广东寰球广业工程有限公司 2018.03.12
摘要:国内LNG产业迅速发展,接收站的储存量越来越大,对储罐的安全性能要求也越来越高。全容储罐做为LNG地上储存的一种罐型,相对单容罐和双容罐有更高的安全系数和技术经济性。然而,由于我国LNG工程项目建设经验不足,规范体系不完善,设计人员在对规范和标准的理解也存在不确定之处。目前国内普遍采用引进NFPA 59A的国标GBT 20368-2012 《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》是LNG工程项目的主要执行规范,但其本身在关键术语和概念的定义上存在一定歧义。在这一规范中,LNG全容罐与建筑红线间距的规定就存在间距起算点不明确和拦蓄区、储罐排水系统等关键概念不清晰的问题,有待探讨论证。另外,作为储罐与红线间距的重要校核方式,热辐射距离也应受到足够重视。
关键词:LNG全容罐 LNG全容罐 间距 NFPA 59A 拦蓄区 储罐排水系统 热辐射
1.引言
随着世界资源转型步伐加快,对清洁型、环保型能源需求日益增长,我国进入规模化进口LNG的时代,天然气接收储备产业快速发展。
LNG,即液化天然气,具有低温、易挥发、易燃、易爆的特点。近年来,我国沿海地区LNG工程项目都呈现出规模化的趋势,所建的LNG储罐趋向大型化,一旦发生泄漏火灾,将有可能引起周边储罐爆炸而引起区域内居民区、工矿企业、市政设施等厂外用地受到影响的“多米诺效应”。因此,LNG储罐作为项目中的主要危险源,其位于项目用地内的位置距离建筑红线(在我国项目中即厂区围墙线)应保证有足够的安全间距
2.LNG全容罐与建筑红线间距
LNG的地上储存主要分为单容罐、双容罐和全容罐三种型式。综合考虑安全、技术经济性能和综合性等因素,全容罐是目前较受欢迎的罐型,在许多大型LNG储存项目中广泛采用。
在具体项目的执行中,目前国内普遍采用引进NFPA 59A的国标GBT 20368-2012 《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》。该规范对储罐间距、工艺设备间距、气化器间距、装卸设施间距等都有较详细和明确的要求,不过在对LNG全容罐与建筑红线间距的规定存在模糊和歧义之处。现从以下两个方面进行探讨。
(1)拦蓄区到建筑红线间距
GBT 20368-2012 《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》5.2.4.1表2规定如下:
表中规定拦蓄区到建筑红线需满足“0.7倍罐径,但不少于30m”。条文3.14对拦蓄区定义为“现场用防护堤或利用地形条件圈定的用于容纳事故溢出LNG或易燃致冷剂的一个区域”,全容罐不同于单容罐,不设防护堤,故拦蓄区的间距起算点存在模糊之处。
按照GBT 20368-2012 《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》3.6.3,全容罐定义如下:
由以上几条可以看出,全容罐事故时內罐溢出的LNG由主容器(內罐)与次容器(外罐)共同容纳,外罐所围合的空间就是拦蓄区范围,全容罐就是拦蓄区与储罐构成一体的情况。因此可以推论,全容罐的拦蓄区到建筑红线间距应从全容罐外罐罐壁开始起算,到建筑红线(围墙线)间距满足“0.7倍罐径,但不少于30m”。
(2)储罐排水系统边缘到建筑红线
GBT 20368-2012 《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》5.2.4.1表2在规定了拦蓄区到建筑红线间距的同时,也规定了从储罐排水系统边缘到建筑红线应满足“0.7倍罐径,但不少于30m”。然而,规范中对“储罐排水系统”没有明确的定义,因此间距起算点仍然不明确。
条文5.2.2.9规定“应制定拦蓄区内雨水和其他水的排水措施”。对于全容罐来说,因为外罐就是拦蓄区,因此排水系统主要汇集来自储罐本身的雨水和其他水。目前LNG项目的普遍做法是通过收集沟将来自储罐本身的雨水(可能含有泄漏液体)导向集液池(集液池与储罐间距按热辐射计算确定),10min后的干净雨水才从集液池去往厂区雨水系统。
厂区雨水系统收集干净雨水,对建筑红线外设施没有危险性,而集液池中可能含有泄漏液体,应作为危险源考虑。因此可以推论,全容罐的储罐排水系统边缘到建筑红线间距应从集液池边缘开始起算,到建筑红线(围墙线)间距满足“0.7倍罐径,但不少于30m”。
(2)热辐射距离
LNG储罐定位除了考虑安全间距外,还需要考虑火灾时热辐射对周边的影响,即隔热距离。该距离在GBT 20368-2012 《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》和GB50183《石油天然气工程设计防火规范》都有规定。GB50183在GBT 20368的基础上做了一定的修订,厂区界线外50人以上活动场所的热辐射上限由5000W/㎡改为4000W/㎡,更照顾了可能受影响人群的实体感受。
3.结语
液化天然气在我国属于新兴能源,建设类似项目的工程经验依然缺乏。规范作为工程设计的重要依据,在保证工程安全性和质量方面举足轻重,这就对规范的科学性和严谨性提出了更高的要求。在借鉴和引进国外规范时,应结合我国国情,对关键术语或概念进行明确,是设计者在遇到重要问题是有据可循,有理可依,避免歧义和模糊定义造成的设计错误。
论文作者:唐尔东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第9期
论文发表时间:2018/5/31
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