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新舊液化天然氣安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比較分析

文檔作者：任珂李德強(qiáng) 曲勝利文檔來源：中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月25日
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48 CHENⅡCAL ENGINEERD G DESIGN
新舊液化天然氣安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比較分析
任 珂 李德強(qiáng) 曲勝利 中海油山東化學(xué)工程有限責(zé)任公司 濟(jì)南250019
摘要 比較美國消防協(xié)會(huì)頒布的NFPA 59A一2009版本與NFPA 59A一2001版本修訂之處，這對(duì)完善我國
LNG標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)我國LNG產(chǎn)業(yè)健康安全發(fā)展，有著重要的意義。
關(guān)鍵詞LNG NFPA 標(biāo)準(zhǔn)安全技術(shù)
1 概述
由于液化天然氣(LNG)的低溫、易燃和易
擴(kuò)散等特性，決定了LNG的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。
近些年來，隨著LNG產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，各國都對(duì)
其生產(chǎn)、儲(chǔ)存及操作的安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制定和及
時(shí)修訂越來越重視。以美國消防協(xié)會(huì)(NFPA)制
定的LNG生產(chǎn)、儲(chǔ)存及操作標(biāo)準(zhǔn)NFPA 59A，在國
際上得到廣泛的應(yīng)用，具有很高的權(quán)威性。NFPA
59A標(biāo)準(zhǔn)五年左右更新一次，最新版本為NFPA
59A一2009(以下簡(jiǎn)稱2009版)。現(xiàn)在我國在LNG
的標(biāo)準(zhǔn)制定方面相對(duì)滯后，頒布的GB／T 23068—
2006僅等同于NFPA 59A一2001版本(以下簡(jiǎn)稱
2001版)。本文比較2009版本與2001版本的修訂
內(nèi)容，這對(duì)完善我國LNG標(biāo)準(zhǔn)體系，推動(dòng)我國
LNG產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展，并與國際接軌有著重要的
意義。
2 NFPA 59A一2009修訂的主要內(nèi)容
相對(duì)于2001版標(biāo)準(zhǔn)，2009版標(biāo)準(zhǔn)做出了重大
修訂，主要為以下幾點(diǎn)。
2．1 一般性要求
新版規(guī)范增加了“一般性要求”一章，對(duì)規(guī)
范中所涉及到的設(shè)施、設(shè)備的一般性要求給出了
詳細(xì)說明。
2．1．1 腐蝕控制
新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)由于腐蝕產(chǎn)生失效或明顯老
化的設(shè)備或其組件，需要維修、替代或進(jìn)行重大
改變的，應(yīng)由有相關(guān)資質(zhì)的人員從腐蝕控制的角
度，評(píng)估設(shè)計(jì)圖紙及材料說明書的合理性，并決
定使用的材料是否會(huì)對(duì)該設(shè)備或其它相關(guān)設(shè)備的
安全性和可靠性產(chǎn)生影響。
2．1．2 控制中心
新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每個(gè)LNG站場(chǎng)都需配備控制中
心，并對(duì)控制中心的位置、所應(yīng)具備功能、人員
配備、與其它控制中心的通信等做了詳細(xì)的說明。
2．1．3 能源的提供
新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，對(duì)于為通信、緊急照明以及消
防系統(tǒng)提供能源的電力控制系統(tǒng)，至少應(yīng)具有兩
個(gè)以上能量來源，以保證其供應(yīng)。
2．1．4 記錄
新版標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，每個(gè)LNG站場(chǎng)，對(duì)用來建造
LNG或易燃性流體儲(chǔ)罐的設(shè)備、建筑、地基以及
支撐系統(tǒng)所使用的材料都應(yīng)有詳細(xì)的記錄。這些
記錄應(yīng)一直保存至設(shè)備、建筑、地基等不再使用
為止。
新規(guī)范“一般性要求” 一章的增加，旨在提
高LNG站場(chǎng)運(yùn)行的安全性、可靠性以及處理緊急
事件的能力。
2．2 雙約束儲(chǔ)罐和全約束儲(chǔ)罐的定義
2009版標(biāo)準(zhǔn)增加了對(duì)雙約束儲(chǔ)罐和全約束儲(chǔ)
罐的定義，并在廠址的選取和平面布置的標(biāo)準(zhǔn)中，
對(duì)上述兩種儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)和安裝在風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避中的注意
事項(xiàng)進(jìn)行了詳細(xì)的說明。
(1)雙約束儲(chǔ)罐和全約束儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)和建造，
應(yīng)考慮在發(fā)生溢出事故或副罐火災(zāi)事故時(shí)，副罐
墻應(yīng)在火災(zāi)持續(xù)時(shí)間內(nèi)容納LNG。
(2)對(duì)于內(nèi)罐的火災(zāi)事故，或鄰近儲(chǔ)罐的主、
副罐的火災(zāi)事故，副罐應(yīng)保持足夠的完整性，防
止倒塌而使主罐發(fā)生泄漏事故。
(3)對(duì)于雙約束儲(chǔ)罐和全約束儲(chǔ)罐，在液位
以下不允許設(shè)置排料管道。
任珂：助理工程師。2009年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(華東)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)?，F(xiàn)從事工程設(shè)計(jì)工作。聯(lián)系電話：(o531)83195387。
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2011，21(3) 任珂等新舊液化天然氣安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的比較分析49
單個(gè)儲(chǔ)罐 多個(gè)儲(chǔ)罐 單個(gè)儲(chǔ)罐 多個(gè)儲(chǔ)罐
單個(gè)LNG儲(chǔ)罐的攔蓄 (1)多個(gè)LiNG儲(chǔ)罐的攔蓄區(qū) (1)單個(gè)LNG儲(chǔ)罐的攔蓄 (1)多個(gè)LNG儲(chǔ)罐最小容
區(qū)最小容積為儲(chǔ)罐的總對(duì)因低溫或因攔蓄區(qū)內(nèi)一儲(chǔ)罐泄漏 區(qū)，最小容積為最大儲(chǔ)罐液體容積積為在攔蓄區(qū)內(nèi)所有儲(chǔ)罐最大液
容積 著火而引起攔蓄區(qū)內(nèi)其它儲(chǔ)罐泄 的110％ 體容積之和
漏，在采取了防止措施條件下，最 (2)如果攔蓄區(qū)的設(shè)計(jì)考慮 (2)若考慮防止因火災(zāi)、低
小容積為攔蓄區(qū)內(nèi)最大儲(chǔ)罐的總 承受因儲(chǔ)罐的災(zāi)難性失效而造成的溫或因其它儲(chǔ)罐的泄漏，其最小
容積 動(dòng)態(tài)波浪，則最小容積為最大儲(chǔ)罐容積為攔蓄區(qū)內(nèi)最大儲(chǔ)罐液體容
(2)多個(gè)LNG儲(chǔ)罐的攔蓄區(qū) 容積 積的110％
在沒有采取(1)措施條件下，最 (3)如果攔蓄區(qū)的高度等于
小容積為攔蓄區(qū)內(nèi)所有儲(chǔ)罐的總 或高于儲(chǔ)罐最大液位，則最小容積
容積 為最大儲(chǔ)罐容積
2．3．2 熱輻射距離計(jì)算模型的選取
在攔蓄區(qū)選址的LNG熱輻射距離計(jì)算模型中，
新標(biāo)準(zhǔn)不再規(guī)定使用舊版本的模型，只對(duì)計(jì)算模
型的選取做了如下規(guī)定：① 模型應(yīng)經(jīng)過包括文獻(xiàn)
中最大LNG燃燒實(shí)驗(yàn)在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證；②
模型應(yīng)在包括流體力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒科學(xué)的相
關(guān)科學(xué)／工程學(xué)科雜志上發(fā)表；③模型應(yīng)提供物理
現(xiàn)象、分析及執(zhí)行過程的詳細(xì)細(xì)節(jié)；④模型已經(jīng)
被主管部門認(rèn)可。
只要選取的模型符合上述條件，即可用于計(jì)
算LNG熱輻射的距離。
2．3．3 儲(chǔ)罐攔蓄區(qū)到建筑紅線距離的計(jì)算
對(duì)于LNG儲(chǔ)罐攔蓄區(qū)到建筑紅線距離的計(jì)算，
新標(biāo)準(zhǔn)不再規(guī)定采用原標(biāo)準(zhǔn)的DEGADIS擴(kuò)散計(jì)算
模型，而是規(guī)定所選取的模型應(yīng)依據(jù)由NFPA研究
基金會(huì)發(fā)布的模型評(píng)估協(xié)議《LNG蒸氣擴(kuò)散安全
分析模型》，并通過獨(dú)立機(jī)構(gòu)評(píng)估，同時(shí)應(yīng)考慮如
下因素：①風(fēng)速和大氣穩(wěn)定度同時(shí)發(fā)生且造成最
長的下風(fēng)向擴(kuò)散距離，超過的距離少于擴(kuò)散所需
時(shí)間內(nèi)的10％ ，帕氏大氣穩(wěn)定度為F類，風(fēng)速
4．5mph(2 m／s)；②計(jì)算距離應(yīng)以實(shí)際液體特性
和來自容器的最大蒸氣流率(蒸氣氣化速率加上
液體流人的置換速率)為基礎(chǔ)；③ 主管部門認(rèn)可
的計(jì)算中，允許考慮阻擋蒸氣和降低可燃蒸氣危
險(xiǎn)措施(如：攔蓄表面隔熱，加水幕或其它合適
方法)的效果。
2．3．4 設(shè)計(jì)溢出表
新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)設(shè)計(jì)溢出表進(jìn)行了修改，分別對(duì)頂
部充裝儲(chǔ)罐、進(jìn)料口低于液位的儲(chǔ)罐、雙約束儲(chǔ)
罐和全約束儲(chǔ)罐以及包含有氣化區(qū)、工藝區(qū)、轉(zhuǎn)
運(yùn)區(qū)的攔蓄區(qū)的設(shè)計(jì)溢出要求做了明確的規(guī)定。
相對(duì)于2001版標(biāo)準(zhǔn)，2009版規(guī)范將排料口低于液
面，裝有內(nèi)置切斷閥的儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)溢出持續(xù)時(shí)間，
由原來的1h改為10min，并規(guī)定對(duì)于有混凝土副
罐的全約束儲(chǔ)罐或雙約束儲(chǔ)罐，不再考慮設(shè)計(jì)
溢出。
2．4 短期使用的可移動(dòng)式設(shè)備的安全使用
新標(biāo)準(zhǔn)還增加了對(duì)臨時(shí)或短期使用的可移動(dòng)
式LNG設(shè)備的安全使用規(guī)定。
(1)可移動(dòng)式LNG設(shè)備的運(yùn)行，必須配備一
名以上具備相關(guān)經(jīng)驗(yàn)并接受過設(shè)備安全操作訓(xùn)練
的人員。
(2)應(yīng)采取預(yù)防措施盡可能降低LNG泄漏
事故。
(3)可移動(dòng)式或f臨時(shí)儲(chǔ)罐的使用應(yīng)經(jīng)過主管部
門的允許。
(4)在安裝現(xiàn)場(chǎng)和遠(yuǎn)端能實(shí)現(xiàn)對(duì)加熱蒸發(fā)器火
源的關(guān)閉。
(5)應(yīng)采取預(yù)防措施盡可能降低LNG泄漏時(shí)
意外點(diǎn)火事故。
2．5 工藝設(shè)備焊接操作
新標(biāo)準(zhǔn)在工藝設(shè)備一章中，增加了對(duì)工藝設(shè)
備焊接的操作內(nèi)容。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，所有焊接或銅
焊的操作及操作人員的配備，應(yīng)符合ASME Boiler
and Pressure Vessel Code規(guī)范中第1X章節(jié)的規(guī)定。
2．6 固定LNG儲(chǔ)罐抗震設(shè)計(jì)
固定LNG儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)儲(chǔ)罐的抗震設(shè)計(jì)
進(jìn)行了修改。對(duì)于確定性極限MCE地震動(dòng)，最大
設(shè)計(jì)譜加速度等參數(shù)，均采用ASCE7，Minimum
Design Loads for Buildings and Other Structures的規(guī)
定確定，而不再采用舊規(guī)范的NEHRP《新建筑物
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50 CHEMICAL ENGINEERING DESIGN 化工設(shè)計(jì)2011，21(3)
和其它構(gòu)建物抗震規(guī)定的推薦做法(FEMA)》的
規(guī)定。
2．7 管道系統(tǒng)及其組件規(guī)定
2009版標(biāo)準(zhǔn)將管道系統(tǒng)分為三種類別：
(1)由LNG儲(chǔ)罐支撐的管道系統(tǒng)，安裝在緊
急切斷閥上的管道系統(tǒng)以及消防管道系統(tǒng)。
(2)可燃?xì)怏w或LNG工藝管道系統(tǒng)。
(3)其它管道系統(tǒng)。
該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)每個(gè)類別的管道系統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)做
出了詳細(xì)的說明。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，應(yīng)對(duì)管道系統(tǒng)進(jìn)
行等同于ASCE 7規(guī)范的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)分析，并在載
荷的計(jì)算中，應(yīng)考慮OBE、SSE及設(shè)計(jì)地震載荷與
其它載荷的疊加。在管道應(yīng)力分析模型中，應(yīng)考
慮支撐對(duì)管道的限制作用。
2．8 LNG和制冷劑轉(zhuǎn)運(yùn)
在LNG和制冷劑的轉(zhuǎn)運(yùn)標(biāo)準(zhǔn)中，新標(biāo)準(zhǔn)增加
了船舶裝卸的碼頭設(shè)計(jì)要求。它規(guī)定碼頭的設(shè)計(jì)
應(yīng)該包含下述注意事項(xiàng)：① 波浪的特性；② 風(fēng)的
杼I生；③ 潮流的方向；④ 海潮的變化；⑤ 碼頭的
水深；⑥ 承沖靠船架的布置；⑦ 船舶?？克俣?；⑧
船舶停靠角度；⑨ 最小拖拽馬力要求；⑩ 靠船墩
的安排。并規(guī)定在船舶裝卸過程中，船舶裝卸區(qū)
域嚴(yán)禁火源。
2．9 操作、維護(hù)以及人員培訓(xùn)
對(duì)LNG站場(chǎng)的日常運(yùn)行、維護(hù)以及人員的培
訓(xùn)，2009版標(biāo)準(zhǔn)也做了修改，增加了相應(yīng)的條款。
2009版標(biāo)準(zhǔn)對(duì)維護(hù)手冊(cè)的說明進(jìn)行了修訂，
增加了對(duì)地基和應(yīng)急能源檢查的內(nèi)容。新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)
定對(duì)于每個(gè)設(shè)備的支撐系統(tǒng)或地基，應(yīng)至少每年
檢查一次，對(duì)失效的地基應(yīng)及時(shí)修理。而對(duì)于應(yīng)
急能源，則應(yīng)至少以月為周期檢查其是否能正常
運(yùn)行，并應(yīng)每年檢查應(yīng)急能源是否能在站場(chǎng)緊急
事件中提供足夠的能源。
2009版對(duì)船舶裝卸的操作也做了修訂。標(biāo)準(zhǔn)
規(guī)定，對(duì)于每個(gè)在裝卸區(qū)內(nèi)或其附近的LNG設(shè)備，
都應(yīng)建立一個(gè)描述應(yīng)對(duì)其可能發(fā)生事故的預(yù)案。
在裝卸LNG之前，應(yīng)完成檢查裝卸管道及設(shè)備的
完整性，檢查壓力、溫度、貨輪容積參數(shù)等，確
保轉(zhuǎn)運(yùn)操作的安全性。
3 結(jié)語
通過比較NFPA 59A新舊版本，可以了解美國
LNG相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展動(dòng)向和技術(shù)要點(diǎn)，為我國
LNG標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供借鑒，改善我國LNG標(biāo)準(zhǔn)的
制定相對(duì)滯后的局面，保證我國LNG產(chǎn)業(yè)健康
發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
1 NFPA 59A一2009，液化天然氣(LNG)生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)
標(biāo)準(zhǔn)[s]．
2 NFPA 59A一2001，液化天然氣(LNG)生產(chǎn)、儲(chǔ)存和裝運(yùn)
標(biāo)準(zhǔn)[s]．
3 GB 50028—2006，城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計(jì)規(guī)范[s]．
4 皇甫立霞，郭開華．液化天然氣場(chǎng)站安全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范及
發(fā)展動(dòng)態(tài)[J]．化工學(xué)報(bào)，2009，60 (s1)：l1一l5．
(收稿日期2010一o9—28)
(上接第9頁)
19個(gè)廠家共27臺(tái)；采用GSP西門子氣流床氣化爐
的有神華寧煤集團(tuán)有限責(zé)任公司等3個(gè)廠家共9
臺(tái)；采用新型四噴嘴水煤漿氣化爐的有安徽華誼
化工有限公司和兗礦國泰化工有限公司等l3個(gè)廠
家共33臺(tái)；采用多料漿單噴嘴頂置氣化爐的有華
亭中煦煤化工有限公司和重慶萬盛煤化工有限公
司等26個(gè)廠家共38臺(tái)；采用國產(chǎn)四噴嘴干煤粉加
壓氣化爐的有貴州開陽化工有限公司1個(gè)廠家共1
臺(tái)；采用HT—L航天爐的有永煤集團(tuán)龍宇化工有
限公司和安徽臨泉化工有限公司等兩個(gè)廠家共2
臺(tái)；采用兩段干煤粉加壓氣化爐的有上海申能集
團(tuán)和內(nèi)蒙古世林化工公司等兩個(gè)廠家共4臺(tái)。
4 結(jié)語
面對(duì)國內(nèi)煤化工行業(yè)眾多的煤氣化技術(shù)，企
業(yè)如何選擇是一個(gè)關(guān)鍵的問題。各企業(yè)應(yīng)該根據(jù)
本企業(yè)的實(shí)際情況：包括所處資源區(qū)域、原料煤
種類、運(yùn)輸情況、合成氣的用途、產(chǎn)品定位及資
金狀況來選擇適合自己的煤氣化方式，這樣才能
既有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，又能滿足國家環(huán)保政策
要求。
(收稿日期2010—11—22)
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