關于NB/T1001—2011問題探討

摘 要

摘要：本文通過對《液化天然氣(LNG)汽車加氣站技術規(guī)范》NB/T1001—2011相關問題的探討分析，指出了存在的問題，同時提出了改進建議。關鍵詞：LNG加氣站；規(guī)范；問題探討；建議1 前
摘要：本文通過對《液化天然氣(LNG)汽車加氣站技術規(guī)范》NB/T1001—2011相關問題的探討分析，指出了存在的問題，同時提出了改進建議。
關鍵詞：LNG加氣站；規(guī)范；問題探討；建議
1 前言
   自從液化天然氣(LNG)技術引入以來，我國液化天然氣(LNG)事業(yè)獲得了較快發(fā)展[1～2]。目前，液化天然氣(LNG)除用作城鎮(zhèn)居民、公福用戶及工業(yè)燃料外，還逐步應用于液化天然氣(LNG)汽車領域[3]。為規(guī)范液化天然氣(LNG)汽車行業(yè)的發(fā)展，國家相關部門頒布了《液化天然氣(LNG)汽車加氣站技術規(guī)范》NB/T1001—2011(以下簡稱《規(guī)范》)?！兑?guī)范》共分10章和2個附錄，主要內容包括：范圍、規(guī)范性引用文件、術語、加氣站分級和站址選擇、站內平面布置、工藝布置、消防設施及給水排水、電氣、建構筑物、采暖通風、綠化、施工與驗收。這是目前國內唯一一部關于液化天然氣(LNG)加氣站建設的技術性文件。
   論文作者從事過液化天然氣(LNG)項目的建設與管理，通過對《規(guī)范》的研瀆，結合相關專業(yè)著述和項目實踐，認為《規(guī)范》中的某些條文還存在一些問題，值得進一步商榷。現(xiàn)將這些問題提出，與同行討論分析。
2 問題討論分析
2.1 《規(guī)范》中的規(guī)范性引用文件
   《規(guī)范》在“第2章規(guī)范性引用文件”中列出了《鋼制壓力容器》GB150等33項標準，由于液化天然氣(LNG)加氣站建設是一項系統(tǒng)工程，筆者認為有些重要的標準還是遺漏了，這些標準包括《城鎮(zhèn)燃氣技術規(guī)范》GB50494、《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB50028、《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》GB50093、《高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設汁規(guī)范》GB50196等，這些規(guī)范與液化天然氣(LNG)加氣站的建設都密切相關，對站內LNG設備設施的選擇與配置、消防安全等都有較強的指導作用。
2.2 LNG地下儲罐和半地下LNG儲罐的術語定義
    《規(guī)范》在“第3章術語”中對“地下LNG儲罐”和“半地下LNG儲罐”進行了定義，即地下LNG儲罐是指“安裝在罐池中，且罐頂?shù)陀谥車?m范圍內地面標高0.2m的LNG儲罐”，半地下LNG儲罐是指“安裝在罐池中，且一半以上體積安裝在周圍4m范圍內地面以下的LNG儲罐”。《規(guī)范》對地下LNG儲罐和半地下LNG儲罐定義中關于罐周圍4m范圍以及罐周圍地面的劃分較為牽強，條文解釋也沒有說明。如果實施人為處理抬高地面后儲罐周圍確實比罐頂高，LNG泄漏后則不一定實施有效圍擋，這樣就失去了地下或半地下儲罐的真實意義。
2.3 低溫工藝設備設施的設計參數(shù)
    LNG加氣站通常的工藝設計參數(shù)包括：LNG儲罐的一次儲存量(容積)、加氣能力、系統(tǒng)設計壓力、最高工作壓力、正常工作壓力、設計溫度、正常工作溫度等。
    《規(guī)范》在第6章對于LNG儲罐的規(guī)定為“6.1.1LNG儲罐設計與制造應符合國家現(xiàn)行標準《鋼制壓力容器》GB150、《低溫絕熱壓力容器》GB18442和《固定式壓力容器安全技術監(jiān)察規(guī)程》TSGR0004的有關規(guī)定”，這是對LNG儲罐的通用要求。但對LNG加氣站中LNG儲罐的設計參數(shù)(主要是設計壓力、設計溫度)沒有做出明確的規(guī)定。同樣，對于其他LNG低溫設備設施(LNG泵、增壓氣化器、加氣機、工藝管道等)也沒有明確設計參數(shù)。
    從目前國內實際運行的LNG加氣站來看，LNG儲罐的正常工作壓力多在0.8MPa以下，加氣機加氣后車載儲氣瓶的壓力也不會超過0.8MPa，考慮多種因素，LNG儲罐(內罐)的設計壓力定為不小于1.6MPa，具有一定安全裕量。對于設計溫度來說，雖然LNG常壓下的沸點約為-162℃，但由于投用前低溫設備與低溫管道系統(tǒng)要進行預冷試驗，這個溫度還不夠安全，要再進行修正降低。筆者認為預冷試驗選擇的預冷介質主要要求為：1)能低溫儲存，常壓儲存溫度低于-162℃；2)較為安全，不能是易燃易爆或腐蝕性介質，且化學性能穩(wěn)定；3)容易得到，且價格便宜。從目前已知的深冷介質看，液氮無疑是最佳選擇。由于液氮常壓下的沸點約為-196℃，因此，LNG加氣站低溫系統(tǒng)的設計溫度定為不高于-196℃是適宜的。
2.4 LNG泄漏后減少危害的有效手段
    《規(guī)范》在第7章對LNG加氣站內的消防設施進行了規(guī)定，提出了設置干粉滅火器材和消防給水系統(tǒng)。通常LNG加氣站內LNG泄漏后，除了關閉控制閥門減少LNG的流淌外，最有效的控制手段就是降低LNG的蒸發(fā)(氣化)速率。在LNG場站設置泡沫滅火系統(tǒng)可有效抑制LNG泄漏后氣化速率和火災的發(fā)生，這在相應的LNG場站和規(guī)范[1、4]中多有采用。
2.5 工藝設備安裝
    《規(guī)范》在10.4節(jié)對LNG加氣站工藝設備安裝進行了規(guī)定，對CNG高壓儲氣井和加氣機規(guī)定較詳細，其他涉及的則很少。在工藝設備安裝過程中，還涉及到LNG儲罐、增壓氣化器、LNG泵等設備，故還應提出其安裝的主要要求。以LNG儲罐為例，安裝前應檢查核實其基礎的牢固程度、基礎預留螺栓孔與設備螺栓孔的對正性，應檢查儲罐接管是否正確、附件是否齊全；安裝過程中，應注意LNG儲罐吊裝就位及LNG罐體的防護，對LNG立式儲罐應檢查垂直狀況，對LNG臥罐應檢查傾斜情況；安裝完畢后，應及時對損壞的罐體防腐層進行修補等。
    臥式LNG儲罐傾斜度的要求方而，只是提出了“符合設計文件的要求”的規(guī)定，缺少一個定量推薦數(shù)值。
    對于LNG儲罐的干燥處理，只是提出了“干燥后儲罐內氣體的露點不應高于-20℃。”筆者認為這存在兩個問題：1)這個露點數(shù)值對于通常的天然氣場站和管道(包括長輸管道)是可以的，而對于LNG加氣站內儲罐、LNG管道和其他LNG設備應該是偏高的。因為一般LNG儲罐內的溫度在-140℃～-162℃，屬深冷狀態(tài)，而以-20℃作為最高露點，可造成LNG充入后有凍結的可能。對于低溫管道干燥處理后的問題亦如此。2)LNG儲罐的干燥處理，應提出常采用的干燥方法，以指導施工實踐。
2.6 預冷、保冷及試車
2.6.1預冷
    《規(guī)范》在10.8節(jié)對LNG儲罐及低溫管路系統(tǒng)的預冷要求是“設備、管路系統(tǒng)安裝合格后，低溫儲罐應按照國家現(xiàn)行《低溫絕熱壓力容器》GB18442以及制造廠家的有關要求進行預冷；低溫管路系統(tǒng)應按照現(xiàn)行國家標準《石油化工金屬管道工程施工質量驗收規(guī)范》GB50517的規(guī)定進行預冷。”查閱上述兩項標準，其中并沒有對LNG儲罐及低溫管路系統(tǒng)預冷的要求規(guī)定，依GB18442的規(guī)定設備制造廠家也不可能提出預冷要求。
    LNG加氣站內的低溫設備及管路系統(tǒng)在投用前進行預冷試驗，目的是為了檢驗上述設備設施的材料、焊縫在深冷狀態(tài)(溫度低于-162℃)下的收縮變化及韌性強度。在預冷試驗時，預冷介質的選擇、預冷順序的確定、預冷過程的控制、設備設施預冷狀態(tài)的檢查、操作人員的安全防護等都是關鍵環(huán)節(jié)，故預冷試驗前應制定預冷實施方案，預冷試驗合格將為加氣站的良好運行打好基礎。
2.6.2保冷
    對于低溫管線的保冷，《規(guī)范》在10.8.3條提出“試壓、預冷合格后應對低溫管線進行保冷。低溫管線的保冷應符合現(xiàn)行國家標準《設備及管道保冷技術通則》GB/T11790、《工業(yè)設備及管道絕熱工程設計規(guī)范》GB50264和設計文件的要求。”
    對低溫管道進行保冷，目的是為了減少LNG輸送過程中的冷量損失和裸露管道外壁對操作人員的傷害。保冷的原則是保冷后保冷層外表面的溫度應高于當?shù)貧庀髼l件的露點溫度，即保證保冷層外表面不結露。對于采用的保冷方式及保冷層的結構等《規(guī)范》均沒有明確規(guī)定。
2.7 LNG移動加氣裝置
    《規(guī)范》在6.9節(jié)對LNG移動加氣裝置進行了規(guī)定，主要規(guī)定該裝置可以不設防火堤，配備不少于4只4kg干粉滅火器，等等?，F(xiàn)分析如下：
    (1) 《規(guī)范》6.9.1條“LNG移動加氣裝置不應大于20m3”。20m3的LNG儲罐，按充裝率90%計為18m3，則LNG氣化后的氣體體積約為11160m3，氣量較大，由于LNG的物理特性及低溫特性[5～6]，使其危險性也增大[7～8]。
    (2) 《規(guī)范》6.9.4條“LNG移動加氣裝置可不設防護堤”。這與5.3.1條“LNG儲罐四周應設防護堤，應采用非燃燒實體材料”的規(guī)定相矛盾，也與現(xiàn)行國家標準《建筑設計防火規(guī)范》GB50016[9]中4.2.5條“甲、乙、丙液體的地上式、半地下式儲罐或儲罐組，其四周應設置不燃燒體防火堤”的規(guī)定相矛盾(LNG屬甲類液體)，且此規(guī)定是強制性條款。如果LNG儲罐四周不設防護堤，在LNG泄漏后則不能有效圍擋LNG，將造成低溫LNG的流淌蔓延，釀成大的事故。
    (3) 《規(guī)范》6.9.7條“LNG移動加氣裝置應配備不少于4只4kg干粉滅火器”。20m3LNG 加氣站泄漏著火后靠4只4kg干粉滅火器能否有效滅火？值得探討。
    (4) 設置LNG移動加氣裝置的必要性?！兑?guī)范》條文解釋設置：LNG移動加氣裝置是為了應急保障。作為LNG加氣站來說，這沒有必要。因為若某LNG加氣站出現(xiàn)故障，用戶可到附近的加氣站加氣，而不會受到大的影響。
    (5) LNG移動加氣裝置中，設備間的間距很小(如儲罐與泵、加氣機的間距)，與站外建、構筑物安全間距也小，這將大大增加LNG設施運行時的風險，且某些安全間距與目前國內相關規(guī)范[9～10]的安全間距相差較大，面臨執(zhí)行難的問題
3 建議
    (1) 在“第2章規(guī)范性引用文件”中增加部分引用文件：如《城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范》GB50028、《城鎮(zhèn)燃氣技術規(guī)范》GB50494、《自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》GB50093、《高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范》GB50196等。
    (2) 在“第3章術語”中對“地下LNG儲罐”的定義修訂為“安裝在罐池中，且罐頂?shù)陀谥車?m范圍內自然地面標高0.2m的LNG儲罐。”對“半地下LNG儲罐”的定義修訂為“安裝在罐池中，且一半以上罐體安裝在周圍4m范圍內自然地面以下的LNG儲罐。”
    (3) 對“第6章工藝設施”中低溫工藝沒備設施的設計參數(shù)應予明確。建議LNG儲罐(內罐)的設計壓力不小于1.6MPa，低溫工藝管道系統(tǒng)(含加氣系統(tǒng))的設計壓力不小于1.6MPa；系統(tǒng)設計溫度不高于-196℃等。
    (4) 在“第7章消防設施及給水排水”中增加“LNG加氣站應至少設置移動式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)”的內容，以降低LNG泄漏后的風險，提高搶險、滅火效率。
    (5) 在10.4節(jié)中補充完善對低溫設備設施的安裝技術要求。宜明確上述低溫設備設施的干燥處理推薦方法。
    (6) 在10.8節(jié)增加預冷過程的控制要求，增加保冷施工的技術做法要求。
    (7) 刪除“6.9 LNG移動加氣裝置”。
4 結語
    LNG加氣站在建設過程中，我國南方、北方、東部、西部情況各不相同，作為加氣站技術規(guī)范在制定時應考慮周全，條文的確定要有理論和實際做支撐，國外的作法不一定都符合我國實際，要區(qū)別對待。本文所提出問題、建議及觀點，僅是作者本人之言，由于理論、實際水平有限，不妥之處在所難免，愿與同行共同研討，共同提高LNG加氣站的技術水平。
參考文獻
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(本文作者：劉新領 淄博綠博燃氣有限公司 255000)