2《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》介绍-吴洪松

《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》介绍吴洪松杜建梅作者介绍:吴洪松，中国市政工程华北设计研究总院第四设计研究院副院长,总工程师,教授级高工。杜建梅，中国市政工程华北设计研究总院第四设计研究院高级工程师。根据国家能源局《2010年第一批能源领域行业标准制（修）订计划的通知》国能科技【2010】320号的要求，我们在2010年受国家能源局委托，由中国市政工程华北设计研究总院、新疆广汇实业股份有限公司、中海石油气电集团有限责任公司共同编制《液化天然气(LNG)汽车加气站技术规范》，于2010年10月完成送审稿，2010年11月在北京召开了送审稿专家评审会，经修改完善后于2011年5月完成报批稿，在天津召开了本规范的报批稿专家评审会，并于5月底进行网上公示并征求意见，先后征求了全国各地相关部门近百十条意见或建议，在此基础上规范编制组针对收到的意见对本规范再次进行了修改与完善，于2011年6月25日完成最终版报批稿，国家能源局经会审后于2011年7月28日颁布本规范，于2011年11月1日起液化天然气汽车加气站的建设将执行本规范。本标准共分为10章和3个附录，主要内容包括范围、规范性引用文件、术语、加气站分级和站址选择、站内平面布置、工艺设施、消防设施及排水、电气、建筑物、采暖通风、绿化和施工与验收等方面的规定。一本标准适用范围本标准适用于LNG储存量不超过180m3，LNG工作压力不大于1.6MPa，L-CNG工作压力不大于25.0MPa下列新建、扩建和改建的汽车加气站工程的设计、施工及验收：a）液化天然气（LNG）加气站（以下简称LNG加气站）；b）液化天然气经液态加压、气化的天然气加气站（以下简称L-CNG加气站）；c）LNG和L-CNG联建的加气站（以下简称LNG/L-CNG加气站）；d）LNG、L-CNG、LNG/L-CNG加气与加油的合建站（以下简称加油加气站）二本标准站址选址要求规范规定在城市建成区不应建一级加气站、一级加油加气合建站。因为一级站的储罐较多，容积较大，加油、加气量大，对周围建、构筑物及人群的安全和环保方面的有害影响也较大，站前车流量大会造成交通堵塞等问题，所以本条规定在城市中心区内不应建一级加气站、一级加油加气合建站。对于城区的边缘地带、城际公路两侧等开阔地带可建一级站。同时，在这些地区提高加气站LNG储罐容积，符合今后LNG货车的加气需求。在城市中心区内所建的加气站、加油加气合建站宜采用地下或半地下LNG储罐。LNG加气可与L-CNG加气联合建站，也可与加油站联合建站。地下或半地下LNG储罐一旦发生泄漏，易积聚在地下或半地下空间内，缓慢气化后向上扩散，会减小对周围的影响。此外，地下或半地下储罐可减小周围人们的心理畏惧，故编制此条。当然，采用地下和半地下储罐会带来LNG管线长，产生的BOG量大，运行管理的不便。在非城市中心区内还应以采用地上LNG储罐为主。由于立式LNG储罐的可卸量高于卧式LNG储罐，且利于LNG泵的平稳运行，故在城市郊区或市际公路上所建的加气站宜采用立式LNG储罐。LNG加气站可与L-CNG加气站联合建站，以满足各类天然气汽车加气的需要。两站合建，两类加气系统可合用卸车装置、LNG储罐、供配电、消防等设施，有利于节省投资、减小用地、方便加气、提高加气站经营效益等优点。在城区边缘地区、城际公路及公交车场、大型运输厂矿等需建的各类加气站可与加油站联合建站。三加气站等级划分LNG加气站、L-CNG加气站、LNG/L-CNG加气站的等级划分，应符合下表的规定。LNG加气站、L-CNG加气站、LNG/L-CNG加气站的等级划分级别LNG加气站L-CNG加气站、LNG/L-CNG加气站LNG储罐总容积（m3）LNG储罐单罐容积（m3）LNG储罐总容积（m3）LNG储罐单罐容积（m3）CNG储气总容积（m3）一级120＜V≤180≤60120＜V≤180≤6012二60＜V≤≤6060＜V≤≤609级120120三级≤60≤608注：V为LNG储罐总容积。加气站的等级划分，综合考虑的因素：一、加气站设置的规模与周围环境条件的协调；二、依其汽车加气业务量；三、LNG储罐的容积应能接受进站槽车的卸量。目前大型LNG槽车的卸量在52m3左右。加气站LNG储罐容积宜按1～3天的销售量进行配置。a）本规范制定三级站规模的理由：一、根据LNG的物理特性和LNG汽车所需加气量，规模可适当加大；二、LNG槽车运距普遍在500公里以外，主要使用大容积运输槽车或集装箱，且宜在1座加气站内完成卸量。目前运送加气站的LNG数量主要由供应点的汽车地中衡计量，通过加气站的销售量进行复验核实、认定。若由1辆槽车供应2座加气站，难以核查2座加气站的卸气量而引发计量纠纷。三级站的总容积规模，是按能接纳1辆槽车的可卸量，并考虑卸车前站内LNG储罐尚有一定的余量。因此，将三级站的容积定为≤60m3较为合理。b）各类加气站的单罐容积规模多罐运行较为复杂，易发生误操作事故；在向储罐充装LNG初期产生的BOG量较大。目前的BOG多数采用放空，造成浪费和污染。因此，在加气站内宜由1台储罐来完成接纳1辆槽车的卸量。因此，将单罐容积上限提高至60m3，有利于加气站的运行和节能。c）二、三级站规模按增加1台和2台60m3LNG储罐设定。LNG加气站、L-CNG加气站、LNG/L-CNG加气站与加油站合建站的等级划分，应符合下表的规定。LNG加气站、L-CNG加气站、LNG/L-CNG加气站与加油站合建站的等级划分合建站等级LNG储罐总容积（m3）LNG储罐总容积与油品储罐总容积合计（m3）一级≤120150＜V≤210二级≤6090＜V≤150三级≤60≤90注1：V为LNG储罐、油罐总容积。注2：油罐的单罐容积不应大于GB50156的有关规定；LNG储罐的单罐容积不应大于本规范表4.1的规定。此条规定，可充分利用已有的二、三级加油站改扩建成加油和LNG加气合建站，有利于节省土地和提高加油加气站效益、有利于加气站的网点布局，促进其发展，实用可行。四LNG加气站与站外建、构筑物的防火要求加气站的LNG储罐、放散管管口、LNG卸车口与站外建、构筑物的防火间距，不应小于下表的规定。LNG储罐、放散管管口、LNG卸车口与站外建、构筑物的防火间距（m）级别项目LNG储罐放散管管口LNG卸车口一级站二级站三级站重要公共建筑物8080805050明火或散发火花地点3530252525民用建筑保护物类别一类保护物二类保护物2520162020三类保护物1816141515甲、乙类生产厂房、库房和甲、乙类液体储罐3530252525丙、丁、戊类物品生产厂房、库房和丙类液体储罐，以及容积不大于50m3的埋地甲、乙类液体储罐2522202020室外变配电站4035302525铁路8060505050电缆沟、暖气管沟、下水道1210101010道路快速路、主干路；高速、Ⅰ、Ⅱ级1210888次干路、支路；108866级别项目LNG储罐放散管管口LNG卸车口一级站二级站三级站Ⅲ、Ⅳ级架空电力线无绝缘层1.5倍杆高1.5倍杆高1.5倍杆高有绝缘层1倍杆高1倍杆高架空通信线国家Ⅰ、Ⅱ级1.5倍杆高1.5倍杆高1倍杆高一般1倍杆高0.75倍杆高0.75倍杆高注1：民用建筑保护物类别的划分应执行《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156的有关规定。注2:LNG加气站的橇装设备与站外建、构筑物的防火间距应按本表相应设备的防火间距确定。注3:地下和半地下LNG储罐与站外建、构筑物的防火间距可按本表减少30%和20%。注4:LNG储罐、放散管管口、LNG卸车口与站外建筑面积不超过200m2的独立民用建筑物（非明火），其防火间距可按本表的三类保护物减少20%。注5:民用建筑物面向加气站一侧的墙为一、二级耐火等级的无门窗洞口实体墙，则储罐、加气机和放散管与该民用建筑物的防火间距可按本表规定的距离减少20%。注6:对国家有特殊规定的铁路线、公路线，应按照相关规定执行。此条制定了加气站的LNG储罐、放散管管口、LNG卸车口与站外建、构筑物的防火距离，编制依据：a）LNG加气站的安全性要比LPG加气站高，其事故危险性较小，主要反应在：（a）LNG加气站储罐是采用圆柱形，双层壁，高真空多层缠绕结构，在运行中发生泄漏，其外壁处将会出现结露、结冰现象，易于发现与处理。（b）LNG储罐的压力一般在0.4MPa左右，远低于LPG加气站储罐的压力。（c）在国内发生的几起LPG储罐爆燃事故中，是因储罐根部阀的法兰垫片处的泄漏所引发的，而加气站的LNG储罐根部阀的接口是采用焊接连接，基本不会发生接口处的LNG泄漏。LNG加气站发生重大泄漏事故主要来自储罐、管道或其连接处的破裂、重要阀门的失效，在LNG加气站发生一般事故的处理，首先切断气源、控制火源，在泄漏处采用湿被等包扎，浇水结冰等手段进行堵漏。LNG加气站的建设必须采用安全可靠的设备、材料，采用先进可靠的安全控制技术。在以技术和管理保生产安全的基础上制定防火间距。b）参照《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156，结合LNG加气站的特性和建站条件，编制本条文。（a）距重要公共建筑物的防火距离，一级站为80m，二级站为80m，三级站为80m，基本上在重大事故影响范围之外。以三级站1台60m3LNG储罐发生全泄漏，泄漏天然气量最大值为32400m3，在静风中成倒圆锥体扩散，与空气构成爆炸危险的体积648000m3（按爆炸浓度上限值5%计算），发生爆燃的影响范围约60m。（b）民用建筑物视其使用性质、重要程度和人员密集程度，将民用建筑物分为三个保护类别，并分别制定了加气站与各类民用建筑物的防火距离。一类保护物重要程度高，建筑面积大，人员较多，虽然建筑物材料多为一、二级耐火等级，但仍然有必要保持较大的防火距离，所以确定三个级别加气站与一类保护物的防火距离分别为35m、30m、25m，而与二、三类保护物的防火距离依其重要程度的降低分别递减为25m、20m、16m和18m、16m、14m。（c）因LNG加气站的安全性要比LPG加气站高，根据《建筑设计防火规范》第4.4.1，LPG罐发生爆炸和火灾事故，危及范围近者20m~30米，故本规范确定三个级别加气站内LNG储罐与明火的距离分别为35m、30m、25m。（d）站外甲、乙类物品生产厂房火灾危险性大，加气站与这类设施应有较大的防火距离，本条款按三个级别分别定为35m、30m和25m。（e）由于变配电站的重要性，城市变配电站的规模都比较大。LNG储罐与室外变配电站的防火距离按照明火考虑，本条款按三个级别分别定为40m、35m和30m。（f）考虑到铁路的重要性，本规范加大了LNG储罐与站外铁路的防火距离，即铁路在加气站发生重大危险事故影响区以外，并在表下注提出，对国家有特殊规定的铁路线、公路线，应按规定执行。（g）考虑到地铁、隧道口的环境和人口密集等因素，且地铁、隧道出入口处的“活塞风”大，对临近区有较大的吸气流，故进一步加大了LNG储罐等与其之间的防火距离。（h）对地下和半地下LNG储罐与站外建、构筑物的防火距离可按地上LNG储罐减少30%和20%。随着LNG储罐安装位置的下移，发生泄漏沉积在罐区内的时间相对长，随着气化速度降低，对防护堤外的扩散减慢，危害降低，其防火距离可适当减小。(i)放散管口、LNG卸车口与站外建、构筑物的防火间距基本随三级站要求。五LNG加气站消防给水系统要求设置有地上LNG储罐的一、二级LNG加气站、油气合建站应设消防给水系统。设置在城市建成区外严重缺水地区的设有地上LNG储罐的一、二级LNG加气站、油气合建站，在符合下例条件时可不设消防给水系统：a）LNG储罐、放散管、卸车点与站外建、构筑物距离应增加1倍及以上；b）LNG储罐之间的净距不应小于4m；c）LNG站区消防灭火器材的配置应增加一倍。设置在城市建成区内的设有地上LNG储罐的二级LNG加气站、油气合建站在符合下例条件之一时，可不设消防给水系统：a）在市政消火栓保护半径150m以内，且供水量不小于15L/s；b）L