水管網。這樣做大大降低了加氣站的安全風險，避免產生防火救災不及時等問題。

2.6 科學設計電氣

在站點建設中，應充分考慮站內設施布局是否合理，對于各種管道及設備等要進行科學設計，保證日常維修、操作順暢，規避安全風險。例如，在設計中不能將儀表及電氣與其他工藝管線設置在一處，這樣能防止氣體泄漏與電產生火花的接觸，防范爆炸事故的發生。與此同時，在選擇電氣設備時，應嚴格遵守相關規范，對火災及爆炸區域進行細致劃分，選擇適宜等級的電氣設備。此外，應利用阻止燃燒材料對電纜及溝槽進行封堵，防止氣體及液體通過溝槽進入配電室，引發安全問題。

2.7 設置站內滅火系統及滅火裝置

為了及時進行火災撲救，應在站內設置滅火系統及滅火裝置[3]。常見的滅火系統有干粉滅火、氣體滅火、泡沫滅火、高壓細水霧滅火及消防栓滅火，在設計時應充分考慮不同滅火系統的功能及效果，以便高效處理火災事故，減輕損傷。在加氣站建設中，相關設計人員應對站內不同功能區進行詳細分析，考慮火災成因及波及范圍，在卸車及加氣區域設置干粉滅火系統，在配電室及控制室設置CO2滅火系統，在儲罐及管道等區域設置高壓細水霧滅火系統，避免了火災處理過程中由于滅火方式選擇不當引發的二次傷害。

3 結語

雖然LNG在當今生活中占據重要地位，但是其還是存在很多安全問題。除了要進行消防安全設計，相關企業還應加強重視，嚴格要求、定期檢查與維護、加強人員培訓，逐步提升消防管理水平，避免安全問題的發生，為人民群眾提供更加優質的服務。