液化天然气储罐区设计

1化工安全课程设计设计题目2ⅹ1000m3液化天然气储罐区安全设计学院专业姓名班级学号指导教师2010年7月8日目录目录第一章概述……………………………………………...............…...……….…………31.1设计的目的和要求…………………………………………………...............…....31.2课程设计内容............………….…...........………………….……..……..4第二章LNG灌区设计………………………………………………….....…...….…...52.1储罐设计.……..............…..................................….......…..……..…….…..52.1.1储罐选择.……………………………………………………………..52.1.2的尺寸计算………………………..…………………………………….……..52.1.3附件………………..………………………………………...……..52.2罐区布置设计…………………………..……………………………………..62.2.1球罐的防火间距………………………..……………………………………..62..2.2防火堤设计………………………………………………………..……..72.2.3消防通道设计…………………………………………………………….…..8第三章总平面布置设计………………..………………………………………….....…..93.1办公用房……………...……………………………………………....…103.2发配电间……………...………………………...…………………….…103.3门卫………………………………………………………………..…103.4压缩机房………………………………………………………………...103.5消防泵房……………...…………………………………………….……103.6事故收集池……………...…………………………………………….……103.7其他辅助用品仓库………...……………………………………………….…113.8站外建筑、构筑物的防火间距……………………………...……….…11第四章罐区重大危险源辨识及罐区危险性分析..............................................134.1罐区重大危险源辨识………………………….……….….…………….……134.2罐区危险性分析………………………………………………….....…134.3泄漏引起蒸汽云爆炸事故后果预测…………………………………14第五章罐区的安全管理对策措施设计.………………………………………..175.1防止LNG的翻滚…………….………….…………………………..….175.2LNG泄漏事故应急预案………………………………………..………175.3LNG站的安全技术管理……………….........……...............….………17参考文献………………………………………………………………….….....213第一章概述1.1课程设计的目的和要求课程设计是化工安全设计课程教学中综合性和实践性较强的教学环节，是理论联系实践的桥梁，是使学生体察工程实际问题复杂性的初次尝试。通过化工安全设计课程设计，要求学生能够运用本课程和前修课程的基本知识，进行融会贯通的独立思考，在规定的时间内完成指定的化工安全设计任务，从而得到化工安全工程设计的初步训练。通过课程设计，要求学生了解工程设计的基本内容，掌握化工安全设计的主要程序和方法，培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时，通过课程设计，还可以使学生树立正确的设计思想，培养实事求是、严肃认真、高度负责的工作作风。课程设计不同于平时的作业，在设计中需要学生自己作出决策，即自己确定方案、选择流程、查取数据、进行过程和工艺计算，并要对自己的选择作出论证和核算，经过反复的分析比较，择优选定最理想的方案和合理的设计。所以，课程设计是培养提高学生独立工作能力的有益实践。通过课程设计，应该训练学生提高如下几个方面的能力：（1）熟悉查阅文献数据、收集有关数据、正确选用公式。（2）在兼顾技术上先进性、可行性，经济上合理性的前提下，综合分析设计任务要求，确定化工工艺流程，进行厂址选择、总平面布置，并提出保证过程正常、安全运行所需要的手段和措施，同时还要考虑改善劳动条件和环境保护的有效措施。（3）用精炼的语言、简洁的文字、清晰的图表来表达自己的设计思想和计算结果。（4）绘制相关图纸。有关图形的绘制必须采用CAD绘制；图表插入合适、清晰。（5）规范撰写设计报告。格式规范参见教务处本科毕业设计（论文）撰写规范。第一章1.2课程设计内容1.2.1项目概述某化工企业需建2ⅹ1000m3液化天然气储罐用于储存液化天然气，配套建设办公用房（180m2）、发配电间（116m2）、门卫（54m2）、压缩机房（70m2）、消防泵房（98m2）、事故收集池（500m2）、其他辅助用品仓库（60m2），位于某预留地。预留地南面有一宽36m的二级公路穿过，马路南面为某化工企业的甲类生产车间，北面为某化工企业乙类厂房，西面为某化工码头的甲类储罐区，东面为化工企业乙类仓库，当地常年主导风向为东南风。另外，附近预架设15m高的35kv高压输电线。1.2.2设计内容1）1000m3的储罐（含附件）选型及尺寸设计；2）储罐区平面设计；3）防火堤设计；4）消防通道设计；5）总平面设计；6）在总图上注明高压线的走向及位置；7）罐区重大危险源辨识；8）罐区危险性分析；9）罐区的安全管理对策措施设计。1.2.3设计要求1）熟悉相关设计规范；2）储罐设计需说明设计依据或编写设计说明书，详细说明设计步骤；3）罐区布置设计，并绘制CAD图；4）防火堤设计，书写设计说明书；5）消防道路的设计；6）总图设计，并绘制CAD图；7）罐区重大危险源辩识。5第二章LNG灌区设计2.1储罐设计2.1.1储罐选择①球罐表面积小，除节省材料外，当需要与周围环境隔热时，还可以节省隔热材料或减少热的散失；②球罐占地面积小，且可向空间高度发展，有利于地表面积的利用；③球罐可承受压力高,一般用于天然气\轻油(汽油等易挥发液体),因为白天太阳晒罐内压力高,轻油挥发,罐内压力升高,往外呼气,晚上冷压力低吸入空气,一呼一吸大型罐一天损失几百公斤油.球罐因为承压高可减少呼吸损失。2.1.2球罐的尺寸计算1000m³的储罐表2-1公称容积m³球壳内直径或球罐基础中心园直径mm几何容积m³支柱底板底面至球壳中心的距离mm球壳分带数支柱根数100012300974800058根据规定，Di=12.3m2.1.3附件据SH/T3007-2007《石油化工储运系统灌区设计规范》，GB12337-1998《钢制球形储罐》压力储罐除应设置人孔，放水管、进出口接合管、梯子及操作平台外，应尽量减少开口数量。一、支柱根据球罐储量，采用8根支柱二、人孔结构一般选用DN500较适宜。通常球罐上设有两个人孔，分别在上、下极带上。第一章三、接管结构球罐开孔应尽量设计在上、下极带上。尺寸DN20。接管应按有关规定进行补强。四、梯子平台球罐外部设有顶部平台、中间平台以及从地面进入平台的斜梯、直梯或盘梯。五、水喷淋装置球罐上装设水喷淋装置是为了内盛的液化天然气的隔热需要，同时也可起消防保护作用。六、液位计应设置两个液位计，球罐采用的液位计主要有浮子-齿带液位计、玻璃板式液位计、雷达液位计、超声波液位计七、压力表应在球壳的上部和下部各设一个以上的压力表，压力表的最大刻度为正常运转压力的1.5倍以上（不要超过3倍）。八、安全阀在气相部分设置一个以上的安全阀和辅助的火灾安全阀。安全阀的形式通常采用直接载荷弹簧式九、温度计在球罐上安装1个以上的温度计。十、上、下限液位报警装置2.2罐区布置设计2.2.1球罐的防火间距根据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）中6.33液化烃、可燃气体、助燃气体的罐组内，储罐的防火间距不应小于表6.3.3的规定。表2-2表3—2液化烃、可燃气体、助燃气体、的罐组内储罐的防火间距介质球罐卧（立）罐全冷冻式储罐（容积）水槽式气柜干式气柜≤100m3＞100m37液化烃全压力式或半冷冻式储罐有事故排放至火炬的措施0.5D1.0D____无事故排放至火炬的措施1.0D_____全冷冻式储罐≤100m3__1.5m0.5D__＞100m3__0.5D0.5D__助燃气体球罐0.5D0.65D____卧（立）罐0.65D0.65D____可燃气体水槽式气柜____O.5D0.65D干式气柜____0.65D0.65D球罐0.5D___0.65D0.65D注：1.D为相邻较大储罐的直径；2．液氨储罐间的防火间距要求应与液化烃储罐相同；液氨储罐间的防火间距应按《建筑设计防火规范》（GB50016）的要求执行；3．沸点低于45℃的甲B类液体压力储罐，按全压力式液化烃储罐的防火间距执行；4．液化烃单罐容积≦200m³的卧（立）罐之间的防火间距超过1.5m时，可取1.5m；5．助燃气体卧（立）罐之间的防火间距超过1.5m时，可取1.5m6.“*”表示不应同组布置。1．液化天然气球罐间距按全冷冻式液化烃储罐的防火间距执行，则设计中两个1000m³的液化天然气球罐间距为0.5D=6.15m2.2.2防火堤设计根据《储罐区防火堤设计规范》（GB50351-2005）中3.31防火堤、防护墙及隔堤、隔墙的设计高度，应符合下列规定：1.防火堤内的有效容积不应小于一个最大储罐的容积；2.单防罐至防火堤内顶角线的距离X不应小于最高液位与防火堤堤顶的高度之差Y当防火堤的高度等于或大于最高液位时，单防罐至防火堤内顶角线的距离不限；3.应在防火堤的不同方位上设置不少于两个人行台阶或梯子；。防护墙内的有效容积(V)应符合下列规定：1)对因低温或因防护墙内储罐泄漏着火而可能引起防护墙内其他储罐泄漏，当储罐采取了防止措施时，V不应小于防护墙内最大储罐的容积；第二章2)当储罐未采取防止措施时，V不应小于防护墙内所有储罐的总容积油罐组防火堤有效容积应按下式计算：V=AHj-（V1+V2+V3+V4）式中V——防火堤的有效容积（m³）A——防火堤中心线围成的水平投影面积（㎡）Hj——设计页面高度(m)V1——防火堤内设计页面高度内的一个最大油罐的基础体积（m³）V2——防火堤内除一个最大油罐以外的其他油罐在防火堤设计液面高度内的液体体积和油罐基础体积之和（m³）V3——防火堤中心线以内设计液面高度内的防火堤面积和内培土体积之和（m³）V4——防火堤内设计液面高度内的隔堤、配管、设备及其他构建物体积之和设防火堤理论高度为Hi，球罐由支柱撑离地面，因此可忽略V1,V2，同时也可忽略V3,V4，算式为：Hi[(12.3－Hi)×2+12.3][(12.3－Hi)×2+12.3×2+6.15]=1000Hi≈0.513m防火堤的实际高度H=0.7m储罐至防火堤内堤脚线的距离11.6m防火堤长53.9m防火堤宽35.4m2.2.3消防通道设计根据《石油化工企业设计防火规范》（GB50160-2008）中5.2.10和《消防信道设计规范》装置内消防道路的设置应符合下列规定：1.装置内应设贯通式道路，道路应有不少于两个出入口，且两个出入口宜位于不同方位。当装置外两侧消防道路间距不大于120m时，装置内可不设贯通式道路；2.道路的路面宽度不应小于4m，路面上的净空高度不应小于4.5m；路面内缘转弯半径不宜小于6m。3液化气灌区，应设消防车道且宽度不小于6m的平坦空地。9第三章总平面布置设计根据《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）中的9.2.5液化天然气气化站的液化天然气储罐、集中放散装置的天然气放散总管与站内建、构筑物的防火间距下表的规定。表3-1液化天然气气化站的液化天然气储罐、天然气放散总管与站内建、构筑物的防