lng气化站规范.docx
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lng气化站规范
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lng气化站规范
篇一：
lng站设计规范
摘要：
通过对gb50028—20xx《城镇燃气设计规范》与gb50156—20xx《汽车加油加气站设计与施工规范》（20xx年版）以及lng与lpg主要特性这两方面的比较，确定进行lng加气站设计时所依据的规范。
分析并确定了lng加气站的储存规模和等级划分，探讨了lng加气站的总图、工艺、公用工程及消防设计。
关键词：
lng加气站；规范选用；储存规模；等级划分；设计
codeselectionanddesignoflngFillingstation
zh0uchun
abstract：
throughthecomparisonofcodefordesignofcitygasengineering（gb
50028—20xx）andcodefordesignandconstructionofautomobilegasolineandgasFillingstation，（20xx）（gb50156—20xx）aswellasthekeyfeaturesbetweenlngandlpg，thecodeusedindesignoflngfillingstationisdetermined.thestoragesizeandgradeleveloflng
fillingstationareanalyzedanddetermined.thedesignofgeneralplan，process，publicprojectsandfirecontroloflngfillingstationisdiscussed.
keywords：
lngfillingstation；codeselection；storagesize；gradelevel；design
lng汽车和lng加气站在国外特别是美国，已经得到了长足发展，而在我国的发展时间尚未超过20年，还处于发展初期。
因此，我国尚未颁布专门适用于lng加气站的设计规范。
在进行lng加气站设计时，国外设计人员主要遵守nFpa57—97《汽车用液化天然气（lng）供气系统标准》，国内已建成并正在示范运行的lng加气站遵循的设计标准也是nFpa57—97。
但由于各种原因，特别是国内外行业发展水平、设备制造水平、管理水平的差异，我国行业主管部门及消防部门对国外规范的认可程度不高。
根据以往的成功经验，采用大家更为熟悉的国内相近的设计规范，更容易得到主管部门的认可。
比如lng气化站发展初期，gb50028—93《城镇燃气设计规范》中尚未有关于lng气化站的要求，设计时均参照了该规范中lpg气化站的要求。
因此，笔者认为在进行lng加气站没计时，首选国内已颁布实施的与国外规范相近的设计规范。
1lng加气站设计规范的选用
一般认为，lng加气站的设计可参照gb50028—20xx《城镇燃气设计规范》中lng气化站的相关要求和gb50156—20xx《汽车加油加气站设计与施工规范》（20xx年版）中lpg加气站的相关要求[1]。
前者的理论依据是lng加气站与lng气化站的物料均为lng，仅两者的厂站形式及建站地点不同。
后者的理论依据是lng具有比lpg更安全的特性参数，且lng加气站与lpg加气站同为加气站，建设地点都位于城市建成区内。
①规范的比较
gb50028—20xx主要适用于lng总储存容积不大于2000m3的城镇lng供应站的工程设计。
该规范对lng气化站的储罐及天然气放散总管与站内外建、构筑物的防火间距、消防系统均作了明确规定。
gb50156—20xx（20xx年版）主要适用于汽车加油站、lpg加气站、cng加气站和汽车加油加气合建站工程的设计和施工。
该规范对lpg加气站的规模，lpg储罐、卸车点、加
气机、放散管管口与站外建、构筑物的防火间距，lpg加气站内设施之间的防火间距及消防系统均作了明确规定。
gb50028—20xx主要适用于lng气化站，而lng气化站通常建于城市建成区之外。
因此，该规范中lng储罐及放散总管与站外建、构筑物的防火间距比gb50156—20xx（20xx年版）中lpg储罐及放散管与站外建、构筑物的防火间距大。
gb50028—20xx对卸车点、加气机等与站外建、构筑物的防火间距以及加气站内设施（储罐与加气机、站房、放散管等）之间的防火间距均没有涉及，而gb50156—20xx（20xx年版）对此有比较洋细的规定。
gb50028—20xx与gb50156—20xx（20xx年版）的相同点：
a.对储罐的消防设施要求一致，均要求储罐的单罐容积大于20m3或总容积大于50m3时，储罐应设置固定消防冷却系统。
b.对移动式消防用水量的规定基本相同。
c.对公用工程的设计基本一致，但在工艺设计方面，由于lng加气站与lng气化站的物料均为lng，所以gb50028—20xx中关于lng气化站的部分更具有针对性。
②lng与lpg的特性比较
lng是以甲烷为主要组分的烃类混合物，lng与lpg的主要特性对比见表1。
由表1可知：
a.lng比lpg更难点燃，且燃烧速度比lpg小。
b.lng的燃点、爆炸极限均比lpg高，且爆炸极限的范围更宽。
c.当温度高于-112℃时，lng蒸气比空气轻，易于向高处扩散；而lpg蒸气比空气重，易于在低处积聚而引发事故。
因此，lng在运输、储存和使用中的火灾危险性及危害程度低于lpg，比lpg更安全[2]。
从燃烧放出的热量来看，相同体积的lng和lpg气化并燃烧后，lng放出的热量比lpg少，对周围的热辐射也小。
因此，在防火间距和消防设施方面，对lng加气站的要求可以比对lpg加气站的要求低。
考虑到lng加气站在我国尚处于初期发展阶段，采用与lpg加气站基本相同的防火间距和消防设施是适宜的。
③设计规范的确定
lng加气站与lpg加气站的站内设施相似，均包含加气机、泵、储罐、站房等。
因此，从厂站的形式、建设地点、对站外环境的防火要求及站内、外设施来看，lng加气站的设
计规范更官选择gb50156—20xx（20xx年版）。
从lng与lpg的特性来看，lng比lpg更安全，且两者皆是加气站。
因此，lng加气站的设计规范也更宜选择gb50156—20xx（20xx年版）。
毕竟lng加气站与lpg加气站的物料不同，工艺设计和公用工程设计等方面存在差异。
因此，为了更准确地体现lng的特性，在工艺设计和公用工程设计等方面，对于gb50156—20xx（20xx年版）未涉及的关于lng特性要求的设计.应采用gb50028—20xx。
因此，笔者认为在进行lng加气站的设计（包含总图、工艺、公用工程、消防设计）时，应主要依据gb50156—20xx（20xx年版）中lpg加气站的相关规定。
gb50156—20xx（20xx年版）未涉及的部分应依据gb50028—20xx中lng气化站的相关规定。
2lng加气站的储存规模及等级划分
2.1影响储存规模的因素
lng加气站的设计中，确定lng加气站的储存规模及单台储罐的容积时，应主要考虑以下几个影响因素：
①加气站的加气规模及储存周期
lng加气站的加气对象主要为公交车和客运大巴等易于集中加气、集中管理的车辆，，据了解，目前国内已建成并投入使用的lng加气站日加气100～150车次。
国内公交车车载lng气瓶多为240l，充装系数按85%考虑，则日加气量为20.4～30.6m3[1]。
从需求方面来说，lng加气站主要建在城市建成区内，而城市郊区通常建有lng储配站，供气条件较好。
因此，lng加气站的储存周期宜为1～2d，故lng加气站所需储罐容积宜为20.4～61.2m3。
②与站外建、构筑物的防火间距
从理论方面分析，只要采取了相应的安全措施，lng加气站的规模可以与lng气化站相同。
但从需求方面来看，由于lng加气站多建于城市建成区内，对站外建、构筑物与lng加气站内储罐及工艺设施的防火间距要求较高，不易找到满足较大防火间距要求的建设用地。
因此，lng加气站储罐容积不宜过大。
③设计规范对储存规模的要求
根据gb50156—20xx（20xx年版）第3.0.4条的规定，lpg加气站的储罐总容积不应大于60m3，单罐容积不应大于30m3。
根据该规范的条文说明，此规模的确定既能满足加气需求，也能保证安全，降低风险，同时也是与相关规范及公安部消防局协调的结果。
因此，lng加气站储罐的容积规模也应考虑该规范的要求。
④站内用地及消防水系统的要求
根据gb50156—20xx（20xx年版）第9.0.1、9.0.5条及gb50028—20xx第9.5.1条的规定，总容积超过50m3或单罐容积超过20m3的lpg或lng储罐应设置固定式消防冷却水系统。
若lng加气站的储罐设置固定式消防冷却水系统，同时考虑20l/s的消火栓消防用水量，则lng加气站总消防用水量必然超过25l/s。
根据gb50016—20xx《建筑设计防火规范》第8.6.1条的规定，加气站应设置消防水池及消防泵房。
因此，需要较大的用地面积。
而lng加气站通常建于城市建成区内，很难找到符合要求的用地。
另一方面，据了解，国内已建成并投入运行的lpg加气站通常采用2～3台单罐容积为20m3或30m3的埋地式储罐，这可以避
免设置储罐固定消防冷却水系统，与站外建、构筑物的防火间距也可以适当减小。
而lng储罐为真空绝热储罐，通常为地上式储罐。
地下式lng储罐在国内尚未有实施的工程实例，国外的工程实例也较少。
因此，为了减小加气站的消防用水量，减小占地面积，lng加气站储罐的总容积不宜大于50m3，单罐容积不宜大于20m3。
⑤储罐的规格
国产lng储罐容积通常为20m3、30m3、50m3、100m3和200m3等，lng加气站储罐应尽可能采用常规规格的产品，便于采购。
2.2储存规模的确定
综合考虑lng加气站的加气规模，储存周期，与站外建、构筑物的防火间距，设计规范对储存规模的要求，站内消防水系统的要求，储罐的规格等因素，笔者认为在参照执行gb50156—20xx（20xx年版）的前提下，为减小lng加气站的用地面积，使加气站更容易实施，lng加气站的单罐容积为20m3，总容积为20m3或40m3。
2.3加气站的等级划分
按gb50156—20xx（20xx年版）第3.0.4条的规定，lpg加气站的等级划分见表2，设V为液化石油气罐总容积。
[3]储罐总容积为40m3，单罐容积为20m3的lng加气站属于二级站；储罐总容积为20m3，单罐容积为20m3的lng加气站属于三级站。
3lng加气站的总图设计
①功能分区
根据lng加气站的实际情况和生产工艺需求，站区可分为储存区、加气区和站房。
储存区的主要设备包括lng储罐、lng泵、卸车增压器、调饱和器等。
加气区由加气机和加气罩棚组成。
站房通常由值班室、综合营业厅、仪表配电间、空压机房、办公室等组成。
②总图布置
a.根据gb50156—20xx（20xx年版）第5.0.1条的规定，站区工艺设施一侧应设置高2.2m的非燃烧实体围墙，面向进、出口道路的一侧宜设置非实体围墙，或开敞。
b.lng储罐、lng泵、卸车增压器、调饱和器等设备布置在高度为1.0m的围堰内，卸车接头及其阀门可布置在围堰墙体上。
c.储存区、加气区、站房均独立布置，布置时应注意lng泵与lng加气机的距离要尽可能短，不宜大于15m。
原因是国内lng汽车的车辆供气系统未设置气瓶增压器，为了保证供气压力的稳定性，使之能满足发动机的用气压力要求，给车辆加注的lng必须为饱
和液体。
若lng泵与lng加气机的距离过长，无车辆加气时，管道内剩余的饱和lng较多，容易气化，会影响加气并排放大量的气体，造成浪费。
d.lng加气站的工艺设施与站外建、构筑物之间的防火距离按gb50028—20xx中lng气化站相关的防火间距执行。
工艺设施与站内建、构筑物之间的防火距离按gb50156—20xx（20xx年版）中lpg加气站相关的防火间距执行。
lng加气站的总图布置见图1。
4lng加气站的工艺设计
4.1工艺流程
①卸车流程
将lng由槽车转移至lng储罐中，主要有卸车增压器卸车、lng泵卸车及两者联合卸车等3种方式[4]。
卸车增压器卸车的优点是完全采用环境热量，不耗费电能，工艺流程相对简单；缺点是卸车速度比较慢，冬季室外温度较低时尤为明显。
lng泵卸车的优点是卸车时间较短，工艺流程相对简单；缺点是耗费大量电能，启动前需要对泵进行预冷。
卸车增压器和lng泵联合卸车的优点是卸车时间比单独采用卸车增压器卸车时间短，耗费的电能比单独采用lng泵卸车少；缺点与单独采用lng泵相同。
笔者建议lng加气站应具有卸车增压器、lng泵单独卸车和同时卸车的功能。
夏季宜采用卸车增压器卸车，冬季宜采用卸车增压器和lng泵联合卸车。
②调饱和流程
我国lng汽车的车辆供气系统未设置气瓶增压器，为了保证供气压力的稳定性，使之能满足发动机的用气压力要求，车载瓶中的lng必须为饱和液体。
因此，加气前需要使储罐中的lng升温、升压，处于饱和状态。
调饱和有3种方式：
调饱和器调饱和、lng泵调饱和、调饱和器与lng泵联合调饱和[4]。
这3种方式的优缺点与lng卸车采用的3种方式的优缺点基本相同。
笔者建议lng加气站应采取调饱和器和lng泵联合调饱和的方式，可以大大缩短lng的调饱和时间，避免加气车辆的长时间等待。
篇二：
lng气化站设计标准
lng气化站设计标准
至今我国尚无lng的专用设计标准，在lng气化站设计时，常采用的设计规范为：
gb50028—20xx《城镇燃气设计规范》、gb50016-20xx《建筑设计防火规范》、gb50183—20xx《石油天然气工程设计防火规范》、gb50494—20xx《城镇燃气技术规范》，目前国内lng气化站设计按照gb50028—20xx《城镇燃气设计规范》和gb50494—20xx《城镇燃气技术规范》设计，实践证明安全可行。
bog加热器
由于站内bog发生量最大的是回收槽车卸车后的气相天然气，故bog空温式加热器的设计能力按此进行计算，回收槽车卸车后的气相天然气的时间按30min计。
以1台40m3的槽车压力从0．6mpa降至0．3mpa为例，计算出所需bog空温式气化器的能力为240m3/h。
一般根据气化站可同时接卸槽车的数量选用bog空温式加热器。
通常bog加热器的加热能力为500～1000m3/h。
在冬季使用水浴式天然气加热器时，将bog用作热水锅炉的燃料，其余季节送入城市输配管网。
空温式气化器
空温式气化器是lng气化站向城市供气的主要气化设施。
气化器的气化能力按高峰小时用气量确定，并留有一定的余量，通常按高峰小时用气量的1．3～1．5倍确定。
单台气化器的气化能力按2000m3/h计算，2～4台为一组，设计上配置2～3组，相互切换使用水浴式天然气加热器
当环境温度较低，空温式气化器出口气态天然气温度低于5℃时，在空温式气化器后串联水浴式天然气加热器，对气化后的天然气进行加热[5、6]。
加热器的加热能力按高峰小时用气量的1．3～1．5倍确定
安全放散气体（eag）加热器
lng是以甲烷为主的液态混合物，常压下的沸点温度为-161．5℃，常压下储存温度为-162．3℃，密度约430kg/m3。
当lng气化为气态天然气时，其临界浮力温度为-107℃。
当气态天然气温度高于-107℃时，气态天然气比空气轻，将从泄漏处上升飘走。
当气态天然气温度低于-107℃时，气态天然气比空气重，低温气态天然气会向下积聚，与空气形成可燃性爆炸物。
为了防止安全阀放空的低温气态天然气向下积聚形成爆炸性混合物，设置1台空温式安全放散气体加热器，放散气体先通过该加热器加热，使其密度小于空气，然后再引入高空放散。
eag空温式加热器设备能力按100m3储罐的最大安全放散量进行计算。
经计算，100m3储罐的安全放散量为500m3/h，设计中选择气化量为500m3/h的空温式加热器1台。
进加热器气体温度取-145℃，出加热器气体温度取-15℃。
对于南方不设eag加热装置的lng气化站，为了防止安全阀起跳后放出的低温lng气液混合物冷灼伤操作人员，应将单个安全阀放散管和储罐放散管接入集中放散总管放散调压、计量与加臭装置
根据lng气化站的规模选择调压装置。
通常设置2路调压装置，调压器选用带指挥器、超压切断的自力式调压器。
计量采用涡轮流量计。
加臭剂采用四氢噻吩，加臭以隔膜式计量泵为动力，根据流量信号将加臭剂注入燃气管道中。
lng气化站的工艺控制系统
包括站内工艺装置的运行参数采集和自动控制、远程控制、联锁控制和越限报警。
控制点的设置包括以下内容：
②车进液总管压力
②空温式气化器出气管压力与温度；
③水浴式天然气加热器出气管压力与温度；
④lng储罐的液位、压力与报警联锁；
⑤bog加热器压力；
⑥调压器后压力；
⑦出站流量
⑧加臭机（自带仪表控制）
篇三：
lng加气站建站规范
中国天然气汽车lng加气站建站规范
1、问题的提出
1.1安全设计的重要性
液化天然气（lng）汽车加气站由于工作介质的易燃易爆特性和低温深冷特性、工作环境的特殊性以及周边环境的复杂性，它的安全问题尤为重要。
装置的安全设计是系统安全的根本基础，安全设计需要以系统科学的分析作为基础，以“问题发现式”的预测方法，评价系统中存在的危险因素及可能造成的后果，在充分辨识潜在危险和不安全部位、不安全环境的基础上采取适用的安全技术措施，将系统的安全置于装置的设计阶段，实现设计安全。
国家有关标准、规范是装置安全设计的法律依据，但是由于我国lng汽车技术起步较晚，相应的标准、规范空缺，而相关部门及建设单位对国外标准不熟悉且对标准的采用原则不了解，从而使lng汽车加气站在项目建设中遇到了一系列的困难。
致使lng加气站的发展受到制约，本文主要针对此种情况，在设计规范的选用及安全设计方面作以下探讨。
1.2lng加气站危险性分析
1.2.1介质危险性
（1）介质的危险性
①火灾、爆炸特性
液化天然气是以甲烷为主的液态混合物，储存温度约为－162℃。
泄漏后由于地面和空气的加热，会生成白色蒸气云。
当气体温度继续被空气加热直到高于－107℃时，天然气比空气轻，会在空气中快速扩散。
气态天然气的容积约为液态的600倍，天然气与空气混合后，体积分数在一定的范围内就会产生爆炸，其爆炸下限为5％，上限为15％。
天然气的燃烧速度相对于其它可燃气体较慢（大约是0.3m/s）。
②低温特性
由于lng储存温度为－162℃，泄漏后的初始阶段会吸收地面和周围空气中的热量迅速气化。
但到一定的时间后，地面被冻结，周围的空气温度在无对流的情况下也会迅速下降，此时气化速度减慢，甚至会发生部分液体来不及气化而被防护堤拦蓄。
气化的天然气在空气中形成冷蒸气云。
冷蒸气云或者来不及气化的液体都会对人体产生低温灼烧、冻伤等危害。
lng泄漏后的冷蒸气云、来不及气化的液体或喷溅的液体，会使所接触的一些材料变脆、易碎，或者产生冷收缩，致使管材、焊缝、管件受损产生泄漏。
特别是对lng储罐可能引起外筒脆裂或变形，导致真空失效，绝热性能降低，从而引起内筒液体膨胀压力升高，造成更大事故，设备的混凝土基础可能由于冷冻而强度受损。
（2）火灾危险类别
天然气火灾危险性类别按照我国现行防火设计规范如《建筑设计防火规范》划为甲类，《石油天然气工程设计防火规范》及《石油化工企业设计防火规范》划分为甲a类，即它的火灾危险性类别是最高的。
（3）爆炸危险环境分区
根据我国现行规范《爆炸和危险火灾环境电力装置设计规范》规定，天然气的物态属工厂爆炸性气体，分类、分组、分级为：
Ⅱ类，b级，t1组，即Ⅱbt1。
站内拦蓄区、加气区、卸车区属易产生爆炸性气体环境，区域划分为2级区域（简称2区），即在正常运行时，不可能出现爆炸性气体混合物，即使出现也仅是短时存在的环境，在此区域内防爆电器的类型可为dⅡbt1。
1.2.2装置运行的危险性
（1）因漏热或绝热破坏产生的危险
lng低温储罐，是加气站危险介质的盛装容器，因漏热必然要产生部分自然蒸发（bog）气体；当绝热破坏时，低温深冷储存的lng因受热而气化，储罐内压力剧增。
液相管道因漏热同样生产bog气体，绝热破坏时，管内压力同样剧增。
（2）因过冷损害产生的危险
泄漏后产生的冷蒸气云或液体会使管道产生冷收缩，会使碳钢产生脆裂等现象，可能造成焊缝裂开、法兰、阀门漏气，储罐外筒可能变形、脆裂，造成绝热破坏。
（3）储罐液位超限产生的危险
lng储罐内在卸车过程中要防止液位超限，液体的充装量不宜超过85%左右，万一超限可使多余液体从溢流阀流出；出液过低会使泵抽空，罐内出现负压，出液时最低液位应控制在10%左右。
超限情况下监测报警系统会启动，并且联锁关闭阀门，避免事故发生。
（4）管道振动产生的危险
①液击现象与管道振动
在lng的输送管道中，由于加气车辆的随机性，装置反复开停，液相管道内的液体流速发生突然变化，有时是十分激烈的变化，液体流速的变化使液体的动量改变，反映在管道内的压强迅速上升或下降，同时伴有液体锤击的声音，这种现象叫做液击现象，液击造成管道内压力的变化有时是很大的，突然升压严重时可使管道爆裂，迅速降压形成的管内负压可能使管子失稳，导致管道振动。
②管道中的两相流与管道振动
在lng的液相管道中，管内液体在流动的同时，由于吸热、摩擦及压力降等原因，势必有部分液体要气化为气体（尽管气体的量很小），液体同时因冷损而体积膨胀，这种有相变的两相流因流体的体积发生突然的变化，流体的流型和流动状态也受到扰动，管子内的压力可能增大，这种情况可能激发管道振动。
当气化后的气体在管道中以气泡的形式存在时，有时形成“长泡带”；当气体流速增大时，气泡随之增大，其截面可增至接近管径，液体与气体在管子中串联排列形成所谓“液节流”；这两种流型都有可能激发管道振动，尤其是在流经弯头时振动更为剧烈。
③加气卸气软管的老化及振动
加气卸气接口为软管连接。
软管为高分子材料容易老化，工作时由于剧烈振动容易爆裂，接口处因经常磨损可能有时密封不严。
（5）装置预冷产生的危险
lng储罐在投料前需要预冷，同样在生产中工艺管道每次开车前需要预冷，如预冷速度过快或者不进行预冷，有可能使工艺管道、法兰、阀门发生变脆、断裂和剧烈的冷收缩，引发泄漏事故。
（6）bog气体和增压气体产生的危险
lng储罐或液相工艺管道，由于漏热而自然蒸发一定量的气体，一般情况下（制造厂家提供的数据为每昼夜3‰的蒸发量）；生产运行中由于卸车，需要给卸车系统增压，出液时需要给lng储罐增压；受气车
辆在加气之前需要降低车载气瓶内的压力，此部分气体在加气时又抽回储罐。
这些气体始终储存于系统中，当系统压力过高时需要进行安全放散，国内有的加气站每年因bog放散损失达十多万元，且对大气环境有一定的污染，笔者所在单位设计时对此流程作了改进，尽量少用增压器增压，可使车和储罐的气相管相连通，达到气相平衡，利用泵的扬程，就能达到卸车或加气的目的。
1.2.3自然灾害的危险性
自然灾害是指风荷载和雪荷载可能破坏设备的稳定性；地震荷载造成储罐基础坍塌；雷电直击时强大的电效应
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