CN110478829B - 一种抑制lng蒸气扩散和液池火灾的应急处置方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于消防安全技术领域，公开了一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统及方法，包括液化天然气储罐、与液化天然气储罐连接的气化器、与气化器连接的泡沫预混液罐和与泡沫预混液罐连接的泡沫发生器，液化天然气储罐顶部气相空间与气化器之间设有气相管路控制阀门，液化天然气储罐底部与气化器之间设有液相管路控制阀门，泡沫预混液罐上设有可燃气体报警仪和压力表，泡沫预混液罐与泡沫发生器之间设有泡沫液开关阀。本技术方案结构简单，不需要水电供应和复杂的控制系统，由于充分利用了LNG站场本身储存的介质，不存在气源短缺的问题，本应急处置系统不仅适用于大型LNG接收站，还可以应用于LNG加气站、气化站等小型站场。

Description

一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置方法及系统

技术领域

本发明涉及消防安全技术领域，具体涉及一种在LNG泄漏后用于抑制LNG蒸气扩散和控制池火灾的应急处置系统及方法。

背景技术

液化天然气（LNG）具有超低温（-162℃）和易燃易爆等特点，随着LNG产业的快速发展，安全事故日益增多。从目前LNG站场运行的情况看，LNG泄漏是发生火灾爆炸事故的根源。LNG一旦泄漏，接触到地面会迅速蒸发，如果少量泄漏，可以在可控的前提下，由其自然蒸发或通过喷水加速其蒸发。但是发生大量泄漏后，LNG会流淌进入液池，并同时气化和蒸发，如果遇到点火源后会形成池火灾。高倍数泡沫可以减少和防止蒸气云的生成，是一种有效的抑制LNG蒸气云扩散和LNG池火灾的方法。《石油天然气工程设计防火规范》（GB50183-2004）要求液化天然气站场应配有移动式高倍数泡沫灭火系统，但目前LNG站场（如液化天然气接收站等）一般只在集液池配备固定式高倍数泡沫灭火系统。

目前站场在用的固定式高倍数泡沫灭火系统相对比较复杂，不仅涉及到设计、选址、安装等，还要求水源充足，水电供应保障到位，对控制系统可靠性要求也较高。即便是在这样的场所设置站场，一般在集液池也要配备固定式高倍数泡沫灭火系统，但是该系统由于预设气体罐等原因只能产生较少的泡沫，不适合较大情况的火灾应急处理，也不适合大型LNG接收站、LNG加气站、气化站等小型站场。因此，提供一种不基于预存原料的数量，能够制造源源不断的高倍数泡沫参与到抑制LNG蒸汽扩散和灭火的应急处理中是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于针对上述技术问题，提供一种抑制LNG蒸气扩散和池火灾的应急处置系统及方法，利用LNG站场储存的介质蒸发气（BOG）或液化天然气（LNG），将蒸发气或LNG通过管道经气化器引至预先配制好的高倍数泡沫预混液罐，为固定式或撬装式高倍数泡沫发生装置提供动力源，可以在LNG泄漏形成液池后或发生池火灾后迅速启动，快速高效产生大量高倍数泡沫，覆盖到LNG液池，有效抑制LNG扩散和池火灾危害，减轻事故后果。

本发明提出了一种应用于LNG站场发生泄漏后可以抑制LNG液池扩散和池火灾的应急处置系统，该系统将LNG站场储罐气相管路或液相管路、气化器、泡沫预混液罐、泡沫发生器和泡沫预混液管路集成为一套系统，能够实现稳定供应所需流量的高倍数泡沫。系统包括液化天然气储罐、分别与液化天然气储罐顶部气相空间和底部连接的气化器、与气化器连接的泡沫预混液罐和与泡沫预混液罐连接的泡沫发生器，液化天然气储罐顶部气相空间与气化器之间设有气相管路控制阀门，液化天然气底部与气化器之间设有液相管路控制阀门，泡沫预混液罐上设有可燃气体报警仪和压力表，泡沫预混液罐与泡沫发生器之间设有泡沫液开关阀。

气化器为空温式气化器，气化器与泡沫预混液罐之间设有自力式调节阀。

泡沫预混液罐上设有安全阀和减压阀。

气化器、泡沫预混液罐和泡沫发生器设置在可移动托板上。

气相管路控制阀门、液相管路控制阀门和泡沫液开关阀可被远程控制其开关。LNG集液池内设置有低温传感器，当探测到液池低温时，联锁依次打开气相管路控制阀门、液相管路控制阀门和泡沫液开关阀，往液池内喷出泡沫。

气相管路控制阀门、液相管路控制阀门正常状态为闭合，发生蒸气扩散或者池火灾时，气相管路控制阀门、液相管路控制阀门先开启，待压力表显示泡沫预混液罐内压力足够时，开启泡沫液开关阀。

当气相管路控制阀门、液相管路控制阀门处于开启状态时，如果发生可燃气体泄漏等紧急情况，可燃气体报警仪发出报警，气相管路控制阀门和液相管路控制阀门立即关闭，防止出现更严重的事故灾害。

液化天然气储罐顶部与气化器之间、液化天然气储罐底部与气化器之间、气化器与泡沫预混液罐之间设有止回阀。

应急处置方法是指在LNG站场发生LNG泄漏后，将撬装式应急处置系统快速移动至泄漏形成的液池附近，在无其他配套条件（水电等）的情况下，仅仅通过打开阀门即可实现发生需要流量的高倍数泡沫，从而达到快速抑制LNG蒸气扩散和LNG火灾的目的。将从液化天然气储罐灌顶气相管路的介质蒸发气和从液化天然气储罐罐底液相管路的液化天然气气化汇总到泡沫预混液罐中，再将其通过泡沫发生器产生高倍数泡沫。

介质蒸发气和液化天然气向泡沫预混液罐的汇总分别可以通过阀门控制；泡沫预混液罐通入泡沫发生器可以通过阀门控制。

LNG储罐气相管路或液相管路是在现有LNG储罐气相出口或液相出口管线上单独设置的一条管线，作为气源专门为本系统提供压力。从储罐来的BOG气体或LNG液体经管路进入空温式气化器与空气换热后，进入事先配置好的泡沫预混液罐，通过自力式调节阀将压力稳定至0.4-0.8MPa之间某一数值（泡沫预混液罐设计压力为1.0MPa）。为防止空气倒窜入LNG储罐，LNG储罐气相出口或液相出口管线上设置的阀门平时处于关闭状态且在每个阀门之后都设置了单向阀。泡沫预混液罐出口管线与泡沫发生器之间用耐压软管或消防水带连接，方便移动。发生LNG泄漏事故时，可将本系统泡沫发生器移动至需要进行高倍数泡沫覆盖的液池附近，就地或远程打开泡沫预混液罐出口阀门，可立即发生大流量的高倍数泡沫。

为防止泡沫预混液罐超压损坏，在泡沫预混液罐上设置了压力表和减压阀以及安全阀等保护措施。可燃气体报警仪安装在泡沫预混液罐的上部靠近气化器一侧，用以保证实验过程中系统周边的安全，在可燃气体泄漏后报警。在该系统正常工作时如果发生可燃气体泄漏，该可燃气体报警仪可以联锁启动关闭气相管路控制阀门和液相管路控制阀门。

本系统既可以采用全手动阀门进行现场手动控制，在发生事故时，由人员佩戴必要的防护设施进入事故现场打开相关阀门，也可将气源入口和泡沫液出口等关键阀门通过采取电动阀门的形式实现远程控制，还可以设置自动联锁系统，通过监测泡沫预混液罐压力信号调节气相管路或液相管路阀门开度，达到泡沫预混液罐连续稳压的目的。

气化器前管路材质为耐低温的不锈钢管材。

为防止泡沫预混液罐压力波动太大，造成安全阀频繁起跳，在泡沫预混液罐上设置一座减压阀，设定压力比安全阀定压低0.1MPa，可在泡沫预混液罐压力达到0.9MPa时开启，将罐内气体高点排空，释放压力至0.8MPa时关闭，起到保护安全阀的作用。

用来将泡沫液压出的气源既可以选择从LNG储罐罐顶气相管路来的BOG，也可以利用从LNG储罐底部液相管路来的LNG，但优先选择从气相管路来的BOG。

该系统既可以采用撬装式设计，将泡沫预混液罐和泡沫发生器分别置于可移动式托板上，根据需要可移动到站场的任何位置，也可以按照标准规范要求设置在LNG站场液池附近，取代现有的固定式高倍数泡沫灭火系统。

本发明充分利用该技术所应用的站场环境，利用液化天然气（LNG）或蒸发气（BOG）的低温特性，在气化后产生压力来驱动泡沫预混液通过泡沫发生器与空气混合产生高倍数泡沫，本系统结构简单，不需要复杂的设计、不需要水电供应，不需要复杂的控制系统，由于充分利用了LNG站场本身储存的介质，不存在气源短缺的问题，本发明涉及的抑制LNG液池扩散和池火灾的应急处置系统不仅适用于大型LNG接收站，还可以应用于LNG加气站、气化站等小型站场。

附图说明

图1：本发明抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统结构图（一）；

图2：本发明抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统结构图（二）；

图3：本发明抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统结构图（三）。

其中：1.气相管路控制阀门； 2.液相管路控制阀门；3.止回阀；4.空温式气化器；5.自力式调节阀；6.可燃气体报警仪；7.压力表；8.安全阀；9.减压阀；10.泡沫预混液罐；11.泡沫液开关阀；12.可移动托板；13.耐压软管或消防水带；14.泡沫发生器。

具体实施方式

结合附图对本技术方案做进一步阐述。

实施例1

图1中，阀门1、2、11均为手动阀门，站场正常运行时均保持关闭，泡沫预混液罐充装有预先配制好的泡沫液，该系统处于待命状态。当LNG站场发生大面积泄漏时，操作人员穿戴好低温防护服，佩戴空气呼吸器，将泡沫发生器推至液池边缘，打开阀门1或者阀门2，待泡沫预混液罐压力升至0.4MPa后，打开阀门11，泡沫液进入泡沫发生器，转动叶轮与空气混合发泡，覆盖在液池表面从而抑制LNG液池扩散或LNG火灾。

实施例2

图2中，泡沫预混液罐和空温式气化器以及泡沫发生器按照标准规范要求固定于液池附近合理的位置，取代现有的高倍数泡沫灭火系统。其中阀门1、2、11均为能够远程控制的电动阀或电磁阀，站场正常运行时均保持关闭，泡沫预混液罐充装有预先配制好的泡沫液，该系统处于待命状态。当LNG站场发生大面积泄漏时，操作人员通过远程打开阀门1或者阀门2，待泡沫预混液罐压力升至0.4MPa后，打开阀门11，泡沫液进入泡沫发生器，转动叶轮与空气混合发泡，覆盖在液池表面从而抑制LNG液池扩散或LNG火灾。

实施例3

泡沫预混液罐和空温式气化器以及泡沫发生器按照标准规范要求固定于液池附近合理的位置，取代现有的高倍数泡沫灭火系统。阀门1、2为紧急切断阀，正常情况下为开启状态，泡沫预混液罐内始终保持0.4-0.8MPa的压力。阀门11为开关阀，与液池内温度控制。当液池内低温探头探测到低温时，此时可认为发生了LNG泄漏，系统自动打开阀门11，产生高倍数泡沫覆盖到LNG表面进行抑制。当可燃气体报警仪探测到有可燃气泄漏时，切断阀门1、2，避免发生更严重的可燃气体泄漏事故。

实施例仅说明本发明的技术方案，而非对其进行任何限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统，其特征在于：包括液化天然气储罐、与液化天然气储罐连接的气化器、与气化器连接的泡沫预混液罐和与泡沫预混液罐连接的泡沫发生器，液化天然气储罐顶部气相空间与气化器之间设有气相管路控制阀门，液化天然气储罐底部与气化器之间设有液相管路控制阀门，泡沫预混液罐上设有可燃气体报警仪和压力表，泡沫预混液罐与泡沫发生器之间设有泡沫液开关阀；

气化器分别与液化天然气储罐顶部气相空间和底部连接，泡沫预混液罐上设有安全阀和减压阀。

2.根据权利要求1所述的一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统，其特征在于：气相管路控制阀门、液相管路控制阀门和泡沫液开关阀可被远程控制其开关。

3.根据权利要求2所述的一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统，其特征在于：气化器、泡沫预混液罐和泡沫发生器设置在可移动托板上。

4.根据权利要求3所述的一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统，其特征在于：气相管路控制阀门、液相管路控制阀门正常状态为闭合，发生蒸气扩散或者液池火灾时，气相管路控制阀门、液相管路控制阀门先开启，待压力表显示泡沫预混液罐内压力足够时，开启泡沫液开关阀。

5.根据权利要求1、3或4任一所述的一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统，其特征在于：LNG集液池内设置有低温传感器，当探测到液池低温时，联锁依次打开气相管路控制阀门、液相管路控制阀门和泡沫液开关阀，往液池内喷出泡沫。

6.根据权利要求1所述的一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统，其特征在于：当气相管路控制阀门、液相管路控制阀门处于开启状态时，如果发生可燃气体泄漏的紧急情况，可燃气体报警仪发出报警，气相管路控制阀门和液相管路控制阀门立即关闭，防止出现更严重的事故灾害。

7.根据权利要求1或4所述的一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置系统，其特征在于：液化天然气储罐顶部气相空间与气化器之间、液化天然气储罐底部与气化器之间、气化器与泡沫预混液罐之间设有止回阀。

8.一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置方法，其特征在于：液化天然气储罐的天然气通过气化器气化汇总到泡沫预混液罐中，产生的压力为泡沫发生器提供动力，产生高倍数泡沫，泡沫液罐的气源压力有两路，既可以利用液化天然气储罐罐顶气相管路的介质蒸发气，也可以利用液化天然气储罐罐底液相管路的液化天然气。

9.根据权利要求8所述的一种抑制LNG蒸气扩散和液池火灾的应急处置方法，其特征在于：介质蒸发气和液化天然气向泡沫预混液罐的汇总可以通过阀门控制，泡沫预混液罐通入泡沫发生器可以通过阀门控制。

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