LNG站场防火间距及安全性分析

杜 斌

（四川岚强石油天然气工程勘察设计有限责任公司，四川 成都 610000）

LNG（液化天然气）站场在我国的发展起步较晚，但是随着技术体系的不断成熟，LNG站场的规模和数量也在不断增加。与此同时，受到多方面因素影响，LNG站场火灾事故、爆炸事故的发生频次也在逐渐增加。

1 LNG站场火灾的主要影响因素

1.1 环境风速影响

环境风速主要影响火焰特征参数（包括火焰长度、火焰倾斜角以及火焰拖曳比）以及火焰的热辐射分布。为了更加深入地分析不同风速下以上参数的变化趋势，采用验证后的CFD模型，对不同风速下的池火灾事故场景进行分析。同时，根据我国《石油天然气工程设计防火规范》（GB 50183—2004）中关于LNG站场周围建筑红线的热辐射强度要求，即不得超过4kW/m2。随着环境风速的逐渐增大，火焰的倾斜角越大，而火焰长度成减小的趋势。当风速大于3 m/s时，风速对火焰长度的影响减弱，火焰长度的减小量逐渐降低。并且随着风速的增大，火焰下风向的拖曳距离越大，且二者近似成线性相关。同时，随着风速的增大，火焰逐渐贴近地面，从而使下风向的热辐射强度值增大。但由于火焰长度也逐渐减小，较大风速也会带走大量热量，导致地面设施的安全间距的增量逐渐降低，甚至出现负增长。

1.2 站场直径影响

在LNG战场建设过程中，通常情况下，都会根据LNG站场的应用等级来确定站场等级和站场直径。经过数据检测分析可得，火焰的长度会随着站场直径的增加而增长，但是与环境风速变化规律类似，在站场直径达到一定程度时，火焰长度即使处于增大的状态，但是整体火焰长度的增量开始逐渐变小。造成该现象的主要原因在于站场直径的增大，会降低火焰燃烧时所需要的空气总量，燃烧的充足条件是可燃物、氧气和着火点。由于空气供给量不足，导致LNG站场液化天然气的燃烧情况会出现不完全燃烧的情况，同时会随着直径的加大而加深。由于LNG处于不完全燃烧的状态，那么燃烧时所产生的黑烟会集中聚集在火焰燃烧的表面，从而限制了热辐射传播效率对此。在此背景下，LNG站场的安全间距增量也会降低，设置会出现负向增长的情况。

2 LNG站场防火间距的设计原则

2.1 与居住区域间距离

LNG站场所处位置与居住区之间并不会间隔太远的距离，这样可以便于居民获取液化天然气，有利于此类能源应用模式的推广。但是LNG站场与居住区域之间的距离需要进行严格管控，将其控制在临界值以内，以临界值作为LNG站场建筑设计过程的建筑红线，从而确保居住区域的应用安全性。另外，在设计该区域防火间距时，技术人员还需要对辐射热流情况进行统计，根据反馈得出的辐射热流曲线变化情况，来确定区域结构的应用位置，将区域面积控制在合理范围内，在确保居民生活需求的基础上，提升LNG站场应用的安全性[1]。

2.2 LNG空气浓度控制

LNG站场在应用过程中，由于人为操作不当或者设备本身性能的影响，有时也会发生液化天然气渗漏事件，如果空气中液化天然气浓度过高，那么在遇到明火时，很容易发生火灾或者爆炸事故。因此，在对LNG站场防火间距进行控制时，还需要对液化天然气蒸汽的浓度进行实时监督，防止空气中此类气体浓度过高，预埋下较为严重的安全隐患。另外，在正常使用过程中，也会发生液化天然气气化的情况，从而增加了空气中天然气蒸汽的浓度。就此类情况，企业可以设置一个检测仪器，对浓度变化情况进行实时检测，只要浓度维持在40%以内，便不会有燃烧爆炸的危险。

3 提高LNG站场应用安全性的方法

3.1 优化站场的应用布局

通过优化站场的应用布局，可以将LNG与其他危险物品进行隔离，在提高燃烧效率的同时，降低危险事故的发生概率。例如，某企业在对LNG站场基本布局进行优化设计时，结合设计阶段与运行阶段所采用事故场景分析结果，以及对防火间距的综合评价结果、LNG战场拟建区域内部交通分布情况、消防设施所处位置等内容，对站场的基本布局进行优化设计，具体内容如下：首先，对重要区域和围堰区之间的距离进行合理管控，如检测仪表控制室、综合应用控制室、消防泵房等，可以将间距进行适当扩大，减轻事故发生时所带来的负面影响。其次，对仪器设备本身热辐射能力进行控制，降低围堰热辐射对周边设施的辐射强度值，减少负面影响。最后，对防火间距进行适当控制，将其控制在合理范围内，提高LNG站场运行的稳定性。

3.2 缩小LNG站场围堰面积

通过缩小LNG站场围堰面积，能够有效降低热辐射对周围环境的影响性。在具体应用过程中，技术人员应结合现有资料信息，如国家规定的标准防火间距要求、道路交通分布情况、站场经济性价值、消防设施间距等。根据所获取到的相关数据来调控LNG站场围堰面积，可以将围堰高度进行调整，使其高度与存储罐直径基本保持一致，也可以将罐体改为双容罐，减轻罐体的应用压力和热辐射范围。同时在缩减LNG站场围堰面积时，技术人员为了减少热辐射影响，可以对罐体直径进行控制，起到缓解热辐射压力的作用。另外，双容罐结构的应用，还可以减轻后续的工作压力，即使出现了罐体泄漏事故，也可以缩小影响范围，降低罐体泄露对周围设施带来的负面影响。

3.3 设置喷射水幕

通过设置射水幕，不仅可以起到控制火势的作用，而且可以阻挡天然气蒸汽蔓延，提高火灾事故爆发后的灭火效率。例如，在设置喷射水幕时，结合区域风向变化规律，在LNG站场围堰与其他应用设施之间设置喷射水幕，如果此时突发火灾，水幕可以起到冲散天然气，降低空气中液化天然气浓度的作用。除此之外，还在其他结构位置设置喷射水幕，此类水幕在平时应用过程中可以起到提升空气湿度，降低热辐射的作用。

3.4 加强安全意识培训

通过加强安全意识培训，一方面，可以提升企业人员的操作水平，减少人为操作失误的发生概率；另一方面，能够约束企业人员的操作行为，降低安全风险的发生概率。例如，根据LNG站场的实际规模和相关机械设备的应用等级，对企业人员进行定期培训。定期培训内容主要包括安全责任意识、最新应用理论、实践操作理论知识等，安全责任意识与最新应用理论培训可以帮助操作人员养成良好的操作习惯，在工作过程中约束自身的操作行为。实践操作培训主要针对LNG站场各个仪器设备的操作方法，在完成培训后，企业也需要对所有参与人员进行测试，根据评测结果来决定后期培训课程内容，从而有效提升所有参训人员的综合能力水平。另外，企业还需要在LNG站场摆放比较明显的警示标志，提醒来往人员禁止使用明火，以降低外部因素导致的火灾事故。

4 结语

综上所述，优化站场的应用布局可以提升LNG站场的安全等级，缩小LNG站场围堰面积可以阻挡火灾的蔓延，设置喷射水幕可以减缓火灾的蔓延速度，加强安全意识培训可以降低人为操作失误带来的安全风险。针对LNG站场在应用过程中可能发生的安全事故，提前制定相应的预防措施，对降低站场火灾发生概率，促进行业经济稳定发展有着积极的意义。