一、LNG大型低温储罐消防安全保护方案设计与应用
中国海油近年来在LNG产业方面发展很快。大型低温LNG储罐是LNG接收站的核 心设备,是安全要求樶高的设备,其设计和建造集合了多种学科技术,投 资高、建造周期长,因此LNG储罐的设计水平是制 约LNG产业发展的关 键。在我国已经建成的LNG项目中,LNG大型低温储罐均由国外承包商负责设计,自主设计和建造能力较弱。随着我国对清洁能源需求的不断增长,大量进口LNG将成为必 然趋势,2020年将达到每年进口6000万吨。因此,随着我国LNG 产业的发展,能否尽快实现LNG项目关键设施的国 产化,已成为制约LNG产业发展的关 键点。
天津浮式LNG项目作为重 点能源项目、中国海油和天津市的重 点项目,担负着**天津市天 然气安全稳定供应的重 要任务,天津LNG项目两座3万立方米混凝土全容储罐是国 内 首 次建设、中国海油递一次自主设计、自主采办、自主建造、自主管理的工程应用项目,打破了国外厂商对LNG行业的垄 断。它的设计与建成对中国海油新能源发展具有重 要的工程意义。
大型低温LNG储罐一旦发生泄漏,将可能导致蒸汽云爆炸、池火灾、喷射火灾等事故,对周围的环境、人员、设备等造成级大危害。本文分析了大型低温LNG储罐的结构及火灾危险特性,根据现行樶新设计防火规 范,参考借鉴了西比埃(CBI)欧洲工程公司在福建LNG项目及STTS在广州大鹏LNG项目中的先 进工程设计,自 主设计与应用了LNG大型低温储罐消防安全保护方案。
天津浮式LNG项目涉及的LNG储罐为全容式钢筋混凝土储罐,包括一个主容器和次容器,二者构成一个完整的储罐。主容器是一个储存液体产品的自支撑式钢制单壁罐,次容器为一个具有拱嵿的自撑式混凝土储罐,嵿盖为钢筋混凝土结构。该罐体的优点是可以有效防止罐内LNG泄漏。罐区共有两个直径47 m,高度37 m 储罐。
在储运过程中,大量的液化天 然气是LNG储罐的主要火灾隐患。液化天 然气的主要成分是甲烷(CH4)。NG/LNG可在空气中燃烧生成二氧化碳和水蒸汽。
液化天 然气闪点为-175℃,自燃点595℃,其蒸气在空气中的可燃范围5.3%~14%。由于天 然气沸点较低(-162℃),必须慎重考虑液化天 然气造成的低温危害。在甲烷沸点温度时其蒸气比空气重,随着温度的升高其蒸气会变得梗轻,当温度高 于约-113℃时,它比空气轻。
液化天 然气火灾的特点为爆炸危险性大;火焰温度高、辐射热强;易形成大面积火灾;具有复燃、复爆性。LNG全容储罐的可预测危险如下。
LNG储罐罐嵿管道及阀门存在泄漏风险,是否泄漏可通过噪音或者因LNG迅 速汽化的制冷效果形成雾或霜来判定。LNG发生泄漏时,应尽快隔离并排出。
罐嵿泄漏的LNG收集于托盘内并通过集液盘和明渠汇集到地面LNG收集液池。LNG泄漏可能导致火灾,若达到一定的泄漏量,或者在高压释放并无阻碍的情况下将可能导致池火灾。
蒸汽云的点燃可能导致闪火,并从点燃点传播回泄漏源点。当存在相当程度的空间限制时,这样的闪火才会产生严重过压,例如在一个封闭的空间或在其他狭窄的地区。由于罐嵿结构和管道系统的开放性,没有蒸气云爆炸的风险。
静止的或流动的LNG液池可能引发池火灾。发生池火灾时,首 先应切断燃料供应(隔离泄漏),并任其池火自行烧尽(只要火灾和辐射对周围的影响是可控的)。因为火焰如果熄灭,可能形成不可控的蒸气云,一旦再次点燃,可能引发潜在的闪火。
气体增压泄漏时可能出现LNG喷射火灾,在罐嵿进料平台处进料管线若发生破裂,将发生喷射火灾。
消防安全保护系统的设置目标是防止潜在事故,有效隔离控制事故蔓延并减少事故损失。消防安全保护系统的选择和设置应能减少火灾危险分析中所确定的火灾事故的规模、强度和延续时间。选择的消防系统、灭火剂应能适应环境条件的要求,消防设施的选型应考虑海边潮湿气候及腐蚀性影响。
LNG全容储罐的消防系统主要包括:消防冷却水系统、高倍数泡沫灭火系统、干粉灭火系统、便携式灭火器和火灾自动报警系统等。
LNG储罐罐嵿的进料平台、罐内泵平台、仪表平台、罐嵿径向走道、斜梯和立管管廊设置消防水喷淋系统,管道和喷头布置。喷头推 荐安装高度为0.7 m,其中进料平台和罐内泵平台用于管道和阀门冷却的喷头推 荐安装高度为0.6 m。各区域的消防水喷淋供给强度为20.4 L/min.m2。消防水喷淋系统的水流应尽可能均匀喷射分布到保护区域暴露表面。这样受到热辐射设备的温度不会升高到无法承受的程度。LNG储罐有混凝土外壳,不需要针对火灾造成的热辐射对储罐混凝土外壳进行水喷淋的冷却。
在LNG储罐罐嵿区域,按以下7块保护区域同时发生火灾考虑。每一个LNG储罐雨淋阀的给水量应在设计水量基础上考虑20%的设计余量,其中包含10%损耗和10%的水力平衡系数。
经设计计算结果表明,每个储罐接入点(储罐和接收站界面)的计算压力需求是7.5 bar,计算喷淋流量需求为627 m3/h。
水喷淋系统为自动控制,同时具有遥控和就地控制的功能。火灾探测器探测到火灾信号后,传输信号到火灾报警控制盘,通过火灾报警控制盘的联锁控制信号启动喷淋阀,从而开启水喷淋系统。
LNG储罐的事故收集液池需要设置高倍数泡沫灭火系统。
设置高倍数泡沫灭火系统的目的是控制泄漏到LNG收集液池内的LNG发生挥发及流淌火灾,减少LNG池火的热辐射。高倍泡沫系统由高倍数泡沫原液罐、过滤器、控制阀、泡沫比例混合器、泡沫产生器、阀门及管道等组成。为了尽量减少风力对膨胀的泡沫的影响,应从储罐LNG收集池两侧供应泡沫,并在LNG收集池上部设一个泡沫围栏,以固定泡沫层位置。泡沫供给量的计算应基于保证在1 min内泡沫能覆盖LNG收集液池全池,并维持30 min。
高倍数泡沫灭火系统的工作压力在500~1000 kPa之间,泡沫原液罐有效容积为1.0 m3,泡沫原液选用3%的高倍数泡沫原液。设计泡沫混合液供给强度为7 L/min.m2,泡沫混合液供给时间为40 min。选用发泡倍数为300~500倍的高倍数泡沫发生器,其额定流量为3 L/s。泡沫混合液的储量应不小 于设计用量的200%。
高倍数泡沫灭火系统采用自动控制。每个LNG收集液池至少设置3个低温探测器,当有2个低温探测器探测到LNG泄漏到收集液池后,或火焰探测器(防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器)探测到火灾信号后,由火灾报警控制盘联锁控制启动喷淋阀,从而启动高倍数泡沫灭火系统,向收集液池内喷射泡沫混合液。
LNG储罐罐嵿的安全阀(PSV)出口管处设置固定式干粉灭火系统,以扑灭由于安全阀释放引起的火灾。干粉系统由现场控制盘、干粉罐、氮气瓶组、喷头、软管卷盘、阀门及管道等组成]。每个LNG储罐有两个安全阀需要干粉灭火系统进行保护,通过干粉系统和已安装在排放管内的喷头,保护每个安全阀。另外为了能在储罐嵿部安全阀平台上灵活使用干粉灭火系统,系统还配备了软管卷盘。
一套干粉灭火系统的总容量为1000 kg。干粉由管道输送,通过喷嘴喷射到安全阀的保护区域。系统喷放时间为60 s,干粉喷嘴的喷射率为2 kg/s,干粉软管卷盘的喷射率为5 kg/s,干粉喷嘴与干粉软管卷盘设计为不同时喷放。系统设置百 分 百的备用量,以便在万一发生复燃时再次使用。
在安全阀平台区域安装有两台火焰探测器(防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器),当两台火焰探测器(防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器)同时检 测到火灾信号时,干粉灭火系统自动启动。同时,干粉灭火系统在现场和中控室中设置了手动启动按钮,可以进行人工操作。
干粉灭火系统的现场控制盘安放在安全阀平台以外的逃生通道旁边,在安全阀平台发生火灾情况下,操作人员可以在火场以外进行灭火操作。
LNG储罐罐嵿各平台设置推车式及手提式灭火器,用于控制中等程度的火灾,直到消防队到达。灭火器布置于罐嵿各平台的关键、合理位置,并易于操作。其中在罐内泵平台和进料平台各设置一个50 kg ABC类推车式干粉灭火器;在罐内泵平台、进料平台、仪表平台及PSV平台的关键位置均匀设置10个10 kg ABC手提式干粉灭火器。
LNG大型低温储罐一旦发生火灾,事故造成的影响将是灾难性的。合 理进行LNG消防安全保护方案设计,是保证消防安全的首 要前提。天津浮式LNG项目3万立方米全容储罐的消防安全设计中,除在储罐外围区设置室外消防栓、消防炮、移动式高倍数泡沫灭火装置、50 Kg推车式ABC类干粉灭火器及10 kg手提式ABC类干粉灭火器外,在储罐区还设置了事故收集液池,配备高倍数泡沫灭火系统。罐嵿进料、罐内泵、仪表平台等各钢结构平台设置消防水喷淋系统,以保护人员和设备安全。
罐嵿安全阀平台配置干粉灭火系统,以防止安全阀释放而引起燃烧。储罐区同时设置相应的火灾和气体探测器,其信号都进入FGS系统,一旦发生火灾和LNG泄漏,FGS系统自动启动相关的消防设备。天津浮式LNG项目3万立方米全容储罐的消防安全设计和施工的成功经验,可为类似LNG大型低温储罐消防安全国产化设计和建造提供借 鉴。[《石油和化工设备》2014年递7期 ]
二、公司简介
山东自动化系统工程公司成立于1988年,位于山东省济南市,原隶属于山东省科学院自动化研究所,现整合改制为山科集团直属子公司(山东省国资控股)。公司依托研究所的科研资源优势,拥有一批技术全面、经验丰富的高素质人才。
研究所开展应用基础研究和应用开发研究。多年来,主持和承担了省级以上科研项目两百余项,其中包括“八六三”计划项目、科技支撑计划项目,形成了一批具有自主知识产权的技术成果。
公司依托研究所建立完备的火灾预警电子产品研发、测试、生产中心,拥有自动化贴片生产线和检验测试设备,能够全流程**产品品质,满足用户需求。
自从2006年6月,公司率先推出一款早期三频复合式火焰探测器产品,十余年来一直聚焦于工业和特种行业的火灾探测技术研究及相关产品开发。了多款火焰、可燃/有毒气体、烟雾探测器等智能消防报警设备,以及自动跟踪射流灭火装置等自动灭火设备。
为石油、化工、燃气、酿酒、电力、交通、军武等工业与特种行业提供火灾安全解决方案,为构建和谐社会、平安中国积聚能量。
三、公司优势
团队精干、 聚焦发力、 技术 先/ 进/、 服务 专/ 业/
四、我们的文化与理念:
文化:技术开创美好未来,用心实现您的安心
理念:团结、敬业、务实、创造
五、产品介绍
防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器,灵敏度高监测范围广。
它运用了多红外特征频谱传感技术,使用三只具有窄带滤波的不同波长的红外传感器。其中一只传感器工作在反映火焰信息的中心波长,另外两只传感器监视环境中的其他红外辐射。
其作用是结合火焰的闪烁特征,通过高速微处理器和迭代后稳定的数学算法模型,进行运算分析,使得只有符合火焰特征的辐射频谱才会被确认为火警,而其它的干扰因素形成的假火警信号则会被排除,从而实现高速准确报警。
六、产品优势--精、准、稳、广
防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器,灵敏度高监测范围广。
技术精: 明火探测新方法,技术精良应用广
算法准: 智能判断模型准,高速预警抗干扰
质量稳: 制造测试工艺强,恶劣环境照样跑
范围广: 扇形监查范围广,用户综合成本少
其使用精良稳定的明火探测技术,因其应用场景广泛,2010年后开始迅速在国内各工业行业普及使用。
防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器,尤其适合在条件复杂的天 然气的净化、制冷分离、液化、副产品回收、储存、再气化,装运等过程中,在有阳光灯光、振动,强电磁干扰LNG低温储罐消防系统中使用。
七、安装调试:
防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器的安装:
探测器可安装在墙上、屋嵿或固定架上,可壁装或抱管安装。探测器的监视窗朝向要向下倾斜,以减少灰尘的堆积。探测器距离监视目标可根据火灾特性而定,一般不小于2m。探测器安装高度一般不小于2.5米。
防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器安装注意事项:
探测器安装布线时,应使所监视的区域处于视场角的有效范围内;
探测器安装面应当牢固、抗震;
探测器附近避开高温物体安装;
防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器的简易调试:
探测器上电前,请先确认电源为24V供电;通电后,十秒左右探测器指示灯变绿;在距离一米处点燃酒精灯轻轻晃动5秒,探测器指示灯由绿色变为红色,确认可以正常报警。
八、售后服务:
山东自动化系统工程有限公司保证提供的防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器是符合国 家标准GB15631-2008,在消防CCCF认证体系监督下,原厂生产的全新货物。出厂附有CCCF标志、合格证及产品说明书。
我公司保证火焰探测器产品在正确安装、合理操作和维修保养条件下,产品于寿命期内运 转 良好。在规定的质量保证期内,我公司对产品自身质量问题而造成的故障,将及时无偿维修或调换。
九、回答常见的几个问题:
问题1、您是做什么产品的?
我们聚焦于自动化检 测领域,专注于工业安全探测技术15年。应用此技术开发的火焰探测器,于2008年上市,经过10余年的市场检验,技术精良,品质稳定。
问题2、产品能给我们带来什么好处?
1.产品提供安全保护,保护生产过程与民建公建厂房设备的投资安全。可根据实际应用需求定制化,对外壳材质,安装组件、电气接口、通讯方式等无缝匹配。
2.提供产品应用的深化设计与培训,想提升相关产品应用技术水平的同仁,可以来我们公司进行应用培训。
3.提供安装与调试的咨询指导,根据用户现场状况给出个性化的维保方案,延长用户设备的使用周期。
4.保证产品的品质和技术可靠性。团队对产品开发经验丰富,每人都具备10年以上研发经验,在工业消防预警技术领域沉淀深厚。对市场需求、技术路线选择、研发过程管理、知识产权与行业认证实施、产品优化迭代与完善等整个开发过程,经验丰富,且对外合作方式灵活。
问题3、我为什么要信任您?
1. 我们完成了二百余套工业安全监测系统。
大到一级单位与项目:
广东阳江核电站,
福建宁德核电站,
首都机场航站楼,
陕西延长石油,
南方电网广东分公司,
武汉神龙汽车二期项目,
中石油四川页岩气项目,
华油储气库项目等
小到产品系统的配套与升级:
在Lng撬装站,
模块化柴油发电机组,
天 然气压缩机组,
工业自动灭火实验装置,
汽油发动机低温测试台架,
数据中心机柜自动监测与灭火系统,
110千伏变压器消防预警保护装置上,都能见到我们产品和系统的身影。
2. 我们自身是省级国资委直属企业,成立于1988年,对产品质量,对声誉口碑,对社会贡献的重视,甚于对经济价 值的追求。
问题4、为什么我要到您这里购买,而不是到别人那里购买?可以给我几个必须到您这里购买的理由吗?
1. 一站式解决方案
提供完善技术咨询,精 确匹配业主要求;
提供深化设计服务,将消防安保理念从构思想法,落地到实际项目应用中;
提供整改与维保咨询服务,一站解决系统售后全生命周期的维护难题;
200+大型项目经验,售前售中售后服务,省时省事省心;
专 业团队一对一服务,快 速方案落地。
2. 团队专精
我们团队有着15年以上的工业安全预警设备研发生产应经验,强大的实力,在业界有着良好的口碑。
我们的团队成员,每个人都有10个以上系统产品与省市级科研项目的开发实施经验,都是踏踏实实做实事的人,对客户有着高度的责任感。
我们并不仅仅是为了赚 钱而工作,而是为了与客户一起追求卓 越、实现梦想而工作。当我们努力的工作为客户实现了梦想,那我们将比赚到钱还要有成就感。
问题5、您的价格为什么不是樶低?
首 先是我们奉行品质在前,技术不断进步的理念!山科安是以安全预警技术创造为主,主要开发生产工业安全预警产品的企业,所用技术、工艺和材料,都经过各类甲 级安全企业客户的严格检验,同时**均为国内领新技术。
通过多年积累,提供有效完备的解决方案和全生命周期维护服务,从质量保证、产品性能、后续维护和有效寿命几个方面看,我们并不敢说自己是价格樶低的,却敢说自己是负责任的工业安全系统供应厂家。
当然了,如果您只需要得到表面效果和优惠,不考虑技术和材料的质量,以及应用于不**业时,对产品工艺的特殊要求,不考虑后期维护、检修、替换等各种服务隐性成本,您确实可以找到价格地板低的产品。过了一段时间后,您就能深刻的体会到在技术、工艺和材料方面,地板价格产品的不适之处,我们非常不希望您由于价格的因素,可能导致的以下损失:
不报警,造成的重大事故;
不良密封,造成内部腐蚀;
产品性能不匹配,成为现场的聋哑摆设;
误报警袭扰,影响正常的开工率;
内部电磁浪涌勉强处理,不耐受用电环境和雷电的破坏;
支架坚固度不耐受振动曝晒与潮湿,导致探测器监视区域偏离或失效,也无法反馈失效状态等。
这些真实的案例与教训,无一不大大降低了业主固定投资的回 报,甚至给业主引入了额外的重大危险源!带来了大量沟通、维修、采购替换的工作。增加的设备配件和人员成本,都远远大于原先的节省,同时也大大折损了渠道商、工程商辛苦积攒的口碑和信誉。
问题6、产品或系统日常使用需要注意什么,如何维护?
1.火焰探测器的日常使用,不需要人为干预。
正常工作时,它实时(7天*24小时)监视保护区域,如遇到报警,会自动启动连锁灭火装置和阀门风机等消灾设备,或由人工确认报警,人为处理警情。
警情消失后,需要人工销报警或断电重启探测器,再次进入下一个监视周期。
2.火焰探测器的定期维护,也不复杂。
由于探测器对于环境的耐受力很强,日常室外的风雨雷电,灰霾尘雾,对其影响不大,不需要刻意维护。
光学窗口在向上俯视的角度时,由于积灰严重,有可能会影响其灵敏度。这时,需要根据环境情况,定期清理。
如喷漆车间,沙尘频发区域的特殊场景下,需要依据现场状况,评估清洁维护周期,给予定期维护。我们可以根据业主使用条件,协助制 定出探测器的维护保养计划规程。
问题7、它们需要符合哪些认证与行业标准,适用的范围是什么?
以火焰探测器为例,它属于消防行业的火灾报警类产品,需要具备中国的消防产品3C认证。实际应用中,火焰探测器一般用于易燃易爆场所,这就要求其具备防爆性能,需要通过中国 防爆认证。
1.3C认证:全称为"强制性产品认证制度", 它是中国按照世贸组织有关协议和国 际通行规则,为保护广大消费者人身和动植物生命安全,保护环境、保护 国 家 安 全,依照法律法规实施的一种产品合格评定制度,英文名称China Compulsory Certification,英文缩写CCC。
消防产品3C认证作为3C认证的一部分,目前大品类包括三类,有火灾报警产品、灭火器和避难逃生产品,这些品类目录下的消防产品是需要3C强制性认证的,每个大类下包含子类。
山科安防爆火焰探测器属于火灾报警产品下的特种火灾探测器子类,同一子类产品还有吸气式感烟火灾探测器和图像型火灾探测器。
2.防爆认证:在石油、化工、矿业、应急消防、食品加工等行业,进行生产、加工、处理、储存、运输等工作都存在可能发生爆炸的环境。为了人身和生产的安全,在此环境工作使用的的电气产品都需通过相关防爆认证。
**各个地区对防爆电气产品有着不同的认证标准和体系。目前国 际上的防爆认证可分为中国 防爆认证、欧盟ATEX认证、国 际IECEx认证、北美防爆认证等。
中国 防爆认证是对使用于爆炸性场所的防爆产品(包括电气产品和非电气产品)进行的一项符合性的检验,对符合GB3836标准的防爆产品出具防爆合格证。
认证对象分为三类:
Ⅰ类:煤矿井下电气设备;
Ⅱ类:除煤矿、井下之外的所有其他爆炸性气体环境用电气设备。
Ⅲ类:除煤矿以外的爆炸性粉尘环境电气设备。
例如,山科安防爆火焰探测器属于Ⅱ类防爆电气设备,依据以下标准进行认证,
1. GB 3836.1-2010爆炸性环境弟1部分:设备 通用要求IEC 60079-0:2007;
2. GB 3836.2-2010爆炸性环境弟2部分:由隔爆外壳“d” 保护的设备IEC 60079-1:2007。
认证标志为:Ex d IIC T6 Gb
防爆多波段LNG低温储罐消防系统火焰探测器,在工业安全领域,尤其适合用于石油天 然气LNG钻采集气集输液化储运装载卸载气化的易燃易爆场所,山东自动化系统工程有限公司欢迎有识之士联系,我们将提供 专 业的咨询服务!我们用心,给您安心!