前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的城镇燃气站设计规范主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词:燃气工程;设计规范;燃气管道;防雷击措施;防雷建设
中图分类号: TU99文献标识码:A
雷击是严重的自然灾害,尤其是在广东沿海地区,是雷害最严重的地区之一。众所周知,由雷电产生的冲击波强烈,破坏力极大,造成的损失相当严重。随着我国城市燃气工程的发展,工程的规模越来越大,受雷击破坏的概率也大大提高,保证燃气工程安全运行的重要性不言而喻。因此,燃气工程的防雷建设显得尤为重要。
1 防雷接地系统的作用
防雷分为外部防雷和内部防雷。所谓外部防雷就是防直击雷(不包括防止防雷装置受到直接雷击时向其它物体的反击),内部防雷包括防雷电感应、防反击以及防雷电波侵入和防生命危险。
防直击雷的装置主要采用接闪器系统,由接闪器、引下线和接地装置三部分组成,接闪器又有避雷针、避雷带和避雷网三种形式,引下线可明装或暗装,接地体也可根据实际条件选用自然接地体、基础接地体或人工接地体。
接闪器引来雷电流,通过引下线和接地体安全地引入地下,使接闪器下部保护范围内的建筑物和设备免受直接雷击。
防感应雷、防反击以及防雷电波侵入都需要有良好的接地装置,否则不但不能起保护作用,反而会引来雷击。
2 燃气输配管网防雷接地系统应用的规范
目前我们应用的规范有
《石油化工静电接地设计规范》(SH 3097―2000)(以下简称《石规》)
《化工企业静电接地设计规程》(HG/T20675―1990)(以下简称《化规》)
《建筑物防雷设计规范》(GB 50057―2000)(以下简称《建规》)
《测量和控制设备的静电电场的辐射标准IEC》801.3
《雷击电磁脉冲的防护》IEC61312
《通信线路防雷标准》IEC61663
《仪表系统接地设计规定》HG/T20513-2000
《城镇燃气防雷技术规范》(2009年11月1日执行)
3 防雷击危害采取的措施
燃气管网因其输送工艺的特点分布于城市的各个位置,覆盖面广,有处于郊外的高压场站和管道,有位于高层建筑物或多层建筑物的燃气架空管和立管,有设置在市政道路旁的区域调压站和设置在居民小区的楼栋调压箱,以及对燃气设施进行监控的SCADA系统等。针对燃气管道与设施设置的不同形式与位置,必须考虑相应的防雷接地保护措施。
3.1 调压站、调压柜的防雷击措施
《城镇燃气设计规范》(GB 50028―2006)条文中对燃气调压站、调压计量室和燃气设备及管网防雷措施等都做了相应的规定和要求,第6.5.22条明确要求调压计量室应按《建筑物防雷设计规范》(GB 50057―94,2000版)“第二类防雷建筑物”进行防雷接地设计;第6.6.12条要求设于空旷地带的调压站应单独设置避雷装置,其接地电阻小于10Ω;第10.8.5条规定:“进出建筑物的燃气管道的进出口处,室外的屋面管、立管、放散管、引入管和燃气设备等处均应有防雷、防静电接地设施”。
地上调压站的建筑物设计应符合下列要求:城镇无人值守的燃气调压室电气防爆等级应符合现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB 50058―1992)“1区”设计的规定。
对设于空旷地带的调压站(柜)或采用高架遥测天线的调压站(柜)应单独设置避雷装置,其接地电阻值应小于10Ω。
挂壁式楼栋调压箱必须采取防雷和防静电接地措施,且与建筑物的避雷引下线相连。
调压器法兰片原《建规》选用6mm2铜绞线跨接,现根据《化规》选用16mm2铜绞线或铜片跨接,提高了技术要求。铜片跨接必须用螺栓固定牢,且要搪锡做防腐处理。
调压室与瓶组气化间的钢门窗为防感应雷和雷电波侵入,必须与接地干线相连,作防静电接地保护。由于受条件限制,一般防雷接地与防静电接地共用接地装置,因此只需把钢门窗用16mm2铜绞线与接地网相连。
调压站、调压柜与瓶组气化站的放散管设计要求高出建筑物屋面或柜体1m,燃气放散管一般为微正压,受雷击后管口残余气体可能会起火燃烧,虽然不会引起爆炸事故,但从安全角度考虑,必须对其进行避雷保护,而不能考虑为金属接闪器,消防部门在检查时也提出意见。
3.2 建筑物附属燃气管道的防雷击措施
根据新规范《城镇燃气室内工程施工与质量验收规范》(CJJ94―2009)要求:沿屋面或外墙明敷的室内燃气管道,不得布置在屋面上的檐角、屋檐、屋脊等易受雷击部位。当安装在建筑物的避雷保护范围内时,应每隔25m至少与避雷网采用直径不小于8mm的镀锌圆钢进行连接,焊接部位应采取防腐措施,管道任何部位的接地电阻不得大于10Ω;当安装在建筑物的避雷保护范围外时,应符合设计文件的规定。
3.3 高压场站和阀室的防雷击措施
高压场站和阀室宜采用建筑物上的避雷网(带)或避雷针或由其混合组成的接闪器,并将放散管口外5m的半球体(有管帽时,管帽上方距离为2.5m)处于接闪器的保护范围。
对储罐区采用设独立避雷针保护,且罐体钢板厚度大于4mm,因为雷电产生的热能可以击穿厚度小于4mm的钢板,而对厚度大于4mm的钢板则不能击穿。
避雷针的保护范围可采用滚球法或公式法计算出保护半径,同时还要考虑保护高度必须高于被保护物。
进出场站的架空金属管道,应在场站外侧做接地处理。
3.4 仪表与自动控制系统的防雷击措施
仪表和自动控制系统均为精密仪器和电路组成,对雷击的抵御能力很弱,较高的感应电流或电位都会造成电子元器件的损坏,而导致整个自控系统瘫痪,因此必须在线路上安装放浪涌的安全栅装置(电涌保护器),保证电涌隔离在系统之外,且安全栅装置的选型一定要与设备或系统相匹配。在线仪表(如涡轮流量计和体积修正仪)宜考虑防雷接地导线的安装方式,可在与流量计连接的两端金属管上采用绝缘法兰连接,两端金属管法兰应静电跨接,并设置外部金属箱体对其进行屏蔽保护,确保防雷效果。这些防雷措施都是我们过去忽视的,需要以后在工作中弥补与完善。
3.5 牺牲阳极保护的防雷击措施
燃气埋地钢管为减少腐蚀,除管道外壁包覆绝缘防腐层外,还采用牺牲阳极保护的方式辅助管道防腐,并用绝缘法兰或绝缘接头将埋地管道与地上工艺管道隔断以保证埋地管道的负电位。在雷击的高电位下,绝缘法兰、绝缘接头和管道的防腐绝缘层可能会被击穿而损毁,使绝缘功能失效,甚至毁坏衡电位仪,直接影响管网的牺牲阳极保护效果,因此在易受雷击的地方,最好安装绝缘法兰,以便于在击穿后更换,也可采用耐雷击的绝缘接头,可有效地释放电位保护绝缘层,但运营成本相应增加。
4 燃气工程中防雷接地系统的应用
(1)2006年某储配站技改工程,原设计中在站区内设置一支30m高的避雷针,对整个站区实现保护,该避雷针造价高昂,经重新计算与选型,将避雷针高度由原来的30m降低至19m,针塔重量由原来的2107.2kg改为732kg。
避雷针位置确定与选型,计算如下:
避雷针与气化撬距离为6m,根据《建筑物防雷设计规范》(GB50057―94,2000版)附录四中滚球法确定避雷针高度:
(1)
其中:
h――避雷针高度,m;
hx――被保护物高度,m;
rx――避雷针在hX高度的XX平面上保护半径,m;
hr――滚球半径,第二类防雷建筑物,取45m。
经测算:h=17.27m
查图集99(03)D501―1 GH系列环型钢管杆避雷针,选用GH-33型环型钢管杆避雷针,高19m。
结语
总之,城市燃气工程的防雷建设是一个复杂的系统工程,良好的防雷系统对管网的安全运行是至关重要的。在防雷建设中,应重点考虑防雷接地效果及防雷击措施等方面,同时,还应积极采用可靠的新技术以更有效地消除雷害。只有这样才能保证燃气管网的安全运行。
液化石油气在我省得以广泛利用,不同城市瓶装气和管道气的所占比例不同,1999年的调研资料表明,就广州、深圳、珠海和佛山而言,各市主要燃气供应公司瓶装气供应所占比例分别为39%、35%、98%和33%(数据仅供参考)。数据表明。由于瓶装气投资少,见效快,机动灵活,在经济较发达的珠三角仍有不小的市场。从实际情况看,因一个城市存在多家瓶装气供应商的竞争,各市的瓶装气销售点的设置或多或少出现混乱局面,给城市带来安全隐患。珠海也不例外,尽管政府有关部门不断采取了措施来整顿和管理瓶装气销售点,但很大部分销售点仍不符合消防要求,且整体布局不合理。在此情形下,为了瓶装气销售点的规范管理,保障安全,方便用户,珠海市政府去年将瓶装气销售点纳入市政公共设施进行整体规划,《珠海市瓶装液化石油气销售点规划》的编制提上议事日程。在规划编制公开招标中,我司所作方案中标。经过几个月的努力,《珠海市瓶装液化石油气销售点规划》圆满完成,规划成果已通过珠海市有关专家组的论证,并得到省、市有关领导和专家的好评,现将该规划的编制思路作简单介绍。
1规划成果文件组成
本规划成果文件由三部分组成:
1.1正本文件一—说明书,以文字形式介绍珠海市燃气供应现状及发展趋势和瓶装气销售点的规划规划说明书包括章节有:(1)城市概况(2)燃气供应现状(3)瓶装气销售点规划概述(4)瓶装气气源(5)瓶装气用气量(6)瓶装气供应系统(7)瓶装气销售点(8)劳动定员和主要技术经济指标(9)规划实施。
1.2各种图档--平面布置和地形图,以图形的方式,体现人口的现状、瓶装气销售点周边情况及各组团不
同时期销售点布置。
1.3声像资料———以照片和录映带,既静态,又动态地反映瓶装气销售点现况和规划选址情况。我们尽量使规划文件内容丰富、生动形象、资料的齐整,以清晰、准确表达规划意图。
2规划编制条件
2.1规划主要解决现有的以下几个突出问题
(1)现有销售点布局不合理。混乱的市场竞争导致效益好的地块,出现几个供应商争着设点;效益差的地方,无人投资。政府批准或管理销售点无依无据;
(2)销售点性质和定位不清。现有瓶装气销售点规模参差不齐,一些销售点甚至附设到一般商铺,政府管理困难;
(3)缺乏制定相应管理条例和处理措施的依据。因无具体、明确的要求,现有站点大多无必需的消防设施和安全措施,存在较大安全隐患。
既然瓶装气的供应和使用,在短期内无法取消,政府有必要作出相应的规划,以完善该方面的管理。
2.2瓶装气销售点规划编制主要考虑因素
在规划编制过程中,编制小组针对珠海市的地理特点、城建模式和燃气供应的具体实际情况,力图编制最具操作性的规划。如珠海市有人口密度相对较小,岛屿多(146个)的特点;城市组团发展不平衡,各组团社会经济发展水平相差较大,具有较明显的三个层次;各片区的管道燃气供应设施建设也差别很大,即使在城区,有建好气化站和市政管网的,也有还没作供气管网设计的;珠海市和珠江三角洲大部分城市的瓶装气供应方式和外省主要的瓶装气供应方式(以下称外地供应方式)有很大不同。见表l。其中,规划编制时最需注意的是珠海本地的瓶装气供应方式的特点。
另外。珠海的瓶装气工业用户和绝大部分商业用户的钢瓶周转并不经过销售点,而是采用直接从用户到液化气充装站再回用户的形式,这些都对销售点液化气销售量计算和销售点设置模式产生直接影响。瓶装气只是城市燃气的其中一种供应方式,其规划必然受城市和所在地区燃气供应规划的影响。
本规划在考虑珠海目前燃气供应主要以瓶装液化石油气为主的实际情况的同时,特别指出瓶装气从长远来说,只是一种过渡供应方式或辅助方式,城市现代化建设要求燃气供应须以方便、安全的管道化供气为主。而广东的液化天然气为此提供了良好的发展条件,不管管道液化气的发展进度如何,价廉物美的天然气上岸后,管道燃气必将会在珠海得以加速发展,成为主流供气方式。因而,综合考虑珠海人口的增长和管道燃气用户发展情况的共同作用,瓶装气用户数会呈现先小幅上升(管道气发展较慢,人口增长为主要影响因素),再到一段不短的平稳期(管道气发展和人口增长差不多相互抵消),后明显下降(管道气进入快速发展阶段),到最后渐变为接近0值的趋势线(瓶装气主要在不成规模的偏僻地区供应)。因为这种瓶装气用户数的变化线较为特别,瓶装气销售点的设置须体现出动态的特点。也正是由于这个特点,销售点基本上是一种较长远的临时设施。
瓶装气供应有一些特点,如日高峰用气和小时高峰用气会通过用户钢瓶的气化量的变化来调节,不会反映到销售点的销售量上,对这些细节,本规划都作了考虑和说明。
3瓶装气销售点的定位和设置
销售点的定位和选址是本规划编制工作的重点。
3.1销售点定位和设置原则
在珠海的瓶装气供应模式和用地紧张(根本无法划出数量较多的大面积地块)情况下,《城镇燃气设计规范》中的“瓶装供应站”根本不适合于珠海。因此,规划编制时,我们提出按“供应安全”和“方便用户”的原则对珠海的瓶装气销售点重新定位(定位过程中与政府有关部门进行了充分的讨论,以达共识),采用安全距离要求较低,能设置在各小区边角地的小规模销售点。
为方便市民换气,瓶装气销售点一般设置在居民区内,服务半径应适中;从安全角度考虑,每个销售点供应规模不宜过大,以减小万一发生事故时造成的危害。即要求在一定范围内尽量提高销售点的数量。本规划提出销售点的钢瓶总容量控制在3M3至4M3,一般按4M3的设置,与液化气瓶组站类似,可套用《城镇燃气设计规范》第6.6.8条规定。而不必沿用《城镇燃气设计规范》中第6.5条“瓶装供应站”中的做法,以方便在城区内选址和降低生产成本。根据《建筑设计防火规范》,只要瓶库(间)按一、二耐火等级建造,且有足够的泄压面积,作好安全措施,平时作好安全
管理,这类液化气销售点的安全性是较高的。
销售点的布置须综合考虑《城镇燃气设计规范》、《建筑设计防火规范》和《城市居住区规划设计规范》中有关要求与指标。珠海市为居住人口密度较小的城市(平均759人/平方公里),销售点的服务人数取相对小值,以避免过大销售点服务半径过大;但在边郊地区,特别是人口稀少的海岛地区,以目前的人口,按销售点的服务人数指标已不具实际意义,如淇澳岛、桂山岛、大万山岛和外伶仃岛虽然目前人数较少,为了岛上居民的生活方便,应各设一个销售点。
3.2销售点的选址
根据我们与政府部门(主要是城建、规划和消防主管部门)对珠海瓶装气销售点的定位和珠海用地紧张的现状。我们提出销售点选址方案。以满足“方便用户”原则、符合消防安全要求和容易征地的点解决办法:
(1)销售点应尽量选择在供应区域的中心。全市实行总量控制,分步实施;
(2)销售点的位置微观上尽可能选择近山边或小区边缘等地方,且有便于运瓶汽车出入的道路;
(3)要求尽可能采用独立的建筑物形式,适当考虑利用或结合现有液化气气化站、有条件的垃圾站合建的方式;
(4)高层建筑的防火要求较高,而且高层建筑按国家有关规定《高层民用建筑设计防火规范》要求只准使用管道燃气。瓶装气销售点应尽量避开高层建筑。
3.3各组团销售点布置
整个规划区销售点总数从近期到远期前段基本维持在110个左右,随着管道气的发展,城区的瓶装气销售点会逐渐减少,其余地区有增加的趋势,到本规划期限末,整个规划区大致保留40至50个销售点。并基本分布在郊区。
根据销售点设置要求。各组团人口密度、燃气项目发展等情况,本规划区内各组团可分成四类:
A类:香洲、吉大、拱北等城市化程度较高部分。此类地区人口密度高,经济发达、生活节奏快。
该类地区主要在近期供应瓶装气,组团内销售点的设置主要按每个销售点约为1万人的平均服务人数确定总数,再按选址原则定销售点的具置。近期销售点的服务半径约为1Km,中期会增大至2Km左右,远期只保留少量点。以供应极少数因各种原因仍没使用管道燃气的用户。
B类:含南屏、湾仔、唐家等边郊和城市次中心。这类地区除中心城镇外,人口分布稀疏、分散。销售点服务半径较大,近期每个销售点服务人数6000—10000人,销售点主要在城镇和人口较多的小区内。中期随着人口增长和城镇化程度的提高,销售点的数量应跟随适当增设。远期销售点随管道气而减少。
C类:桂山等岛屿,人口不会大量增加,将持续使用瓶装液化石油气。为方便岛上用气,镇所在地的岛需设一个销售点,销售点的服务人数和服务半径指标意义不大。
D类:几个总体规划中留待以后要定位的特殊片区。这类地区根据以后发展情况机动设置销售点。
4规划实施
为了使规划能得到更顺利地实施,本规划指出了规划实施时应注意问题:
4.1规划实施须注意问题
(1)由于客观原因,瓶装气的气化人口是较难准确预测的数据。规划实施时应根据各阶段、各片区实际情况对销售点规划作适当调整。
(2)政府应制定减小瓶装气使用,鼓励发展管道气的倾斜政策。
(3)销售点的建设工作宜采用“谁受益,谁投资”的原则。
4.2规划实施难点
销售点的征地工作是规划实施时的难点。虽然本规划销售点大多数设置在边角地带,所在地作其他用途可能性不大,但所在地土地使用权基本上已划拨或出让出去,建设过程中。除特殊情况外,建议按以下原则处理土地使用权临时转让问题。
(1)规划销售点所在地块土地使用权没有被划拨或出让的,优先划拨给作为公共设施建设的本项目使用
(2)土地使用权属划拨的。应给予转让,其中属无偿划拨的,应无偿转让;
(3)土地使用权属出让的,政府各有关部门应采取与使用权取得者协商的方式,使其临时转让,并给予一定补偿;
(4)在个别土地使用权(临时)回收特别困难的区域,可充分发挥燃气经营企业的主观能动性,让有经营资质的企业在该区域自主选地,政府主管部门对符合各方面要求的点发放经营许可。
4.3相关政策
【关键词】CNG;加臭
1 引言
CNG是一种理想的清洁车用替代能源,其技术经过数十年的发展已经日趋成熟,并在很多城市得以应用,随着CNG的大量应用,CNG的生产、运输及使用的相关问题也随着而来,特别是CNG的加臭问题。
2 CNG的生产、使用流程
CNG生产、使用流程:来自输气管网的原料天然气经过滤、调压、计量后,进入深度脱水装置(经脱水、脱硫处理后,使得气质含水量达到汽车用气标准,同时保障压缩机系统正常运行);进入压缩机的天然气经过压缩机压缩后排气压力达到25MPa,通过CNG加气柱充装至CNG管束车,CNG管束车再运输至CNG加气子站,通过子站的加气机加装至CNG汽车上作为动力能源使用。
3 通用的CNG母站生产工艺
为了保证生产的连续性以及原料气来源的稳定,功能齐全的CNG母站大都建立在天然气门站内,同时功能齐全的CNG母站兼带CNG子站的功能,具体生产工艺。
4 CNG生产过程中的臭剂问题
在以上的CNG母站生产过程中,我们并没有看见加臭工艺,那是因为这里介绍的CNG母站生产工艺过程中的第一步,原料天然气默认为加过臭剂的天然气,即符合城市燃气规范的天然气。
4.1 CNG母站原料气即城市燃气的加臭问题:城镇燃气设计规范中明确指出,城市燃气应具有可以察觉的臭味,无臭味或者臭味不足的燃气应加臭,其臭味程度应符合以下要求:
4.1.1燃气中含臭计量的要求:
无毒燃气(一般指不含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体)泄露到空气中,达到爆炸下限的20%浓度时,应能察觉;有毒燃气(一般指含一氧化碳、氰化氢等有毒成分的气体)泄露到空气中,达到人体可承受的有害浓度之前,应能察觉。
4.1.2臭味剂的选择原则
使用浓度范围内对人体无毒;具有极难闻的臭味,且与一般气体气味有明显的区别,如汽油味、厨房散发的油味和化妆品散发的气味等;能完全燃烧,燃烧后不生成有害的或有臭味的物质;有适当的挥发性;不易腐蚀燃气管道活燃具;难溶于水,易于操作,价格低廉。
4.1.3常用臭味剂与加臭程度
目前大多城市燃气常用的臭味剂为四氢噻吩(分子式C4H8S,简称HTH)。国际上,加臭的程度是以加味强度等级来衡量的,欧洲煤气研究集团DVGW工作规程G280(07/80)报告把气味强度划分为7个等级,如下所示:0级,未察觉有气味;0.5级,气味很弱;1级,气味弱;2级,气味中等(警戒气味级);3级,气味强烈;4级,气味强烈;5级,气味极大(气味强度上升的上限)。欧洲各主要国家天然气的四氢噻吩浓度如下:德国,浓度R7.5mg/m3;法国,20-25mg/m3;荷兰,18mg/m3。
4.2 CNG干燥脱水过程
实际生产中,大多数的CNG母站生产工艺都是按照上述工艺生产的。在生产过程中需要对CNG原料气、产品气及CNG生产过程中各个环节进行质量分析。在化验分析中,我们看到了天然气中的四氢噻吩含量在通过脱水装置前后有明显的变化。分析数据连续4日脱水前后含量(mg/m3):第1日脱水前:5.42,脱水后:有小峰无数值;第2日脱水前:3.41,脱水后:0;第3日脱水前:0.17,脱水后:0;第4日脱水前:4.7,脱水后:有小峰无数值。
经过天然气干燥脱水装置四氢噻吩几乎没有了。CNG干燥脱水装置选用的是GDT型前置式干燥器,其工作原理是:GDT型干燥器采用两塔轮流工作制,即一塔工作时,另一塔处于再生状态,达到设定的工作周期时即需人工切换工作状态。干燥器根据分子筛等压吸附原理设计。吸附干燥是一个屋里吸附过程,当含有水份的天然气通过分子筛床层时,分子筛将天然气气体中的水份吸附分离,从而实现气体的干燥。吸附达到饱和后,吸附床层通过高温再生气体加热的方法,将其中的水份驱除,从而实现吸附剂的再生。
CNG干燥脱水装置是利用分子筛吸附天然气中的水分从而达到干燥的目的。分析下分子筛的结构特点。分子筛分子筛是一种具有立方晶格的硅铝酸盐化合物。分子筛具有均匀的微孔结构,直径大小均匀,能把比其直径小的分子吸附到孔腔的内部,并对极性分子和不饱和分子具有优先吸附能力,因而能把极性程度不同,饱和程度不同,分子大小不同及沸点不同的分子分离开来,即具有“筛分”分子的作用,故称分子筛。吸附功能:分子筛对物质的吸附来源于物理吸附(范德华力),其晶体孔穴内部有很强的极性和库仑场,对极性分子(如水)和不饱和分子有出强烈的吸附能力。可见,分子筛不仅仅是对水分有极强的吸附能力,而且对所有极性分子和不饱和分子都具有很强的吸附能力。正是由于水、四氢噻吩这样的极性分子通过装满分子筛的干燥器时被分子筛吸附掉了,所以按照现有的CNG生产工艺,产品CNG中的四氢噻吩含量几乎为零。
5 CNG母站加臭设计工艺
5.1 CNG各生产工艺点压力示意如下:原料天然气,1-2.5MPa;脱水、脱硫后,1-2.5MPa;CNG压缩机后,20-25MPa;CNG加气柱,20-25MPa。燃气加臭系统由加臭泵和自控系统两部分组成。将各参数输入自控系统,自控系统就能控制泵的工作频次,达到想要的加臭量。加臭泵通过加臭管线将臭剂加到燃气管线上。加臭泵的工作压力要高于加臭点的燃气关系设计作压力,这样才能保证臭剂加到燃气管线里。
5.2 加臭点的选择:原料天然气的压力约在1MPa-2.5MPa之间,加臭机只要出口压力略高于原料天然气的压力即可。选择工作压力为2.5-3.0MPa的加臭泵就能满足需求。如果选在压缩机后或加气柱后端的工艺点上,则需要25MPa以上的加臭泵才能满足加臭要求。出口压力越高,加臭泵的价格就越高。考虑到CNG干燥脱水对四氢噻吩的吸附问题和CNG母站生产工艺的各个环节的压力不同,最经济的加臭点应该选在干燥脱水后、进入CNG压缩机前。
查阅有关CNG的设计规范,虽然没有找到关于CNG的臭剂说明,但随着车辆尤其是出租车使用CNG作为燃料的日益增多,CNG车辆的安全问题尤其变得重要。我们希望城市CNG车辆的普及既能在环保上又能在安全上给我们带来便利。
参考文献:
[1]城市燃气设计规范(GB50028-2006),中国建筑工业出版社,2006
关键词:LPG汽化站;工艺设计;设备选型;安全设计
液化石油气(LPG)在城镇民用及工厂生产燃气供应中得到了广泛的应用,具有运输灵活、储存效率高、运行成本低等优点。化工厂燃气锅炉、加热炉及回转窑等设备需要大量稳定高效的燃料气,因此,LPG汽化站成为化工厂设计的重要组成部分。
LPG汽化站的设计与城镇民用燃气供应LPG汽化站相比,具有以下几方面的特点:一是汽化站设置在化工厂内,而化工厂厂房、仓库、管道分布密集,汽化站设计中需充分考虑厂内其他设施。二是化工厂用气条件更为苛刻,设计中对产品气的压力、温度、流量等参数需更精确控制。
下面结合某LPG汽化站设计实例,项目用气量为1.89×106m3/a,用气为两路,分别为燃气锅炉和氧化镁回转窑。主要就LPG汽化站的工艺设计进行阐述。
1 选址及总图布置
LPG汽化站的选址一般是建在厂区内。本项目为高纯氧化镁扩建项目,厂区原有预留地,设计时选址需考虑总图布置的合理性,在符合防火间距、防爆间距的情况下,还要尽量做到汽化站与用气点靠近,管架布置方便,公辅设施进站方便,符合消防要求等实际情况。
总图布置时除要符合安全防火等相关规范外,需充分考虑LPG装卸、运输、过磅等情况。本项目LPG设计储量为200m3,由于厂内防火距离的限制,选用6台50m3的埋地卧式储罐。
2 工艺流程设计
LPG汽化站通常分为生产区和辅助区两部分。生产区包括储罐系统、卸车系统、汽化系 统,辅助区主要包括配电及控制系统。
据《城镇燃气设计规范》和厂内的实际情况,设计中把生产区设置在汽化站围墙内,辅助 区设置在汽化站围墙外。储罐系统采用 6个50m3的埋地卧式储罐和一个20m3的残液储罐; 卸车系统采用广泛使用的压缩机卸车系统;汽化 系统选用由两台蒸汽汽化器组成的一体式汽化撬。其工艺流程如图1。
3 设备选型
汽化站工艺设计中主要设备选型是工程质量的关键因素。LPG汽化站的主要工艺设备通常为LPG储罐、卸车压缩机、汽化器、混气机。本项目工艺上不需要混气装置,故对混气机的选 型不做阐述。
3.1 LPG储罐
3.3 汽化器
汽化器是汽化站的关键设备。化工厂 LPG 汽化站与城镇燃气供应汽化站不同,化工厂汽化 站用气量会根据厂内用气装置工艺调整时常发生较大波动,所以设计中既要满足LPG供气稳定, 同时又要满足装置的最大供气量。本工程最大用 气量为1200kg/h,最小用气量为300kg/h,据定型汽化器参数选型,结果为,VSP-1500P型蒸汽加热汽化器2台(撬装;单台汽化能力为1500kg/h),一用一备。
4 安全设计
LPG的主要成分为C3、C4烷烃,所以属于一种易燃易爆气体,当LPG 泄漏并汽化,与空气混合达到爆炸极限时,遇点火源就会发生爆炸。该气体爆 炸极限范围宽,爆炸下限低,爆炸危险性大。 LPG汽化后,由于其对空气的相对密度约为1.5~2.0,即比空气的密度大,LPG沉积在空气不易流通的地面,不易消散;此时,在点火源(包括静电火花)的作用下,极易发生爆炸,因此,LPG汽化站的设计需充分考虑各种安全设计。
本项目整个汽化站生产区设置2M高不燃烧实体墙围绕,这样既方便管理,减少不安全因素,又有利于事故时减少危害。消防管网、室外消防栓设置在围墙之外,以便发生火灾时消 防人员采取措施。另外,本项目在工艺设计上还最大限度地考虑了安全设置,按规范设置相应的安全附件。
LPG储罐接管上安全阀件的配置应符合下列要求:① 设置安全阀和检修用的放散管;② 液相进口管必须设置止回阀;③ 液相出口管和气相管设置紧急切断阀。
LPG储罐安全阀的设置应符合下列要求:①选用弹簧全启封闭式,其开启压力不应大于 储罐设计压力,安全阀最小排气截面积的计算应符合国家现行 《压力容器安全技术监察规程》的规定;②设置的放散管,其管径不应小于安全阀的出口管径,且地下储罐安全阀的放散管口应 高出地面2.5m以上;③ 安全阀与储罐之间应装设阀门,阀门应全开,且应采用铅封或锁定。
储罐设置的全启封闭式弹簧安全阀与储罐之间的管道上应装设切断阀。LPG储罐测量仪表的设置应符合下列规定:①储罐必须设置就地指示的液位计、压力表和温度计以及液位上、下限报警装置;②储罐宜设置液位上限限位控制和压力上限报警装置;③储罐液位和压力的测量宜设远传二次仪表;④ 就地指示液位计宜采用能直接观测储罐全液位的液位计。 LPG压缩机进、出口管道阀门及附件的设置应符合下列规定:①进口管道应设过滤器;②出口管道应设止回阀和安全阀;③进口管道和储罐的气相之间应设旁通阀。
5 结论
LPG在我国工业中得到了广泛的应用。因此,在LPG汽化站的设计过程中,我们需要严格遵守现行国家相关规范,合理布置总图,优化工艺设计,做好设备选型,并设计安全的自动控制,以减少LPG汽化站的各种隐患,使其在生产中发挥更大的作用。
参考文献
指导思想
认真贯彻执行《城镇燃气管理条例》、《省燃气管理条例》,坚持以“安全第一、预防为主”的方针,本着对人民群众高度负责的态度,进一步加强燃气安全专项整治工作,确保广大群众的生命、财产的安全。
组织机构
为加强安全专项整治工作领导,区住建局成立燃气安全专项整治工作领导小组,其组成人员如下:
该小组下设办公室,同志兼任办公室主任,具体工作人员由城建科、燃气站抽调。
专项整治工作目标
通过专项整治,深化燃气储罐站、瓶装供应站瓶装气化站安全生产规范化管理,完善瓶装供应站、气化站设置,推进燃气行业服务规范管理,消除燃气企业安全和小型餐饮场所用气安全事故隐患,确保燃气安全生产无事故。
专项整治工作重点
加强燃气企业安全生产管理与监督,排查储罐站、供应站、气化站安全生产事故隐患,综合治理瓶装供应站点,排查小型餐饮场所用气安全,查处液化气市场中的违法违禁行为。
时间安排
1、调查摸底阶段(2013年6月1日—6月12日)
制定专项整治具体工作方案,部署开展专项整治工作,组织燃气企业全面摸排登记企业单位燃气用户,深入开展安全用气宣传工作。
2、全面开展专项整治阶段(2013年6月13日—8月15日)
组织力量指导、检查、监督液化气企业安全生产工作,排查全区小型餐饮场所用气安全,依法查处各类安全生产事故,重点打击违法存放钢瓶,经营或销售瓶装液化气,利用钢瓶转充液化气等行为,以及液化气经营企业违法行为。
3、检查总结阶段(2013年8月16日—8月30日)
领导小组牵头,各职能部门配合,认真总结经验、做法及存在问题,研究建立长效管理机制的措施。
整治要求
1、强化燃气安全生产管理与监督,消除事故安全隐患。
按照燃气行业管理的职责要求,采取定期与不定期方式,组织对液化气企业安全生产进行指导、监督检查,发现存在重大安全事故隐患,立即采取必要措施并依法予以查处。同时,按照《省燃气行业安全管理考核办法》,开展液化气企业安全管理检查考核工作,对检查考核结果达不到规定要求的企业,按有关规定予以处理。
2、加大液化气市场监管力度,依法规范市场行为。
各企业应强化钢瓶管理,规范钢瓶充装检查纪录,完善钢瓶技术档案,逐步对钢瓶实施条形码管理。禁止向无证者提供经营性液化气、充装或者流动使用非本企业钢瓶以及不合格钢瓶或者超期未检钢瓶。
采取日常监督检查为主、相关部门联合执法行动相结合的办法,加强对企业储配站、供应站、气化站的充装、经营行为监督检查,对违规行为依法予以查处。
3、规范供应站管理,逐步完善瓶装气零售市场安全网络。
根据区燃气专项规划和城镇燃气设计规范等有关规定,合理布设供应站,建立和完善企业“储配站——供应站——用户”等供气直销网络。
各企业要加强对供应站动态管理,落实燃气行业服务规范化管理工作:向用户供气前,须对燃气用途、用气场所、钢瓶存放地点、安全条件、燃气器具等方面进行现场核验,符合使用条件的,方可与用户签订、履行供、用气协议;向用户发放《安全用气手册》,宣传用气安全常识;设置公平秤、监督台;重量、价格应按质监、物价部门的规定执行,实行液化气行业明码标价规范管理;向社会公布维修、服务电话,为用户提供咨询、维修等服务;员工应持证上岗,做好换瓶业务记录,要加强配送气环节管理,送气作业实行“三联单”制,不断提高安全服务质量。
4、加强安全培训和燃气安全宣传。
关键词:燃气设备及管网雷击损害 燃气积聚防雷措施 接闪器接地
Abstract: according to the characteristics of fuel gas equipment and pipe network, analyzes the direct lightning, ray waves, thunder induction into the gas to key equipment and piping damage, corresponding lightning protection measures.
Keywords: gas equipment and network lightning damage gas accumulation shows the lightning protection by grounding
中图分类号:TU996.7文献标识码:A 文章编号:
雷电灾害是影响人类活动的严重灾害之一。随着社会的发展和科学的进步,雷电灾害造成的经济损失和危害程度也大大增加,对建筑物和设备设施造成较大的损坏,有时甚至会危及人们的生命和财产安全。燃气设备及管网是保障城市可靠供气的重要设施,其分布点多面广,涉及千家万户的用气安全。因此,在燃气设备及管网的设计、施工和运行中注意采取相关措施避免和减小雷击的损害,使我们应当高度重视的问题。
一、雷击对燃气设备和管网的危害
雷电放电时间短,放电电流大,放电电压高,破坏力很强。其破坏作用主要表现在:① 机械性破坏。由两种力产生,一种是雷电通过物体产生的巨大电动力,另一种是雷电通过物体产生的巨大热量,使物体内部水分和气体急剧蒸发和膨胀所产生的内压力。② 热力性破坏。雷电通过物体产生的巨大热量使物体燃烧或金属材料熔化。③ 击穿性破坏。极高的电压使燃气金属管材的绝缘防腐材料被击穿,电气系统中的元器件超压击穿,造成防腐材料破损和电器系统损坏。这三种破坏作用对燃气输配供应系统都能造成较大的危害。
1.雷击对空旷地带的调压柜和阀室的损害
调压柜和阀室一般设置在空旷地带,周边的高层建筑少且分布稀,容易受到雷电的直接袭击。调压柜和阀室的调压、计量设备,承受较大区域的供气调压和计量工作,雷电的机械性破坏和热力性破坏都会造成阀门的O 型圈、调压器的皮膜和流量计的传动齿轮等内部的非金属件损毁,使调压计量设备报废。一旦发生问题将影响很大,而且设备价格较高,修复成本大。调压柜放散管的管口处于设施的最高点,极易受雷击,这会给作为爆炸危险场所的调压柜和阀室带来不安全的因素。
2.雷击对阴极保护绝缘体的损害
根据钢管防腐要求,地上钢管与地下钢管之间一般都设置有绝缘法兰或绝缘接头隔离,在雷电的高电位下,绝缘法兰、绝缘接头和管道的防腐绝缘层可能被击穿而损毁,使绝缘功能失效,甚至毁坏衡电位仪,直接影响管网的阴极保护效果,危害燃气管网的安全运行。
3.雷击对电气仪表和自动控制系统的损害
当临近雷击和直击雷发生时,由于接地电阻的存在,会产生一个高电位,使该处和远端产生电位差,对电气设备有较大威胁。户表远传系统有不少电子仪器设备,压力传感器、温度传感器以及罗茨流量计的电子元件,容易受电磁感应雷的影响而损坏,特别是极高的电压使电气系统的绝缘材料击穿形成相间短路,危及电气系统。去年6月发生的大英县政府宿舍70多只远程计量小表被雷电感应击穿损坏其芯片,就是一个典型例子。
4.雷击对建筑物附属燃气管的影响
① 感应雷对内立管的影响。在住宅建筑物内,在不带电的燃气金属管道上雷电感应所产生的火花放电,能量较小且时间短,通常不会发生火灾危险,若在管道接头发生泄漏并在一定空间积聚时,则会发生火灾危险。② 雷电波侵入对外立管和户外架空管的影响。雷电波可能沿着管道入户管侵入屋内,危及用户人身安全或损坏设备。据统计雷击起火事故中70 %左右是高电位侵入造成的。
5. 直击雷对阀井和计量设备的损害
闪电接击燃气设备,产生电、热效应和机械力破坏,使设备不能正常工作,影响供气安全。因燃气调压计量柜为封闭环境,燃气微量泄漏不易释放而积聚,特别是设置在空旷地带或建筑物顶部的调压柜或计量箱最易受到雷击。
6.雷击对PE 管材的损害
雷击热力性破坏使PE 管破损,或者钢塑转换接头被高电压击穿,造成管网漏气,危及供气安全。
二、防雷击的措施
针对燃气设备及管网的防雷保护,《 城镇燃气设计规范》 GB50028 一2006 中都做出了相应的规定和要求,6.5.22 条明确要求调压计量室应按《 建筑物防雷设计规范》 GB50057 一94 ( 2000 版)“第二类防雷建筑物”进行防雷接地设计;6.6.2 条要求设于空旷地带的调压站应单独设置避雷装置,其接地电阻应小于1OΩ; 10.8.5 条规定:“进出建筑物的燃气管道的进出口处,室外的屋面管、立管、放散管、引人管和燃气设备等处均应有防雷、防静电接地设施。”《城镇燃气设计规范》虽然明确提出了规定,但具体措施需要结合《 建筑物防雷设计规范》 GB50057 一94 ( 2000 版)的要求来执行。目前防雷设计一般都是电气设计人员来完成,这往往仅涉及需要建筑电气设计的部分,而不需要建筑电气设计的部分则经常忽略了防雷问题。只有将工艺系统和防雷设计较好地融合,才能有效地预防雷击。
防直击雷的装置主要采用接闪器系统,由接闪器、引下线和接地装置3部分组成。接闪器又有避雷针、避雷带和避雷网3种型式,引下线可明装或暗装,接地体也可根据实际条件选用自然接地体、基础接地体或人工接地体。
接闪器引来雷电流,通过引下线和接地体安全地引入地下,使接闪器下部保护范围内的建筑物和设备免受直接雷击。但防雷装置只有正确设计、合理安装和适时维护才能起到应有的作用,防感应雷和雷电波侵入都需要良好的接地设置。否则,不但不能起保护作用,反而会引来雷击。
1.调压柜防雷击
调压柜分为空旷地带设置和小区设置两种。小区内设置调压柜和调压箱,小区建筑物上建避雷网(带)或避雷针等防雷设施;空旷地带设置的调压柜,应注重管道和设备之间的静电跨接和静电接地设计,将关键设备单独做静电接地设计。因其为空旷地带设置,不宜造成燃气积聚,雷电火花引起爆炸的危险性相应较小,如有条件可采用避雷针作接闪器,也可根据《石油化工企业设计防火规范》 GB50160 一92 第8.2.2 条“工艺装置内露天布置的塔、容器等,当顶板厚度等于或大于4mm 时,可不设避雷针保护,但必须设防雷接地”的规定不设置避雷针,因为雷电产生的热能可以击穿厚度小于4mm 的钢板,而对厚度等于或大于4mm 的钢板则不能击穿。
燃气放散管一般为微正压,受雷击后管口残余气体可能会起火燃烧,但不易发生事故。当放散燃气量较大时,宜考虑在远离调压柜处设置放空区,且应在放散管口设置阻火器装置,放散管与调压柜中的工艺管道用绝缘法兰隔断,单独设置防雷接地。
不是设置了避雷针就可以高枕无忧了,燃气设备设施防雷最重要地是避免产生爆炸极限范围的环境。例如,1989 年8 月12 日9:55,中国石油天然气总公司管道局所属的黄岛油库末站(与青岛市区相隔4 海里)原油罐群因雷击发生爆炸起火。这场事故造成5 个油罐报废,4 万吨原油燃烧,损失1 401 万元,19 人死亡,74 人受伤。经事故调查确认,每个油罐都设有避雷针。而此次特大火灾爆炸事故的直接原因是由于非金属油罐(半地下混凝土油罐)本身存在缺陷,罐体中钢筋及金属部件的电气连接不可靠的地方较多,均有因感应电压而产生火花放电的可能性。根据油气分层原理,油罐内大部分空间的油气虽处于爆炸上限,但由于油气分布不均匀,通气孔及罐体裂缝处的油气浓度较低,仍处于爆炸极限范围,在遭受对地雷击,避雷针受雷击的强大电流而产生强烈电磁感应后产生火花引燃油罐油气。
2.阴极保护绝缘体的防雷击
燃气埋地钢管为减少腐蚀,除了管道外壁包覆了绝缘防腐层外,还会采用阴极保护的方式辅助管道防腐,并采用绝缘法兰或绝缘接头将埋地管道与地上工艺管道隔断以保证埋地管道的负电位,在雷击的高电压下,有时会击穿绝缘法兰或绝缘接头的绝缘层,损坏衡电位仪和阴极保护系统,因此在易受雷击的地方,最好采用绝缘法兰(便于在被击穿后更换),也可采用耐雷击的绝缘接头。德国舒克公司就开发了一种耐雷击的绝缘接头,可以有效地释放电位保护绝缘层。
3.仪表和自动控制系统的防雷击
仪表和自动控制系统均为精密仪器和电路组成,对雷击的抵御能力很弱,较高的感应电流或电位都会造成电子元器件损坏而导致整个自控系统瘫痪。在自控系统的设计安装时,在线路上应安装防浪涌的安全栅装置(电涌保护器),保证电涌隔离在系统之外,而且安全栅装置的选型一定要与设备或系统相匹配。中石油设在武汉分输站交接用的超声流量计受雷击损坏,原因并不是没有配置安全栅装置,而是由于安全栅的型号不符,没有达到隔离雷击的效果。在线仪表(如涡轮流量计和体积修正仪)宜考虑防雷接地导线的安装方式,建议不要直接搭接到金属管道上,最好在与流量计连接的两端金属管上采用绝缘法兰连接,增设防雷跨接,并设置外部金属箱体对其进行屏蔽保护,确保防雷效果。
4.建筑物附属燃气管道的防雷
① 户内立管预防感应雷。户内立管可与屋内接地干线连接,如与室内平行敷设的自来水管道距离很近(小于l00 mm ) ,宜用金属线跨接,跨接点间距不应大于30 m 。室内密闭橱柜内燃气立管平时应检查是否发生泄漏,避免燃气积聚。② 户外立管和户外架空管预防雷电波侵入。户外立管和户外架空管敷设时,应避开建筑物突起的位置,特别是檐角、女儿墙和屋檐等部位,不应高过避雷网(带)。③ 对于进入室内的燃气引入管,应在进入处就近与防雷或电气设备的接地相连,其冲击接地电阻不宜大于30Ω。高层建筑的室外立管,应考虑在顶端和底端与防雷装置连接,目的在于等电位连接,防止防雷设施受到直击雷时对燃气管道的反击。
5.燃气区域调压和计量设备预防直击雷的损害
燃气区域调压和计量箱一般不可能单独考虑设置避雷系统。在选择设置位置时,应尽量避开地质上容易落雷的地方(如土壤电阻率小的地点、地下水面积大的地点以及埋地金属管多的地点),也应尽量避开地形上容易受到雷击的地方(如空旷地带和建筑物顶部),如无法避开时,最好处于建筑物防雷保护范围里。否则,应有单独的防雷和静电接地措施,避免雷击损坏。此外,平时应注意经常检查有无燃气泄漏,减少燃气在箱内积聚的可能。计量箱内流量计与两端金属管宜采用绝缘法兰连接,两端金属管法兰应静电跨接。
三、结语
在我国由于建筑物附属燃气管道大多不是由建筑物的设计单位一体化设计,而是由燃气专业设计院单独进行设计,所以,一般建筑物附属燃气管道未纳入建筑物整体的防雷系统,燃气管道防雷往往容易忽略。在雷击较频繁的地区,燃气设备及管网的防雷是燃气设计和施工应特别注意的问题。只有针对性地采取措施,并加强日常的防雷接地检测,才能有效地预防雷击对燃气系统的损坏。
参考文献
[关键词]住宅小区;燃气设计;管道暗设
中图分类号:TU984.12 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)26-0086-01
一、城市住宅小区的特点
随着经济的发展,城市化水平不断的提高,人们对住宅的要求越来越挑剔,城市住宅建设越来越重视建筑立面造型,通过丰富、新颖的建筑形式,不但反映城市风貌与地区特色。而且,城市住宅的空间组织也丰富多样,多层、高层建筑数量增多,各种居住区组成梯级布置,形成了多层次生活空间。
但是住宅小区却面临着建设存有不足,矛盾客观存在。商业地产开发的工业化程度不高,很多建筑在设计未完善、手续未办好的情况下就已开工,致使施工中不断地更改设计,导致其它配套辅助工程难以适应。同时,用户的室内装修的日趋美化,又要求配套设施简洁集中,统一和谐。现阶段,在小区建设中,由于一些体制的问题,住宅主体设计与其它专业设施、设备建设未能统一考虑。特别是燃气专业的特殊性,不容易被其它专业的设计人员所了解,经常是在主体建筑完工以后才考虑燃气设施的设计施工,从而影响总体建设的效果。针对城市住宅建设的这些主要特点,住宅小区燃气管道的设计应适应城市住宅建设发展的要求。
二、住宅小区燃气管道的设计
1.室外燃气管网的设计
室外燃气管网的布置涉及到小区的总体规划,其规划设计是一个系统复杂的过程,同时需要较强的综合专业技术知识。目前的住宅小区以高层为主,多层和别墅为辅,建筑形式追求丰富新颖,户型讲究多样人性化。以下就高层及多层共建的小区为例,结合笔者自身经验分析住宅小区室外燃气管网的布置及设计。
(1)与开发商对接,收集设计小区的相关资料。如总体规划平面图、立面图、户型图、地下管线综合规划图和给排水、供电等各专业建筑施工图等。以便预留燃气管网位置,与其他管线协调施工,确保安全距离。
(2)确定压力级制。常用的住宅调压方式主要有:户内中―低压调压、楼栋中―低压调压和区域中―低压调压三种方式。比较这三种调压方式,区域中―低压调压方式具有安全系数高、供气稳定性强的特点。且现在的住宅小区楼房分布集中,为此种调压方式提供了便利。燃气经区域调压设备调压后经低压管道进入楼前引入管入户。只要住宅小区与调压站统一规划,例如将调压站周围的环境附以假山、建筑小品等园林艺术,既可确保调压站的安全距离,又利于使调压站外观与环境协调统一或隐蔽。
(3)室外燃气管线的布置
结合住宅小区用地十分紧张,并且,各专业管线在施工时未能统一协调,随意变动性较大,先后施工的管道往往被迫重叠等问题。如何在符合相关规范的要求下,查明管道周围的障碍物及地下各种设施的分布情况,充分利用有限的地下空间,使燃气管线在住宅小区地下空间中占有合理的位置,是设计中应该注意的问题。
一般燃气管布置在人行道或慢车道下,将其与给水管相邻,以充分利用《城镇燃气设计规范》中给水管与燃气管的净距可为0.5m的规定,节省地下空间。考虑给水管上安装阀门井及施工与检修,给水管与燃气管的中心间距可取1.5m。随着科学技术的发展,管道材料、施工质量及运行管理水平的提高,安全距离可以适当缩小。
合理布置小区中低压庭院管网和楼前引入管管位。选择合适的管位,减少安全隐患,降低事故的发生。除满足规范要求外,还要综合分析该区域发展规划,地下各种管线、设施的分布情况,设置必要的阀门井和预留端口,以便抢修和维修时切断气源,并且在未来发展时减少带气作业。
(4)确定管材、管径,配置调压设备和计量设备。根据燃气管网布置图和小区居民用气量做水力计算,确定中、低压管道管径。合理的选择管道材质、调压设备型号和计量表的类型;调压器的流通能力应与其供应的燃气用户数量和类型相匹配。
2.多层室内燃气管道设计
随着社会的发展和城市生活水平的提高,住宅室内装修的要求也越来越高。从燃气工程设计的角度,可以将燃气室内设计分为户内立管明设、户内立管暗设、户外立管和户外集中挂表等形式。根据楼栋的结构不同选择合适的立管形式及挂表形式。
(1)室外集中挂表
多层用户一般采用室内厅管明设和室外集中挂表的方式。集中式挂表就是引入管从室外引出地面,在底层楼外靠近厨房的位置进入表箱,箱前安装引入管阀门。引入管进入表箱后分别引支管与燃气表相连,表前设分支阀门,表后接用户支管,各表后用户支管形成管束引出表箱,可沿建筑物外墙垂直向上敷设,也可敷设在外墙墙槽、凹墙处、管井内,至各户所在楼层后在适当高度(建议距室内地面0.3~0.6m)进入厨房。表后管可用镀锌钢管、铝塑复合管、不锈钢波纹管和塑铝管。从实际应用经验来看,镀锌钢管因易腐蚀且安装不方便而较少使用,铝塑复合管也存在强度不高、室外安装时易老化、不易固定等问题。在高层建筑可以使用不锈钢波纹管或衬不锈钢钢管,用排卡直接固定在外墙上。
(2)室内燃气管道暗设
目前,房屋建筑设计施工时已将强、弱电线路和给排水管道敷设在隔墙、梁柱内和管井内进行暗设或移至室外设置。但一直以来,室内燃气管道仍采用室内明敷方式,大大影响了装饰效果,给装修带来困难,也使室内美观大打折扣。鉴于这种情况,我们在设计室内燃气管道时,根据用户的要求,将多栋住宅楼的室内燃气立管设计采用室内暗设立管、室外立管和室外集中挂表等形式,以满足室内的装修美观要求。
3.高层建筑室内燃气管道设计
(1)室内燃气系统的布置
1)燃气立管的布置
在进行室内燃气系统立管设计时,除必须遵守有关设计规范的要求以外,还应考虑其布置的最佳位置,做到既安全可靠,又不碍美观。但暗设的燃气管道应符合相关要求。
2)燃气表的设置
现在常用的住宅挂表方式主要有室外集中式挂表和室内分散式挂表等方式。室外集中式挂表是在住宅底层楼外靠近厨房的位置设置集中表箱。燃气引入管进入表箱后分别引支管与燃气表相连,各表后接用户支管形成管束引出表箱至各户所在楼层,并以适当高度进入厨房。集中表箱和配管往往影响建筑立面美观,而且对于冬季寒冷地区还需考虑表箱的保温,因为按规范要求,家用燃气表工作环境温度应高于0°C。室内分散式挂表是将燃气表装在各户的非封闭房间内,一般安装在厨房。这种挂表方式若不作掩饰处理,会破坏厨房内墙面的完整性,影响装修效果。
针对挂表存在的问题,可做如下考虑,使其满足安全使用和建筑美观的要求。对室外集中式挂表可考虑在屋顶集中布置表箱,引入管直接去到屋顶入表箱,表后管由上而下分层铺设支管到户,各管道尽量铺设在墙槽、凹墙处、管井内,这样可减少对住宅建筑周围环境的破坏。对室内分散式挂表,可将燃气表设计于低位安装的方式,将表安装在灶下的橱柜内,但橱柜内-般通风较差,为使用安全,应设置有通风孔。也可考虑将燃气表设计在阳台上或是公共区域的管道井内,这样燃气表不在厨房内,不影响厨房的装修效果。
(2)室内燃气管线的布置
由于燃气的相对高危险性,使其安装要求较为严格,因此它是难以协调和影响室内装饰美观的管线之一。若布置不恰当往往使得其与墙面距离过大,造成死角空间,影响家居装修。《城镇燃气设计规范》中允许燃气管道暗设,将室内管线作暗埋处理也是居室装修趋势。因此我们可以将室内管道尽量暗埋在墙面或地板内,或是将其暗设于吊顶或橱柜内,以减少明设管道的长度。管材应选用空调用铜管或燃气用铝塑复合管。
《建筑设计防火规范》(GB50016—2006)中第3.6.6条规定:“散发较空气重的可燃气体、可燃蒸气的甲类厂房以及有粉尘、纤维爆炸危险的乙类厂房,应采用不发火花的地面。”《氢气站设计规范》(GB50177—2005)中第7.0.7条规定:“有爆炸危险房间的门窗均应向外开启,并宜采用撞击时不产生火花的材料制作。”从理论上讲,对于氢气来说如果制氢间内发生少量的氢气泄漏,氢气会向屋顶聚集,在工程设计中只要按照《氢气站设计规范》中第7.0.10、7.0.11条来执行,层顶聚集的氢气就能顺利排出屋外,避免爆炸性混合气体的形成,即使地面因摩擦原因产生火花也不会引发火灾、爆炸事故。但是,如果水电解制氢装置的水封装置或者氢气管道大量泄漏,造成氢气在地面大量聚积不能立即排出,一旦发生地面摩擦产生火花,就会引起氢的火灾、爆炸事故。因此,水电解制氢站设计可考虑将地面设计为不发火在地面,通过这一安全措施可有效避免上述安全事故的发生。
水电解制氢装置中氢气管道、阀门、管件材质方面
《氢气站设计规范》(GB50177—2005)中第12.0.1~12.0.3条规定了氢气管道及阀门材质的使用条件限制。对于碳素钢管当设计压力为0.1~3.0MPa时,允许氢气最大流速为15m/s;当设计压力>3.0MPa时,允许氢气最大流速为10m/s。对于不锈钢管,当设计压力为0.1~3.0MPa时,允许氢气最大流速为25m/s;设计压力>2.5MPa的氢气管道的阀门材料应采用不锈钢。第12.0.14条中规定:“氢气管道在施工时接触氢气的表面,应彻底去除毛刺、焊渣、铁锈和污垢等,管道内壁的除锈应达到出现本色为止;碳钢管的焊接,宜采用氩弧焊作底焊;不锈钢管应采用氩弧焊;管道、阀门、管件等在安装过程中及安装后,应严格采用措施防止焊渣、铁锈及可燃物等进入或遗留在管内。”由以上规定可知,氢气管道、阀门、管件使用碳素材质具有局限性,实际操作中要完全做到规范中的要求并不易控制。但如果氢气管道、阀门、管件等使用不锈钢材质就避免了在管道内出现铁锈的可能,采用氩弧焊焊接的管道也避免了毛刺、焊渣的出现,从而避免了氢气与管道内含有的铁锈杂质摩擦形成静电火花,有效避免了火灾、爆炸事故的发生。
水电解制氢装置中氢气管道、阀门、管件、仪表等脱脂方面
《氢气站设计规范》(GB50177—2005)中第12章“氢气管道”中均没有提出氢气管道、阀门、管件、仪表等需要进行脱脂的要求,实际上氢气与油脂沾染也不会产生有碍安全生产的化学反应,因此在《氢气站设计规范》(GB50177—2005)中默许氢气生产可以不禁油。但在以水电解制备氢气为核心工艺的制氢站中,在水电解生产氢气的同时,也有氧气产生,如果电解装置中由于电解槽氢氧两侧压差过大,或在检修过程中施工人员误将电解槽正、负极错接导致氢、氧生产系统互换,或重新开车前在对氢系统进行的置换不彻底,这些因素均可能使得氧气送入氢气系统。根据《氧气站设计规范》(GB50030—91)中第9.0.16条规定:“氧气管道、阀门、管件、仪表、垫片及其它附件都必须脱脂。”因氧气与油脂接触后,如碰上火源,会立即引起火灾、爆炸事故。2003年某企业制氧厂内水电解氢气站就因为人员检修过程中将电解槽正、负极错接,导致站内的氢气储罐在生产运行过程中发生爆炸。根据对事故现场的调查推断,电解槽内较高纯度的氧气与压力表内的油脂在0.48MPa的工作压力下有可能发生了强氧化反应而点爆氢氧混合气。因此,如果针对水电解制氢装置中的氢气管道、阀门、管件、仪表进行脱脂,并在开车运行后及时对产品气进行取样检测,类似的爆炸事故就可能避免。
安全措施实施的投资成本与无安全措施的事故成本分析比较
1安全措施实施增加的投资成本
经过以上安全分析可知,水电解制氢站内甲类厂房的地面应采用不发火花的地面,氢气管道、阀门及管件全部使用不锈钢材质,氢气管道、阀门、管件、仪表等均进行脱脂。这3点安全措施并不是国家设计规范强制要求的,但措施的实施能最大限度的预防和减少水电解制氢站的火灾、爆炸事故的产生。由设计实例可知,对单套水电解制氢装置如果按照上述3点安全措施设计并进行施工,预计将增加投资成本约2.875万元。
2无安全措施所造成的事故成本
根据2011年1月1日新修订执行的《工伤保险条例》,因工死亡赔偿的一次性工亡补助金由48~60个月社会职工平均工资变更为上一年度全国城镇居民人均可支配收入的20倍。由此,一次性工亡补助金之和已突破40万。如果在工程设计中为了节省投资,忽略前述3点安全措施进行设计施工,无疑增加了发生氢气火灾、爆炸事故的可能性,一旦发生事故,就是按照伤亡一人计算,会得不偿失。
结论
各镇政府、街道办事处,区政府有关部门、单位:
为切实加强我区燃气安全生产管理,杜绝燃气安全生产重大事故,促进燃气市场健康发展,根据上级要求,结合我区实际,特制定本实施意见。
基本原则
坚持以科学发展观为指导,以推进平安建设为目标,按照注重宣传、预防为主、整防结合、查治隐患、遏制事故、强化基础的工作方针,建立健全燃气安全长效机制,不断规范燃气市场行为,强化燃气安全宣传教育,加强燃气安全检查,加大安全隐患整改,有效遏制安全事故,促进经济社会和谐发展。
工作重点
(一)规范燃气工程建设管理
一是加强城镇燃气设施报建审批管理。将燃气设施设计、报建纳入业务主管部门前期审查范围,严格按照住建部《城镇燃气设计规范》要求,对不符合燃气规划、设计不合理的燃气设施建设项目不予审批;在燃气设施设计建设过程中,加大先进安全保护设施、施工工艺的使用推广力度;按照《省燃气经营许可管理办法》,从严把握燃气经营企业尤其是罐装液化气经营企业准入条件,力求压缩数量、提高质量。(责任单位:区住建局、消防大队,各燃气企业)
二是强化燃气工程建设过程监管。提高燃气工程各环节安全监管的市场准入门槛,参与工程建设各方必须按照《建设工程安全生产管理条例》、《建设工程质量管理条例》有关规定,认真履行质量和安全责任;严格遵守住建部《城镇燃气输配工程施工及验收规范》、《城镇燃气室内工程施工及验收规范》、《聚乙烯燃气管道工程技术规程》等规章,严把管材质量关,严格按照施工工艺组织施工;在燃气管道安装后,严格按规定进行强度试验和严密性试验,确保工程质量。(责任单位:区住建局,各燃气企业)
三是严格组织燃气工程竣工验收。燃气工程建设完工后,严格按照《城镇燃气输配工程施工及验收规范》、《城镇燃气室内工程施工及验收规范》有关规定,认真组织竣工验收,未经验收的燃气工程不得投入使用。(责任单位:区住建局、消防大队,各燃气企业)
(二)强化燃气安全使用管理
一是加强宣传教育。要深入开展媒体专题宣传,精心制作燃气安全宣传教育片,在电视台黄金时间播放,并刻录光盘发至各村(居),定期组织居民观看学习;在相关媒体开设专栏,普及燃气安全知识。要深入开展文字书面宣传,结合供气和季节特点编辑制作《致用气居民的一封信》、温馨提示、宣传海报、用户手册等安全生产资料,逐一向广大用户发放,并在社区宣传栏张贴;要印制瓶装液化气安全使用须知,及时向每个用户发放。要深入开展社区巡回宣讲,成立专门燃气安全宣传教育机构,配备专职安全宣传教育员;充分发挥村(居)社区服务中心和居民学校的作用,定期邀请燃气安全宣传员进行教育讲座;要注重加强回迁小区、外来人口集中居住区、农村进城务工人员、空巢老人等重点区域、重点人员的宣传教育;要通过农村集市集中宣讲咨询、发放宣传材料等形式向农村居民普及天然气、液化气安全使用知识;各学校每月要在学生安全教育课程中安排不低于一个课时的燃气安全教育教学内容,培养青少年安全用气意识,提高全社会燃气安全意识。(责任单位:区住建局、教育局、电视台,各镇、街道,各燃气企业)
二是加强燃气使用检查。按照市建委《户内燃气设施设备安全检查及户外管线安全巡查规定》,积极开展燃气使用安全检查。要定期进行集中专项检查,各燃气企业每半年组织一次居民家庭入户安全检查,每三个月组织一次对工商业用户集中专项安全检查,并根据企业自查情况定期组织复查;每季度组织一次对罐装液化气经营企业联合执法检查,及时消除安全隐患。要强化日常入户检查,通过组织专门入户检查或利用查表时机逐户检查,重点检查胶管、管道阀门、燃气灶具使用状态及有无擅自拆、改、装燃气设施和违反安全规定安装使用燃气器具等违规行为,对存在安全隐患的,要当场提出整改意见,并通报村(居)委会(物业),共同督促整改;对存在影响公共安全的重大安全隐患并拒绝整改的,燃气企业经报请燃气主管部门同意,对该用户所处的整条燃气立管进行停气,并由燃气主管部门按照《省燃气管理条例》相关规定给予处罚;罐装液化气经营企业要对瓶装液化气用量较大的生产经营用户进行登记造册,主管部门和经营企业要定期入户进行安全用气检查。要加强高危设施重点巡查,强化对过路燃气管道、老旧铸铁管道、阀门井、挤压燃气管道地段、市政、绿化施工地段等高危设施燃气管线的巡查力度,确保燃气管网运行安全;要强化对瓶组间的安全检查,重点是安全隔离设施、警示标语、消防设施、通风散气设施、泄漏报警设施和报警远传设施的巡查,确保燃气设施安全运行。危险性较大地带和设施每周巡查,高度危险地带和设施要坚持每日巡查,形成巡检记录并妥善保存。要积极开展有奖举报活动,鼓励群众对燃气隐患点、泄漏点进行举报,若举报属实,隐患有效排除后,燃气企业要对举报人进行物质奖励。(责任单位:区住建局、安监局、工商分局、消防大队,各镇、街道,各燃气企业)
三是加强燃气燃烧器具市场监管。要加大对燃气器具市场秩序的清理整顿和监督管理力度,依法查处未取得《燃气燃烧器具安装维修企业资质证书》的相关企业和不符合产品质量标准要求、假冒伪劣的燃气燃烧器具产品,坚决打击无照经营燃气燃烧器具行为,从源头上杜绝燃气安全隐患。(责任单位:区住建局、工商分局)
(三)强化燃气设施升级改造和风险管理
一是积极开展老旧燃气管道改造升级。认真做好灰口铸铁老旧燃气管道地域分布情况和管道长度统计,根据城市建设整体规划和老旧小区改造方案,科学制定老旧燃气管道改造计划,报燃气主管部门审查备案后组织实施,争取2013年底前完成区范围内灰口铸铁燃气管道升级改造。(责任单位:各燃气企业,区住建局,各镇、街道)
二是积极推进瓶组间改造。全面掌握瓶组间具体分布情况和燃气供应范围,科学制定瓶组间改造计划,报燃气主管部门审查备案后,积极有序推进改造工作,争取2013年底前将区范围内的瓶组间改造成管道天然气。在完成改造前,要确保瓶组间安全运行。(责任单位:各燃气企业,区住建局、各镇、街道)
三是加大燃气安全隐患整改力度。加大对违章占压燃气管道的清理力度,依法对违章占压燃气管道、燃气设施的建(构)筑物进行清理和拆除,杜绝因违章占压燃气管线引发的恶性事故。加强城市管理,防止出现新的压占燃气管道现象。市区市政、园林等各类土方开挖施工前,施工单位须提前与燃气企业充分协调沟通,确保燃气管道安全。对在居民用户燃气检查中发现的安全隐患,燃气企业、镇(街道)和相关村(居)委会(物业)要共同督促整改。(责任单位:各燃气企业,区住建局、城管办、市政筹建组、园林筹建组,各镇、街道)
四是严格规范罐装液化气企业经营行为。强化对罐装液化气企业联合执法检查,督促其完善安全设施、规范经营行为。对安全生产管理不达标的液化气储配站、瓶装供应站、气化站要坚决予以取缔关停。按照属地化、专业化管理相结合的原则,严格防控和取缔流动倒罐式液化气经营行为。(责任单位:区住建局、安监局、城管办、工商分局、消防大队,各镇、街道)
保障措施
(一)强化责任落实。区住建局要按照“一岗双责”要求,充分发挥行业主管部门作用,做好燃气安全生产管理工作的组织、协调、调度、考核工作,确保各项重点工作得到有效落实。各燃气企业是燃气安全生产管理的责任主体,要高度重视燃气安全生产工作,加强安全教育,增加安全投入,落实安全措施,认真履行第一责任人职责。各镇(街道)要按照安全生产属地化管理的要求,切实抓好居民燃气安全宣传教育,与燃气企业共同做好燃气安全检查和隐患联合整改,确保辖区燃气使用安全。各相关部门要按照职责分工,认真落实燃气安全责任,抓好各项工作的协调落实,形成燃气安全工作合力。