LNG接收站工藝區(qū)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分案例分析

陳 琛

(中海油石化工程有限公司，山東 濟(jì)南 250101)

在各國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，人們?cè)絹?lái)越重視能源問(wèn)題，而作為綠色清凈能源的天然氣，需求量也日益增長(zhǎng)。目前我國(guó)已建成的LNG接收站有，粵東LNG，深圳LNG，大鵬LNG，浙江LNG，上海LNG，天津LNG等多地，同時(shí)還有許多新建及擴(kuò)建的LNG接收站。

國(guó)內(nèi)接收站的數(shù)量不斷增多，接收站的安全運(yùn)行也成了備受重視的一項(xiàng)要點(diǎn)。在設(shè)計(jì)階段，爆炸危險(xiǎn)環(huán)境劃分是設(shè)備選型及安裝的重要依據(jù)，也是安全運(yùn)行的重要保障。本文根據(jù)某LNG接收站項(xiàng)目實(shí)例，由清楚工藝流程及工藝介質(zhì)的系統(tǒng)專業(yè)人員，設(shè)計(jì)設(shè)備布置熟悉設(shè)備、管道、閥門(mén)等位置的管道專業(yè)人員和電氣專業(yè)人員，共同商議劃分了爆炸危險(xiǎn)環(huán)境區(qū)域，為今后新建及擴(kuò)建LNG接收站爆炸危險(xiǎn)環(huán)境劃分，做了一個(gè)示范案例。

1 工藝流程說(shuō)明

為了便于遠(yuǎn)距離傳輸，及大容量?jī)?chǔ)存天然氣，采用液化后的天然氣( LNG)運(yùn)輸和儲(chǔ)存。LNG運(yùn)輸船抵達(dá)接收站專用碼頭后，通過(guò)液相卸料臂和卸船管線，借助船上卸料泵將LNG送入接收站的LNG儲(chǔ)罐中，卸船期間，由于熱量的傳入和液相的填充置換，儲(chǔ)罐內(nèi)將會(huì)產(chǎn)生蒸發(fā)氣，這些蒸發(fā)氣一部分經(jīng)氣相返回臂和回氣管線返回LNG船的料艙，以平衡料艙內(nèi)壓力，另一部分通過(guò)BOG壓縮機(jī)加壓后進(jìn)入再冷凝器冷凝后，與外輸?shù)腖NG一起經(jīng)高壓LNG輸送泵送入氣化器，利用氣化器使LNG氣化成氣態(tài)天然氣，經(jīng)調(diào)壓、計(jì)量后送入輸氣管網(wǎng)[1]。

LNG接收站的主要工藝裝置包括，BOG壓縮廠房，BOG再冷凝器裝置、高壓泵裝置及ORV氣化器裝置[2]。

2 釋放介質(zhì)的特點(diǎn)

LNG接收站工藝區(qū)可能釋放，并形成爆炸性氣體的介質(zhì)為L(zhǎng)NG及NG。

NG是混合氣體，其最大組分是甲烷(約85%)，還有少量的乙烷、丙烷和丁烷，LNG的體積與NG體積比約為1/625。NG各組分的分級(jí)、分組見(jiàn)表1。

表1 NG各組分的分級(jí)、分組

根據(jù)上表，可得NG和LNG的級(jí)別、組別為應(yīng)為IIA,T2。

LNG的沸點(diǎn)為-162℃，一旦泄露很快汽化為NG，一段時(shí)間內(nèi)是氣態(tài)與液態(tài)共存，并與空氣混合形成爆炸性氣體混合物，按較嚴(yán)重的情況，認(rèn)為L(zhǎng)NG相對(duì)密度重于空氣。NG相對(duì)密度輕于空氣。

3 釋放源的確定

圖1 釋放源位置

根據(jù)工藝專業(yè)分析，BOG壓縮廠房及燃料氣系統(tǒng)中泵、壓縮機(jī)和法蘭、閥門(mén)的密封處可能出現(xiàn)BOG閃蒸汽可燃?xì)怏w的釋放，再冷凝器裝置、高壓泵裝置及ORV氣化器裝置的法蘭、閥門(mén)、連接件和管道接口，安全閥、排氣孔等可能釋放LNG及NG[3]。根據(jù)管道專業(yè)確定各釋放點(diǎn)的位置如圖1。

以上釋放源，均為正常時(shí)，不會(huì)釋放可燃物質(zhì)的，屬于二級(jí)釋放源。

4 環(huán)境通風(fēng)情況

BOG壓縮廠房為敞開(kāi)式廠房，高壓泵區(qū)及再冷凝器裝置為戶外框架，燃料氣系統(tǒng)及ORV氣化器裝置為露天開(kāi)敞式布置[4]。工藝區(qū)各裝置均大氣通暢，通風(fēng)良好。

5 防爆區(qū)域劃分

根據(jù)以上分析，進(jìn)行LNG接收站工藝區(qū)爆炸危險(xiǎn)環(huán)境區(qū)域劃分，各裝置爆炸危險(xiǎn)環(huán)境條件見(jiàn)表2。

表2 本裝置爆炸危險(xiǎn)環(huán)境條件

BOG壓縮機(jī)廠房以釋放源為中心，半徑4.5m，地坪以上至屋頂一下的空間均為2區(qū)，如屋頂有百葉窗，以天窗為中心，半徑4.5m，高7.5m的范圍內(nèi)也為2區(qū)，立面圖見(jiàn)圖2。

燃料氣系統(tǒng)以裝置及管道閥門(mén)區(qū)外邊框?yàn)獒尫旁次恢茫霃?.5m，高7.5m的范圍內(nèi)為2區(qū)。

高壓泵及ORV氣化區(qū)裝置，裝置及管道閥門(mén)區(qū)外邊框?yàn)獒尫旁次恢茫霃?5m，高7.5m的范圍內(nèi)為2區(qū)。由于均是少量釋放，不考慮附加2區(qū)。

整個(gè)LNG接收站工藝區(qū)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖見(jiàn)圖3。

圖2 BOG壓縮廠房爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖

圖3 LNG接收站工藝區(qū)爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖

6 特殊情況分析

從安全考慮，管道專業(yè)設(shè)置了集液溝及集液池，且集液溝在爆炸危險(xiǎn)2區(qū)范圍內(nèi)，根據(jù)GB 50058-2014，集液溝及集液池內(nèi)為爆炸危險(xiǎn)1區(qū)，集液溝及集液池外邊緣以外半徑4.5m，地坪以上至高0.6m的范圍內(nèi)為爆炸危險(xiǎn)2區(qū)。詳見(jiàn)圖4。

圖4 可燃性液體集液池爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖

7 結(jié)論

本文根據(jù)工藝專業(yè)、管道專業(yè)的條件及國(guó)標(biāo)規(guī)范GB 50058-2014，分析LNG接收站工藝區(qū)的釋放介質(zhì)的特點(diǎn)與位置，繪制了爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分圖，為工藝區(qū)電氣及工藝設(shè)備的設(shè)計(jì)選型，以及設(shè)備、管道、電纜等的安裝提供了依據(jù)，對(duì)廠區(qū)安全運(yùn)行提供了重要保障。

本文通過(guò)對(duì)某LNG接收站工藝區(qū)的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分案例分析，為L(zhǎng)NG接收站中類似裝置或同樣釋放源的裝置的爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分提供了可靠的參照和規(guī)范研讀。