Visión de conjunto
En la actualidad, China aún no ha emitido una especificación obligatoria para el diseño de la estación de GNL de pequeño tamaño. En el proyecto de la estación de GNL que ya se construyó o se está construyendo, la práctica común es que el personal profesional use estándares extranjeros y aproveche la experiencia de la experiencia tanto nacional como extranjera, diseñe y construya el proyecto en combinación con la situación real del proyecto. Comúnmente utilizado en el extranjero estándar incluye principalmente el estándar nacional de la producción de gas natural licuado (GNL), almacenamiento, carga y descarga estándar de Estados Unidos, estándar japonés estándar de seguridad de gas de alta presión y así sucesivamente, estándar nacional principal son estándares de diseño de protección contra incendios para empresas petroquímicas, Estándares del diseño de gas de ciudad, Estándares de diseño de disposición de extintores de construcción, Estándares de diseño de sistema automático de alarma contra incendios, etc.

En aras de la discusión, dividimos el accidente de GNL en dos tipos [4]. El primer tipo es que cuando un medio peligroso está goteando y desbordando, no hay fuego, por lo que no ocurrió un desastre de fuego, en otras palabras, no hubo emergencia por desastre de incendio; El otro tipo es cuando el medio peligroso que se escapa expuesto al fuego, y el desastre de fuego ocurrió inmediatamente.

O el desbordamiento del gas licuado se extendió hasta cierto punto y, luego de la exposición al fuego, se produjo un incendio de gran área, en otras palabras, esto se denomina "emergencia por desastre de incendio".

Sin emergencia por desastre de bomberos y sus medidas de seguridad
En caso de desastres por incendio, las medidas de seguridad que se deben tomar para el equipo principal son:

(1) El tanque de GNL
Rendimiento material

La capa de aislamiento de las propiedades del material recubiertas en la capa externa del tanque de almacenamiento deberá tener un rendimiento ignífugo, ignífugo, resistente al agua e impermeable, y no se moverá bajo el impacto del agua de extinción de incendios y tendrá la solidez suficiente. Los materiales aislantes incombustibles deben llenarse entre el tanque interno y el tanque externo para adaptarse al rendimiento del GNL y el gas natural. Los materiales de almacenamiento y llenado deben poder adaptarse a los requisitos de rendimiento a baja temperatura y pueden funcionar normalmente a la temperatura del GNL y bajo la temperatura del vapor frío.

Espaciamiento de seguridad
La distancia entre el equipo contra incendios y otras fuentes de fuego a cualquier ataguía o tanque de almacenamiento es de al menos 15 m.

El volumen de llenado

El diseño del tanque de GNL tiene un valor límite de líquido máximo, que se usa para evitar que se descargue un nivel excesivo de líquido del tubo de desbordamiento. Al llenar el LNG, se debe tener en cuenta la expansión del volumen del líquido cuando se calienta el líquido. Si el GNL inyectado está inflado de GNL en relación con la presión de almacenamiento, puede llenarse hasta el nivel más alto, mientras que el espacio adecuado debe dejarse para la expansión de líquidos.

Tratamiento de purificación

Antes de que el primer llenado de GNL del tanque de almacenamiento lleve a cabo una revisión interna, la eliminación inertizada se realizará cuando el tanque se detenga. El objetivo es reemplazar el aire o el gas natural en el tanque con gas inerte, evitando la mezcla de gas natural y aire.

Configuración de la válvula
En ausencia de otras medidas efectivas para evitar la estratificación, se supone que el sistema hidráulico del tanque de almacenamiento está equipado con válvula de entrada superior y válvula de entrada inferior, cuando el líquido de llenado y el rendimiento térmico líquido original mostraron diferencia, a través de diferentes partes del transportador, haga el líquido uniforme, reduzca la posibilidad de una capa líquida. Además, la agitación mecánica o la inyección importada se pueden usar para lograr un propósito de mezcla uniforme.

El dispositivo de control de presión debe estar equipado para permitir que la presión del tanque esté dentro de un rango permitido. Instale la válvula de seguridad con suficiente presión para evitar la sobrepresión del tanque de almacenamiento; Instale la válvula de seguridad de vacío y determine si hay vacío en el tanque para evitar la presión negativa del tanque de almacenamiento; Y una válvula de cierre de corte entre la válvula de seguridad de presión, la válvula de alivio de vacío y el tanque también debe estar equipada para proporcionar comodidad para la inspección y el mantenimiento de la válvula de seguridad.

Cada tanque debe estar equipado con una válvula de cierre de emergencia cuando ocurran accidentes que corten la conexión entre el tanque y el exterior, a fin de evitar la filtración del GNL dentro del tanque de almacenamiento.

El tanque debe estar equipado con una válvula de liberación de aire de seguridad para conectar la antorcha; la instalación de presión de liberación debe estar equipada con el tanque externo, descargando el aire al punto más alto.

La distancia de operación debe mantenerse entre 0.9 m para múltiples tanques de almacenamiento.

Medidor de medición
Cada tanque de almacenamiento debe estar equipado con dos juegos de dispositivos de medición de nivel de líquido independientes, dos alarmas de alto líquido independientes que suenan y un instrumento de medición de presión.

Instale el instrumento y la junta dentro del tanque de almacenamiento, la camisa de vacío externa del cilindro para medir la presión absoluta en el espacio de la capa intermedia. Cuando el tanque de almacenamiento en el sitio debe ponerse en funcionamiento, el dispositivo de detección de temperatura se debe configurar para controlar la temperatura o como una herramienta para inspeccionar y corregir el medidor de nivel de líquido.

Rendimiento antisísmico
De acuerdo con la estación de pequeño tamaño y los datos geológicos y meteorológicos de su área circundante, para analizar el potencial y las características de los desastres naturales como terremotos y ventiscas, tome en consideración la capacidad antisísmica y la capacidad de carga a prueba de viento y nieve. (2) área de Cofferdam
Al considerar el plan del tanque de almacenamiento de GNL, el almacenamiento y la carga y descarga de GNL deben considerarse en su totalidad; si se produce algún accidente, es probable que se derrame GNL o escape, lo que podría ser dañino para el personal cercano y el equipo importante. Para tanques de GNL pequeños, el método común es establecer barreras como suelo compactado, hormigón, metal y otros materiales a baja temperatura, como muros de contención, muros de protección o foso de almacenamiento de líquidos. En caso de que se produzca una fuga del tanque de almacenamiento, el líquido inflamable puede confinarse al área de la ataguía, que no fluirá a todas partes, este es un método para evitar la propagación del GNL. Además, si se produce un desastre de incendio, puede evitar que las llamas se propaguen a los alrededores y minimizar el daño a las instalaciones circundantes. Cofferdam en el volumen, por lo tanto, debe ser lo suficientemente grande como para acomodar al tanque de almacenamiento de gas natural licuado (GNL), debe incluir el área de descarga de cualquier volumen disponible, teniendo en cuenta la asignación para el reemplazo de nieve, tanques y otros equipos también .

Cuando la presión de trabajo del tanque de almacenamiento sea menor o igual a 0.1 MPa, la altura de la cerca o la pared de la ataguía y la distancia desde el tanque de almacenamiento se determinarán de acuerdo con la figura 1.

Nota:
1. El tamaño X debe ser igual o mayor que la suma del tamaño Y y el cabezal de suministro de aire y despresurización;
Excepción: cuando la altura de la valla o la pared de la ataguía es igual o mayor que el nivel máximo de líquido, X puede tomar cualquier valor.
2. Dimensiones X representa la distancia entre la pared interior del tanque y la valla o dentro de la pared del ataguía.
3. La dimensión Y significa el nivel máximo de nivel de líquido en la parte superior de la cerca o en la pared de la ataguía.

Además, es necesario instalar deflectores para que la válvula tenga un problema de fuga para evitar la inyección de GNL. En la parte inferior, se debe colocar una bandeja colectora de líquidos para recoger fugas de GNL e introducirla en el pozo de almacenamiento de líquidos a través del tubo de drenaje.

(3) Vaporizador
Configuración de la válvula
Cada vaporizador del grupo de vaporizadores debe estar equipado con la válvula de corte en la entrada y salida. Para evitar el ingreso de GNL al grupo de vaporizadores inactivos, se deben instalar dos válvulas de entrada y se deben adoptar otras medidas de seguridad para vaciar el GNL o el gas entre las dos válvulas. Se debe instalar una válvula de corte en la tubería de GNL de 15 m del carburador, que puede operarse en el sitio o controlarse a distancia, y existen medidas de protección para evitar que la válvula se invalide debido a condiciones externas de congelación. Cada vaporizador debe instalar reductores de presión de seguridad, y cuando el vaporizador de calefacción está funcionando normalmente, debe instalarse una temperatura inferior a 60.. Instale una válvula de corte de control automático en la tubería de fluido, la distancia entre la válvula y el vaporizador es de al menos 3 m, y se puede apagar automáticamente cuando la pérdida de presión (flujo) de la tubería, la anomalía de temperatura del área circundante del carburador (fuego) o la baja temperatura ocurre a la salida del vaporizador. Otros equipos

Cada vaporizador de calefacción debe estar equipado con un dispositivo que pueda cortar la fuente de calor, que puede operarse en el sitio o de forma remota. Instalar equipos automáticos de válvulas de tuberías para el uso en casos de emergencia para evitar que el LNG o el vapor se entreguen al sistema a una temperatura más alta o más baja a la temperatura del sistema de suministro externo. El dispositivo de detección de temperatura está configurado para medir su GNL, el gas vaporizador y la temperatura de salida y entrada del medio fluido de intercambio de calor para asegurar la eficiencia de transferencia de calor.

Espaciamiento de seguridad

La distancia entre el vaporizador y su fuente de calor principal y cualquier otra fuente es de al menos 15 m, a menos que el medio fluido que conduce el calor no sea combustible. La distancia entre el vaporizador de calefacción general y la línea terrestre es de al menos 30 m, y la distancia a la siguiente ubicación es de al menos 15 m: ① cualquier GNL, refrigerante inflamable o líquido inflamable en ataguía, o transportar estos líquidos en cualquier otro accidente fuga entre la fuente y el área de ataguía; ② GNL, líquido combustible, refrigerante combustible o tanque de almacenamiento de gas combustible, o el proceso sin aire que contiene estos líquidos, o el conector del equipo de descarga de estos líquidos; ③ Controlar los edificios, oficinas, tiendas, edificios residenciales u otros edificios importantes. El vaporizador de calentamiento controlado a distancia y el vaporizador ambiental se pueden instalar en el área de la ataguía. Cuando hay vaporizadores múltiples, la distancia entre los vaporizadores es de al menos 1,5 m.

(4) Compresor y bomba

Selección de materiales

El compresor y la bomba deberían poder garantizar el funcionamiento normal bajo la posible temperatura y presión de trabajo.

Configuración de la válvula

La configuración de la válvula debe hacer que cada compresor y bomba de la válvula esté disponible para reparación y mantenimiento solo, y debe estar equipado con un dispositivo reductor de voltaje en la salida de la tubería. Debe instalarse una válvula de alivio de presión con suficiente capacidad, cuando transporte líquido por debajo de -29 ℃ temperatura debe estar equipado con un dispositivo de preenfriamiento, para asegurar que la bomba no se dañe o cause fallas temporales o permanentes. El compresor que maneja el gas combustible debe instalar el conducto de escape en el punto donde es posible que ocurra la fuga de gas y llevar el gas al lugar seguro.

(5) tuberías de GNL y sus componentes

Selección de materiales
Cuando se diseñen las tuberías y sus componentes, se debe tener en cuenta el efecto de fatiga del ciclo térmico sobre el material. Para tuberías, válvulas, accesorios y otros accesorios conectados entre sí deben prestar especial atención si el espesor de la pared de la tubería no es el mismo. Por lo tanto, es necesario cubrir los materiales de aislamiento de tuberías a prueba de agua, aislamiento térmico, retardante de llama y temperatura extrema para reducir el riesgo de accidentes como incendios. No se recomienda el uso de aluminio, cobre, aleaciones de cobre u otros materiales poco refractarios. Los tubos de hierro fundido no están permitidos.

Modo de conexión
La tubería que no tiene más de 50 mm de diámetro adopta la estructura de sellado mediante un hilo, una junta soldada o con brida; La tubería con un diámetro mayor de 50 mm está conectada por soldadura o brida.

No utilice conexiones roscadas o conexiones de brida tanto como sea posible, excepto la ubicación necesaria del tubo, la conexión del equipo o la ubicación de mantenimiento. El sistema de tuberías no tiene permitido utilizar la absorción de tipo F, la estructura de soldadura en espiral y la estructura de soldadura a tope.

Configuración de la válvula
Coloque la válvula de corte y la válvula de aislamiento para minimizar la fuga de líquido peligroso en caso de que ocurra un accidente y con suficiente cantidad para garantizar que el control remoto y el sitio puedan realizar un proceso de parada y un sistema de transferencia sin problemas o apagar completamente el sistema en caso de emergencia; Configure la válvula de expansión térmica para evitar una presión excesiva; Configure la válvula de alivio de presión de seguridad para minimizar el daño a la tubería y sus accesorios.

Coloque la válvula de seguridad entre dos válvulas de cierre de la fase líquida, en caso de que las dos válvulas de cierre estén apagadas. Cuando el líquido de la tubería se calienta y gasifica, la válvula de alivio comienza a saltar automáticamente para evitar accidentes causados ​​por la sobrepresión. Se instala un dispositivo de descarga de emergencia en la fase gaseosa para proteger la seguridad de la fase gaseosa en caso de funcionamiento incorrecto o una válvula de alivio de sobrepresión del equipo.

Sistema de apoyo
El sistema de soporte de tuberías debe tener la capacidad de resistencia al fuego y resistencia a bajas temperaturas.

El sistema de soporte de la tubería de baja temperatura debe tener medidas de aislamiento en frío para evitar que las tuberías se congelen o soportar la fragilidad del acero causada por la transferencia de calor.

Tratamiento de limpieza
El sistema de tubería debe tratarse con nitrógeno o gas de dióxido de carbono antes del primer llenado de GNL.

(6) Equipo de manipulación de GNL

Distancia de seguridad

La distancia entre el GNL, la interfaz de manejo de refrigerante inflamable al área de proceso de ignición no controlada, el tanque de almacenamiento, el control de edificios, oficinas, tiendas, edificios residenciales y otras estructuras es de al menos 15 m.

Medidas de emergencia y seguridad contra incendios

En caso de un accidente de fuego de GNL, se pueden aplicar los siguientes principios.
①Trate de cortar la fuente de gas y controlar la fuga. ②Para proteger el tanque de fuego y las latas y equipos adyacentes, evitando la sobrepresión de calor del equipo del tanque de almacenamiento para causar un mayor desastre. ③El GNL que se escapa se puede llevar a la zona de seguridad, como el tanque colector de accidentes, que se puede cubrir con espuma de alta potencia para gasificarlo de forma segura y evitar la expansión de la combustión.

En general, el diseño de seguridad contra incendios incluye las siguientes partes:

(1) Sistema de control de distribución, DOS

El sistema DOS se utiliza para visualizar y controlar la temperatura, la presión, el nivel de líquido y el flujo de la planta de GNL y los parámetros de control importantes [6].

(2) Sistema de apagado de emergencia, ESD

El sistema ESD y el sistema DOS son independientes entre sí, cuando el dispositivo LNG se abre en una situación de emergencia, el sistema de apagado de emergencia se utiliza de forma aislada y apaga el GNL u otras fuentes inflamables, y apaga el equipo que puede mantener o aumentar el daño si sigue funcionando. El sistema debe estar equipado con control remoto automático y botón manual al mismo tiempo. El botón manual debe instalarse a cierta distancia de la unidad de producción correspondiente, la cantidad debe ser de más de 2 piezas y deben tomarse las medidas necesarias para evitar que se vea afectada por la radiación térmica del fuego.

(3) Sistema de alarma de detección de incendios y fugas

El equipo de monitoreo de incendios y fugas debe instalarse en lugares y edificios cerrados donde pueda ocurrir la acumulación de gas combustible, GNL o refrigerante inflamable. Lugares cerca del equipo de producción de gas natural y el tanque de almacenamiento deben configurar el dispositivo de alarma de detección de concentración de gas inflamable, cuando la concentración de gas alcanza el límite explosivo inferior de 10-25%, es decir, envía una alarma de sonido y luz, para tomar rápidamente medidas de emergencia.

Además del diseño de detección de gas inflamable, detector de llama y sistema de alarma contra incendios en el área de la unidad de producción, el sistema de detección de frío también debe configurarse para detectar si el GNL tiene fugas o no. Todas las señales de detección en el dispositivo se envían al sistema DCS y se configuran los valores de alarma, mientras tanto, se envían señales importantes al sistema ESD para llevar a cabo el corte de la unidad o el bloqueo de enclavamiento.

(4) Sistema de lucha contra incendios

Sistema contra incendios de la casa bomba y tanque de agua contra incendios, protección contra incendios y bombas de tubería atadas al fuego, cañones contra incendios, etc. utilizados para control de incendios, tanques de enfriamiento, equipos y tuberías, control de fugas no quemadas o riesgos de desbordamiento.
El diseño del sistema de suministro y distribución de agua contra incendios debe cumplir con las necesidades de todos los sistemas fijos de lucha contra incendios. Asegúrese de que el suministro de agua bajo presión y flujo de diseño esté garantizado durante la máxima incidencia individual que pueda ocurrir, asegurando el funcionamiento normal de la manguera de mano. El tiempo de suministro continuo de agua no es inferior a 2 h.

Es importante tener en cuenta que el agua de fuego no se usa para controlar y extinguir la llama en la planta de GNL, porque el agua en la superficie del líquido aumentará la velocidad de generación de vapor y se acelerará la velocidad de combustión. Pero el chorro de agua puede enfriar el equipo, los contenedores y las tuberías en el área del incendio que no están ardiendo, absorber y controlar el calor generado por el fuego, para evitar que el fuego se propague, y también puede proteger a los bomberos y al el personal intenta ingresar al fuego para cortar la válvula de suministro de aire necesaria.

(5) Sistema de extinción de polvo seco

El fuego causado por una pequeña cantidad de fuga de gas puede eliminarse utilizando un químico seco, dióxido de carbono, extintor de halón, pero después de que se apaga el fuego, la fuente de gas debe cortarse inmediatamente para evitar el desbordamiento de gas, de lo contrario puede resurgir, incluso explotar. El agente extintor de polvo es la forma más efectiva de lidiar con incendios de gas de gran volumen a alta presión.

De acuerdo con la experiencia extranjera en la lucha contra el fuego de gas, el tiempo de descarga continua del polvo seco es de 25 ~ 60 segundos. Después de la extinción inicial de incendios, el polvo seco debe usarse intermitentemente.

(6) Sistema de extinción de espuma

El sistema de extinción de espuma de alta expansión se utiliza para cubrir el GNL del área del tanque, la tubería, la fuga de la plataforma de descarga y el tanque colector de accidentes, a fin de gasificarlo de forma segura y evitar la ocurrencia de peligro. También se puede configurar un sistema fijo de extinción de incendios de espuma de baja expansión de acuerdo con los requisitos estándar, y el sistema de rociadores de espuma se puede instalar en la parte superior del tanque de almacenamiento, tubería, plataforma de descarga y equipos importantes.

(7) Equipo móvil de extinción de incendios

La posición clave del equipo de GNL y el camión cisterna es el nivel de riesgo grave, y el extintor de incendios portátil o de tipo rueda debe instalarse para extinguir el incendio. La sala de control, la sala de distribución variable debe estar equipada con un extintor portátil de CO2 para garantizar un fuego temprano rápido y efectivo. Los vehículos automotores que ingresen a la planta deberían estar equipados con al menos un extintor portátil de polvo químico seco con una capacidad de no menos de 9 kg.

Otros
El diseño del dibujo general
Con el fin de cumplir con los requisitos del proceso, la zonificación funcional debe estar razonablemente organizada, y el área de almacenamiento, las áreas de producción y auxiliares y las áreas de oficinas deben estar separadas. Preste una consideración completa a los requisitos de espaciado de fuego, carril de fuego y protección contra incendios.

El sistema de poder

Se debe garantizar la seguridad y la confiabilidad del sistema de suministro de energía y se debe seleccionar el equipo eléctrico adecuado para el nivel de la zona a prueba de explosión. El cable también debe tratarse con fuego, que aún puede funcionar después de un incendio.

Lanzamiento de alta seguridad

La antorcha de purga exclusiva puede equiparse en la estación, el alivio de sobrepresión con una altura de 30m ~ 40m, el tanque de almacenamiento de GNL, el tanque de almacenamiento BOG, la tubería de proceso y el alivio de sobrepresión de cada sección de producción deben presentar una antorcha de purga exclusiva para evitar la mezcla explosiva en la estación.

Medidas de ventilación

Se debe adoptar una medida de ventilación para tratar la construcción de GNL, refrigerantes combustibles y gases combustibles para minimizar la posibilidad de acumulación de gas o vapor de combustible. Si la densidad del gas de evaporación es mayor que el aire, la ventilación debe instalarse en la deposición de gas evaporativo.

Personal de Seguridad

Los miembros del personal son entrenados regularmente para aprender sobre las características del GNL y los peligros y efectos de la exposición al LNG, los efectos protectores y el uso adecuado. Cuando sea necesario entrar en la atmósfera perjudicial en un accidente, el personal debe estar armado con un casco, máscara, guantes, botas y equipo de respiración, además de la ropa de protección necesaria, y estos equipos deben colocarse en el lugar accesible. Debido a la falta de olor a GNL y vapor en el equipo de proceso, se requiere un indicador adecuado de gas combustible para instalar en caso de detección de olores.

Protección contra rayos y electricidad estática

Las instalaciones auxiliares y los edificios industriales están equipados con protección contra rayos y pararrayos para evitar los rayos. Las tuberías metálicas, de la torre y del equipo encerradas en el área de instalación deben estar equipadas con conexión a tierra para protección contra rayos según los requisitos de especificación.

Construcción de resistencia al fuego

El edificio y las estructuras de la estación se diseñarán de acuerdo con el Código para la Protección contra Incendios de Edificios. Diseño , construcción, estructuras y plataforma conjunta de equipos importantes, y se instalarán con más de dos bocas de evacuación de seguridad; El bastidor de acero portante, el pedestal, el asiento de la falda y la rejilla para tubos en el equipo de producción deben revestir la capa de protección ignífuga según el criterio y el límite de resistencia al fuego de la capa refractaria no es inferior a 1,5 h.

Servicios de bomberos y comunicaciones

Se deben garantizar los servicios de bomberos y las instalaciones de comunicación dentro de la estación.

El equipo de potencia principal, como el sistema de control de incendios, la bomba de agua contra incendios, el suministro de aire y el equipo de agua, debe estar equipado con alimentación de reserva y el centro de control interno debe tener una llamada de alarma o una línea directa con el departamento de bomberos.

Conclusión

En todo el mundo, el curso de desarrollo de la industria de GNL, nuestro país todavía está en pañales, especialmente en el ámbito doméstico cuando aún no se ha promulgado el estándar industrial para el diseño y construcción de la estación de GNL. Más comúnmente, usamos los estándares de los Estados Unidos. , Europa, Japón y otros condados en el diseño de ingeniería como referencia, que de alguna manera tiene muchos problemas.

El rendimiento principal es: ① En la situación general, la calidad del equipo producido por los fabricantes nacionales es ligeramente inferior a la de los países extranjeros. Por lo tanto, la norma de asociación estadounidense de prevención de incendios comúnmente utilizada NFPA 59A es incierta en línea con la situación actual de la industria del gas urbano en China o no. ② La vacante del estándar obligatorio de la industria hace que la estación de GNL en el diseño y la construcción del proyecto deje un peligro oculto para la operación futura del sistema de suministro de gas debido a diversos factores tales como la entrada de capital. ③ Ya hay empresas en China que son capaces de producir GNL y equipos relacionados, pero todavía no hay ninguna base para la evaluación de la calidad de la seguridad de sus productos antes de que se pongan en uso. ④ Algunos fabricantes simplemente persiguen ciegamente la tecnología avanzada, de alta calidad, si los residuos pueden ser causados ​​por el proceso de calidad del producto aún no es tan seguro.

En mi opinión, cuando estamos prestando atención al proyecto de GNL importado en China, discutiendo el proceso tecnológico de GNL y las medidas de ahorro de energía, y desarrollando nuevos productos de GNL, nuevas tecnologías y nuevos equipos al mismo tiempo, debemos centrarnos en la industria del gas de la ciudad En nuestro país, el statu quo, en primer lugar, basado en el principio del suministro seguro de gas, formular y promulgar un estándar confiable y factible de la industria y un estándar que pueda estar de acuerdo con, esto es lo que debería ser la máxima prioridad.