天然气储配站消防设计专篇.docx
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天然气储配站消防设计专篇
1．编制依据及原则
编制依据
1、《*****市总体规划》
2、《*****市城市天然气利用规划》
3、储配站用地红线图
4、《*****市天然气储配站初步设计》
5、*****市发展改革局“关于*****+燃气天然气储配站项目核准的批复”（临发改投资【2008】82号）（详附件）
6、*****市国土资源局“*****市天然气开发利用工程液化天然气储配站工程建设项目用地预审意见书”（*****预[2008]字039号）（详附件）
7、*****市环境保护局“关于*****华润燃气天然气场站建设项目环境影响报告表的批复”（+++环管【2008】97号）（详附件）
8、设计委托书
主要标准、规范
1、《城镇燃气设计规范》GB50028-2006；
2、《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002；
3、《石油天然气工程总图设计规范》SY/T0048－2000；
4、《建筑设计防火规范》GB50016-2006；
5、《压力容器安全技术监察规程》（1999）质技监局锅发154号；
6、《低压流体输送用焊接钢管》GB/T3091-2008；
7、《输送流体用无缝钢管》GB8163－2008；
8、《流体输送用不锈钢无缝钢管》GB/T14976-2002；
9、《砌体结构设计规范》GB50003-2001；
10、《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；
11、《混凝土结构设计规范》GB50010—2002；
12、《建筑结构荷载规范》GB50009-2001；
13、《建筑抗震设计规范》GB50011—2001；
14、《建筑给水排水设计规范》GB50015—2003；
15、《室外排水设计规范》GB50014-2006；
16、《建筑物防雷设计规范》GB50057-94（2000版）；
17、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》GB50058-92；
18、《建筑灭火器配置设计规范》GB50140-2005；
19、《供配电系统设计规范》GB50052-95；
20、《工业企业照明设计标准》GB50034-92;
21、《低压配电设计规范》GB50054-95；
22、《10KV及以下变电所设计规范》GB50053-94；
23、《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93；
24、《电力工程电缆设计规范》GB50217-94；
25、《化工企业静电接地设计规程》HG/T20675-1990；
26、《火灾自动报警系统设计规范》GB50116-1998；
27、《钢质管道聚乙烯胶粘带防腐层技术标准》SY/T0414-98；
28、《环境空气质量标准》GB3095-1996；
29、《大气污染物综合排放标准》GB16297-1996；
30、《污水综合排放标准》GB8978－1996；
31、《工业企业厂界噪声标准》GB12348－90；
1.3编制原则
天然气是易燃易爆气体，天然气工程是储存、输送与应用天然气的生产设施，各场站均属于重点消防单位。
设计中遵循以下原则：
遵守以防为主、防消结合的方针，在设计中严格遵守有关规范中的防火防爆要求，按规范配置消防系统和消防设备，采取可靠的防范措施，防止和减少火灾的危害。
严格执行国家各项抗灾防火技术和行政法规，积极采用先进、可靠、成熟的抗灾防灾技术。
消防设施根据规模、火灾危险等因素综合考虑确定。
2．工程概况
站址
根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）及*****市华润燃气公司的实际情况，天然气储配站站址主要依据以下原则：
Ø符合城市总体规划和有关主管部门的审查意见。
Ø尽量靠近市区用气负荷中心地带，以减小管道输送长度。
Ø选择无损于景观的城市边缘区，并具有较好的地质条件。
Ø具有较好的供水、供电条件。
Ø与周围建筑的间距满足《建筑设计防火规范》等的有关规定。
Ø交通方便，靠近城市道路。
根据上述选址原则，本站站址选择在*****市经济开发区东渡路（西新村）东侧，该地块除西侧临东渡路外其余三面由一条水渠与农田隔开。
站外地势开阔，无重要公共建构物。
站区规划占地总面积为26263平方米（合39.4亩），建设用地面积（合38.8亩）。
*****市天然气储配站主要包含LNG气化站、天然气门站、CNG加气母站等。
其设计规模如下：
LNG气化站：
储气总容积为400Nm3（100m3LNG立式储罐4台，其中两台预留），高峰小时设计流量为4000Nm3/h。
天然气门站：
高峰小时流量为30000Nm3/h。
CNG加气母站：
×104Nm3/d。
2.4总图
站区的总平面布置参照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006和《建筑设计防火规范》GB50016-2006的要求和规定执行，确保储配站与站外设施的安全间距以及站内各建、构筑物之间的安全距离。
总图设计原则如下：
1、本站总图设计是根据站区的地理位置、建设规模、交通运输、气象等条件，按照当地规划部门、城建部门对站区平面布置的要求，本着有利生产、方便管理、确保安全、保护环境，结合场地建设的具体情况，并参照国内外同类设计先例的经验来布置的。
2、液化天然气和压缩天然气属于火灾危险性物品，因此在本工程总图布置设计上，更强调安全，严防火灾事故所造成的损失，对局部事故或初期火灾应具有快速反应及处理能力。
在总图布置中，对各规范中要求有所不同时，将采取更安全的规定。
2.4.1总图布置
根据站区的实际情况和生产工艺的需求，按照《城镇燃气设计规范》的规定，总平面必须分区布置，即分为生产区和办公辅助区，生产区和办公辅助区之间以非燃烧的实体围墙分隔。
生产区内又分为LNG工艺区、CNG工艺区、门站工艺区。
LNG工艺区位于生产区东南侧，工艺区主要布置有储罐、空温式主气化器、储罐增压器、卸车增压器、BOG加热器、EAG加热器、电加热器、调压计量加臭系统、灌瓶充装台。
CNG工艺区位于生产区西北侧，工艺区主要布置有CNG压缩机房、前置脱水装置、缓冲罐、废气回收灌、污水罐、加气棚、冷水塔、辅助用房。
门站工艺区位于生产区东侧，布置有门站调压计量装置。
根据本站的实际情况，在生产区东北角设计有集中放散区。
生产区在LNG工艺区南侧位置又布置有600m3消防水池2座。
生产区设有两个进出口，与办公辅助区相连，主出入口宽8米，次出入口宽5米。
办公辅助区包括有本储配站的10KV箱式变电站、消防泵房配发电间等辅助用房、综合办公楼等。
站区生产区四周采用米高实体围墙围护，办公辅助区与站外市政道路采用半实体围墙围护，其余面亦采用实体围墙围护。
这样的布局保证站区与其他建构筑物之间防火间距，便于槽车运输，又使得工艺管线走向便捷。
整个站区布置结合现状地形分层布置，外观力求美观大方，整个生产区容貌显得整齐美观。
2.4.2竖向设计
根据地形，合理确定设计标高和场地坡度，在保证雨水顺畅排出的条件下，尽量减少土方工程量。
本工程设计地坪基准标高参照站外道路中心标高，为黄海高程米。
建筑物室内标高以使用功能确定，室内外高差。
排水采用场地排向道路，利用道路作为排水通道，将雨水引往站外自然河流排出。
2.4.3主要经济技术指标
主要技术经济指标表
编号
项目
单位
数量
备注
1
规划用地面积
平方米
26263
亩
2
建筑用地面积
平方米
亩
3
建筑面积
平方米
4
道路场地面积
平方米
8495
5
绿化面积
平方米
8560
6
绿化率
%
7
容积率
2.5建筑
本工程建筑部分内容主要包括：
综合办公楼（由建设单位委托当地建筑设计单位设计）、压缩机房、CNG辅助房、消防泵房、辅助用房等，详见下表。
建筑物一览表
序号
工程内容
单位
数量
火灾危险性
耐火等级
备注
1
综合办公楼
m2
4300
丁
二
框架、三层
2
消防泵房
m2
丁
二
框架、层高m
3
压缩机房
m2
甲
二
框架、层高
4
辅助用房
m2
丁
二
框架、层高
5
CNG辅助房
m2
丁
二
砖砼、层高
2.6电气
2.6.1电源
按《供配电系统设计规范》GB50052-95及《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2006；《城镇燃气设计规范》GB50028-2006相关条文的规定，本站CNG加气站按三级用电负荷设计，储配站、LNG站按二级用电负荷设计。
本工程电源拟由就近城市10KV电网引一路架空线引入站内10KV终端杆，经避雷器保护后，以电缆方式引入站内户外箱变10KV高压室作为本站供电主电源.
本站配置一套250KW柴油发电机组作为备用电源。
发电机提供的备用电源满足所有二级负荷及建设单位要求保障的重要负荷的供电要求。
在低压配电房应急母线段进行发电机与正常电源的切换。
柴油发电组储备不大于8小时使用量的油量，油箱设于单独的储油间内。
火警时发电机组仅带站内消防泵、消防稳压泵及消防应急照明等负荷并切除所带的非消防负荷。
市电中断后发电机15秒内自启动,投入带负荷运行。
储油间的储油罐应密封，且设置通向室外的通气管，通气管上应设置带阻火器的呼吸阀,发电机房及储油间设防油品流散的设施。
火警时发电机组仅带站内消防泵、消防稳压泵及消防应急照明等负荷。
另站内信息系统及气体报警装置设置UPS应急电源；加气棚、变配电室、控制室、发电机房、消防泵房等重要场所配置EPS应急电源并按正常照度配置。
2.6.2负荷
CNG站按三级用电负荷，储配站、LNG站按二级用电负荷，消防负荷小于正常生产负荷，故计算负荷未予计入。
全安装容量Pe=1514KW,计算容量Pj=1341.7KW;计算负荷。
计算负荷表
子项名称
安装容量
（KW）
计算负荷
（KVA）
变压器配置（KVA）
电源电压
等级
备注
正常生产
1341
1529
1600
10KV
1座
2.6.3配电设计
站内变配电采用户外箱变型式。
10KV系统采用单母线不分段；10KV配电设备采用HXGN-12环网柜，主进线柜开关采用真空断路器弹簧操作型式，操作电源采用220V,AC电源，出线柜采用负荷开关+熔断器组。
继电保护设置电流速断、过电流及过负荷保护。
变压器选用二台SC（B）10-1600KVA节能型干式变压器，配电柜选用GGD3系列固定式开关柜,采取单母线不分段型式，电缆放射式配电。
2.6.4电容补偿
站内无高压用电设备，故系统电容补偿采用低压母线上集中自动补偿，补偿后功率因素达以上，补偿装置选用智能模块化电容补偿器。
2.6.5启动及控制
站内较大功率的电机设备均采用软起动方式，其它小型设备采取直接起动方式。
消防级负荷用电采用双电源双回路供电，消防用电设备在最末一级配电箱采用双电源自动切换开关实行自动切换。
控制：
控制方式采取两级控制方式，即就地手动和控制室计算机自控方式相结合，并可选择切换，便于调试及检修。
消防用电设备于控制室设置强制启动装置。
2.6.6气体检测
站内相关防爆区域内均设置可燃气体检测装置，在值班控制室实现声光报警，联动控制排气风机及停止相关工艺装置。
并通过通信网可直接将信息送至城市消防信息网。
2.6.7防爆及线缆
防爆区域内的所有电气设备选用dBIIT4及以上级别防爆电器，进入防爆区域的各类线缆采用阻燃线缆。
消防设备选用耐火电缆。
站区各动力、照明电缆电缆沟、穿管和直埋地敷设相结合，防爆区域内电缆沟用细沙填封。
各电缆穿管两端须可靠接地，管口必须严密填封。
钢管连接的螺纹部分应涂铅油或磷化膏防腐。
2.6.8照明设计
在保证照度的前提下优先采用高效节能灯具和使用寿命长且显色性好的光源。
防爆区域内的照明灯具以高压钠灯或高强度气体放电灯为光源的防爆等为主，适当辅以防爆荧光灯，各灯具均配置节能型整流器及本体电容补偿装置；非防爆区域以高效荧光灯为主，适当辅以部分装饰等具，各灯具均配置节能型电子整流器。
场平面采用中杆路灯，灯具选用节能型的泛光无极灯。
照明负荷计算容量Pj=193.9KW,照明配电系统采用低压母排电缆放射式配电方式，路灯照明采用门卫室集中控制，手动自动可选。
加气棚、压缩机橇内、变配电室、控制室、发电机房、消防泵房等重要场所应急照明，采用EPS做应急照明电源。
照度设计标准如下：
区域名称
照度标准（lx）
配电室、发电机消防泵房
200lx
办公室、会议室
300lx
控制室
300lx
建筑公共走道
100lx
加气棚
100lx/50lx
机修间
100lx
楼梯、平台
75lx
2.6.9防雷防静电
站内防爆区域按二类防雷接地标准设计，其余按三类防雷接地标准设计。
独立避雷线及其接地装置与其他与之无关的一切金属设备、管道、容器、线缆等的间距,无论地上、地下须不小于3米。
独立避雷线常年实测接地电阻不大于10欧。
各电器设备外壳,电缆穿管及金属外皮两端均应与接地装置就近可靠连接。
各工艺金属管道两端（包括地下的）。
容器、撬体外壳钢基座均应与接地装置就近可靠连接。
且各单体的连接点不少于二处，间隔不大于30米。
平行敷设间距小于100mm的金属管道,每间隔不大于25米用金属编织线跨接;交叉间距小于100mm时用金属编织线跨织线跨接。
弯头、阀门、法兰连接处过度电阻大于欧时,须用金属编织线跨接.
本工程10kV高压系统采用IT系统；低压配电系统采用TN-S系统，设保护接地；电子、信息设备设功能性接地和保护接地；防雷系统设防雷接地。
所有接地系统均共用接地装置，接地装置以人工及自然接地装置相结合，接地电阻不大于1欧姆。
各电气设备外壳、线缆穿管（金属管）、电缆金属保护层等均须做好接地保护。
本工程设各建筑物设总等电位联结，在控制室、卫生间及其它潮湿场所均设置局部等电位联结。
办公楼进线箱均设置漏电报警开关；至插座、柜式空调的电源回路均设置漏电保护开关。
2.7热能动力
为本站工艺装置中的水浴式加热器提供热源，本站设置燃气热水炉2台，燃料采用天然气，燃气热水炉间设备配置表如下：
热水炉间主要设备配置表
序号
设备名称
规格型号
单位
数量
1
燃气热水炉
1500R/G
台
2
2
循环泵
3/h
台
2
3
膨胀水箱
1m3
台
1
3．火灾危险性分析
火灾危险性大小与危险物质的多少及生产性质、操作管理水平、环境状况等有直接的关系。
主要火灾爆炸危险品
本站内的主要火灾爆炸危险品有三种，分别为：
●液化天然气（LNG）
●天然气（NG）
●四氢塞吩（C4H8S）
液化天然气
LNG气源主要来自新疆广汇，其气质参数如下：
天然气摩尔组分
组分
C1
C2
C3
N2
其他
合计
百分比
100
成品液化天然气性质参数如下：
●沸点：
－162℃（1atm）
●燃点：
650℃
●密度（Kg/Nm3）：
3（－162℃）
●气液体积比：
（0℃，1atm）（20℃，1atm）
●蒸发潜热（KJ/Kg）：
（理论计算）
●相对密度：
（空气为）
液化天然气（LNG）属于液化烃，火灾危险性分类为甲A类液体。
LNG一旦从储罐或管道中泄漏，一小部分急剧气化成蒸汽，接触地面的，立即沸腾，并同周围空气混合形成冷蒸汽雾，在空气中冷凝形成白烟，再稀释受热后成云。
气化量取决于从土壤、水、大气传导给LNG的热量。
LNG泄漏之初，气化率极高，为3/min（以液体减少量表示），所接触土壤很快冻结，稍后，气化率大幅度降低。
在LNG泄漏2~30分钟内，气化率与时间的平方近似成反比，土壤冻结后，气化需要的热量从大气和太阳辐射中得到，气化率趋近于一个常数。
由于LNG为深冷液体，因此它泄漏形成的烟同一般典型气化有差别。
LNG泄漏冷气体在初期比周围空气浓度大，形成层或层流，当泄漏到地面上时，很像是一种液体。
但LNG与LPG比较，LNG比LPG较为安全。
因为LNG的燃点为650℃，LPG的燃点为466℃，因而LNG比LPG更难点燃，LNG的爆炸极限为5~15%，且气化后密度比空气低得多，因而稍有泄漏即挥发扩散，而LPG的爆炸极限为1~15%，且气化后密度大于空气，泄漏后不易挥发。
同时实验表明，LNG泄漏后形成的蒸汽并不容易被点燃。
通过比较能看出，同样条件下，液化天然气比液化石油气较为安全。
3.1.2天然气（NG）
常温下天然气比空气轻，在空气中可迅速扩散。
低温天然气（T<166K）比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇明火会引着回燃。
天然气遇明火、高热易引起燃烧爆炸，与氟、氯等能发生剧烈的化学反应。
天然气为易燃物质，甲类火灾危险品，具有燃爆性，其主要成分为甲烷。
●引燃温度组别：
T3
●引燃温度：
482~632℃
●爆炸极限浓度（体积）：
～％
天然气火灾危险性分类为甲类气体，主要灭火方法为切断气源。
天然气火灾的特点如下：
1、爆炸危险性大：
由于天然气中主要成分为甲烷，天然气与空气的混合物浓度达到爆炸极限范围内时，遇到明火或高温即可发生爆炸，一旦爆炸就会酿成事故。
2、火焰温度高，辐射热强。
3、易形成大面积火灾：
LNG储罐区发生火灾时，随着LNG储罐破裂、泄漏，LNG流淌到地面，迅速气化，气体向外扩散，其扩散面积越大，形成火灾的面积也就越大。
4、具有复燃、复爆炸性：
LNG火灾灭火后，在未切断可燃气体的气源或易燃可燃液体液源的情况下，遇到火源或高温将发生复燃、复爆。
故LNG一旦燃烧，只有在完全切断气源或有非常可行、可靠的安全措施的情况下，方可灭火，否则，将引起复燃、复爆，造成更大的损失，若不能切断气源，只能在安全保护下让其自行燃烧掉。
3.1.3四氢噻吩
四氢塞吩是天然气行业中广泛使用的燃气气味添加剂，按照《城镇燃气设计规范》要求，天然气供应城镇必须添加臭剂，以使泄漏时能被迅速发觉。
四氢塞吩为无色透明油状液体，具有恶臭气味，几乎不溶于水，其主要性质如下：
●闪点：
＞18℃
●℃1atm
●爆炸极限：
1.1~12.1%
●
四氢塞吩火灾危险性分类为甲B类液体。
3.2.1工艺装置火灾危险性分析
本工程工艺装置的火灾危险性为甲类，装置区内的大部分区域为爆炸危险1区。
主要火灾危险有以下几点：
1） LNG储运中的分层和涡旋问题
漩涡和分层是液化天然气储运中容易发生的事故之一。
LNG是一种多组分混合物，温度和组成的变化会引起密度变化，继而引起分层和涡旋，表面蒸发率剧增（涡旋时的蒸发率比正常状态要大20倍），引起槽车或储罐内压力骤增造成泄漏事故。
2） LNG泄漏或溢出问题
由于LNG是低温深冷储存，所以它的泄漏一般液化烃有所不同。
LNG一旦从储罐或管道中泄漏，一小部分立即急剧气化成蒸气，剩下的泄漏到地面，沸腾气化后与周围的空气混合成冷蒸气雾，在空气中冷凝形成白烟，再稀释受热后与空气形成爆炸性混合物。
LNG泄漏冷气体在初期比周围空气浓度大，易形成云层或层流。
气化量取决于土壤、大气的热量供给，刚泄漏时气化率很高，一段时间后趋近于一个常数，这时的LNG泄漏到地面上会形成一种液流。
LNG的泄漏或溢出主要发生在焊缝、阀门、法兰、接头和容器与管路的连接处。
3） CNG泄漏或溢出问题
CNG是指将较低压力的天然气，经压缩机压缩至25MPa状态的天然气。
CNG工艺过程是处于高压状态下，因此工艺设备容易造成泄漏，气体外泄可能发生地点很多，管道焊缝、阀门，法兰盘、气瓶、压缩机、干燥器、回收罐，过滤罐等都有可能发生泄漏；当压缩天然气管道被拉脱或加气车辆意外失控而撞毁加气机时会造成天然气管道被脱或加气车辆意外失控制而撞毁加气机时会造成天然气大量泄漏。
泄漏气体一旦遇引火源，就会发生火灾和爆炸。
生产场所及工艺装置的火灾危险等级如下表所示。
生产场所及工艺装置的火灾危险等级
场所及装置
生产类别
防火防爆等级
介质
备注
储罐区
甲类
Ⅱ区
LNG
敞开
气化区
甲类
Ⅱ区
NG
敞开
调压装置区
甲类
Ⅱ区
NG
敞开
卸液区
甲类
Ⅱ区
LNG
敞开
CNG压缩机房
甲类
Ⅰ区
CNG
敞开
CNG气瓶车区
甲类
Ⅱ区
CNG
敞开
3.2.2辅助设施火灾危险性分析
气化站辅助设施主要包括综合办公用房及生产辅助用房。
辅助设施火灾危险性等级如下。
建、构筑物火灾危险性等级
名称
火灾危险性
耐火等级
综合办公楼
丁
二
消防泵房
丁
二
辅助用房
丁
二
压缩机房
甲
二
CNG辅助房
丁
二
3.2.2电气火灾危险性分析
明火、短路、过载均会引起电气设备火灾，电器设备、线路一般都使用了大量的塑料、橡胶、绝缘漆、稀释剂等材料，火灾蔓延速度快，燃烧时能产生大量烟雾，产生有毒气体，因此，电气火灾危险性也比较大。
4．消防设计
本站在正常生产情况下，一般不易发生火灾，只有在操作失误、违反规程、管理不当及其他非正常生产情况或意外事故状态下，才可能由各种因素导致火灾发生。
因此为了防止火灾发生，或减少或火灾发生造成的损失，根据“预防为主、防消结合”的方针，本工程在设计上采取了相应的防范措施。
安全间距
本工程安全防火间距控制按照《城镇燃气设计规范》GB50028-2006和《建筑设计防火规范》GB50016-2006相关规定进行设计。
防火安全间距见下表：
LNG储罐、天然气放散总管与站外建、构筑物的防火安全间距
名称
项目
储罐总容积为400m3
集中放散装置的
天然气总管
规范间距（m）
设计间距（m）
规范间距（m）
设计间距（m）
工业企业（最外侧建、构筑物外墙）
30
＞30
20
＞20
明火、散发火花地点和室外变、配电站
50
＞50
30
85
民用建筑、甲、乙类液体储罐，甲、乙类生产厂房，甲、乙类物品仓库，稻草等易燃材料堆场
45
＞45
25
＞25
公路
高速公路
25
附近无
15
附近无
其它公路
20
112
10
147
架空电力线路
35KV及以上
40
附近无
倍杆高
（44米）
附近无
35KV以下
倍杆高
（高12米）
＞50
＞50
LNG储罐、天然气放散总管与站内建、构筑物的防火安全间距
名称
项目
储罐总容积为400m3
集中放散装置的天然气总管
规范间距（m）
设计间距（m）
规范间距（m）
设计间距（m）
明火、散发火花地点
50
＞50
30
＞30
办公、生活建筑
30
116
25
154
变配电室、仪表间、值班室、汽车槽车车库、汽车衡及其计量室、空压机室
20
63
25
82
汽车槽车卸气柱
20
28
25
63
消防泵房、消防水池取水口
40
41
20
82
围墙
20
2
4
集中放散装置的天然气放散总管
25
27
站内道路
（路边）
主要
15
27
2
47
次要
10
22
2
6
CNG气瓶固定车位与站外建、构筑物的防火间距
名称
项目
气瓶固定车位最大储气总容积为12000m3
规范间距（
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