LNG厂站工程中围堰区的优化设置.docx

LNG 厂站工程中围堰区的优化设置1 1概述概述 1.11.1围堰区的概念围堰区的概念在 LNG 厂站工程中，最主要的危险设施为 LNG 储罐，在事故状态下储罐可能破裂。为防止此时 LNG 的泄漏蔓延，在大部分的 LNG 厂站工程中，需按规范要求为储罐设置安全围护设施，即钢筋砼围护墙。此围护墙称为围堰，围堰所围合的区域即为围堰区。本文分析探讨的是在储罐总储量大于 2000m3的 LNG 厂站工程中，需特殊设置的围堰区。1.21.2围堰区的参数围堰区的参数围堰区具有许多属性参数，规范中仅对某些参数有所限制。常用的参数a围堰扩距：围堰内堤脚到储罐外壁的距离，单位为 m。b围堰区域面积：围堰所围合的区域占地面积，单位为 m2。c围堰区有效容积：围堰区域面积与围堰计算高度的乘积，单位为 m3。其中围堰计算高度等于围堰内高度(围堰区内地面算起)减去 0.2m。参数之间的关系围堰区的上述 3 个参数互相关联制约。围堰扩距是最基本的参数，在围堰高度一定时，围堰扩距越大，围堰区域面积越大，围堰区有效容积越大。1.31.3围堰区对工程的影响围堰区对工程的影响 LNG 厂站总平面设计中，必须满足两项基本要求，一是确保建构筑物(站内外)之间防火间距满足规范要求，二是对站外环境的危害程度符合安全评价(以下简称安评)和环境影响评价(以下简称环评)的要求。防火间距的控制与其他建构筑物不同，对于按规范要求设置了围堰区的储罐，除了控制储罐本体(从罐外壁算起)到周围建构筑物的距离，还要控制围堰边界到周围建构筑物(站内外)的距离。安全评价和环境影响评价在对厂站的安评和环评中，其危害程度的评估计算，是以围堰区域面积或围堰区有效容积为基数的，基数越大则危害程度就越大。1.41.4问题的提出问题的提出由以上分析可知，围堰区是一个矛盾体。为了防止 LNG 泄漏溢出围堰区，确保储罐自身的安全围护更安全合理，需要加大围堰区域面积，但这样造成了厂站占地面积增大，并对工程的安评和环评带来不良影响，由此产生的后果对站址的选择、厂站的造价和工程工期控制产生不可忽视的副作用。如何处理这个矛盾体?本文沿着总图没计的整体思路，对围堰区的合理设置，从常规设置的围堰区到优化设置的围堰区进行论述。2 2围围堰区设计的基本依据堰区设计的基本依据 2.12.1依据的规范依据的规范GB 501832004石油天然气工程设计防火规范(以下简称油规)。GB 503512005储罐区防火堤设计规范(以下简称堤规)。2.22.2油规和堤规对围堰区的要求油规和堤规对围堰区的要求对不同类型储罐的要求 LNG 储罐按其罐体结构形式分为单容罐、双容罐和全容罐。双容罐和全容罐属于特殊情况，此类储罐的围堰是与罐体相连设置的，不需形成围堰区；而单容罐的围堰需脱离开罐体，按一定的要求独立设置，形成围堰区。本文论述单容罐的围堰区设置。对单容罐围堰的具体要求基本要求：围堰区有效容积不小于最大单罐罐容，并为工艺管道及设备安装留有合适的空间。以100kPa 的操作压力为分界值，形成两种不同的围堰区设置方法。当操作压力大于 100kPa 时，围堰区只需满足基本要求，例如子母罐的围堰区。本文不再论述。特殊要求：当操作压力小于或等于 100kPa 时，且围堰区内采取了防低温或火灾影响的措施，围堰区的设置除了满足基本要求外，还需满足特殊要求，见式(1)。L+h=y+x(1)式中 L围堰扩距，mh围堰内高度，my储罐最高液位，mx储罐气相空间压力的当量压头，m3 3围堰区的计算实例围堰区的计算实例已知：某 LNG 工程围堰区内，设有 LNG 单容罐 2 台，单罐罐容均为 5000m3，操作压力为 l5kPa，围堰区采取防低温或火灾影响的措施。要求：合理设置围堰区。3.13.1满足油规满足油规和堤规对围堰区的要求和堤规对围堰区的要求满足基本要求应满足有效容积的要求。根据已知条件得出：围堰区有效容积为 5000m3。满足特殊要求应满足式(1)的要求。式(1)中的 y 和 x，可根据已知条件，从储罐的参数得出，但 L 和 h 的值具有可变性，需在以下论述中得出。3.23.2设计参数设计参数设计参数包括储罐、LNG 和其他的设计条件。设计中，储罐的设计参数均由储罐生产厂家提供。储罐外径 d 为 22.3m，储罐设计液位为 16m，储罐的操作压力为 l5kPa，LNG 密度约 430kgm3。由以上参数可以得出以下数据：最高液位 y：式(1)中的最高液位是由设计液位和支承储罐的承台高度相加而得。承台高度约 3m(实践经验)，则 y19m。当量压头 x：由操作压力和 LNG 密度可得当量压头 x3.5m。3.33.3不同平不同平面形状的围堰区及其特性面形状的围堰区及其特性围堰区的平面形状可分为圆形和矩形两种基本形状。按规范要求设置的未做特殊优化处理的围