LNG 加气站安全设计
0. 引言
国家环保总局、发展改革委制定的《国家环境保 护"十二五"规划》中明确提出了主要污染物排放总 量控制目标，明确提出将加大机动车污染的防治力 度，大力开发和使用节能型和清洁燃料汽车，降低机 动车污染物排放，并且明确要求大型、特大型城市要 把防治机动车尾气污染作为改善城市环境质量的重 要内容。天然气汽车以其能耗低、污染物排放量小而 受到各国的欢迎，是国际公认的最理想的车用替代 能源。LNG 做为新兴的车用天然气使用方式，正在受到 越来越多的关注，LNG 加气站的建设正在逐渐兴起，如 何保证LNG 加气站的安全运营成为大众日益关心的 话题。下面就LNG 加气站的主要危害因素和安全设计 方面提出自己的一些看法，以供大家参考。
1. LNG 加气站主要流程及建设内容
LNG 加气站是利用LNG 槽车在天然气液化工厂 充装LNG，通过公路运输至站内卸入站内LNG 储罐。 经过储存、泵送，为LNG 汽车充装。站内一般设置LNG 工艺装置区、加气站房、加气岛及其他附属设施。 LNG 工艺装置区主要包括LNG 储罐（包含立式储 罐和卧式储罐）、LNG 泵撬（包括LNG 潜液泵、EAG 放 空系统、储罐自增压系统、LNG 槽车卸车系统及管路连 接系统）。2. LNG 加气站主要危害因素分析
2.1 介质的危害性LNG 加气站生产过程中主要介质为LNG，其产生 的危害因素主要包括火灾爆炸、低温危害及毒性。
a) 火灾爆炸：火灾的产生来源于泄漏。当天然气在 空气中积聚到一定数量，遇明火即燃；含量达到爆炸极 限时，遇明火等火源着火爆炸，酿成事故；
b) LNG 的低温危害：LNG 的温度一般在- 162 ℃ 左右，在LNG 站接触LNG 低温操作或者LNG 发生泄 漏时，可以引发人员的低温冻伤、低温麻醉。当人体直 接接触时，皮肤表面会粘在低温物体表面上，皮肤及皮 肤以下组织冻结，很容易撕裂，并留下伤口；
c) LNG 的毒性危害：LNG 是烷烃为主的混合气 体，主要成分为CH4，在气态形式下是无色、无臭气体， 属低度毒性物质，长期接触天然气可出现神经衰弱综 合症。
2.2 装置的危险性
2.2.1 LNG 低温储罐
LNG 低温储罐，单罐容积不大于60 m3，采用卧式 真空粉末绝热，双层结构，内外筒之间用珠光砂填充并 抽真空绝热。LNG 储罐最大的危险性在于真空破坏，绝 热性能下降，其次可能的危险性还有储罐根部阀门之 前产生泄漏。
2.2.2 低温泵 低温泵设在LNG 泵撬泵池内，泵的进出口有可能 因密封失效产生泄漏。
2.2.3 加气机 加气机直接给汽车加气，其接口为软管连接，接口 处容易漏气，也可能因接口脱落或软管爆裂而泄漏。
2.3 生产过程产生的危险性
a) 储罐液位超限。LNG 储罐在生产过程中可能产 生液位超限而发生LNG 泄漏，易使工作人员冷灼伤， 或者大量泄漏导致火灾爆炸发生；
b) LNG 设施的预冷。LNG 储罐在投料前需要预 冷，生产中工艺管道每次开车前需要预冷，如预冷速度 过快或者不进行预冷，有可能使工艺管道接头阀门发 生脆性断裂和冷收缩引发泄漏事故，易使工作人员冷 灼伤，或者大量泄漏导致火灾爆炸发生；
c) 加气工误操作引发的安全事故。由于加气工操 作失误引发的LNG 泄漏，使工作人员冷灼伤，或者大 量泄漏导致火灾爆炸发生。
2.4 自然灾害产生的危险性
a) 噪音：噪音主要来源于LNG 潜液泵等；
b) 地震：地震是一种产生巨大破坏力的自然现象， 尤其对建构筑物的破坏作用更为严重；
c) 雷击：雷击能破坏建筑物和设备，并可能导致火 灾和爆炸事故的发生，其出现的频率不大，作用时间短 暂；
d) 车辆伤害：LNG 加气站进出的车辆很多，如果 站内道路不符合要求或道路的安全指示标志不明确， 有可能发生车辆伤害事故。
3. LNG 加气站设计过程中采取的安全技术措 施
通过以上对LNG 加气站可能发生的危险性分析， 在设计过程中采取如下措施来降低危害发生的可能 性，从而减少和避免灾害的发生。3.1 总平面布置
a) 根据LNG 加气站站外建构筑物特点，结合地 形、风向等因素合理布置储罐等危险源设备，使其远离 人口密集区，远离明火场所；
b) 站内各设施之间防火间距按规范确定。站内设 施满足相关规范的防火间距要求；
c) 设置防液堤。LNG 储罐的周围设置防液堤，防 液堤的作用是在LNG 储罐发生泄漏时，防止流体流淌 蔓延，将流体限制在一定区域内；
d) LNG 加气站出入口分开设置。站区内加气区的 出入口分开设置，方便车辆的有序出入；
e) LNG 装置露天化、敞棚化。LNG 装置露天设置 可以使泄漏的LNG 迅速挥发、扩散，避免与空气混合 后形成爆炸混合物。
3.2 工艺设计
a) LNG 加气站管路系统采用超压自动放散。同时， 设有事故状态紧急报警、快速切断和安全放散功能，以 确保场站安全生产；
b) 低温储罐设有紧急切断阀，装在储罐进出液管 道上，在装置发生意外时，可马上切断储罐与外界的通 道，防止储罐内液体流出；
c) 储罐设有放空阀、安全阀、超压报警、高低液位 报警、检测等安全设施；
d) 设置集中放空系统。对低温放散天然气通过 EAG 加热器加热后，达到常温温度进行排放。由于常温 天然气密度比空气轻，高空排放可使其迅速扩散。同时 为防止放空口处出现着火时火焰回窜，在放空系统汇 集管的末端装设阻火器，起阻隔火焰作用，以保证系统 安全。
3.3 建筑设计
站内主要建构筑物有加气站房、加气罩棚等。站内建 筑物耐火等级均按二级设计，满足相关规范要求，站内工 艺装置区为甲类生产区，地面采用混凝土硬化地面。
3.4 电气设计
a) 站内控制室及有爆炸危险的场所，均设置正常 照明和应急照明。在爆炸危险场所，所有电气设备及照 明灯具均选用隔爆型；防爆等级不低于ExdⅡBT4，防 护等级室内不低于IP54，室外不低于IP65。配电线路采 用铠装电缆直接埋地敷设或电线穿镀锌钢管明装敷 设；
b) 站内配电系统采用TN- S 接地方式，配电系统 采用接地保护；站内金属设备、各工艺管线均考虑防雷 和防静电接地；站区内的所有电气设备做保护接地，接 地电阻均不大于4 Ω。
3.5 自控设计
a) LNG 加气站内工艺装置区及加气岛设置燃气泄 漏报警检测装置。各检测区域CH4 浓度达到报警设定 值（20%LEL）时，控制室可燃气体报警控制器发出声光 报警信号；
b) LNG 加气站内工艺装置区设置自控报警连锁 系统。其中防液堤内报警信号与防液堤内积水坑潜水 泵的启停联锁；LNG 储罐设备及管道设置温度、压力、 液位检测仪表，在现场和控制室的计算机操作站上集 中显示，并设置安全联锁装置，当储罐液位值超限时发 出报警信号并关闭储罐进、出液阀门；
c) 站内主要区域设置紧急停车及连锁控制 （ESD）。控制室控制柜及现场操作盘面板设置紧急切断 按钮，事故或紧急状况下可紧急切断所有紧急切断阀。
3.6 消防设计
LNG加气站根据建设规模设置消防水系统和灭火器。
a) 一级LNG 加气站同时设置消防水系统和灭火 器。消防水系统主要建设内容包括消防水泵房、消防水 池及消防给水系统，同时设置备用柴油发电机满足消 防水用电需求；
b) 二、三级LNG 加气站一般只设置灭火器，灭火 器一般按如下原则设置：工艺装置区一般设置手推式 干粉灭火器，控制室设置二氧化碳灭火器，其他位置设 置手提式干粉灭火器。
4. LNG 加气站运行过程中采取的防范措施
安全生产管理是保证LNG 加气站建成后，实现充 气过程以安全为目的的现代化、科学化的管理。其基本 任务是发现、分析和控制充装过程中的危险、有害因 素，制定相应的安全卫生规章制度，对企业内部实施安 全卫生监督、检查，对各类人员进行安全、卫生知识的 培训和教育，防止发生事故，避免、减少损失。a) 建立和健全各项安全生产制度。认真贯彻执行 《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理 条例》等法律、法规。建立和健全各项安全生产制度。操 作人员持证上岗；
b) 明确各级人员的安全生产岗位责任制，对日常 安全管理工作，应建立相应的《安全检查制度》、《交接 班制度》等；
c) 在安全教育培训方面，建立日常安全教育和考 核制度；
d) 应按照《安全生产法》的有关规定设置安全生产 管理机构，配备安全生产管理人员；
e) 安全培训、教育和考核。按照《安全生产法》要 求，生产经营单位的主要负责人，安全生产管理人员和 生产一线操作人员都必须接受相应的安全教育和培 训。企业的负责人和负责安全生产的管理人员必须参 加由政府有关部门组织的安全生产培训教育，并取得 "安全生产培训合格证"；
f) 完善、实施重大事故应急预案。按照《中华人民 共和国安全生产法》第十七条规定，生产经营单位必须 编制与完善事故应急救援预案。以便发生事故后，各部 门各司其职有条不紊地组织抢险和救助，最大限度地 减少事故损失。