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摘 要

ABSTRACT V

第一章 概述 1

1.1 概述 1

1.1.1 液化天然气的理化性质 1

1.1.2 液化天然气的危险危害特性 2

1.2 液化天然气储存容器及工艺条件的确定 2

1.2.1 液化天然气储存容器的选择 2

1.2.2 液化天然气储存方式的选择 3

1.2.3 液化天然气储罐材料的选择 3

第二章 液化天然气球罐设计 4

2.1 液化天然气球罐形式与壳体 4

2.1.1 液化天然气球罐形式 4

2.1.2 球壳尺寸计算 4

2.2 液化天然气球罐壳体的强度计算 11

2.2.1 球罐内壳厚度计算 11

2.2.2 应力校验 12

2.2.3 最大允许工作压力计算 13

2.3 液化天然气球罐的保冷措施 13

2.4 液化天然气球罐支座设计 13

2.4.1 支柱结构 14

2.4.2 支柱与球壳的连接 15

2.4.3 支柱的防火安全结构 15

2.4.4 拉杆结构 15

2.5 液化天然气球罐的附件 16

2.5.1 安全阀 16

2.5.2 压力表及其监控系统 18

2.5.3 温度计及其监控系统 18

2.5.4 液位计及其监控系统 19

2.5.5 可燃气体报警仪 20

2.5.6 梯子平台 21

2.5.7 氮封装置 21

2.5.8 防雷静电装置 21

2.5.9 开孔 22

2.6 液化天然气球罐水喷雾冷却系统设计 22

2.6.1 水喷雾灭火系统灭火机理及系统组成 22

2.6.2 基本参数确定 23

2.6.3 喷淋环管的布置 23

2.6.4 喷头的布置 24

2.6.5 喷头流量及喷淋管的流量的计算 26

2.6.6 罐区消防水量计算 27

第三章 液化天然气球罐区的平面布置 29

3.1 液化天然气球罐区功能分区 29

3.1.1 液化天然气装卸区 29

3.1.2 行政办公区 29

3.1.3 储罐组 29

3.1.4 压缩机房布置 30

3.1.5 变电配所 30

3.1.6 消防车道 30

3.1.7 罐组泵区 31

3.1.8 消防泵房 31

3.1.9 消防水池 31

3.1.10 事故存液池 31

3.2 液化天然气防火堤设计计算 31

3.2.1 防火堤内液化天然气储罐排放设计 31

3.2.2 防火堤设计 32

3.3 消防设计 32

3.3.1 消防泵房设计 32

3.3.2 消防水池设计 32

3.3.3 灭火器的配置 32

3.4 液化天然气罐区总平面布置及平面图 33

第四章 液化天然气罐区危险有害因素辨识及安全对策措施 35

4.1 液化天然气危险性分析 35

4.2 液化天然气罐区重大危险源辨识及安全对策措施 35

4.2.1 液化天然气罐区重大危险源辨识 35

4.2.2 液化天然气罐区重大危险源安全对策措施 35

4.3 液化天然气罐区危险有害因素辨识及对策措施 36

4.3.1 火灾爆炸 36

4.3.2 液化天然气中毒、窒息 39

4.3.3 液化天然气翻滚 41

4.3.4 液化天然气低温冻伤 41

4.3.5 车辆伤害 41

4.3.6 高空坠落 42

4.3.7 机械伤害 43

4.3.8 触电 45

4.3.9 淹溺 47

4.3.10 物体打击 47

4.3.11 其他伤害 47

第五章 液化天然气球罐区的安全评价 48

5.1 安全检查表对罐区进行全面安全检查 48

5.1.1 液化天然气球罐区的安全检查表 48

5.1.2 安全管理措施 51

5.2 道化学法对液化天然气球罐区进行安全评价 53

5.2.1 球罐区的道化学分析法 53

5.2.2 安全管理措施 57

结论 58

参考文献 59

摘 要

天然气能源作为一种清洁高效的新一代能源，广泛地应用于石油化工的生产、车辆燃料、家庭使用等方面。目前我国大部分省市已普及天然气，但仍有部分地区没有天然气，液化天然气的储存可为尚未铺设天然气管道的地区带来益处。液化天然气具有易燃易爆特性，其储罐要严格保证良好的密封性、绝热性、耐压性以及各项安全指标，本课题将对储存液化天然气的3×2000m³球罐区进行安全设计，为实际LNG的储存提供参考意见。设计内容主要包括储存参数的确定、球壳和消防的设计计算、罐区总平面布局、危险有害因素辨识，最后利用安全检查表、道化学的科学方法对整个罐区做安全现状评价，并对本设计做可靠性检验。

关键词：液化天然气 球罐 安全设计 现状评价

ABSTRACT

Natural gas energy, as a clean and efficient new generation of energy, is widely used in petrochemical production, vehicle fuel, household use, etc. At present, most provinces and cities in China have popularized natural gas, but there are still areas where there is no natural gas. The storage of liquefied natural gas can bring benefits to areas where natural gas pipelines have not been laid. Liquefied natural gas is flammable and explosive, and its storage tanks must strictly guarantee good sealing, thermal insulation, pressure resistance, and various safety indicators. This topic will design the 3 × 2000m³ spherical tank area that stores liquefied natural gas. Provide reference for actual LNG storage. The design content mainly includes the determination of storage parameters, the design calculation of spherical shells and fire protection, the general layout of the tank area, the identification of hazardous and harmful factors, and finally the safety status assessment of the entire tank area using the safety checklist and the scientific method of Dow Chemical. Design for reliability test.

Keywords: LNG;spherical tank;safety design; status quo evaluation

第一章 概述

1.1 概述

液态天然气体积仅为气态的1/625，相比气态储存量更大，液化天然气有很多用途，如利用移动式罐车的方式解决了城市燃气管道的负荷；汽车燃料，清洁环保；小区LNG气化工艺简易，LNG常用于小区气化气源；LNG蕴藏较大的冷量，可用于发电、制冰、协助建设冷库等。液化天然气需要在低温环境下存储，并因储存方式的不同，储存压力也存在差异，同时随储罐运行时间的增长，罐内气相部分增加，罐内压力跟着增大，设计的液化天然气球罐要保证良好的耐压能力和绝热保温性能。本课题将依据规范进行设计，将对球罐罐体、附件、罐区布置进行设计，对罐区危险因素辨别，并按照可行性原则进行设计评价。

1.1.1 液化天然气的理化性质

天然气的主要成分中，甲烷含量占95%以上，还有少部分乙烷、丙烷和丁烷，另外还有极少量的硫化氢^[1]，在了解液化天然气性质中，也主要以甲烷的物理和化学性质为准，另外在特殊工艺控制中，也考虑其他成分的物理和化学性质。甲烷的理化性质见表1.1。

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