(LNG)液化天然气加气站的消防安全设计

匡 文 杰

(费县公安消防大队，山东 临沂 273400)

0 引言

当今社会，人民生活水平的提升使得城市车辆增多，社会对动力燃料的需求也在不断增加。液化天然气作为一种清洁能源，受到社会各界的普遍认可，但是在加气站的建设中，由于该种物质的性质及其危险性，安全隐患较大。所以，对LNG加气站进行合理的消防安全设计是十分有必要的。

1 LNG相关参数及危险性

1.1 LNG理化性质

LNG的主要成分为甲烷，含量超过75%，是通过“液化”将天然气转变为-162 ℃的一种液化气体。其分子量为17.3，常压沸点为-162 ℃，密度为430 kg/m3～470 kg/m3，燃点为650 ℃，爆炸上限为13%～17%，下限为3.6%～6.5%，最大爆炸压力为6.8 kg，自燃点为538 ℃。

1.2 LNG的危险性

LNG具有易燃易爆性、蒸发性、低温、静电及翻滚性等危险[1]。其成分中的甲烷就属于典型的易燃易爆物质，当空气中该气体的浓度达到5%时，遇明火就会引发火灾；同样地，当天然气与空气所形成的混合物达到爆炸界限，并且温度足够引发火灾时，还极有可能形成爆炸，产生较强冲击波，危害较大。LNG沸点较低，在常温状态下极易蒸发，若以气态形式泄漏到空气中会形成蒸气雾，受热就会变成爆炸混合物，引发重大事故；同样，由于其温度较低，泄漏时会导致所接触设备设施遇冷收缩甚至碎裂，不仅会损害设备，还可能对工作人员造成伤害，形成低温灼伤事故。与此同时，LNG还有易产生静电的危险，比如其在储罐区或者相应管道中流淌时就容易产生静电，并且形成积聚效果，如果不能及时清除静电，可能会引发火灾及爆炸事故。除此之外，LNG蒸发会产生气体翻滚，增加储藏工具的压力，极有可能冲破安全阀门，造成安全威胁；LNG在储罐内蒸发时，罐内上部液体的热量会被气体吸收，上、下部液体温度出现差异，使液体混合速度加快，会产生更多气体，从而增加罐内气压，冲破安全阀。这些特性都增加了加气站消防安全建设的困难，给相关设计人员提出了难题。

2 加气站的消防安全设计

2.1 提升加气站建设的整体性

在加气站的建设中，应因地制宜，考虑城市的实际情况，选择适当的位置进行建设，提升加气站建设的整体性[2]。而要做到这一点，首先就要使城市中加气站的建设符合城市整体规划。举例来说，某市在开始加气站建设前，充分考虑城市规划，将城市分成三个独立的区域，分别是主城区、行政科技服务区及新城区，主城区是重要的政治、经济及文化中心，人民群众可以在此进行大量的商贸及旅游活动，同时也有大量人口在此居住；服务区域是大部分煤矿等产业职工的居住地；新城区是规划中的开发区，建设成该市第二大活动中心。针对这种状况，考虑到LNG的危险性，该市建设加气站时避开了各区域中的人口密集区，防止气体泄漏引发火灾及爆炸现象，在人流量较少的地方进行建设。除此之外，在考虑城市规划时，还应因地制宜，分析整体区域的风向及城市火源，在风频较小的上风口建设加气站。

2.2 增强布局设计功能性

在对建设地点选择完毕后，还应对整体加气站平面布局进行设计，主要应满足功能性、节约性及安全性几个方面。例如，某地区在建设加气站时，充分考虑了这几个方面，取得不错的效果。第一，功能性及节约性布局。采用按使用功能及特点分区的办法进行站点布置，将整体站点分为储存区、加气区及其他设施用房如洗手间、沙地及消防水池等，在此基础上建设加气站大大节省了用地。第二，安全性布局。该地区在加气区设置6台加气机，并用罩棚进行保护；气罐与周围的建筑物及火源等的距离也都控制在相关规定要求内，保障消防安全。同时，从这几个方面进行平面布局，能使站点内交通组织顺畅，与外部交通枢纽等组织协调共存。

2.3 合理调整储罐防火间距

依据火灾危险等级，适当加大临界规范，对气体储罐进行合理布局，调整好适宜的防火间距。首先，当储罐容积属于8 m3～57 m3区间时，其距离建筑物最小防火间距为8 m。其次，当容积在57 m3～114 m3间时，防火间距为15 m。最后，容积在114 m3～265 m3间时，其防火间距为23 m。与此同时，储罐与火源的距离应保持在15 m之外，罐间距以相邻罐径之和的1/4为准，且必须大于1.5 m。

2.4 设计消防车道及防液体拦蓄

在加气站的建设中，还应对消防车道进行设计，避免突发事故发生时倒罐困难等问题的产生。在加气站的消防设计中应设计出宽大于6 m的环形消防车道，同时，还应建设长宽均为12 m左右的回车场，这样能使LNG槽车在突发状况下通行，还可以方便车辆间倒罐，提升事故处理效率。除此之外，由于LNG储罐中液体温度在-160 ℃左右，如果遇到密封不严问题产生“跑、冒、滴、漏”等现象，极有可能会引发储罐变形、碎裂或膨胀，液体溢出产生安全威胁。针对此问题，相关设计者应在作业区内设计拦截液体设施，当发生液体泄漏问题时，能有效控制液体流淌范围，防止火灾蔓延，为安全疏散提供时间及空间。在安全出口的设计中也应参考防液体拦蓄区的设置，在不同方向设置两个消防出口，这样能保证事故发生时工作人员的有序撤离，做到“人员撤离，消防车进入”，争取救灾时间，减少人员伤亡及损失。

2.5 合理设计给水及排水系统

消防设计离不开水管网的建设，为了提升加气站的消防水平，还应合理设计给水及排水系统。例如，临沂市在消防设计中充分考虑了水网建设，该市的加气站由自来水管网供水，生活及消防主要依靠自来水，且供水流量及水压都满足建设需求，设计者在室外消防给水系统设计中，将水管网布置成环状，由自来水网接入进水管，并在室外设置符合规范的消火栓；在排水系统的设计中，采用分流排水办法，雨水在室外利用水管集中排入市政雨水管；生活污水集中排入化粪池，处理后再排进下水管网。这样做大大降低了加气站的安全风险，避免产生防火救灾不及时等问题。

2.6 科学设计电气

在站点建设中，应充分考虑站内设施布局是否合理，对于各种管道及设备等要进行科学设计，保证日常维修、操作顺畅，规避安全风险。例如，在设计中不能将仪表及电气与其他工艺管线设置在一处，这样能防止气体泄漏与电产生火花的接触，防范爆炸事故的发生。与此同时，在选择电气设备时，应严格遵守相关规范，对火灾及爆炸区域进行细致划分，选择适宜等级的电气设备。此外，应利用阻止燃烧材料对电缆及沟槽进行封堵，防止气体及液体通过沟槽进入配电室，引发安全问题。

2.7 设置站内灭火系统及灭火装置

为了及时进行火灾扑救，应在站内设置灭火系统及灭火装置[3]。常见的灭火系统有干粉灭火、气体灭火、泡沫灭火、高压细水雾灭火及消防栓灭火，在设计时应充分考虑不同灭火系统的功能及效果，以便高效处理火灾事故，减轻损伤。在加气站建设中，相关设计人员应对站内不同功能区进行详细分析，考虑火灾成因及波及范围，在卸车及加气区域设置干粉灭火系统，在配电室及控制室设置CO2灭火系统，在储罐及管道等区域设置高压细水雾灭火系统，避免了火灾处理过程中由于灭火方式选择不当引发的二次伤害。

3 结语

虽然LNG在当今生活中占据重要地位，但是其还是存在很多安全问题。除了要进行消防安全设计，相关企业还应加强重视，严格要求、定期检查与维护、加强人员培训，逐步提升消防管理水平，避免安全问题的发生，为人民群众提供更加优质的服务。