液化天然气罐箱堆场安全技术浅析

2021-01-09姚树君

化工设计 2021年4期

姚树君

山东海洋集团有限公司济南 250102

孔建建高娜

山东华胜能源有限公司济宁 272100

近年来，为完成相应环保指标，煤改气在北方地区加速推进，又因我国储气调峰能力与天然气市场发展不匹配，天然气供需失衡导致北方供暖季出现大规模“气荒”现象。为此，国家要求加快储气设施建设和完善储气调峰辅助市场机制。液化天然气罐箱堆场储运调峰，较固定式储罐具有投资少、占地小、工期短以及可利用多式联运物流方式，突破传统大型LNG接收站的限制，为分布在各地的天然气终端客户提供“一罐到底”的能源物流解决方案等优点，备受市场青睐。

1 背景

2019年10月31日国家发改委能源局组织召开LNG罐式集装箱调峰储备项目评审会，会议主要对河北、山东、安徽、湖北四省的LNG罐箱项目建设的必要性和可行性进行论证。与会的还有交通运输部、国家铁路运输监管局、中海油办公厅、四省发改委代表及相关项目组、专家组人员。

山东省能源局于2020年3月印发《山东省储气设施规划建设方案(2018-2020年)》，优化调整方案明确提出：优化储气设施布局，形成以沿海LNG储备基地为主、内陆LNG储备基地为辅、LNG罐箱集散中心和其他储气设施为补充、管网互联互通为支撑的储气调峰体系。其中要求试点建设LNG罐箱集散中心，增加备用LNG罐箱作为储气调峰的重要补充。方案鼓励建设LNG罐箱集散中心。贯彻落实国家鼓励开展LNG罐箱试点要求，充分发挥LNG罐箱宜储宜运、供应灵活的优势，鼓励各地依托大型危化品物流企业运输和堆场设施开展LNG罐箱多式联运试点，作为供暖季到来前储气能力未达标部分的补充措施。LNG罐箱供应链创新联盟成员单位“老虎燃气”在遵守安全合规的原则下，发挥创新精神，突破多重瓶颈，在山东龙口建设LNG罐箱调峰集散中心,该项目已通过国家立项审批并开工建设。其位于安徽马鞍山的年销售 220万吨液化天然气调峰保供存储集散中心项目也已与马鞍山市签约落户郑蒲港新区。

据了解，中国天然气位于连云港市徐圩新区LNG罐箱物流集散中心堆场，占地约100亩，可满足180台LNG罐箱重箱的存放和若干空箱存放。这些项目的实施将为国家下一步全面推开罐箱天然气提供示范引领，但其设计相关标准严重滞后，给行业发展带来较大安全风险隐患。

中国标准化协会城镇基础设施分会发起《液化天然气罐箱堆场技术规程》的编制并通过中国标准化协会论证立项，笔者及其所在单位作为LNG罐箱供应链创新联盟理事长单位牵头联盟成员参编。本文列出LNG罐箱堆场的主要安全技术要求，供大家参考。

2 LNG罐箱堆场工艺及设施安全设计

2.1 一般规定

LNG罐箱堆场工艺设备、工艺装置的布置应保证工艺流程顺畅，且应便于安装、操作、检修和消防。在正常操作工况下与LNG接触的设备受压元件、管道材料等的选择可按《液化天然气的一般特性》GB/T19204中的有关规定。所有组件应按现行相关标准设计和建造，物理、化学、热力学性能应满足在相应设计温度下最高允许工作压力的要求，其结构应在事故极端温度条件下保持安全、可靠。

2.2 工艺及设施

(1)LNG罐箱本体及附件材料的选择、设计、制造和检验应符合《压力容器》GB/T 150、《冷冻液化气体罐式集装箱》NB/T 47059和《移动式压力容器安全技术监察规程(含修改单)》TSG R0005的有关要求。罐箱应设置液位计，LNG最高液位以上应设置压力表，在内罐与外罐之间应设置检测环形空间绝对压力的仪器，液位计、压力表应能就地指示，并应将检测信号传送至控制室集中显示。罐箱阀门的设置应符合《冷冻液化气体罐式集装箱》NB/T 47059的有关规定。

(2) 堆场作业、装卸车作业及水平运输机械，应根据作业安全性、堆场容量及堆场布置形式经综合比选确定。宜选用LNG或电力驱动设备。

(3) 堆场装卸设备主要为垂直起吊设备和水平运输设备。垂直起吊设备应符合堆场作业采用集装箱正面吊时，堆场内作业通道不应小于12m；堆场作业采用轮胎式集装箱龙门起重机时，除满足箱距要求和必要的收集设施外，不超过6列应设1条不小于5m的消防通道，该通道可共用于作业通道；采用正面吊作业时，建议作业通道不小于12m；集装箱空箱状态下不应堆高层，因为空箱重约为12t，采用多箱同时作业风险较高。水平运输设备宜采用集装箱拖挂车等运输机械，并宜采用清洁能源。

(4) LNG罐箱与站外建(构)筑物的防火间距，当总容积V≤2000m3时参照《城镇燃气设计规范》GB50028第9.2.4条，V>2000m3时参照《液化石油气供应工程设计规范》GB51142第5.2.8条。

(5)应急处置区应设集中放散管，若BOG回收利用，应满足《城镇燃气设计规范》GB 50028有关规定。放散管、放空总管的设置应符合下列规定：① 进入放散管、放空总管的低温气体应加热成比空气轻的气体后方可排入放散管；② 堆场内的操作放散、检修放散、安全放散的放散管口应高出距其10m范围内的建(构)筑物或露天设备平台2m以上，且距地面高度不得小于5m；③ 从放空阀门排气口至放散管、放空总管接入点之间的管道不应缩径；④ 采用人工操作控制的放散装置宜将放散的天然气引至管道或容器内回收；⑤放散管、放空总管顶端不应加设弯管；⑥放散管、放空总管可根据需要设置防回火装置；⑦ 放空总管底部宜采取排污措施； ⑧ 放空总管管口应高出距其25m范围内的建(构)筑物2m以上，且距地面高度不得小于10m，并建议参照《城镇燃气设计规范》GB50028和住建部标准定额司2017年9月发布《城镇液化天然气供应站设计规范(征求意见稿)》，同时建议城镇燃气行业参照《小型液化天然气气化站技术规程》T/BSTAUM 001-2017，浙江省内企业参照浙江省住建厅《城镇小型液化天然气气化站技术规程》DB33/T1155-2018；⑨ 有害物质的浓度及排放量应符合有关污染物排放标准的规定；⑩ 放散、放空时形成的噪声应符合有关职业卫生标准。

3 LNG罐箱堆场安全运行与维护

3.1 一般规定

(1)LNG罐箱堆场运行单位制定的管理制度和操作规程应包括下列内容：①事故统计分析制度；②隐患排查和分级治理整改制度；③日常运行中发现问题及事故处理的报告程序。

(2)堆场运行与维护中，应利用监控及数据采集系统，实现故障判断、作业指挥及事故统计分析的智能化。堆场应安排驻站人员进行24小时值守。进入厂站内不得携带火种、非防爆型无线通信设备，未经批准不得在站内从事可能产生火花性质的操作。LNG罐箱运输车应符合国家有关危险化学品运输的规定。堆场应按新标准《图形符号安全色和安全标志第5部分：安全标志使用原则与要求》GB/T 2893.5的规定正确悬挂安全标志。

(3)LNG设施应按本规程第3.2条的规定执行。其他设备、工艺管道以及管道附件和站内消防设施、监控及数据采集系统运行维护、图档资料管理，应按现行行业标准《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》CJJ 51的有关规定执行。

(4)罐箱的运行、维护应符合下列规定：① 罐箱内LNG的液位、压力和温度应定期进行现场检查和实时监测，储存压力不得高于最大工作压力；② 罐箱基础应牢固，罐箱的垂直度应定期进行检查；③ 应对罐箱外壁定期进行检查，表面应无凹陷，漆膜应无脱落，且应无结露、结霜现象；④ 罐箱的静态蒸发率应定期进行监测；罐箱的真空度检测宜每年一次。

3.2 运行规定

(1)LNG罐箱应由经过专业培训的人员操作。堆场每天应进行测漏工作，并做好记录。

(2)罐箱及管道检修前后应采用干燥氮气进行置换，不得采用充水置换的方式。在检修后投入使用前应进行预冷试验，预冷试验时罐箱及管道中不应含有水分及杂质。

(3)LNG罐箱在进入堆场前，应安排堆场人员会同物流单位(驾驶员或押运员)对罐箱进行检查，检查内容不少于：外部结构、铅封状态、操作箱内配件、压力、液位、温度，如发现异常情况应通知堆场管理部门进行处理，在未处理之前不得入场。罐箱堆码应整齐稳固，上下箱的角件应充分接触，其角件间的最大偏离量纵向不大于38.0mm，横向应不大于25.4mm。

(4)LNG罐箱在离开堆场前，必须安排堆场人员会同物流单位(驾驶员或押运员)对罐箱进行检查，检查内容不少于：外部结构、铅封状态、操作箱内配件、压力、液位、温度，如发现异常情况应通知堆场管理部门进行处理，在未处理之前不得离场。

(5)为有效快速处置各类突发事件，最大限度地预防和减少突发事件及其造成的损失和影响，保障员工生命财产安全，堆场应制定应急处置方案，方案中至少包含如下内容：火灾爆炸事故处理、LNG泄露处理、罐箱跌落处理、汛期灾害处理、恶劣天气现场处理、罐箱真空失效和超压处理。日常巡检至少包含如下内容：可燃气体泄露监控设施的工作状态、消防设施的工作状态、罐箱的堆码状况、是否存在违规操作。

3.3 维护规定

(1)根据堆场配置设备的特性，应制定装卸设备和其他辅助设施的维护方案。

(2)车辆及人员应符合以下管理规则：① 堆场应对罐箱、车辆、人员进出场进行登记、资料核对和管理；② 车辆应装有火星熄灭器和车辆静电拖地带，静电释放带应触及地面；③ 人员应按规定穿戴个人安全防护用品；④ 禁止携带火种；⑤ 禁止使用手机、无防爆性能的普通对讲机等无线通讯设备；⑥ 禁止非操作人员和车辆在操作区内滞留、休息和进行车辆的检修排故；⑦ 禁止扔弃各类杂物(特别是含有油脂类的废弃物)；⑧ 进场时的车辆车速应不大于5km/h，场内行驶的车速应不大于10km/h；⑨ 进出堆场的车辆，应按照规定的路线、行驶方向、速度等行驶；⑩车辆进入堆场后，司机不应离开驾驶室；运输车辆的驾驶员严禁逆行、超车、急转弯、急刹车，前后车辆应保持安全距离；运输车辆行驶中如遇罐箱装卸设备作业应停车避让；非操作人员、车辆不应进入吊装设备作业的安全警示区；装卸作业应在装卸管理人员的现场指挥下进行；装卸作业指挥人员佩戴的标志应明显，指挥信号应清晰、准确；装卸设备操作人员应做到谨慎操作、稳起稳落。

(3)堆场应符合下列要求：① 堆场面层应平整无突出物或其他障碍物，应使集装箱仅由4只角件支承，装卸运输机械的工作载荷及额定的集装箱堆存不得超过设计载荷；② 堆场照明照度应符合相关规定；③ 堆场产生的污水应收集处理，并符合相关排放规定；④ 防雷和接地设施应定期检测并保持技术状况良好；⑤ 消防器材配置应符合相关规定，应定期检查，确保使用；火警报警系统应处于完好适用状态；电气设备应处于适用状态；视频监控系统应达到堆场作业和堆存状态监控的要求；堆存场地、道路和周围环境及环形消防通道应畅通；⑥ 灾害性气象警报发布时，可降低堆码高度和对外围集装箱采用紧箍装置或绳索进行栓固措施；⑦ 遇有(水淹、火灾、事故等)异常情况，需对罐箱进行转移时，应充分考虑其危险特性；⑧ 按相关规定制定堆场应急预案，并进行评审、备案、培训和演练。当发生险情或者事故时，应立即启动专项应急预案；⑨ 建立罐箱监控系统以及场站安全管理制度；建立隐患排查和分级治理整改制度；建立日常运行发现问题及事故处理报告程序；⑩ 罐箱的运输车辆应符合国家有关危险化学品运输的规定；罐箱的运输车如需临时停放应按要求停入指定停车区；堆场内消防设施和监控以及数据采集系统的运行、维护，应按现行行业标准有关规定执行；堆场应建立进出场台账，应包括设备编号等信息内容。