LNG工厂安全布置要求与标准

1.工厂布置的基本任务

（1）工厂布置述及的对象

1）生产过程所使用的机器设备、各种物料。

2）从事生产的工作与操作人员。

3）铁路、船舶码头、道路。

4）各种物料管线。

（2）基本任务 结合厂区的各种自然条件和外部条件，确定生产过程中各种对象的空间位置，以获得最合理的物料和人员的流动路线，创造协调、合理的生产和生活环境，组织全厂构成能发挥效能的整体，工厂布置的实质是寻求物料与人员的最佳运输方案。

（3）工厂布置的划分 国内在设计上划分为厂区布置和装置布置两部分。厂区布置又称为总平面图布置，一般由总图专业承担。装置布置一般由工艺与配管专业承担。

2.工厂的总平面布置

（1）满足生产和运输要求

1）符合各种LNG生产工艺流程的合理性，各生产环节具有良好的联系，保证生产作业短捷，避免流程交叉、迂回往复，使各种物料的输送距离最小。

2）水、电、汽及其他公用工程的供应设施，在考虑对环境影响和厂外管网的联系之后，力求靠近负荷中心，使各种公用系统介质的输送距离最小。

3）厂区道路径直短捷，LNG运输罐车、其他车辆之间、人流与罐车之间尽量避免交叉迂回，对基地生产型的LNG工厂和卫星型汽化站，LNG罐车的输入与输出均是工厂的最大货运量且往返频繁，宜靠厂区边缘地段和厂外道路布置。

4）当厂区较为平坦方整时，一般采取矩形街区布置方式，这可使布置紧凑、用地节约。

（2）满足安全与卫生要求LNG生产、储存与输送过程具有易燃、易爆的特点，厂区布置应充分考虑安全布局，严格遵守防火、防爆等安全规范、标准和有关规定。无论是基地生产型LNG工厂还是LNG接收终端站，由于储存有大量的LNG，因此还应考虑对周边地区的安全影响，一般布置原则有如下方面：

1）火灾危险性较大的单元、装置和场所，应布置在下风侧；

2）可能散发、需排放可燃气体的场所，例如LNG灌装站台、放空筒、等应远离各类明火源，并应布置在明火源的下风侧或平行风侧和厂区边缘。

3）储存大量可燃、易燃液体或比空气重的液体储罐，不宜布置在人多场所及火源的上坡侧，如液化装置所需的各种冷剂储存区。当工艺需要而设在上坡侧时，应采取有效安全措施，如设置防火墙、导流罐或沟，避免液体的可能流散危及坡下设备与人员的安全。

4）火灾、爆炸危险性较大、散发易燃气体的车间、装置或设备，应尽可能露天或半敞开布置，以相对降低危险性和事故的破坏性，但应注意地域条件对露天布置的适应性，例如：液化天然气（LNG）液化工厂中的冷剂压缩机、天然气（NG）原料压缩机、蒸发气（BOG）压缩机的厂房。

5）作为大功率压缩机驱动机的燃气轮机、空压站的空气吸入口位置，应布置在空气较为洁净的地段，避免有害气体或沙尘的侵入，否则应采取有效措施。

6）厂区建筑物的布置应有利于自然通风和采光。

7）厂区宜考虑合理的绿化，既要减轻烟尘影响，又不得使可燃气体得以滞留。

（3）工厂发展的可能性考虑 由于LNG工艺与设备的更新、加工程度的深化、产品品种的变化、综合利用的增加和扩建等原因，工厂的布局需要有一定的弹性，即要求在工厂发展变化、厂区扩大后，现有的生产、运输布局和安全布局仍能保持相对的合理性。例如液化能力或储存能力的增加、产品从一般燃料级的LNG改为汽车燃料级、需回收增加凝析油（NGL）或液化石油气（LPG）产品、压缩机的驱动从电动机改为燃气轮机驱动方式、燃气轮机机组增加热量回收装置、LNG接收站的冷量利用等。这些均应按具体情况在项目的发展规划中有所考虑，用以作为总图布置的依据。具体注意事项如下：

1）分期建设时，总平面布置应使前后各期工程项目尽量分别集中，使前期尽早投产，后期有相当的合理布局。

2）应使后期施工与前期生产之间的相互干扰尽可能小。后期工程一般不宜布置在前期工程的地段内，其外管还应避免穿过前期工程的危险区域或车间内部，以利于安全生产和施工。对扩建工程为增产而需增加设备时，应于布置上留有扩建设备的位置。

3）在预留发展用地时，总平面布置至少应有一个方向发展的可能。

（4）节约用地 节约用地应视为所有工程项目建设的一项基本原则。

（5）总平面布置应考虑各种自然条件和周围环境的影响

1）重视风向和风向频率对总平面布置的影响，山区建厂还要考虑山谷风影响和山前、山后气流的影响，要避免将厂房建在窝风地段。

2）注意工程地质条件的影响，厂房应布置在土质均匀、地耐力强的地段。一般挖方地段宜布置厂房，而填方地段宜布置道路、地坑、地下构筑物等。

3）地震区、湿陷性黄土区的工厂布置，还应遵循有关规范规定。

4）满足城市规划、工业区域规划有关要求。

5）应为施工安装创造有利条件：①满足施工和安装（特别是大型设备吊装）机具的作业要求；②厂内道路布置应考虑施工安装要求。

6）LNG厂区或站场与邻近企业、社区及公用设施的安全距离，应符合现行规范的规定。

3.总平面布置设计的主要技术经济数据指标

（1）主要技术经济数据指标

1）厂区占地面积（m²）。

2）厂外工程占地面积（m²）。

3）厂区内建、构筑物占地面积（m²）。

4）厂内露天堆场、作业场地占地面积（m²）。

5）道路、停车场占地面积（m²）。

6）管线、管沟、管架占地面积（m²）。

7）铺装面面积（m²）。

8）围墙长度（m）。

9）厂区内建筑物总面积（m²）。

10）厂区内绿化占地面积（m²）。

11）建筑系数（%）。

12）利用系数（%）。

13）建筑容积率（%）。

14）绿化（用地）系数（%）。

15）土石方工程量（m³）。

（2）主要技术经济数据指标中的一些数据定义和计算

1）建筑系数

建筑系数=（建筑物占地面积+

构筑物占地面积+露天设备占

地面积+露天堆场占地面积）/

厂区占地面积×100% （4-1）

说明：①建、构筑物占地面积。按建筑物、构筑物的轴线框内占地面积算；火炬按地面设施的围墙或火炬安全半径范围算；栈桥按栈桥长宽乘积计算。

②露天设备占地面积。独立设备按实际占地面积计算；成组设备按设备铺砌范围计算，但最大计算到设备基础外缘1.2m处。

③露天堆场占地面积，是指露天堆存的原料、燃料及设备材料的堆场面积，按场地边缘线尺计算。

④厂区占地面积按厂区围墙所围地域计算。

2）利用系数

利用系数=建筑系数+管道及管廊

占地系数+道路占地系数 （4-2）

①管道及管廊占地系数管道及管廊占地系数=

②道路占地系数

道路占地系数=

说明：①管道占地面积。按管道长度乘以管道计算宽度计算。管道计算宽度按下列规定计算。

a）地下管线及沟渠 按管线外径（有保温时为保温后外径）或沟渠外沿宽度加1.0m计算。

b）电缆 对与管道相邻的电缆，按电缆敷设宽度加1.0m计算；当电缆与电信电缆相邻敷设时，按电缆敷设宽度加0.75m计算。

c）电杆 按电缆敷设宽度加0.5m计算。敷设在管廊及道路下面的管道不应重复计算其占地面积。

②管廊占地面积。架空管廊按管架支柱间轴线宽度加1.5m乘以架空管廊的长度；沿地敷设的管线带，按管墩宽度加1.0m乘以管线带长。

③道路占地面积。按道路长度乘以道路占地宽度计算。城市型道路占地宽度按路面宽度计算；公路型道路占地宽度，计算至道路边沟外沿。

④广场占地面积。包括停车场、回车场和办公楼、食堂及工厂出入口前的广场，均按设计占地面积计算。

⑤人行道占地面积。按设计占地面积计算。

3）建筑容积率建筑容积率=建筑总面积/厂区占地面积 （4-5）

说明：建筑总面积指厂区围墙内所有建筑物建筑面积总和。

4）绿化（用地）系数

说明：参照石油化工厂的一般要求，LNG工厂的绿化利用系数可取12%～20%。

4.竖向布置

工厂的竖向布置和平面布置是工厂布置不可分割的两个部分。平面布置确定全厂建筑物、构筑物、工艺装置、储存与装卸单元、道路和各公用工程等单元的平面坐标。竖向布置则是确定它们的标高，其目的是合理地利用和改造厂区的自然地形，协调厂内外的高程关系，在满足工艺、运输、卫生和安全要求前提下，使厂区场地土方工程量最小，雨水的排除顺利且不受洪水威胁。

（1）基本任务

1）确定竖向布置方式，选择设计地面的形式。

2）确定全厂建、构筑物、工艺装置、储存与灌装、道路、排水构筑物等的场地标高。

3）确定工程场地的平整方案及场地排水方式、排水措施方案。

4）进行工厂的土石方工程规划，计算土石方工程量并拟定土石方调配方案。

5）合理确定必须设置的各种工程构筑物和排水构筑物，如道路、护坡、涵洞及排水沟等，进行设计或提出条件委托设计。

（2）竖向布置方式

1）平坡式。整个厂区无明显的标高差或台阶，各平面之间连接处的标高无急剧变化，或者标高变化不大的竖向处理方式。自然地形坡度一般小于4%。平整后的坡度不宜小于0.5%，以利场地排水。

2）阶梯式。整个工程场地划分为若干个台阶。台阶间连接处标高变化大或急剧变化，采用陡坡或挡土墙相连接的布置方式。此方式的土石方工程量较平坡式低，易于就地平衡，排水条件好，运输和管网的敷设条件较差，需设护坡或挡土墙。自然地形坡度大于4%，场地面积较大时，坡度大于3%时也可采用阶梯式竖向布置。

3）混合式。设计中采用平坡式与阶梯式兼有的方式，大多用于厂区面积较大或局部地形变化较大的工程场地设计中。

（3）土石方工程量计算 土石方工程量计算是竖向设计的工作内容之一，又是进行工厂的土石方规划和组织土石方工程施工的依据。计算应包括工程的填方与挖方工程量。计算方法有四种：

1）方格网计算法。一般常用，精度高但计算量大。

2）断面计算法。用于方案比较或进度要求不高的工程中。

3）局部分块计算法。一般常用，精度高但计算量大。

4）方格网综合近似计算法。用于方案比较或精度要求不高的工程中。

（4）坐标与高程系统

1）坐标系统

①国家坐标系统。建国初期，为满足国家经济建设需要，采用前苏联克拉索夫斯基椭圆元素，建立了我国的大地坐标系，定名为“1954年北京坐标系”，并以此作为全国统一的坐标系统，多年来在经济建设等领域发挥过重要作用。今后一定时间内仍有一些部门和单位会继续使用。1978年国家决定进行全国天文大地网的整体平差和建立我国新的坐标系，即国家大地坐标系。国家大地坐标系的大地原点设在我国中部陕西省西安市西北处，这个坐标系称为“1980年国家大地坐标系”，简称西安原点。用大地测量方法建立的国家控制网的精度，可以满足小比例尺测图的需要。

②城市坐标系统。这是用城市控制测量方法建立的平面控制系统，作为城市和各项工程建设大比例尺测图的需要。一个城市建立起来的相对独立的平面坐标系统，是与国家坐标系统相关联的。

③假设坐标系统。在厂址测量中，因各种客观情况的条件限制，在满足工程建设需要的前提下，可以建立假设的坐标系统；然后根据需要与附近的有关系统，例如国家或城市坐标系统进行联测，以建立起相互关系。

2）工程的坐标定位。总平面图上需对所布置的建筑物、构筑物、铁路、道路、管线及其他设施等进行定位标注。所要标注的定位坐标，可以采用测量坐标，也可以选用自己建立的工厂建筑施工坐标。根据工程的具体情况，当工程较简单，单体较少，且建、构筑物的轴线与测量坐标轴平行时，一般可直接标注测量坐标。当工程规模较大，单体较多，且建、构筑物的轴线与测量坐标轴有交角时，则宜建立并标注自己建立的建筑施工坐标。

3）总平面布置图上定位坐标的标注。工程上大部分总平面图所标注的定位坐标属于建筑施工坐标。建立系统时，应选择合适的点位作为原点，并选择合适的网轴偏角。一般网轴应与工程的大部分建、构筑物的轴线相一致，原点应使所有建、构筑物的施工坐标值（A、B）为正值，这样可以使坐标的换算简便。建筑施工坐标应注明原点的测量坐标（X，Y）值，如原点不是坐标点的O点（OA、OB），则还应标出其A、B值，此外总平面图上还应注明建筑施工坐标与测量坐标轴的夹角（A轴与X轴的夹角，或者是B轴与Y轴的夹角）。建筑施工坐标系统在图面上用100mm×100mm的细实线通线方格网表示，坐标代号用“A，B”表示，且应在图面适当位置标注上建筑施工坐标网的坐标值（A、B）；此外，图面上还应将测量坐标网（用细实线交叉十字网（用100mm×100mm）画上，同时也应将测量坐标值在适当位置标注上。网格画法示意图见图4-1。

5.管道布置

（1）布置目的 避免各专业管网之间的拥挤与冲突，确定合理的间距与相对位置，并与总体布置相协调，以减少生产过程中的动力消耗、节约投资与用地、保证安全并方便施工和检修。(www.xing528.com)

（2）工作内容

1）确定各类管网的敷设方式，除按规定必须埋设地下的管道外，尽可能布置在地上；

图4-1 建筑施工坐标网格画法示意图

2）确定管道走向和具体位置。

3）协调各专业管网定位，避免相互拥挤与冲突。

（3）布置原则

1）宜平直敷设，与道路、建构筑物、管廊平行或直角交叉。

2）使管道敷设长度最短，减少弯转，减少与道路、建构筑物、管廊平行或直角交叉。

3）对埋地的地下管线，尽量压缩管道占地，可从建筑物基础外缘至道路中心利用不同埋设深度敷设，由浅而深的次序依次为：弱电电缆，电力电缆、给水管、循环水管、雨水管、污水管、照明电杆。

4）尽可能将埋设管道布置在道路之外，在施工程序许可或布置困难时，才可将检修频率较小的雨水管、污水管埋设于道路之下。

5）干管应靠近主要用户，尽量布置于连接支官最多的一边。

6）地下管道可布置在绿化带下，但不得布置于乔木之下。

7）需考虑扩建而预留必要的管线位置。

8）管道布置时的避让原则是：小管让大管；易弯曲管让难以弯曲的管道；压力管让重力管；软管让硬管；临时管让永久管；施工量小的管让施工量大的管。

9）满足各种规范、规程和规定要求。

（4）管架与建筑物、构筑物之间的最小水平间距 见表4-1。

（5）架空管道、管架与道路的最小垂直间距

表4-1 管架与建筑物、构筑物之间的最小水平间距

注：1）管架从最外边线算起。2）本表不适用于低架式、地面式管架及建筑物支撑式管架。3）城市型道路从路面边缘算起；公路型道路从路肩边缘算起。4）火灾危险性属于甲、乙、丙类的液体、可燃气体，与LPG介质管道的管架与建筑物之间的最小水平间距，应符合有关规范规定。

1）道路（从路拱算起）为5.0m，有大件运输要求或在检修期间有大型起吊设备通过的管道，应根据需要确定，困难时，在安全前提下可减少到4.5m。

2）人行道（从路面算起），街区内为2.2m；街区外为2.5m。

（6）地下管线间距

1）地下管道与建筑物、构筑物之间最小水平间距。见表4-2。

2）地下管道之间的最小水平间距，见表4-3。对应上述表4-2所列尺寸与数据，间距按管径尺寸、电力电压数值大小取值。

表4-2 地下管道与建筑物、构筑物之间最小水平间距

注：1.表列间距除注明外，管道均自管壁、沟壁或最外一根电缆算起；城市型道路自路面边缘算起；公路型道路自路肩边缘算起。

2.排水管道为压力管时，与建、构筑物基础外缘间距，表列数值增加一倍。

3.通信电缆管道与建、构筑物基础外缘的间距应为1.2m；电力电缆管道间距按电缆沟。

4.上述埋地管道与建、构筑物基础的间距，均指管道与基础处于同一标高或其以上时，当埋地管道深度大于基础深度时，要按土壤性质计算确定间距，但不得小于表列数值。

5.高压电力杆柱或铁塔（基础外边缘）与表列各类管道间距，按表列照明、通信杆柱间距增加50%。

表4-3 地下管道之间的最小水平间距 （单位：m）

注：1.表列间距均自管壁、沟壁、防护设施的外缘或最外一根电缆算起。

2.当热力沟（管）与电力电缆间距不能满足表列数据时，应采取隔热措施，防止电缆过热。

3.局部地段电力电缆穿管保护或加隔板后，与给水管道、排水管道、压缩空气管道的间距可减少到0.5m，与穿管通信电缆的间距可以减少到0.1m。

4.当给水管与排水管共同埋设的土壤多沙土类、且给水管的材质为非金属或非合成塑料时，给水管与排水管间距不应小于1.5m。

5.与电力电缆的间距，电压低的取小值，电压高的取大值，表列数据的电压范围为小于1kV至35kV。与110kV的电力电缆的间距，按表列最大值增加50%。

6.厂内道路

工厂道路分为厂外道路与厂内道路。本节各表列出了厂内道路的一些一般数据。

（1）道路类别 见表4-4。

表4-4 道路类别

（2）路面宽度 厂内道路的路面宽度见表4-5。

表4-5 厂内道路的路面宽度 （单位：m）

（3）圆曲线半径 厂内道路的圆曲线半径见表4-6。

表4-6 厂内道路的圆曲线半径

注：车间引道及场地条件困难的主、次干道与支道，除陡坡外，上述数值可减少3m。

（4）道路最大纵坡 厂内道路的最大纵坡见表4-7。

表4-7 厂内道路的最大纵坡

注：1.纵坡变更处的相邻两个坡度代数差大于2%时，应设置竖曲线，竖曲线半径不应小于100m。2.运输易燃、易爆危险品专用道路的最大纵波，不得大于6%。

（5）纵坡限制波长 厂内道路的纵波限制波长见表4-8。

表4-8 厂内道路的纵坡限制波长

7.工厂运输

（1）海路运输

1）LNG运载船。对大型LNG进口型接收站，采用LNG专用码头接收。直至2007年统计，世界现有10000m³以上容量的LNG运载船225艘，已订货的10000m³以上容量的142艘。订货的船只最迟将于2011年交货，到那时全世界将有367艘大型LNG运载船，往来于出口型LNG终端站与进口型LNG接收站之间。

2）目前通行的LNG运载船的容量为145000m³等级。至2006年，最大交货的船容量为153000m³；至2007年3月，已订货的20万m³等级的运载船的容量与数量见表4-9。

表4-9 已订货的20万m³等级的运载船的容量与数量（至2007年3月统计）

注：资料来源：LNG World Shipping，2007，3/4月合订本。

3）LNG小型运载船。LNG小型运载船的装载容量约在2500～7500m³，船上承运容器一般设计成LNG（-163℃）、乙烯（-104℃）与LPG（-48℃，0.3MPa.）通用形式，可承受一定压力（所谓的C型船），适应沿海国家例如日本、挪威等岸线港口之间LNG的配送任务。目前此类船只由于造价相对较低，交货周期较短，加上它的灵活机动性强，已越来越受到欧洲和东亚地区的重视。

4）滚装船。经相关部门的批准，国内近海岛上小型LNG液化工厂，已开始LNG罐车和LNG罐式集装箱用滚装船运输试点，以便将液态天然气配送到陆地。此种方式运载量不大，运输40m³的罐式集装箱大约在16箱左右。

（2）陆路运输

1）LNG运输。LNG的陆路运输方式主要采用LNG罐车与LNG罐式集装箱运输。LNG半挂式罐车在公路上行驶速度一般限制如下（具体计算行速还与地形、路段有关）：

①51m³。一级公路行驶为60km/h；转弯为15km/h。

②38m³。一级公路行驶为60km/h；转弯为20km/h。

2）厂外道路

①厂外道路。这是指企业与公路、城市道路、港口、相连接的厂外对外道路。厂外道路等级划分见表4-10。

表4-10 厂外道路等级划分

②厂外道路主要技术参数。见表4-11。

（3）外输管道输送

1）应用规范与标准

表4-11 厂外道路主要技术参数

①GB50251—2003《输气管道工程设计规范》。

②GB/T9711.2—1999《石油天然气工业输送钢管，交货技术条件，第二部分：B级钢管》。

③API 5L—2000《Specification for Line Pipe》。

2）输气管道的设计能力。按设计委托书或合同规定的年或日最大输气量计算，设计年工作天数为350d。

3）输气管道所经地区等级的管道强度设计系数见表4-12。

表4-12 输气管道所经地区等级的管道强度设计系数

注：穿越铁路、公路及输气站内管道的强度系数按各种条件取0.4～0.72，具体按规范规定。

4）GB/T9711.2与API 5L标准的钢级对照见表4-13。

表4-13 GB/T9711.2与API5L标准的钢级对照

注：1.API 5L2007版标准（第44版）与ISO 3183：2007《Petroleum and natural gas industries-Steel pipeline transportation systems》标准已等效应用，因此上述两种标准的钢号是通用的。2.钢号基本含义举例：L415的最小屈服强度为415MPa；X60的最小屈服强度为60200lbf/in²（41.5MPa）。

8.工厂绿化

（1）工厂绿化一般要求

1）绿化布置应与总平面布置统一进行，合理安排绿化用地。

2）考虑LNG生产、储存与输送的生产性质特点，结合当地自然条件与植物的生态习性，因地制宜进行。例如LNG工厂或站场的生产区与火炬热辐射量限定范围内，基于防火考虑，不应种植乔木类植物与含油脂较多的树种，所植草皮宜为冬季常绿草种等。

3）充分利用厂区非建筑地段及零星空地进行绿化，并可利用管架、栈桥、架空线路等设施的下方及地下管线带的上面场地布置绿化。

4）绿化应满足生产、检修、运输、安全卫生及防火要求。储存LNG的储罐区内，不得种植任何植物。

（2）工厂的绿化系数 工厂绿化布置采用厂区绿化覆盖面积系数及厂区绿化用地系数两项指标。前者反映厂区绿化水平，后者反映厂区绿化用地情况。

1）厂区绿化覆盖面积系数计算公式

说明：①厂区绿化覆盖面积等于乔木、灌木、垂直绿化、草坪面积的总和。②厂区占地面积按厂区围墙坐标计算得出面积，当围墙之内有预留用地时，其面积应予以扣除。

2）厂区绿化用地系数计算公式如下：

说明：①厂区绿化用地计算总面积指区内所种植的乔木、灌木、花卉、草皮用地面积总和。计算时，乔木根据植株的大小按每株覆盖面积6～16m²计算；灌木按2～4m²计算；单行绿篱带按0.8m乘以长度计算，双行绿篱按1.2m乘以长度计算；行道树按4m乘以长度计算；铺植的草皮则按实际面积计算。

②绿化用地系数建议值，根据LNG工厂与接收站特点，绿化用地系数可以参照石油化工厂取12～20%系数。