摘 要：本文通過對《液化天然氣(LNG)汽車加氣站技術(shù)規(guī)范》NB／T1001—2011相關(guān)問題的探討分析，指出了存在的問題，同時提出了改進(jìn)建議。
關(guān) 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(shù)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(yīng)用于液化天然氣(LNG)汽車領(lǐng)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(guān)部門頒布了《液化天然氣(LNG)汽車加氣站技術(shù)規(guī)范》NB／T1001—2011(以下簡稱《規(guī)范》)。《規(guī)范》共分10章和2個附錄，主要內(nèi)容包括：范圍、規(guī)范性引用文件、術(shù)語、加氣站分級和站址選擇、站內(nèi)平面布置、工藝布置、消防設(shè)施及給水排水、電氣、建構(gòu)筑物、采暖通風(fēng)、綠化、施工與驗收。這是目前國內(nèi)唯一一部關(guān)于液化天然氣(LNG)加氣站建設(shè)的技術(shù)性文件。
論文作者從事過液化天然氣(LNG)項目的建設(shè)與管理，通過對《規(guī)范》的研讀，結(jié)合相關(guān)專業(yè)著述和項目實踐，認(rèn)為《規(guī)范》中的某些條文還存在一些問題，值得進(jìn)一步商榷?，F(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”中列了《鋼制壓力容器》GBl50等33項標(biāo)準(zhǔn)，由于液化天然氣(LNG)加氣站建設(shè)是一項系統(tǒng)工程，筆者認(rèn)為有些重要的標(biāo)準(zhǔn)還是遺漏了，這些標(biāo)準(zhǔn)包括《城鎮(zhèn)燃?xì)饧夹g(shù)規(guī)范》GB50494、《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)計規(guī)范》GB50028、《自動化儀表T程施丁及驗收規(guī)范》GB50093、《高倍數(shù)、中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》GB50196等，這些規(guī)范與液化天然氣(LNG)加氣站的建設(shè)都密切相關(guān)，對站I為LNG設(shè)備設(shè)施的選擇與配置、消防安全等都有較強的指導(dǎo)作州。
2.2 LNG地下儲罐和半地下LNG儲罐的術(shù)語定義
《規(guī)范》在“第3章術(shù)語”中對“地下LNG儲罐”和“半地下LNG儲罐”進(jìn)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(nèi)地面標(biāo)高0.2m的LNG儲罐”，半地下I。NG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(nèi)地面以下的LNG儲罐”?！兑?guī)范》對地下LNG儲罐和半地下LNG儲罐定義中關(guān)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(shè)備設(shè)施的設(shè)計參數(shù)
LNG加氣站通常的工藝設(shè)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(shè)計壓力、最高工作壓力、正常工作壓力、設(shè)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(shè)計與制造應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《鋼制壓力容器》GBl56、《低溫絕熱壓力容器》GBl8442和《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSGR0004的有關(guān)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(shè)計參數(shù)(主要是設(shè)計壓力、設(shè)計溫度)沒有做出明確的規(guī)定。同樣，對于其他LNG低溫設(shè)備設(shè)施(LNG泵、增壓氣化器、加氣機、工藝管道等)也沒有明確設(shè)計參數(shù)。
從目前國內(nèi)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(nèi)罐)的設(shè)計壓力定為不小于l.6MPa，具有一定安全裕量。對于設(shè)計溫度來說，雖然LNG常壓下的沸點約為一162℃，但由于投用前低溫設(shè)備與低溫管道系統(tǒng)要進(jìn)行預(yù)冷試驗，這個溫度還不夠安全，要再進(jìn)行修正降低。筆者認(rèn)為預(yù)冷試驗選擇的預(yù)冷介質(zhì)主要要求為：l)能低溫儲存，常壓儲存溫度低于一162℃；2)較為安全，不能是易燃易爆或腐蝕性介質(zhì)，且化學(xué)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(zhì)看，液氮無疑是最佳選擇。由于液氮常壓下的沸點約為一l96℃，因此，LNG加氣站低溫系統(tǒng)的設(shè)計溫度定為不高于一196℃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(nèi)的消防設(shè)施進(jìn)行了規(guī)定，提出了設(shè)置干粉滅火器材和消防給水系統(tǒng)。通常LNG加氣站內(nèi)LNG泄漏后，除了關(guān)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(shè)置泡沫滅火系統(tǒng)可有效抑制LNG泄漏后氣化速率和火災(zāi)的發(fā)生，這在相應(yīng)的LNG場站和規(guī)范[1、4]中多有采用。
2.5工藝設(shè)備安裝
《規(guī)范》在10.4節(jié)對LNG加氣站工藝設(shè)備安裝進(jìn)行了規(guī)定，對CNG高壓儲氣井和加氣機規(guī)定較詳細(xì)，其他涉及的則很少。在工藝設(shè)備安裝過程中，還涉及到LNG儲罐、增壓氣化器、LNG泵等設(shè)備，故還應(yīng)提出其安裝的主要要求。以LNG儲罐為例，安裝前應(yīng)檢查核實其基礎(chǔ)的牢固程度、基礎(chǔ)預(yù)留螺栓孔與設(shè)備螺栓孔的對正性，應(yīng)檢查儲罐接管是否正確、附件是否齊全；安裝過程中，應(yīng)注意LNG儲罐吊裝就位及LNG罐體的防護(hù)，對LNG立式儲罐應(yīng)檢查垂直狀況，對LNG臥罐應(yīng)檢查傾斜情況；安裝完畢后，應(yīng)及時對損壞的罐體防腐層進(jìn)行修補等。
臥式LNG儲罐傾斜度的要求方面，只是提出了“符合設(shè)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“十燥后儲罐內(nèi)氣體的露點不應(yīng)高于一20℃。”筆者認(rèn)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(nèi)儲罐、LNG管道和其他LNG設(shè)備應(yīng)該是偏高的。因為一般LNG儲罐內(nèi)的溫度在一140℃～一162℃，屬深冷狀態(tài)，而以一20℃作為最高露點，可造成LNG充人后有凍結(jié)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(yīng)提出常采用的干燥方法，以指導(dǎo)施工實踐。
2.6預(yù)冷、保冷及試車
2.6.1預(yù)冷
《規(guī)范》在10.8節(jié)對LNG儲罐及低溫管路系統(tǒng)的預(yù)冷要求是“設(shè)備、管路系統(tǒng)安裝合格后，低溫儲罐應(yīng)按照國家現(xiàn)行《低溫絕熱壓力容器》GBl8442以及制造廠家的有關(guān)要求進(jìn)行預(yù)冷；低溫管路系統(tǒng)應(yīng)按照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工金屬管道工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50517的規(guī)定進(jìn)行預(yù)冷。”查閱上述兩項標(biāo)準(zhǔn)，其中并沒有對LNG儲罐及低溫管路系統(tǒng)預(yù)冷的要求規(guī)定，依GBl8442的規(guī)定設(shè)備制造廠家也不可能提出預(yù)冷要求。
LNG加氣站內(nèi)的低溫設(shè)備及管路系統(tǒng)在投用前進(jìn)行預(yù)冷試驗，目的是為了檢驗上述設(shè)備設(shè)施的材料、焊縫在深冷狀態(tài)(溫度低于一162℃)下的收縮變化及韌性強度。在預(yù)冷試驗時，預(yù)冷介質(zhì)的選擇、預(yù)冷順序的確定、預(yù)冷過程的控制、設(shè)備設(shè)施預(yù)冷狀態(tài)的檢查、操作人員的安全防護(hù)等都是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，故預(yù)冷試驗前應(yīng)制定預(yù)冷實施方案，預(yù)冷試驗合格將為加氣站
的良好運行打好基礎(chǔ)。
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(yù)冷合格后應(yīng)對低溫管線進(jìn)行保冷。低溫管線的保冷應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《設(shè)備及管道保冷技術(shù)通則》GB／Tl l790、《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計規(guī)范》GB5026451設(shè)計文件的要求。”
對低溫管道進(jìn)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(yīng)高于當(dāng)?shù)貧庀髼l件的露點溫度，即保證保冷層外表面不結(jié)露。對于采用的保冷方式及保冷層的結(jié)構(gòu)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(jìn)行了規(guī)定，主要規(guī)定該裝置可以不設(shè)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(yīng)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lll60m3，氣量較大，由于LNG的物理特性及低溫特性[5－6]，使其危險|生也增大[7-8]。
(2)《規(guī)范》6.9.4條“LNG移動加氣裝置可不設(shè)防護(hù)堤”。這與5.3.1條“LNG儲罐四周應(yīng)設(shè)防護(hù)堤，應(yīng)采用非燃燒實體材料”的規(guī)定相矛盾，也與現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑設(shè)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(yīng)設(shè)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(shè)防護(hù)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(yīng)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(shè)置LNG移動加氣裝置的必要性?！兑?guī)范》條文解釋設(shè)置LNG移動加氣裝置是為了應(yīng)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(shè)備間的間距很小(如儲罐與泵、加氣機的間距)，與站外建、構(gòu)筑物安全問距也小，這將大大增加LNG設(shè)施運行時的風(fēng)險，且某些安全間距與目前國內(nèi)相關(guān)規(guī)范[9-10]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?xì)庠O(shè)計規(guī)范》GB50028、《城鎮(zhèn)燃?xì)饧夹g(shù)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(shè)計規(guī)范》GB50196等。
(2)在“第3章術(shù)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(nèi)自然地面標(biāo)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(nèi)自然地面以下的LNG儲罐。”
(3)對“第6章工藝設(shè)施”中低溫工藝設(shè)備設(shè)施的設(shè)計參數(shù)應(yīng)予明確。建議LNG儲罐(內(nèi)罐)的設(shè)計壓力不小于l.6MPa，低溫工藝管道系統(tǒng)(含加氣系統(tǒng))的設(shè)計壓力不小于l.6MPa；系統(tǒng)設(shè)計溫度不高于－l96℃等。
(4)在“第7章消防設(shè)施及給水排水”中增加“LNG加氣站應(yīng)至少設(shè)置移動式高倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)”的內(nèi)容，以降低LNc泄漏后的風(fēng)險，提高搶險、滅火效率。
(5)在10.4節(jié)中補充完善對低溫設(shè)備設(shè)施的安裝技術(shù)要求。宜明確上述低溫設(shè)備設(shè)施的干燥處理推薦方法。
(6)在10.8節(jié)增加預(yù)冷過程的控制要求，增加保冷施工的技術(shù)做法要求。
(7)刪除“6.9 LNG移動加氣裝置”。
4 結(jié)語
LNG加氣站在建設(shè)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(shù)規(guī)范在制定時應(yīng)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(shù)水平。
本文作者：劉新領(lǐng)
作者單位：淄博綠博燃?xì)庥邢薰?/span>
