第4卷 第22期2014年8月
城市规划
CONSTRUCTION
天然气汽车加气站的消防设计
陈迎春
兴国县家欢天然气有限公司工程部 江西省 342400
摘 要：本文主要针对天然气汽车加气站为主体展开分析，探讨了天然气汽车加气站建设过程中的消防设计，分析了消防设计的要点和设计的具体流程，提出了一些比较可行的设计对策。
关键词：天然气；汽车加气站；消防设计中图分类号：P618 一、前言
随着国家天然气西气东输三线战略部署的执行，大力发展我国的天然气工程就显得尤为重要。为使天然气的使用效率得到提高，设立天然气汽车加气站是重点工作，但如果对加气站消防设计没有到位，加气站运行的过程中，随时都有可能面临火灾的危险，为此，针对天然气加气站的消防设计问题，本文进行了深入分析。
二、天然气汽车加气站建站方式
探讨对LNG 汽车加气站的研究设计，首先应对建站场地的具体情况及实际情进行分析，进而选择相对合适的LNG 汽车加气站的建站方式。目前我国LNG 汽车加气站主要有两种建站的方式，分别为：站房式加气站及橇装式加气站。
1、站房式加气站
站房式建站方式是LNG 汽车加气站的建站方式之一，其具有占地的费用较高、面积较大，设备的安装费用也相对较高，使得施工的周期时间长等特点。通常建这类加气站适合在政府支持或投资建设的情况下、或者是当地已经具有一定数量的LNG 汽车的情况下才会建立。城镇的LNG 汽车发展处于起步阶段之时，则LNG 汽车的数量相对较少，消耗量也减少，则成本回收周期长。
2、橇装式加气站
橇装式加气站的建站方式相对于站房式加气站来说更为便捷，因其占地面积较小，土地的使用费用较低、设备多数均集中在同一个或者多个橇块上，施工的周期也较短，其的造价费用均较低。因此，更容易收回成本，也更适合LNG 加气站的初期投入建设。
三、LNG汽车加气站的危险性分析
作为一种低密度、易扩散的易燃易爆液体，LNG燃料属于甲类火灾事故危险品，由于其物理性质同液体甲烷十分类似，因而使用时必须极为小心，一旦处理不当就会导致重大事故的发生。
1、物（物料和装置）的不安全状态
（一）物料的危险性：①低温过冷危险特性。LNG的储存温度为-162℃，发生泄漏后会使所接触的一些材料变脆，致使管材、管件受损。过冷液体或气体都会对人体产生低温灼烧、冻伤等危害。②火灾、爆炸特性。泄漏后气化的天然气会在空气中快速扩散。天然气与空气混合后，体积百分数在一定的范围内遇火就会产生爆炸，其爆炸下限为5%，上限为15%。
（二）装置的危险性：①装置超压爆裂。LNG大量储存于绝热储罐，任何热传导或作业中的热量都会导致系统中的一些文献标识码：A
液体蒸发为气体，同时使液体受热膨胀。热膨胀和热蒸发性使系统压力升高，在安全泄压装置故障或泄放能力不足时，储罐或管道会发生超压爆裂事故。②LNG 储罐的危险性。新充注的LNG 若密度较储罐中原有的LNG 密度小时，罐中液体可能形成上下两层，由于各自层内的独立对流，使得瞬间LNG 大量蒸发，产生翻滚现象，储罐压力骤然升高；LNG储罐液位超限，物料的热膨胀性和热蒸发性可能引起压力升高；出液过低会使泵抽空，罐内出现负压；内外罐夹层之间的真空破坏，漏热大量产生内罐由于热膨胀和热蒸发超压。③LNG 低温泵的气蚀。由于系统中气体的存在，LNG低温泵可能发生气蚀现象，气蚀现象引起泵体振动直至打碎泵的叶片，致使泵不能工作。
2、人的不安全行为
（一）运行时的误操作：卸车时由于液位仪表的失灵或人为误读，使储罐超装；卸车或加气结束未卸下软管或加气枪车已启动驶离，可能拉断卸车或加气软管，使软管中残留的液体泄漏；卸车时要求给槽车增压，压力过高可能导致容器超压产生爆裂事故；操作程序、顺序有误时，可能导致系统无法正常运行甚至发生事故。
（二）事故状态的误操作：处理泄漏事故时未切断储罐根部阀，导致事故范围扩大；发生泄漏时未切断电源、火源，导致火灾或爆炸事故发生。
3、环境的不安全表现
（一）正常操作环境。卸车区或加气区有可能形成冷蒸气云，冷蒸气云可对操作人员造成冷麻醉伤害。冷蒸气云与空气中的水分形成云雾，使作业区域可视性差。加气时加气枪和车载气瓶的金属接头的低温可能伤害操作人员。
（二）事故环境。LNG泄漏会造成其它设备的冷脆裂、冷变形等现象。发生火灾爆炸时，热辐射强度大，因热辐射使罐内液体蒸发，压力升高直至超压发生爆裂事故。泄露的液体因具有良好的流动性，可能使事故范围扩大。
四、关于加气站消防设计的建议随着我国LNG 生产企业投入运营，LNG 建站量将越来越大，建设LNG 站必须注意消防安全，把握好原则，保证安全可靠。
1、总平面布局。要充分考虑城市规划，必须避开人员密度大的地区及易燃易爆、重要公共建筑、公共娱乐场所以及高层建筑物，防止LNG 溢出或泄漏后蔓延流淌到界区，还应选择在城市全年最小频率风向的上风侧和周边工企业、动火比较集中的火源存在的上风侧。
2、防火间距。按照其火灾危险等级，应参照相关临界规范适当加大的原则，储罐容积在8~57m3时距建筑物的最小防
城市规划
CONSTRUCTION
火间距就在8m；容积在57~114m3时距建筑物的最小防火间距
应在15m；容积在114~265m3时距建筑物的最小防火间距就在23m。上述3个容积等级距火源应控制在15m 以上。储罐之间的距离应控制在相邻罐径之和的1/4，至少不少于1.5m。
3、环形车道。站内必须设计、建设供消防车通行不少于6m 宽的环形消防车道和12×12m的回车场地，特别是紧急状态下，能供LNG 槽车的进出，事故状态下又能供多辆槽车倒罐，方便LNG 槽车出行。
4、疏散设施。液化天然气储罐及管道储存的液体常在-160℃以上，密封不严、泡、冒、滴、漏，很容易形成罐体及管路发生脆裂、变形、膨胀溢出，作业区必须设计防液体的拦蓄区，一旦发生泄漏或火灾，必须控制在一定的区域内，用灭火剂迅速处置，防止形成流淌火灾。
5、耐火等级。站内所有建构筑物的耐火等级必须设定在耐火时间2h 以上，站内所有的构筑物、钢管、管架、支座等施工完毕后，加涂防火涂料。
6、安全出口。站内必须设进出两个安全出口，防液体流散的拦蓄区和操作区的工作平台，同样必须设置两个安全出口，以保证在发生事故时，消防车及抢险救援车辆实施救援；保证在事故状态下操作人员能安全逃生。
7、装置布置。站内设备、管道布置量比较密集，但必须考虑其操作、维修、疏散的空间和通道。各种管路的排列务必考虑其危险性；电气和仪表不能与工艺管线同沟，防止泄漏后天然气与电火花接触发生爆炸。
8、电气设计。按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》划定爆炸和火灾危险区域，选择防爆电气设备的级别。对电缆及电缆沟采用阻燃性材料填实封堵，防止气体和液体进入配电室和控制室内；按照《建筑物防雷设计规范》站内气体Ⅰ区爆炸危险区划分为第二类，防止直击雷、感应雷，防止雷
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电波侵入等安全措施。
9、灭火系统。干粉灭火系统—针对拦蓄区、卸车区、加气区。气体灭火系统—针对控制室、配电室，设置二氧化碳等气体灭火装置。泡沫灭火系统—针对加气区、卸车区、拦蓄区设置，防止流淌火灾。高压细水雾灭火系统—对站内储罐、地沟、管道均能起到隔离、窒息等灭火作用。消火栓系统—用来冷却受到火灾和热辐射的储罐和设备，但必须注意在火灾过程中水只能加速LNG 的气化，从而加快燃烧速度。要慎用水这种灭火剂。
10、防雷防静电
（一）站内建筑物的防雷设计应符合《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定。
（二）站内罩棚的防雷措施应满足第二类防雷建筑物防雷措施的要求。
（三）站内建筑物防雷装置的接地、静电接地、电气和电子信息系统等接地应共用接地装置，其接地电阻不应大于4Ω。对单独设置的LNG 储罐防雷装置的接地电阻不应大于10Ω；地上天然气管道始、末端接地装置的接地电阻不应大于10Ω。（四）LNG车辆卸车处应设置卸车接地装置，并应与就近的接地装置可靠连接。
六、结束语
总而言之，天然气汽车加气站的消防设计还是按照加气站的需要展开设计，其次，要在设计的过程中考虑到设计的科学性和合理性，有针对性的进行设计，提高设计的效果。
参考文献：
[1]毕伟.LNG汽车应用可行性及技术路径研究[J].上海煤气.2011（01）：6-15.
[2]周春.LNG汽车加气站的消防设计方案[J].煤气与热力.2010（01）：9-12.
文章被我刊收录，以上为全文。
此文章编码：2014A
2248
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天然气汽车加气站的消防设计
陈迎春
兴国县家欢天然气有限公司工程部 江西省 342400
摘 要：本文主要针对天然气汽车加气站为主体展开分析，探讨了天然气汽车加气站建设过程中的消防设计，分析了消防设计的要点和设计的具体流程，提出了一些比较可行的设计对策。
关键词：天然气；汽车加气站；消防设计中图分类号：P618 一、前言
随着国家天然气西气东输三线战略部署的执行，大力发展我国的天然气工程就显得尤为重要。为使天然气的使用效率得到提高，设立天然气汽车加气站是重点工作，但如果对加气站消防设计没有到位，加气站运行的过程中，随时都有可能面临火灾的危险，为此，针对天然气加气站的消防设计问题，本文进行了深入分析。
二、天然气汽车加气站建站方式
探讨对LNG 汽车加气站的研究设计，首先应对建站场地的具体情况及实际情进行分析，进而选择相对合适的LNG 汽车加气站的建站方式。目前我国LNG 汽车加气站主要有两种建站的方式，分别为：站房式加气站及橇装式加气站。
1、站房式加气站
站房式建站方式是LNG 汽车加气站的建站方式之一，其具有占地的费用较高、面积较大，设备的安装费用也相对较高，使得施工的周期时间长等特点。通常建这类加气站适合在政府支持或投资建设的情况下、或者是当地已经具有一定数量的LNG 汽车的情况下才会建立。城镇的LNG 汽车发展处于起步阶段之时，则LNG 汽车的数量相对较少，消耗量也减少，则成本回收周期长。
2、橇装式加气站
橇装式加气站的建站方式相对于站房式加气站来说更为便捷，因其占地面积较小，土地的使用费用较低、设备多数均集中在同一个或者多个橇块上，施工的周期也较短，其的造价费用均较低。因此，更容易收回成本，也更适合LNG 加气站的初期投入建设。
三、LNG汽车加气站的危险性分析
作为一种低密度、易扩散的易燃易爆液体，LNG燃料属于甲类火灾事故危险品，由于其物理性质同液体甲烷十分类似，因而使用时必须极为小心，一旦处理不当就会导致重大事故的发生。
1、物（物料和装置）的不安全状态
（一）物料的危险性：①低温过冷危险特性。LNG的储存温度为-162℃，发生泄漏后会使所接触的一些材料变脆，致使管材、管件受损。过冷液体或气体都会对人体产生低温灼烧、冻伤等危害。②火灾、爆炸特性。泄漏后气化的天然气会在空气中快速扩散。天然气与空气混合后，体积百分数在一定的范围内遇火就会产生爆炸，其爆炸下限为5%，上限为15%。
（二）装置的危险性：①装置超压爆裂。LNG大量储存于绝热储罐，任何热传导或作业中的热量都会导致系统中的一些文献标识码：A
液体蒸发为气体，同时使液体受热膨胀。热膨胀和热蒸发性使系统压力升高，在安全泄压装置故障或泄放能力不足时，储罐或管道会发生超压爆裂事故。②LNG 储罐的危险性。新充注的LNG 若密度较储罐中原有的LNG 密度小时，罐中液体可能形成上下两层，由于各自层内的独立对流，使得瞬间LNG 大量蒸发，产生翻滚现象，储罐压力骤然升高；LNG储罐液位超限，物料的热膨胀性和热蒸发性可能引起压力升高；出液过低会使泵抽空，罐内出现负压；内外罐夹层之间的真空破坏，漏热大量产生内罐由于热膨胀和热蒸发超压。③LNG 低温泵的气蚀。由于系统中气体的存在，LNG低温泵可能发生气蚀现象，气蚀现象引起泵体振动直至打碎泵的叶片，致使泵不能工作。
2、人的不安全行为
（一）运行时的误操作：卸车时由于液位仪表的失灵或人为误读，使储罐超装；卸车或加气结束未卸下软管或加气枪车已启动驶离，可能拉断卸车或加气软管，使软管中残留的液体泄漏；卸车时要求给槽车增压，压力过高可能导致容器超压产生爆裂事故；操作程序、顺序有误时，可能导致系统无法正常运行甚至发生事故。
（二）事故状态的误操作：处理泄漏事故时未切断储罐根部阀，导致事故范围扩大；发生泄漏时未切断电源、火源，导致火灾或爆炸事故发生。
3、环境的不安全表现
（一）正常操作环境。卸车区或加气区有可能形成冷蒸气云，冷蒸气云可对操作人员造成冷麻醉伤害。冷蒸气云与空气中的水分形成云雾，使作业区域可视性差。加气时加气枪和车载气瓶的金属接头的低温可能伤害操作人员。
（二）事故环境。LNG泄漏会造成其它设备的冷脆裂、冷变形等现象。发生火灾爆炸时，热辐射强度大，因热辐射使罐内液体蒸发，压力升高直至超压发生爆裂事故。泄露的液体因具有良好的流动性，可能使事故范围扩大。
四、关于加气站消防设计的建议随着我国LNG 生产企业投入运营，LNG 建站量将越来越大，建设LNG 站必须注意消防安全，把握好原则，保证安全可靠。
1、总平面布局。要充分考虑城市规划，必须避开人员密度大的地区及易燃易爆、重要公共建筑、公共娱乐场所以及高层建筑物，防止LNG 溢出或泄漏后蔓延流淌到界区，还应选择在城市全年最小频率风向的上风侧和周边工企业、动火比较集中的火源存在的上风侧。
2、防火间距。按照其火灾危险等级，应参照相关临界规范适当加大的原则，储罐容积在8~57m3时距建筑物的最小防
城市规划
CONSTRUCTION
火间距就在8m；容积在57~114m3时距建筑物的最小防火间距
应在15m；容积在114~265m3时距建筑物的最小防火间距就在23m。上述3个容积等级距火源应控制在15m 以上。储罐之间的距离应控制在相邻罐径之和的1/4，至少不少于1.5m。
3、环形车道。站内必须设计、建设供消防车通行不少于6m 宽的环形消防车道和12×12m的回车场地，特别是紧急状态下，能供LNG 槽车的进出，事故状态下又能供多辆槽车倒罐，方便LNG 槽车出行。
4、疏散设施。液化天然气储罐及管道储存的液体常在-160℃以上，密封不严、泡、冒、滴、漏，很容易形成罐体及管路发生脆裂、变形、膨胀溢出，作业区必须设计防液体的拦蓄区，一旦发生泄漏或火灾，必须控制在一定的区域内，用灭火剂迅速处置，防止形成流淌火灾。
5、耐火等级。站内所有建构筑物的耐火等级必须设定在耐火时间2h 以上，站内所有的构筑物、钢管、管架、支座等施工完毕后，加涂防火涂料。
6、安全出口。站内必须设进出两个安全出口，防液体流散的拦蓄区和操作区的工作平台，同样必须设置两个安全出口，以保证在发生事故时，消防车及抢险救援车辆实施救援；保证在事故状态下操作人员能安全逃生。
7、装置布置。站内设备、管道布置量比较密集，但必须考虑其操作、维修、疏散的空间和通道。各种管路的排列务必考虑其危险性；电气和仪表不能与工艺管线同沟，防止泄漏后天然气与电火花接触发生爆炸。
8、电气设计。按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》划定爆炸和火灾危险区域，选择防爆电气设备的级别。对电缆及电缆沟采用阻燃性材料填实封堵，防止气体和液体进入配电室和控制室内；按照《建筑物防雷设计规范》站内气体Ⅰ区爆炸危险区划分为第二类，防止直击雷、感应雷，防止雷
第4卷 第22期2014年8月
电波侵入等安全措施。
9、灭火系统。干粉灭火系统—针对拦蓄区、卸车区、加气区。气体灭火系统—针对控制室、配电室，设置二氧化碳等气体灭火装置。泡沫灭火系统—针对加气区、卸车区、拦蓄区设置，防止流淌火灾。高压细水雾灭火系统—对站内储罐、地沟、管道均能起到隔离、窒息等灭火作用。消火栓系统—用来冷却受到火灾和热辐射的储罐和设备，但必须注意在火灾过程中水只能加速LNG 的气化，从而加快燃烧速度。要慎用水这种灭火剂。
10、防雷防静电
（一）站内建筑物的防雷设计应符合《建筑物防雷设计规范》GB50057的有关规定。
（二）站内罩棚的防雷措施应满足第二类防雷建筑物防雷措施的要求。
（三）站内建筑物防雷装置的接地、静电接地、电气和电子信息系统等接地应共用接地装置，其接地电阻不应大于4Ω。对单独设置的LNG 储罐防雷装置的接地电阻不应大于10Ω；地上天然气管道始、末端接地装置的接地电阻不应大于10Ω。（四）LNG车辆卸车处应设置卸车接地装置，并应与就近的接地装置可靠连接。
六、结束语
总而言之，天然气汽车加气站的消防设计还是按照加气站的需要展开设计，其次，要在设计的过程中考虑到设计的科学性和合理性，有针对性的进行设计，提高设计的效果。
参考文献：
[1]毕伟.LNG汽车应用可行性及技术路径研究[J].上海煤气.2011（01）：6-15.
[2]周春.LNG汽车加气站的消防设计方案[J].煤气与热力.2010（01）：9-12.
文章被我刊收录，以上为全文。
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