LNG接收站集液池池火抑制技术分析

2018-10-17李东华

山东化工 2018年18期

李东华

(中海油石化工程有限公司，山东济南 250101)

1 引言

在液化天然气(LNG)接收站内液化天然气泄漏后，由于泄漏方式、泄漏量、点火时间等的不同，遇点火源会形成池火、闪火、喷射火等不同类型的火灾爆炸事故。大量LNG泄漏到地面或水面上形成液池后，被点燃产生池火，LNG接收站集液池内可能会发生池火。火灾事故不但能带来财产损失，人员伤亡，还会对企业的声誉造成严重影响。另外，《石油天然气工程设计防火规范》(GB50183-2004)和《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》(GB/T20368-2012)对集液池的热辐射影响范围做出要求[1-2]，因此控制LNG接收站集液池的池火具有重要意义。

2 LNG集液池池火的抑制技术

LNG集液池一旦发生发生池火火灾，人员，设备和建筑都可能受到热辐射的影响，本文采用EN1473-2016给出的最大热辐射推荐值，火灾事故按照EN1473-2016给定的最大允许的可接受热辐射值进行判定[3]，如表1所示。

为了减轻集液池池火危害，应该从减小池火热辐射的影响范围和降低池火的热辐射值入手。同等条件下(如风速、大气稳定度、地表粗糙度等)，集液池表面积越大，池火的热辐射影响范围越大；采用消防措施如高倍数泡沫灭火系统、FOAMGLAS®PFSTM系统(国外利用此技术灭火)扑救池火火灾可以降低池火的热辐射值。因此本文对于LNG接收站集液池池火的抑制技术从调整集液池的表面积和消防措施两个方面展开论述。

表1 火灾影响判定准则

2.1 调整集液池的表面积大小

同等条件下(如风速、大气稳定度、地表粗糙度等)，集液池表面积越大，池火的热辐射影响范围越大。以某LNG接收站罐区集液池为例，罐区集液池表面积原尺寸为9m×9m，调整后的尺寸为6.5m×6.5m，运用PHAST软件对该集液池池火运的热辐射影响范围进行模拟分析，调整后的池火的危害影响距离变化情况见表2所示。

表2 集液池尺寸调整前后热辐射影响范围变化情况

注①表示：在风速是2m/s、大气稳定度是F的天气条件。

从表2可知，集液池表面积尺寸从9m×9m调整到6.5m×6.5m后，池火的热辐射影响范围明显减小，在罐区集液池及附近设施在总图布置时，为布置更紧凑，可通过调整减小集液池的表面积尺寸来改变池火的热辐射影响范围。

2.2 消防措施

LNG集液池发生池火的扑救方法一般采用高倍数泡沫灭火系统，在国外除采用高倍数泡沫灭火系统扑救方法外，还采用FOAMGLAS®PFSTM系统灭火。

2.2.1 高倍数泡沫灭火系统

高倍数泡沫覆盖作为一种LNG泄漏防护方法已得到许多专家认同，高倍数泡沫己广泛用于保护液化天然气设施，液化天然气(LNG) 液化站与接收站设置高倍数泡沫灭火系统有两个目的：一是当液化天然气泄漏尚未着火时，用适宜倍数的高倍数泡沫将其盖住，可阻止蒸气云的形成；二是当着火后，覆盖高倍数泡沫控制火灾，降低辐射热，以保护其他相邻设备等[4]。Geunwoong Yun等人通过做实验发现运用高倍数泡沫系统后热辐射值在55秒内降低90%[5]。

由于现在运用PHAST软件对集液池热辐射后果模拟计算时往往不考虑泡沫覆盖的作用效果，计算出的热辐射影响范围较大，计算结果偏保守。本文运用PHAST软件模拟计算考虑高倍数泡沫系统的灭火效果，假定泡沫控火效果为50%，以某LNG接收站工艺区集液池为例，该工艺区集液池尺寸为8m×8m×4.7m(表面积尺寸为8m×8m)，计算前后的对比结果如下表3所示。

表3 考虑泡沫覆盖前后集液池池火热辐射影响范围变化情况

注：假定该高倍数泡沫系统的泡沫控火效果为50%。

从表3可以看出，采用高倍数泡沫系统后，集液池的池火热辐射影响范围明显小，说明高倍数泡沫覆盖池火时，可以减低热辐射，从而保护集液池附近的相邻设施。

2.2.2 FOAMGLAS®PFSTM系统

FOAMGLAS®PFSTM是一种泡沫玻璃块，具有很高的浮力，一旦发生池火，该FOAMGLAS®PFSTM方体立即被释放在池火表面，并快速地减少热辐射值和火焰高度。该系统已运用于法国LNG项目上。图1是FOAMGLAS®PFSTM系统安装在某集液池现场的图片。

Lev，Y等人做了三组试验，发现采用200mm厚度的FOAMGLAS后，热辐射值降低了95%，然而高倍数泡沫系统的泡沫覆盖厚度必须在达到1～2m时才可能达到这个效果[6]。采用FOAMGLAS®PFSTM系统不但能达到很好的控火效果，而且泡沫玻璃块厚度仅为200mm，节省空间，未来在设计集液池尺寸时可以适当减小集液池的深度，从而减少施工成本。目前国内还没有运用FOAMGLAS®PFSTM系统扑救池火的应用，在国内推广该法扑救集液池池火仍然需要进一步的研究。