【安全、消防、环保行业】之LNG汽车加气站安全管理制度汇编

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LNG 汽车加气站安全管理制度汇编

第一篇防火安全设计

1 概述

1.1 天然气汽车技术和加气站简述

1.2 LNG 汽车加气站的发展历程

2 防火规范及采用规范的意见

2.1 国内标准

2.2 国外标准

2.3 有关标准说明

2.4 标准采用原则

2.5 采用标准

3. 危险性分析

3.1 介质危险性

3.2 装置的危险性

3.3 工艺液相管道的危险性

3.4 生产运行中的危险性

4 防火安全设计

4.1 区域布置

4.2 总图布置

4.3 建（构）筑物设计

4.4 工艺安全设计

4.5 控制报警系统

4.6 电气安全设计

4.7 排水系统设计

4.8 灭火系统设计

第二篇消防安全管理

1 消防安全管理制度

1.1 消防安全管理规定

1.2 安全管理检查规定

1.3 安全巡检规定

1.4 消防器材管理规定

1.5 加气站安全管理十大禁令

1.6 明火管理制度

1.7 设备管理制度

1.8 防雷、防静电、接地管理规定

1.9 用电安全管理制度

2.安全操作规程

2.1 预冷安全操作规程

2.2 卸气安全操作规程

2.3 加气安全操作规程

2.4 潜水泵排水安全操作规程

3.岗位安全职责

3.1 站长岗位安全职责

3.2 加（卸）气工岗位安全职责

3.3 值班人员岗位安全职责

3.4 消防队安全职责

第三篇事故应急预案

1 总则

2 组织机构与职责

3 联络报告程序

4 指令下达程序

5 事故类型及操作程序

6 抢险基本战术原则

7 事后恢复程序

8 应急程序的演练

前言

液化天然气（LNG）汽车加气站由于工作介质的易燃易爆危险特征和低温深冷特性、工

作环境的特殊性以及周边环境的重要性，安全生产始终是加气站的头等大事。

安全生产是一个系统工程，需要用系统的思想方法把涉及安全的各个要素当成一个整

体来研究，研究的思路必须贯穿于事物的全过程，研究的手段是用系统工程的原理，科学地

客观地事前分析、评价系统中存在的危险因素及可能造成的后果，在充分辩识潜在危险和不

安全部位、不安全环境的基础上采取适用的安全技术措施、防范手段和控制措施将系统的安

全置于装置的安全设计、装置的安全运行和装置发生事故后的及时正确处理等三个阶段。

装置的安全设计是系统安全的第一步工作，是系统安全的根本基础，但是系统的安全

不能全部寄希望于装置的安全设计，系统工艺流程的有序进行，装置的正确运转和设备的适

当维护是第二步工作，为了实现这一步工作，企业必须制定相应的安全生产管理制度、安全

操作规程和岗位安全职责等一系列的规章制度，约束、规范管理者和操作者的自身行为，杜

绝不正当的行为引发系统事故；第三步工作是要有一个“事故”的概念，系统的安全与危险

是相对的，任何系统都有可能发生意外事故，《事故应急预案》就是假定发生事故后，科学

地合理的事前制定的一种事故应急程序，用来指导处理事故，作到事故面前有条不紊，沉着

应对，及时正确的处理事故，将受害范围限制在最小限度之内，基于上述情况，本制度汇编

要从防火安全设计、安全管理和事故应急预案三方面作以阐述。

本汇编用于指导 LNG 汽车加气站的日常操作、维护和管理，站内工作人员的所有操作

行为应在本汇编制度指导下进行。本汇编将应技术进步、行业管理法规的变化，并根据实际

工作的需要不断完善和修编。

第一篇防火安全设计

1 概述

1.1 天然气汽车技术和加气站简述

近年来为了冶理汽车尾气排气污染，保护大气环境，调整能源结构，发展新兴产业，我

国政府从“十五”期间就开展了清洁汽车行动，天然气是一种优质、高效、方便的清洁燃料，

国内清洁汽车大都使用天然气作燃料。

天然气汽车技术目前常见的两种类型是压缩天然气（CNG）技术和液化天然气（LNG）技

术，CNG 汽车技术的汽车车载气瓶储存的是常温高压气态天然气，气体工作压力高达

25MPa。LNG 汽车技术的汽车车载气瓶储存的是低温低压液态天然气，储存温度一般在-

140℃左右（液化厂的出厂温度一般在-146℃，运行压力一般在 1.0 MPa 以下）。因为储气

方式的不同，汽车加气站也随之分为 CNG 加气站和 LNG 加气站两种模式，当然 LNG 也可通过

高压气化为高压气态天然气，加气站称为 L-CNG 汽车加气站，此种情况对汽车而言仍是CNG

技术。

CNG 加气站的原料气来自天然气管网，从城区天然气管网抽取原料气的加气站称之为

CNG 常规站；无城区天然气管网的城市也可在较远的天然气长输管线旁建设CNG 加气母站，

在城市建设CNG 加气子站，母站的压缩天然气通过高压罐车运输至子站，由子站给汽车加气。

CNG 加气站的卸陷是常规站要受城市管网的制约，有时因管网压力不足而不能运行，无管网

的城市不能建站，采用母子站的形式时距离不能太远，太远时运输成本高，不经济。

LNG 加气站的原料气来自液化厂，较之CNG 加气站具有以下十分明显的优势：

① 建站地点灵活，不受城市天然气管网的制约，无管网的城市或高速公路旁均可建站。

② 能量密度大，约是 CNG 的 2.5 倍，储气量大，所以对加气站的投资商来说，长途运

输成本小，经济效益好，对加气车辆来说，气瓶储存量大，续驶里程长，加气次数少，节约

了时间。

③ 在加气站的加工过程中，动力设备功率比 CNG 站小得多，约为 CNG 站的 20～30%，节

约了运行成本。

④ 设备噪音小，CNG 加气站的压缩机、干燥器、冷却塔等设备噪音往往超标，环保性

能差，而LNG 加气站的唯一动设备是低温离心泵，噪音十分小。

⑤ 气质指标优于CNG 加气站，汽车尾气排放污染小，因为天然气在液化过程中，它的

杂质和有害物质如：水、硫化物、苯、二氧化碳等脱除的比 CNG 更为彻底、干净。

⑥ 占地面积小，CNG 加气站由于高压储气瓶组或高压罐车等储气设施距其它建（构）

筑物的防火间距大，设备多，建筑物多，占地面积大。而LNG 低温低压储存设备距其它建

（构）筑物防火间距小，设备少，占地面积小，如果采用 LNG 地下储罐方式占地面积更小。

⑦ 建站投资省，LNG 加气站较之CNG 加气站无脱水脱硫等净化设施，无冷却设施，设备

少，建筑物少，占地面积小，工程建设投资小。

⑧ LNG 技术安全性能高于CNG 技术，因为 LNG 技术采用的低温低压，而 CNG 技术采用的

常温高压，CNG 技术的压力容器、压力管道由于长期承受高压一旦引发爆裂事故，后果非常

严重。

1.2 LNG 汽车加气站的发展历程

国外 LNG 汽车技术始于上世纪 80 年代晚期到90 年代，目前技术完全成熟，其LNG 重载

卡车、大巴车已商业化，我国 LNG 技术起步较晚，2003 年 5 月，国家科技部在“十五”期间

科技攻关计划“清洁汽车关键技术研究开发及示范应用”中，明确批示了实施“单燃料LNG

公交车示范工程”项目，之后北京、乌鲁木齐、长沙、海口、三亚等城市分别建设了 LNG 加

气站。几年来，运行状况良好，国内有关汽车发动机厂家，汽车制造厂家也生产了拥有我们

自主知识产权的单燃料LNG 大巴车、重载卡车，LNG 汽车产业的发展日趋成熟。目前国内约

有 LNG 加气站 100 余座，L-CNG 加气站 20 余座，LNG 汽车约 3000 多车辆。海南中油深南石油

技术开发有限公司主要工程技术人员曾经承建了我国十五期间我国首座 LNG 汽车加气站项目

—北京 LNG 加气站示范站项目。

2 防火规范及采用规范的意见

2.1 国内标准

（1）《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156

（2）《石油天然气工程设计防火规范》GB50183（以下称《石油规》）

（3）《石油化工企业防火设计规范》 GB50160（以下称《石化规》）

（4）《建筑设计防火规范》GB50016（以下称《防火规》）

（5）《石油化工企业厂区总平面布置设计规范》 SH/T3053（以下称《石化总平规》）

（6）《石油化工有毒、可燃介质管道工程施工及验收规范》 SH3501（以下称《石化管

道规》）

（7）《建筑给排水设计规范》GB0015（以下称《排水规》）

（8）《建筑物防雷设计规范》GB50057（以下称《防雷规》）

（9）《爆炸和火灾消防环境电力装置设计规范》GB50058（以下称《爆炸规》）

（10）《石油化工静电接地规范》SH3097（以下称《静电规》）

（11）《建筑灭火器配置设计规范》GB50140（以下称《灭火器规》）

2.2 国外标准

（1）美国国家防火协会 NFPA 59A《液化天然气（LNG）生产、储存和装运》

（2）美国国家防火协会 NFPA 57《液化天然气（LNG）车辆燃料系统规范》

2.3 有关标准说明

（1）《LNG 规》与《美国LNG 规》

我国的 LNG 技术起步较晚，美国早在20 世纪 80 年代就相应制定了一系列 LNG 技术标准。

我国 2006 年 10月1 日实施的《LNG 规》完全等同采用了《美国LNG 规》。此标准对 LNG 的

生产、储存和装运全过程中的设计、选址、施工、操作、人员培训等作了详尽的规定，它是

美国LNG 产业技术发展的科学总结，它合理、人性化地规范了 LNG 产业设施的防火设计要求，

是目前全世界范围内通用的先进规范。

（2）《美国车用 LNG 规》

《美国车用 LNG 规》主要对汽车使用 LNG 作了详尽具体的规定，它在防火间距的要求

方面与《美国LNG 规》一致。我国有关部门目前正在探讨我国 LNG 车辆燃料系统完全等同采

用此标准的事宜。

2.4 标准采用原则

（1）国内有的适用的优先采用国内标准，国内没有的直接引进国外的先进标准，我国

LNG 项目—广东 LNG 项目正是根据此原则进行工程建设的。

（2）有明确规范执行明确规范，无明确规范执行相近规范。

（3）在规范允许设计者作出评判的情况下，根据实际情况，因地制宜，合理灵活理解

执行规范，我国上述相关规范主要用于大型LNG 生产、储运和使用，如大型液化厂、LNG 接

收站、城市气化站等。考虑到广东 LNG 汽车市场主要针对长途、大型、重型柴油车，所以广

东LNG 加气站的选址建议以城乡结合部、高速公路出入口附近为宜，远离城市中心区，在危

险介质储存量上—LNG 储罐容积小，数量少，相对危险性小，所以，规范要求设计者对防火

设施的程度作出评价时，设计者应根据防火设计的原则、设施当地条件和危险性的分析以及

周边建构筑物的实际情况合理的评价执行规范。

2.5 采用标准

综上所述，广东省LNG 汽车加气站网络工程的防火设计主要执行《LNG 规》有关规定，

有些具体规定执行《美国车用 LNG 规》，公用工程首先执行上述两标准，局部参照执行《石

化规》、《石油规》、《防火规》。

3. 危险性分析

3.1 介质危险性

（1）介质组分

性质贫气（mol%）富气（mol%）

组

分

N21.222 1.237

CO20.002 0.002

甲烷 78.48 77.74

乙烷 19.83 17.54

丙烷 0.457 3.307

异丁烷 0.004 0.113

正丁烷 0.002 0.064

异戊烷 0.001—

液态密度Kg/m3@S.P.T 454.7 463.4

气态密度Kg/m3@S.P.T 0.7968 0.81995

体积热值 Kcal/Nm39193.0 9434.8

注：S.P.T指标准状态参数，即压力为 101.35KPa，温度为 20℃，热值为低热值。

（2）介质的危险性

① 火灾、爆炸特性

液化天然气是以甲烷为主的液态混合物，储存温度约为－146℃。泄漏后由于地面和空

气的加热，会生成白色蒸气云。当气体温度继续被空气加热直到高于－107 ℃时，由于此时

天然气比空气轻，会在空气中快速扩散。气态天然气的容积约为液态的570 倍，天然气与空

气混合后，体积分数在一定的范围内就会产生爆炸，其爆炸下限为 5％，上限为 15％。天然

气的燃烧速度相对于其它可燃气体较慢（大约是 0.3m/s）。

② 低温特性

由于 LNG 在压力为3.5bar的条件下，储存温度约为－146℃，泄漏后的初始阶段会吸

收地面和周围空气中的热量迅速气化。但到一定的时间后，地面被冻结，周围的空气温度在

无对流的情况下也会迅速下降，此时气化速度减慢，甚至会发生部分液体来不及气化而被防

护堤拦蓄。气化的天然气在空气中形成冷蒸气云，此蒸气云的密度和空气的密度相等时的温

度是－107℃。所以，LNG 泄漏后的冷蒸气云或者来不及气化的液体都会对人体产生低温灼

烧、冻伤等危害。

LNG 泄漏后的冷蒸气云、来不及气化的液体或喷溅的液体，会使所接触的一些材料变脆

易碎，或者产生冷收缩，材料脆性断裂和冷收缩，会对加气站设备如储罐、泵撬、加气机、

卸车阀组、加气车造成危害，特别是 LNG 储罐和 LNG 槽车储罐可能引起外筒脆裂或变形，导

致真空失效，保冷性能降低失效，从而引起内筒液体膨胀造成更大事故。

（3）火灾危险类别

天然气火灾危险性类别按照我国现行防火设计规范如《防火规》划为甲类，《石油规》

及《石化规》细划分甲A类，即它的火灾危险性类别是最高的。

（4）爆炸危险环境分区

根据我国现行规范《爆炸规》规定，天然气的物态属工厂爆炸性气体，分类、分组、

分级为：Ⅱ类，B级，T1组，即Ⅱ BT1，防爆电器应按此选择。

爆炸性气体环境区域划分为 2级区域（简称 2 区），即在正常运行时，不可能出现爆

炸性气体混合物，即使出现也仅是短时存在的环境。

3.2 装置的危险性

LNG 加气站的工艺设施的危险性如下：

（1）LNG 低温储罐

LNG 低温储罐，通常采用立式或卧式真空粉末绝热低温储罐，双层结构，内筒为

0Cr18Ni9奥氏体不锈钢，外筒为 16MnR 容器板材制造，内外筒之间用珠光砂填充并抽真空

绝热，最大的危险性在于真空破坏，绝热性能下降。从而使低温深冷储存的 LNG 因受热而

气化，储罐内压力剧增，安全放散阀开启，产生大量的天然气放空。其次可能的危险性还

有储罐根部阀门之前产生泄漏，如储罐进出液管道或内罐泄漏，但这些事故发生概率很小。

（2）LNG 泵撬

LNG 泵撬上有两个主要工艺设施，一个是低温潜液泵，一个是增压器，在正常运行时，

两设施与 LNG 储罐之间阀门开启而相通，泵的进出口有可能因密封失效产生泄漏，增压器的

进口是 LNG 储罐或 LNG 槽车的液相出口，出口是气体，同样因密封失效可能产生泄漏，但在

关闭了储罐或 LNG 槽车的出液口后，泄漏量很小。

（3）LNG 加气机

LNG 加气机直接给汽车加气，其接口为软管连接。接口处容易漏气，也可能因接口脱

落或软管爆裂而泄漏。在关闭了储罐出液口后或低温泵停止工作后，泄漏量很小。

（4）卸车软管

同样LNG 卸车软管与槽车连接，危险性同LNG 加气机。但在关闭了 LNG 槽车出液口后或

低温泵停止工作后泄漏量不大。

（5）LNG 槽车

LNG 槽车危险性与 LNG 储罐相同，但一般卸车时间控制在 2小时左右，每天最多卸车一

次，时间短，次数少，发生事故机率较小。

3.3 工艺液相管道的危险性

（1）保冷失效

LNG 液相管道为低温深冷管道，采用真空管或绝热材料绝热，但当真空度破坏或绝热性

能下降时，液相管道压力剧增，最终通过管道安全阀经统一放散管释放泄压。

（2）液击现象与管道振动

在 LNG 的输送管道中，由于加气车辆的随机性，装置反复开停，液相管道内的液体流速

发生突然变化，有时是十分激烈的变化，液体流速的变化使液体的动量改变，反映在管道内

的压强迅速上升或下降，同时伴有液体锤击的声音，这种现象叫做液击现象（或称水锤或水

击），液击造成管道内压力的变化有时是很大的，突然升压严重时可使管道安全阀起跳，迅

速降压形成的管内负压出可能是管子失稳，导致管道振动。

（3）管道中的两相流与管道振动

在 LNG 的液相管道中，管内液体在流动的同时，由于吸热、磨擦及泵内加压等原因，势

必有部分液体要气化为气体（尽管气体的量很小），液体同时因受热而体积膨胀，这种有相

变的两相流因流体的体积发生突然的变化，流体的流型和流动状态也受到扰动，管子内的压

力可能增大，这种情况可能激发管道振动。

当气化后的气体在管道中以气泡的形式存在时，有时形成“长泡带”；当气体流速增大

时，气泡随之增大，其截面可增至接近管径，液体与气体在管子中串联排列形成所谓“液节

流”；这两种流型都有可能激发管道振动，尤其是在流径弯头时振动更为剧烈。

（4）管道中蒸发气体可能造成“间歇泉”现象

与 LNG 储罐连接的液相管道中的液体可能受热而产生蒸发气体，当气体量小时压力较小，

不能及时的上升到液面，当随着受热不断增加，蒸发气体增大时，气体压力增大克服储罐中

的静压（即液柱和顶部蒸发气体压力之和）时，气体会突然喷发，喷发时将管路中的液体也

推向储罐内，管道中气体、液体与储罐中的液体进行热交换，储罐中液面发生闪蒸现象，储

罐压力迅速升高，当管道中的液体被推向储罐后管内部分空间被排空，储罐中的液体又迅速

补充到管道中，管道中的液体又重新受热而产生蒸发，一段时间后又再次形成喷发，重复上

述过程，这种间歇式的喷发有如泉水喷涌，故称之为“间歇泉”现象，这种现象使储罐内压

力急剧上升，致使安全阀开启而放散。

3.4 生产运行中的危险性

（1）储罐中的分层及漩涡现象

LNG 储罐内的液体长期静止时，在充装新的 LNG 液体后，由于新注入的 LNG 液体密度不

同于储罐中现有的 LNG 液体，就会形成两个液相层。由于两个液相层之间的热量的交换出现

“过热”状态，进而强烈混合出现漩涡现象，使储罐内压力急剧上升，但此种现象在小型

LNG 储罐中不常见。

（2）LNG 设施的预冷

LNG 储罐在投料前需要预冷，同样在生产中工艺管道每次开车前需要预冷，如预冷速度

过快或者不进行预冷，有可能使工艺管道接头阀门发生脆性断裂和冷收缩引发泄漏事故，易

使工作人员冷灼伤，或者大量泄漏导致火灾爆炸发生。

（3）BOG 气体

LNG 储罐或液相工艺管道，由于漏热而自然蒸发一定量的气体，一般情况下生产运行

中由于卸车，需要给系统增压，这部分气体也储存于储罐；加气车辆气瓶内如果残压过高，

需要在加气之前降低车载气瓶内的压力，此部分气体在加气时又抽回储罐。这些气体统称为

BOG 气体，当 BOG 气体压力过高时需要进行回收或安全放散。

4 防火安全设计

4.1 区域布置

（1）一般原则

区域布置主要根据加气站与相邻建（构）筑物和设施方面的特点及火灾危险性，结合地

形与风向等因素，合理选址，加气站宜布置城镇和居民区的全年最小频率风向的上风侧，站

区地势要求平坦、开阔，避开重要建筑物和人流密集区，远离明火场所。

（2）《LNG 规》要求

LNG 储罐从拦蓄区到建筑物和用地界线的距离

LNG 储罐

总容积

单储罐

水容积

从拦蓄区或储罐排水系统边缘

到筑物和用地界线的最小距离

m3m3m

≤60 ≤30 4

60＜V≤120 ≤60 5

120＜V≤200 ≤100 6

4.2 总图布置

（1）根据系统的工艺流程按照功能分区布置，如卸车区、储存区、加气区、辅助区，

各区之间分区明显，其中卸车、储存、加气区为爆炸危险环境，辅助区为正常环境。

（2）站内各设施之间防火间距根据《LNG 规》要求执行。

（3）设备拦蓄区

根据《LNG 规》LNG 储罐的周围应设置拦蓄区，拦蓄区类似《石化规》、《石油规》中

的防护堤或围堰，拦蓄区的作用是在发生泄漏时，为防止流体流淌蔓延，将流体限制在一定

区域内，《LNG 规》及《车用 LNG 规》规定了从拦蓄区到站外建（构）筑物的防火间距。

（4）设置集液池

设计在拦蓄区内设置集液池一座，以便收集泄漏的 LNG，收集雨水，集液池内装防爆潜

水泵，当发生 LNG 泄漏时，潜水泵不工作，当需要排雨水时，启动潜水泵排入拦蓄区外的排

水系统。

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LNG汽车加气站安全管理制度汇编第一篇防火安全设计1概述1.1天然气汽车技术和加气站简述1.2LNG汽车加气站的发展历程2防火规范及采用规范的意见2.1国内标准2.2国外标准2.3有关标准说明2.4标准采用原则2.5采用标准3.危险性分析3.1介质危险性3.2装置的危险性3.3工艺液相管道的危险性3.4生产运行中的危险性4防火安全设计4.1区域布置4.2总图布置4.3建（构）筑物设计4.4工艺安全设计4.5控制报警系统4.6电气安全设计4.7排水系统设计4.8灭火系统设计第二篇消防安全管理1消防安全管理制度1.1消防安全管理规定1.2安全管理检查规定1.3安全巡检规定1.4消防器材管理规定1....

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