摘 要

天然气作为世界上最清洁的能源，广泛应用与化工企业与居民生活之中。随着社会的需求量不断增长，液化天然气产业的发展日益壮大。为了满足人们的需求，液化天然气储罐的规模也越来越大。但由于天然气主要成分为甲烷，具有高度易燃易爆的性质，所以对液化天然气储罐区进行安全设计与评价工作就显得尤为重要了。这样不仅能大大降低天然气发生火灾爆炸事故率，保障人民群众的生命财产安全，还可以使天然气的清洁性、高效性更好的服务于人类。本设计主要是对某2×5000m³液化天然气罐区进行安全设计，制定详细的安全对策措施，实现整个罐区的本质安全化。

关键词：液化天然气 火灾爆炸 平面布置 安全评价

Abstract

Natural gas, as the cleanest energy in the world, is widely used in the life of chemical companies and residents. As the demand of society continues to grow, the development of the LNG industry is growing. In order to meet people's needs, the scale of LNG storage tanks is also increasing. However, since the main component of natural gas is methane, with a highly flammable and explosive nature, so the LNG storage tank area for safety design and assessment work is particularly important. This will not only greatly reduce the rate of natural gas fire and explosion accidents, safeguard the lives and property of the people, but also enable natural gas to serve humanity with better cleanliness and efficiency. This design mainly focuses on the safety design of a 2×5000m3 LNG tank area, formulating detailed safety measures and realizing the intrinsic safety of the entire tank area.

Key Words: Liquified natural gas; Fire explosion; Plane layout; Safety Evaluation

目录

摘 要 I

Abstract II

一、液化天然气概述 1

1.1液化天然气组分 1

1.2液化天然气理化性质 2

1.3液化天然气危险特性 2

二、液化天然气储罐设计 3

2.1储罐的选型及储存的工艺条件 3

2.2储罐材料设计 3

2.3储罐结构设计 4

2.4混合式结构排版计算 5

2.4.1赤道板尺寸计算 6

2.4.2极板尺寸计算 7

2.4.3极中板尺寸计算 8

2.4.4极侧板尺寸计算 9

2.4.5极边板尺寸计算 11

2.5壁厚计算 12

2.6储罐附件 13

2.6.1液位计及液位报警装置 14

2.6.2压力表 14

2.6.3安全阀 14

2.6.4温度计 15

2.6.5人孔结构 15

2.6.6接管结构 16

2.6.7梯子平台 16

三、液化天然气罐区平面布置 18

3.1液化天然气罐区方位布置 18

3.2液化天然气罐区功能分区 18

3.3液化天然气球罐储存区设计 18

3.3.1球罐防火间距设计 18

3.3.2防火堤设计 19

3.4 其他功能分区设计 20

3.4.1 大门 20

3.4.2 办公区 20

3.3.3 发配电间 21

3.3.4 泵房及消防泵房 21

3.3.5装卸站 21

3.3.6备用配件库 21

3.5消防车道设计 22

3.6总平面说明 22

3.7液化天然气罐区消防系统设计 22

3.7.1消火栓与消防给水管道设计 22

3.7.2消防冷却水系统设计 23

3.7.3水喷雾装置设计 24

3.7.4泡沫灭火系统设计 27

四、液化天然气罐区危险有害因素辨识及安全措施 28

4.1重大危险源辨识 28

4.2 LNG罐区危险有害因素辨识及对应的安全措施 29

4.2.1泄漏引发化学爆炸 29

4.2.2高压运行发生物理爆炸 32

4.2.3火灾危险 34

4.2.4低温冻伤 35

4.2.5车辆伤害 35

4.2.6机械伤害 35

五、液化天然气罐区安全评价 36

5.1安全检查表 36

5.1.1安全检查表的编制 36

5.1.2结论 37

5.2道化学指数评价法 38

5.2.1选取评价单元 38

5.2.2确定物质系数 MF 39

5.2.3单元工艺危险系数求取及火灾爆炸指数计算 39

5.2.4评价单元安全措施补偿系数 C 的确定 40

5.2.5计算暴露半径和暴露区域 41

5.2.6单元危险分析评价结果及措施建议 42

五、 总结 43

参考文献 44

一、液化天然气概述

液化天然气（LNG)作为一种新兴能源^[1]，其燃烧只产生二氧化碳，是一种清洁能源。此外，LNG还是一种重要的化工原料，无论是在化工企业还是居民的日常工作生活中都有广泛的应用，人们对其的需求也越来越高。本毕业论文主要是对位于某城市边缘一大型炼油厂的2×5000m³大型LNG储罐进行安全设计。设计主要内容是对该液化天然气储罐选型、选材，结构设计、壁厚计算；罐区平面布置，简单的消防系统设计；对罐区进行重大危险源辨识，并根据工伤事故分类提出安全对策措施；最后运用恰当的评价方法对罐区进行安全评价等。

1.1液化天然气组分

液化天然气是一种多组分的混合物^[2]。它是将天然气先经过净化处理，然后低温液化形成液化天然气。其主要成分为甲烷，并含有少量其他物质。其具体组分见下表1-1所示：

表1-1 LNG组分

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