液化天然气LNG生产储存和装运.docx
《液化天然气LNG生产储存和装运.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《液化天然气LNG生产储存和装运.docx（83页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
液化天然气LNG生产储存和装运
液化天然气（LNG）生产、储存和装运
GB/T20368-2006
1前言
本标准等同采用美国防火协会NFPA59A《液化天然气（LNG）生产、储存和装运标准》（2001年英文版）。
本标准等同翻译NEPA59A：
2001。
本标准做编辑性修改如下：
——删除标准名称“液化天然气（LNG）生产、储存和装运标准”中“标准”两字；
——表10.6.2第2列“1．9”，原文编辑错误，改为“3．8”；
——温度单位“°K”，原文编辑错误，改为“K”；
——表10.6.3中增加了国际单位制单位符号及数据；
——增加所有表格框线；
——根据NFPA59A试修订TIA01—1（NFPA59A），4.1.3.1b）中“50％”，改为“150％”；
——根据NFPA59A试修订TIA02—1（NFPA59A），删除2.2.3.4，后续条款重新编号；
——根据NFPA59ALNG技术委员会发布的勘误表ErrataNo．：
59A-01-1，表2.2.3.4内增加以国际单位制单位表示的公式；
——删除封面与目次之间的内容；
——删除索引；
——增加前言；
——第12章参考文献与附录E合并；
——增加附录F英制与公制基本单位换算。
标准正文中数字或字母后的星号（*），表示该段的解释可在附录A中查到。
除注明外，本标准所用压力均为表压。
本标准的附录A、附录B、附录C、附录D、附录E、附录F为资料性附录。
本标准由全国天然气标准化技术委员会（CSBTS／TC244）提出并归口。
本标准主要起草单位：
中国石化集团中原石油勘探局勘察设计研究院。
本标准参加起草单位：
青岛英派尔化学工程公司（原青岛化工设计院）、河南中原绿能高科有限公司。
本标准主要起草人：
杨志毅、赵保才、高爱华、杨华、申汉才、张孔明、杨森、张秀泉、连家秀、许敏、张筱萍。
本标准于2006年1月首次发布。
2厂址和平面布置_GB/T20368-2006
2.1工厂选址原则
2.1.1工厂选址应考虑以下因素：
a）应考虑本标准中LNG储罐，易燃致冷剂储罐、易燃液体储罐、构筑物和工厂设备与地界线，及其相互间最小净间距的规定。
b）除按第9章人身安全和消防规定以外，人员应急疏散通道应全天候畅通。
c）应考虑在实际操作的极限内，工厂抗自然力的程度。
d）应考虑可能影响工厂人员和周围公众安全涉及具体位置的其他因素。
评定这些因素时，应对可能发生的事故和在设计或操作中采取的安全措施作出整体评价。
2.1.2工厂的场地准备应包括防止溢出的LNG、易燃致冷剂和易燃液体流出厂区措施及地面排水措施。
2.1.3对所有组件应说明最大允许工作压力。
2.1.4*应进行现场土壤调查及普查以确定设备的设计基础数据。
2.2溢出和泄漏控制的主要原则
2.2.1基本要求
2.2.1.1为减少储罐中LNG事故排放危及邻近财产或重要工艺设备和构物安全的可能性，或进入排水沟的可能性，应按下列任种方法采取措施：
a）根据2.2.2和2.2.3的规定利用自然屏障、防护堤、拦蓄墙或其组合，围绕储罐构成一个拦蓄区。
b）根据2.2.2和2.2.3的规定利用自然屏障、防护堤、挖沟、拦蓄墙或其组合，围绕储罐构成一个拦蓄区。
并根据2.2.2和2.2.3的规定，在储蓄的周围修建自然的或人工的排水系统。
c）如果储罐为地下式或半地下式，根据2.2.2和2.2.3的规定利用挖沟方式成一个拦蓄区。
2.2.1.2为使用故溢出和泄漏危及重要构筑物、设备或邻近财产或进入排水沟的可能性减至最少，下列区域应予平整、、排水或修拦蓄设施：
a）工艺区
b）气化区
c）LNG、易燃致冷剂和易燃液体转运区
d）紧靠易燃致冷和易燃液体储罐周围的区域
如果为满足2.1.2也要求拦蓄区时，应符合2.2.2和2.2.3规定。
2.2.1.3对于某些装置区，2.1.2、2.2.1.1和2.2.1.2中有关邻近财产或排水沟的规定，变更应征得主管部门同意。
所作的改变，不得对生命或财产构成明显的危害或不得违背国家、省和地方的规定。
2.2.1.4易燃液体和易燃致冷剂储罐，不应设置在LNG储罐拦蓄区内。
2.2.2拦蓄区容积和排水系统设
2.2.2.1LNG储罐拦蓄区最小容积V，包括排水区域的有效容积，并为积雪、其他储罐和设备留有裕量，按下列规定确定：
a）单个储罐的拦蓄区，V等于储罐的总容积。
b）多个储罐的拦蓄区，对因低温或因拦蓄区内一储罐泄露着火而引起拦蓄区内其他储罐泄露，在采取了防止措施条件下，V等于拦蓄区内最大储罐的总容积。
C）多个储罐的拦蓄区，在没有采取2.2.2.1b）措施条件下：
V等于拦蓄区内所有储罐的总容积。
2.2.2.2气化区、工艺区或LNG转运区拦蓄区，最小容积应等于任一事中故泄露源，在10min内或在主管部门认可的证明监视和停车规定的更短时间内，可能排放该拦蓄区的LNG、易燃致冷剂和易燃液体的最大体积。
2.2.2.3禁止设置封闭式LNG排放沟。
例外：
用于将溢出LNG快速导流出临界区域的储罐泄流管，若其尺寸按预期液体流量和气化速度选定，应允许封闭。
2.2.2.4LNG和易燃致冷剂储罐区的防护堤、拦蓄墙和排水系统，应采用夯实土、混凝土、金属或其他材料建造。
这些构筑物允许靠或不靠储罐，也允许与储罐构成一体。
这些构筑物和任何贯穿结构的设计，应能承受拦蓄的LNG或易燃致冷剂的全部静水压头，能承受温度骤冷至被拦蓄液体温度产生的影响，还应考虑预防火灾和自然力（地震、刮风、下雨等）的影响。
如果双壁储罐外壳能满足这些要求，允许将其看作是拦蓄区，以据此确定2.2.3中定位区域的距离。
如果这种外壳的密封性会受到内罐事故的影响。
则应按2.2.1.1的要求，构筑另外的拦蓄区。
2.2.2.5易燃液体储罐区的防护堤、拦蓄墙和排水沟，应符合NFPA 30《易燃和可燃液体规范》的要求。
2.2.2.6防护堤或拦蓄墙的高度，以及到操作压力等于或小于100Kpa（151bf/in2）储罐的距离，应按图2.2.2.6确定。
说明：
尺寸“x”应等于或大于尺寸“y”加液面上蒸气压力的LNG当量压头。
例外:
当防护堤或拦蓄墙的高度达到或超过最高液位时，“x”可为任意值。
尺寸“x”不储罐的内壁到防护堤或拦蓄墙最近砌距离。
尺寸“y”为储罐中最高液位到防护堤或拦蓄墙顶部的距离。
2.2.2.7应帛定拦蓄区内雨水和其他水的排水措施。
允许使用自动控制排水泵，但所配的自动停泵装置应性器官避免暴露在LNG温度下运行。
管道、阀门和管件，在发生故障时可能使液体流出拦蓄区，应适应在LNG温度条件下持续工作。
如果采取自流排水，应采取措施防止LNG通过排水系统外流。
2.2.2.8用于拦蓄设施表面的隔热系统，安装后应不燃，并应适合所需用途，还要考虑预期的热应力、机械力和荷载。
如果存在飘 浮问题，应采取抑制措施。
2.2.3拦蓄区的选址
2.2.3.1 2.2.3的规定不适用于海上终端转运区的拦蓄区。
2.2.3.2 应按下列要求采取措施，使火灾蔓延到建筑红线外适成明显危害的可能性最小；
a）应采取措施，防止在风速0级、温度21℃（70℉）和相对湿度50％大气条件下超过下列极限的着火热辐射：
1）在建筑红线上，因设计溢出物（如2．2．3．4的说明）着火的辐射热流5000W／m2（1600Btu/（h·ft2））；
2）在工厂地界线外，定厂址时确定的50人以上户外集合点的最近点，因LNG拦蓄区内（有按2.2.2.1确定的LNG容积V）燃烧而产生的辐射热流5000W／m2（1600Btu/（h·ft2））；
3）在工厂地界线外，定厂址时确定的按NFPA101《人身安全规范》工厂、学校、医院、拘留所和监狱或居民区建筑物或构筑物最近点，因LNG拦蓄区内（有按2．2．2．1确定的LNG容积发V）燃烧而产生的辐射热流9000W／m2（3000Btu／（h·ft2））；
4）在建筑红线上，因LNG拦蓄区内（有按2．2．2．1确定的LNG容积V）燃烧而产生的辐射热流30000W／m2（10000Btu／（h·ft2））。
b） 热辐射距离应按下列方法计算：
1）美国气体研究所的报告GRI0176描述的模型“LNGFIRE：
LNG燃烧的热辐射模型”
例外：
允许用符合以下准则的模型计算距离：
I）考虑拦蓄区形状、风速风向、湿度和气温。
II）适合评价危险规模和条件的试验数据已验证。
Ⅲ）主管部门认可。
2）如拦蓄区的最大和最小尺寸比不超过2，允许使用以下公式．
d=F
………………………………………………………………………
（1）
式中：
d——离LNG拦蓄区边的距离，m（ft）；
A——拦蓄LNG的表面积，m2（ft2））；
F——热流相关系数，使用以下值：
3.0 用于 5000W／m2 （1600Btu／（h·ft2））；
2.0 用于 9000W／m2 （3000Btu／（h．ft2））；
0.8 用于 30000W／m2（10000Btu／（h．ft2））。
2.2.3.3LNG储罐拦蓄区到建筑红线的距离，在发生2.2.3.4描述的LNG溢出时，应保证建筑红线以外，空气中甲烷的平均浓度不超出爆炸不限的50%，计算使用下列模型之:
a）美国气体研究所的报告GRI0242描术的模型“用DEGADIS致密气体扩散模型预测LNG蒸气扩散”。
b）美国气体研究所的报告GRI96/0396.5描述的模型“《LNG事故泄放的缓解模型评价》第5卷；用FEM3A进行LNG事故因果分析。
c）综合以下内容的模型：
1）考虑影响LNG蒸气扩散的物理因素，包括但不限于重力传播、热传递、湿度、风速风向、大气稳定度、浮力和地面起伏程度。
2）适合评价危险规模和条件的试验数据已验证。
3）主管部门认可。
计算距离应基于下列条件之一计算：
——风速和大气稳定度同时发生且造成最长的下风向扩散距离，超过的距离少于扩散所需时间内的10%。
——帕氏大气稳定度，F类，风速2m／s（4．5mile／h）。
计算距离应以实际液体特性和来自容器的最大蒸气流率（蒸气气化速率加上液体流入的置换速率）为基础。
主管部门认可的计算中，允许考虑阻挡蒸气和降低可燃蒸气危险措施（如：
拦蓄表面隔热，加水幕或其他合适方法）的效果。
2.2.3.4设计溢出应按表2.2.3.4确定。
表2.2.3.4设计溢出
储罐开口
设计溢出
设计溢出持续时间
储罐排料口低于液面，无内置切断阀
通过一假定开口的流出量，开口的面积与液位以下能产生最大流量之排料口的面积相等多个储罐拦蓄区，取能产生最大流量的储罐
用公式
直到开口处压差为零
顶部充装储罐，无低于液面排料口
储罐排料泵在满负荷下通过一根管路泵入拦蓄区的最大流量
储罐排料泵在满负荷下通过一根管路泵人拦蓄区的最大流量：
（1）如果监视和停车已证明且主管
部门批准，10min。
（2）如监视和停车未批准，则为储罐排空所需时间
储罐排料口低于液面，装有符合
6.3.3.3的内置切断阀
事先装满罐通过一假定开口的流出量，开口的面积与液位以下能产生最大流量之排料口的面积相等
用公式
持续1h
气化区、工艺区和转运区的拦蓄区
任一事故泄漏源的泄漏量
10min，或主管部门认可的证明监视和停车规定的更短时间
注：
q是液体流量，[m3／min（ft3／min）]；d是低于液面的储罐排料口直径，[mm（in）]；h是满罐时储罐排料口以上液体的高度，[m（ft）]。
2.2.3.5LNG储罐拦蓄区的位置应选择在当拦蓄区着火时，其热流量不应引起任何LNG船主要结构损坏有碍其航行。
2.2.3.6在一个站点储罐总容量等于或小于265m3（70000gal），允许按表2．2．4．1在现场安装，储罐按下列要求装配：
a） 所有接头应配备自动失效保护阀。
自动阀应设计成在下列任意条件下关闭：
1） 发现着火
2） 由管线压降或其他方法测出LNG从储罐流出过多
3） 发现漏气
4） 就地操作或远程控制
例外1，安全阀和仪表连接阀除外。
例外2，进罐的接头允许配置2个止回阀，以满足2．2．3．6a）的要求。
b） 附件应尽量靠近储罐安装，以便外应变破坏附件管道端时，保持附件储罐端的阀门和管道完好。
检测设备的类型、数量和位置应符合第9章的要求。
2.2.3.7从拦蓄液体的最近边缘到建筑红线或到有关法规界定的航道的最近边缘的距离，决不应小于15m（50ft）。
2.2.4储罐间距
2.2.4.1LNG储罐或易燃致冷剂储罐和暴露建筑物之间最小净距离应符合表2.2.4.1
例外：
经主管部门批准，这些设备允许布置在离建筑物或混凝土墙或石墙更近的地方，但离建筑物的门窗、洞至少3m（10ft）.
表2.2.4.1拦蓄区到建筑物和建筑红线的间距
储罐水容量
最小距离
从拦蓄区或储罐排水系数边缘到建筑物和建筑红线
储罐之间
m3
gal
M
ft
m
ft
<0.5
<125
0
0
0
0
0.5～1.9
125～500
3
10
1
3
1.9～7.6
501～2000
4.6
15
1.5
5
7.6～56.8
2001～15000
7.6
25
1.5
5
56.8～114
15001～30000
15
50
1.5
5
114～265
30001～70000
23
75
>265
>70000
0.7倍罐径，但不少于30m（100ft）
相令罐径之和的1/4[至少1.5m（5ft）]
2.2.4.2连接多个储罐的隔断阀，其通道至少应留0.9m（3ft）的净宽。
2.2.4.3容量大于0.5m3（125gal）的LNG储罐不应设在室内。
2.2.5气化器间距
气化器分类见第5章
2.2.5.1除非热媒为不燃流体，气化器和其一次热源距任何火应至少15m（50ft）.大多组气化器情况下，邻近的气化器或一次热不应视为火源。
在气化器布置方面，工世加热器或其他明火设备，如果和气化器联锁不应视为火源，当气化器运行或当气化器管线系统冷却或正在冷却时它们不能运行。
2.2.5.2整体式加热气化器到建筑红线的距离不小于30m（100ft）,见2.2.5.4，与下列设施的距离不应于15m（50ft）.
a）任何拦蓄的LNG、易燃致冷剂或易燃液体（见2.2.4）或这类流体在其他事故排放源与拦拦蓄区之间的运输通道。
b）LNG、易燃液体、易燃致冷剂或可燃气体储罐，这类流体的无明火工艺设备或用于转运这类流体的装卸接头。
C）控制室、办公室、车间和其他有人的或重要工厂设施。
2.2.5.3远距离加热气化器的加热器或热源，应满足2.2.5.2的规定。
例外：
如果热媒为不燃流体，到建筑红线的距离不应执行2.2.5.2c）的规定。
2.2.5.4远距离加热气化器，环境气化器和工艺气化器到建筑红线的距离，不应小于30m（100ft）.远距离加热气化器和环境气化器可设置在拦蓄区内。
例外：
与容量等于或小于265m3（70000）gad的LNG储罐连在一起使用的气化器，到建筑红线的距离应按表2.2.4.1的规定，将该气化器视为储罐，容量等于与其相边的最大储罐的容量。
2.2.5.5气化器之间的净间距，不应小于1.5m（5ft）.
2.2.6工艺设备间距
2.2.6.1LNG、致冷剂，易燃液体或可燃气体的工艺设备与火源、建筑红线、控制室、办公室、车间和其他有人的设施的距离，不应小于15m（50ft）.
例外：
允许将控制室设置在有可燃气体压缩机的建筑物中，建筑物结构符合2.3.1的要求。
2.2.6.2明火设备和其他火源到任何一拦蓄区或储罐排水系统的距离，不应小于15m（50ft）。
2.2.7装卸设施间距
2.2.7.1LNG管线转运的码头或停泊处，应使进行装卸的船舶与跨越航道的桥之间的距离，不应小于30m（100ft）.装卸汇管与桥之间的距离。
不应小于61m（200ft）.
2.2.7.2LNG和易燃致冷剂的装卸接头到不受控制的火源、工艺区、储罐、控制室、办公室、车间和其他被占用的重要工厂设施的距离，不应小于15m（50ft）。
例外：
这一要求不适用于同转运作业有直接联系设施或设备。
2.3建筑物长构筑物
2.3.1供装运LNG、易燃致冷剂和可燃气体的建筑物，应为用非承重墙的轻型不燃建筑。
2.3.2如查供存LNG和可燃流本的房屋在不供装运这些流体的建筑物（如控制室，车间等）之内或与其相连，则房屋的公共墙不应超过2个，设计承载静压力不应小于4.8Kpa（1001bf/ft2）,应无门或其他通孔，耐火等级应不低于1h.
供装卸LNG、易燃致冷剂和可燃气体的建筑物或构筑物应按2.3.2.1～2.3.2.3进行通风，最大限度减少可燃气体或蒸气聚集而造成危险。
2.3.2.1允许的通风方式如下：
a）连续运行的机械通风系统
b）混合重力式通风系统和备用机械通风系统，机械通风系统由可燃气体检测仪在检测到可燃气体时予以启动。
c）双档机械通风系统，其高档由可燃气体检测仪在检测到可燃气体时予以启动。
d）由墙孔或屋顶通风器组合形成的重力式通风系统。
如果有地下室或地下楼层，应提供辅助机械通风系统。
2.3.2.2通风量，按场地面积计，不应小于5L/（s.m2）（1ft3/min.ft2）.
2.3.2.3如果蒸气比空气重，应低点通风。
2.3.3 2.3.1和2.3.2所述以外的建筑物或构筑物布置，应最大限度地减少可燃气体或蒸气进入的可能性（见9.4.1），否则应采取其他措施。
2.3.4 对调峰或天然气系统维修更换期间服务保障或其他短期用途，在满足下列条件下，允许临时使用LNG移动式设备：
a）符合有关规定（见8.5.1.1）的LNG运输车辆，作为供应储罐。
b）所有LNG移动式设备应至少由一名有经验且经操作安全培训有资质的人员操作。
其他人员至少应培训合格。
c）各作业公司应提供并执行初始培训书面计划，对指定的操作人员和监督员培训：
现场使用LNG的特性和危险，包括LNG的低温、LNG与空气混合物的可燃性、无味蒸气、沸腾特性、对水和溅水的反应；作业活动的潜在危险；以及如何执行与人员职责相关的应急程序，并应提供说细的LNG移动式设备操作指南。
d）应采取措施最大限度地减少罐中LNG事故排放危及邻近财产或重要工艺设备和构筑物或进入地面排水系统的可能性。
允许使用活动式或临时围堵工具。
e）气化器的控制应符合5.3.1，5.3.2，和5.4。
各加热式气化器应有远距离切断燃料源的设备，该设备也应能就地操作。
GB／T20368—2006
f）设备和操作应符合11.4.5.1b），11.4.5.2b），8.7，8.8.1，9.1.2，9.2.1，9.2.2，9.2.3和2.3.4c）。
不应执行净距离规定。
g）应保证表2.2.4．1规定的LNG设施间距，如果临时占用公共场所或其他场所，表2.2.4.1的间距无法执行，应满足下列附加要求：
1） 受通行车辆交通影响的设施各边应设置路障。
2） 只要设施内有LNG，应连续监视作业。
3）如果设施或作业妨碍正常车辆交通，除2.3.4g）2）要求的控制人员外，还应有持旗人员值班指挥交通。
h） 应采取合理措施最大限度地减少泄漏点燃事故的可能性。
i） 在关键部位应备有制造商推荐的手提式或推车式气体灭火器。
灭火器的配备应按NFPA10，《手提式灭火器标准》。
j） 只要现场留有LNG，应有人值守，并采取措施防止公众进入。
2.3.5如果应急设备需要加臭，2.2.4.1规定将不适用于固定系统中有小于或等于7.6L（20gad可
燃加臭剂设备的场所。
2.4设计者和制造者资格
2.4.1LNG设施设计者和制造者，应具有设计或制造LNG储罐、工艺设备、致冷剂储存和装运设备、装卸设施、消防设备和LNG设施其他组件的相应资格。
2.4.2应对设施组件的制造和验收试验进行监督，保证它们结构完善，并符合本标准的要求。
2.4.3 *应对土壤进行全面勘察，以确定设施拟建场地的适应性。
2.4.4 LNG设施的设计者、制造者和施工者，应具有设计、制造和施工LNG储罐、低温设备、管道系统、消防设备和设施其他组件的相应资质。
应对设施组件的制造、施工和验收试验进行监督，保证它们结构完善，并符合本标准的要求。
2.5 *低温设备的土壤保护
LNG储罐（见4.1.7），冷箱，管道和管架及其他低温装置的设计和施工，应能防止这些设施和设备因土壤冻结或霜冻升沉而受到损坏，应采取相应措施，防止形成破坏力。
2.6 冰雪坠落
应采取措施，保护人员和设备免遭堆积在设施高处的冰雪坠落袭击。
2.7混凝土材料
2.7.1用于建造LNG储罐的混凝土，应符合4.3的要求。
2.7.2与LNG正常或定期接触的混凝土结构，应能承受设计荷载、相应环境荷载和预期温度的影响。
这类结构应包括但不限于低温设备的基础。
它们应符合下列要求：
a）结构设计应符合4.3.2的有关规定；
b）材料和施工应符合4.3.3的有关规定。
2.7.3管架应符合6.4的要求。
2.7.4其他混凝土结构，应研究可能与LNG接触时受到的影响。
这类结构如果与LNG接触会受到损坏，从而产生危险条件或恶化原有危急条件，对其应加以适当保护，尽可能减少与LNG接触产生的影响，或者它们应符合2.7.2a）或b）的要求。
2.7.5非结构用混凝土，如护坡和拦蓄区铺面用混凝土，应符合ACI304R《混凝土测量、搅拌、运输和浇筑指南》的要求。
根据ACI344R—W《配有钢丝和股绞丝的预应力混凝土构筑物设计和施工》中2.2.1的规定，裂缝控制混凝土配筋至少应为横截面的0.5％。
2.7.6对不常与LNG接触而又已经突然和LNG接触过的混凝土，应在其恢复到大气温度后立即进行检查，且如有必要应进行修补。
3工艺设备_GB/T20368-2006
3.1安装基本要求
LNG、易燃致冷剂和可燃气体工艺设备安装，应符合下列要求之一：
a） 室外安装，应便于操作，便于人工灭火和便于疏散事故排放液体和气体；
b）室内安装，应安装在符合2.3和2.3.2要求的建筑物内。
3.2设备基本要求
LNG、易燃致冷剂和可燃气体工艺设备，应符合下列要求之一：
a） 室外安装，应便于操作，便于人工灭火和便于疏散事故排放液体和气体；
b）室内安装，应安装在符合2.3.2和2.3.3要求的建筑物内。
3.2.1 泵和压缩机的材料，应适合可能的温度和压力条件。
3.2.2阀门设置应使各泵或压缩机维修时能隔断。
如果泵或离心式压缩机并联安装，各排出管线应设置一个止回阀。
3.2.3泵和压缩机的出口应设置卸压装置以限制压力达到壳体、下游管线和设备的最大安全工作压力，除非壳体、下游管线和设备按泵和压缩机的最大排出压力设计。
3.2.4各泵应设置排放口、安全阀或两个都设，防止最大速度冷却
升级会员 