LNG加气站
操作手册
（仅供参考）
注*特种设备需报检及注册后
才可使用和运行加气
张家港华机环保新能源设备科技有限公司
二零一五年七月
第一章安全
请严格遵守本手册中的有关安全防范措施和操作规程，凡接触LNG的操作人员必须熟悉与LNG相关的法律、法规，掌握LNG的物理特性、安全设施的使用方法和安全预防措施。
LNG安全总则
本加气站的主要组成部分都处于LNG带压、温储存状态，这些设备管线一般采用双层真空绝热结构。LNG容器的工作压力较低，同时操作温度很低。虽然系统本身设计的安全措施，但是操作人员在操作过程中最低限度要遵守下列安全规定。
1、穿戴劳保和防护镜
操作人员由于不慎使皮肤和眼睛接触到LNG，将会造成类似于烫伤的冻伤。因此，操作人员在作业过程中，尤其在连接和断开接头时，更应穿戴劳保和防护镜。小心操作，防止LNG的溢出、散落和泄漏。在任何可能接触LNG液体、气体和低温设备管线的场所，都要注意保护眼睛和皮肤，避免与其相接触。在操作本加气站的过程中，应戴干净的易于脱掉的保暖手套，穿长袖子的上衣和没有箍口的长裤，并且应使裤口将鞋子掩盖起来，穿没有铁打的皮鞋，严禁穿布鞋。
如果操作人员的皮肤和眼睛不慎接触到LNG液体和气体，应将与LNG接触的部位浸泡在温水中（41-46℃或105-115℉）。绝对不能使用温度很高的热水。请医生迅速检查冻伤的部位是否起泡或深度冻伤。
穿戴劳保和防护镜是非常重要的。工作中常用的劳保用品如下。（有关防护镜的其它信息请参照当地的有关规范。）
◆防护目镜
◆低温手套
◆面罩
◆围裙
◆长袖上衣
◆无箍口长裤
◆工作鞋
2、保持设备区有良好的通风
尽管LNG本身没有毒性，但是在封闭的区域内因为通风不好可以导致窒息。由于纯洁的天然气无色、无味、无嗅，人体不能靠自身的器官来感觉天然气的存
在（由于各地天然气的组分不同，如液化天然气中含有苯或者其他物质，所以可能会有异味）。如果没有良好的通风环境，天然气可将空气中的氧气置换掉，形成不能生存的缺氧空气。
正常情况下，空气中的氧气含量为21%，不论因为燃烧还是因氧气被置换形成的缺氧空气，对人体都是有害的，因此LNG加气站应有相应的预防措施。
当人处于含氧量仅为8-12%的空气中时，人的神经系统将会受到伤害。事实上，人在根本没有警觉的情况下，立即失去知觉。当空气中的氧含量低于16%时，通常燃烧的火焰会熄灭。含氧量再低时，人就会丧失方位感。一系列的症状为嗜睡、疲倦、无方向感、错觉，以及产生莫名的兴奋等，进而丧失对危险的警觉。
一旦人处于含氧量为12%或更低的空气中时，就立即失去知觉，也无法救助。含氧量的剧变或氧气逐渐消耗均可以导致这种情况发生。
大多数工作在缺氧条件下的人们，一般将“同伴互救”的方法作为有效的保护方法。很明显，若施救的人员没有配相应氧气供给系统，一旦进入该危险区域，也会发生同样的事情。最好的办法就是携带小型氧气供给系统，再实施救护。如果设备区域通风良好，不配氧气供给系统也可进行同伴互救。假如不能判断该区域是否缺氧，应该遵守下列操作程序：
◆在进入该区域前，在同伴监视的条件下，应使用便携式氧气检测器检测氧
含量，合格后，其它人方可进入。
◆同伴互救，在紧急情况下，如果需要救助一个人，应多于一人进行施救。
◆配氧气呼吸器，进行操作。
◆注意：回收放空的天然气进入燃料系统，如果不能回收放空的天然气，则
必须设置一适当的放空集管，直接将天然气引向高空放空。
3、注意卸压、排空LNG
LNG加气站是一个压力储运系统，LNG可以汽化使系统压力升高。在松开检修部件之前，必须将所涉及到的设备管线降压隔离开，并且采用安全的方式将其内的LNG卸压放空。如果没有安全卸压排空LNG就开始作业，很可能造成人员伤亡。外置的阀门和法兰可能温度极低，人员在操作时应注意穿戴相应的防护用品。因维修需要松动或打开系统某一部件时，必须将其内部的LNG卸压放空。
切忌在管线内形成LNG的“死区”，例如两道阀门之间的管线，“死区”内封闭的LNG因吸收热量而汽化，造成超压而破裂。
4、注意防火、防爆、防静电
天然气是易于燃烧的气体，因此在LNG的储运、生产的装置区禁止吸烟、明火和使用非防爆的电器设备。LNG一般带压储运，以防止空气或其它气体窜入。确保LNG设备远离明火和静电。绝对禁止在LNG储运区、维修区域吸烟。
避免使用在使用过程中会产生热量和火花的非防爆工具，确实需要使用时，则需用便携式可燃气体检测，以确保安全。
5、悬挂警示牌
低温容器，无论固定式或移动式，时刻处于不可预见的变化环境中。无论何时，无论低温容器本身或其安全附件被涉及到某一事故，应用一警示牌，写明安全事项。低温容器常规检查时，也应县挂警示牌。
LNG容器在经受到公路事故、沉入水中、高温环境、火烤、自然灾害（地震、龙卷风等）后，均应对其进行安全检查。请认真对待容器的常规检查和怀疑有损坏的容器。
即使示发生上述事故，一旦LNG容器的真空被怀疑出现问题时，就不能再继续使用。在真空出现问题时，再继续使用LNG容器，很可能导致更为严重的问题，如容器材质变脆，破裂等。进一步地，外层容器有可能因碳钢局部低温应力脆裂而失效。
损坏的LNG容器再重新使用之前，应进行必要的修理、测试和评估，我们郑重地建议用户将损坏的LNG容器送交生产厂家进行修理和测试。
LNG安全档案
1、组分
天然气主要由C1到C4的烃类气体组成，其中甲烷（C1）和乙烷（C2）为主导成分，可按比例添加添加剂（典型添加剂为四氢噻吩）。
危险！
天然气属于易燃气，在空气中含量高到一定程度时可导致爆烯和爆炸！
空气中天然气含量高时，能置换掉氧气，从而致使人员眩晕、窒息。
与LNG液体和气体接触，能导致冻伤。
2、危险分析
人与LNG主要接触途径
眼睛：不能接触皮肤：不能接触呼吸：可以摄食：不可以
眼睛
天然气本身对眼睛无刺激作用，但是，与LNG液体和低温气体在带有压力的情况下，可直接接触使眼睛冻伤，留下永远伤痕。
皮肤
天然气本身对皮肤无刺激作用，但是，与LNG液体和低温气体直接接触可使皮肤冻伤，皮肤冻伤的现象可为皮肤颜色变灰和变白，同时伴随着起泡等，皮肤发炎且很痛。
摄食
摄食LNG是不可能的。与LNG液体接触将被冻伤。
呼吸
LNG本身无毒，但是空气中含量过高，可对人的神经系统产生伤害，如眩晕、瞌睡、头痛，或类似于麻醉等，但并不是长久影响。在有关空气天然气含量过高对人的影响的报道中，主要是麻木、“醉”和呕吐。如LNG中含有苯等其他物质，可能会对人体产生危害。
气灭火器类似，空气中含量过高，尤其是封闭的空间，能把空气LNG和CO
2
中的氧气置换掉。当空气中氧气含量低于16%时，人的不适应症状可分为几个阶段。呼吸和脉搏加快、头痛、眩晕、视力障碍、方向不清、心情突变、四肢无力、抽搐、发绀、昏迷或几种并发症。
空气中氧含量过低，将使人无意识、窒息和死亡财贸意识进而导致神经系统错乱和死亡。
警告：在没有通风的条件下，任何烃类的燃烧都可产生包括一氧化碳燃烧产物，这些气体都可致人无意识、窒息和死亡。
慢性病、致癌性
未曾发现，参见第10条。
可加重病情
有心脏病、肺病和血液疾病的人，对缺氧的空气非常敏感，长时间呼吸缺氧空气可使病情加重。
3、紧急救助方案
眼睛
如果眼睛被冻伤，一般情况下先用冷水冲洗，再用稍热的温水冲洗。绝对禁止使用热水冲洗（例如温度高于40℃（105℉））。睁大眼睛，让LNG液体蒸发出来。如果眼睛不能见光，用手绢把眼睛包扎起来，在没有医生的提示下，绝对不能使用药膏，立即把受伤人员送到医院，请医生处理。
皮肤
如果皮肤冻伤，立即将冻伤部位的衣服脱掉，先用冷水冲洗，再用稍热的温水冲洗。把冻伤的部位暖热是允许的，但绝对不能使用热水。如果冻伤部位起泡，受伤部位的组织冻坏，请立即找医生处理。
摄食
一旦摄食了LNG，绝对不可劝摄食者呕吐，因为呕吐时能把LNG吸到肺内，立即请医生处理。用水漱口，喝1-2杯水或牛奶。禁止让已无意识的摄食者喝水。呼吸
把受伤人员抬到新鲜空气的地方，如果受伤人员已经不能呼吸，立即进行人工呼吸。如果呼吸比较困难，立即输氧。若人工呼吸后，呼吸重新开始，必要的情况下，应考虑提供补充氧气。并立即送往医院请医生处理。
4、防火措施
燃烧特性
闪点分类极易燃烧
自燃点482-632℃（900-1170℉）
易爆
爆炸低限（%） 3.8-6.5
爆炸高限（%）13-17
着火爆炸的危险
在常温以下LNG即可汽化混合形成可燃混合气体。当遇到闪电、高温、明火时就有燃烧和爆炸的危险。LNG汽化后形成的气体比空气重，可沿地形飘到很远低洼的地方。LNG容器在高温或火烤的情况下爆炸。禁止将LNG排空到下水道，因为有爆炸或火灾的危险。
注意：LNG蒸发气的组成主要取决于液体的组成，它一般含氮气20%(约为LNG 中N含量的20倍)，甲烷80%及微量乙烷。对于纯甲烷而言，-113℃以下的蒸
发气比空气重；对于含有氮气20%的甲烷而言，低于-80℃的蒸发气比空气重。
消防器材
干粉灭火器、二氧化碳灭火器、卤化物灭火器或消防水：相应采用C、B或A类消防器材。只有在很快切断气源和泄露源的条件下，才能将火灭掉。
灭火指导
只有在很快切断气源和泄漏源的条件下，才能将火灭掉。因此迅速关闭气源，随其汽化。若溢出或泄漏的LNG并没有点燃，根据情况决定是否喷洒水驱散天然气，以保护设法堵漏的人员。
水的作用限于冷却被火烤的LNG储罐和容器，降低其表面温度。火灾很大的情况下，使用手持的消防水系统对人员是一种保护。设法将着火区域隔离开，尤其是LNG储罐四周。若泄漏税不能停止，只有让LNG储罐、LNG车用瓶和其它容器一直燃烧。在听到LNG储罐的安全装置启动的声音时，所有人员应立即撤离到安全地带。在扑救特大型火灾时，消防人员应穿着符合要求的可耐压的全保护的消防服。
5、泄漏措施
制定紧急事故预防措施
疏散所有非操作人员，熄灭所有点火源。LNG倾倒至地面上或者大量泄漏时，最初会猛烈沸腾蒸发，其蒸发率将迅速衰减至一个固定值。蒸发气沿地面形成一个层流，从环境中吸收热量逐渐上升和扩散，同时将周围的环境空气冷却至露点以下，形成一个可见的云团，这可作为蒸发气移动方向的指南，也可作为蒸发气一空气混合物可燃性的指示。判别风向：站在上风口和高处，判明LNG液体的泄漏后流动的方向。LNG汽化后形成的气体应为白色，当气体消散时白色也随之消失，但是仍存在着火和爆作的危险！！！
安全的条件下，堵住泄漏口。绝对禁止将LNG冲洗到排水系统。禁止接触泄漏出的LNG。
判断是否喷洒消防水，以驱散汽化的气体。隔离整个泄漏区域，直到LNG 全部汽化消散。在人员进入该区域之前，应强制通风，并检测可燃气体含量。6、LNG储运和生产
LNG储运和生产的安全预防措施
LNG储运生产区应保持无明火、无火源，和避免高温。LNG储罐应有认证证
书，采用固定地面式储罐。储运生产区应保持通风良好。
7、爆炸控制及人员防护
工程控制
设备区的良好的通风是将LNG汽化形成的可燃气体浓度控制在燃烧和爆炸极限以下的有效措施，尤其对于封闭的空间更是最有效的防范措施。设备区应采用相应分类的防爆电器和防爆灯具。
眼睛/面部保护
在可能溅到LNG液体的地方，应配带防护眼镜和面罩。
皮肤保护
在可能溅到LNG液体的地方，应穿带围裙、面罩和低温手套。
呼吸保护
在缺氧的环境内作业时，或不能确定是否安全的环境内作业时，应使用通过认证的可随身移动的氧气瓶正压供气。
小心：当配用氧气瓶作业时，应考虑到可燃气体含量有可能到了燃烧极限（如有爆炸危险）。
8、物理及化学性质
外观
无色气体。冷气可形成白色气团，但没有看到白色气团，并不意味着没有LNG汽化气的存在。压力储存的液体是无色的。
气味
纯气体是没有气味的，一般添加剂（四氢噻吩），因此有天然气的气味。
基本物理特性
沸点-162℃（-259℉）
汽相压力-87℃(-187℉）
相对气相密度（空气密度为1）0.6
特性指数（1120）-164℃(-263℉)
溶解度（H20） 3.5%
注意：LNG的密度取决于其组分，通常在430KG/M3～470KG/M3之间，但是某些情况下可以达到520KG/M3。密度还是液体温度的函数，其变化梯度约为1.35KG/M3·℃.密度可以直接测量，不过通常是用经过气相色谱法分析得到的组分通过计算求得。
LNG的沸腾温度取决于其组分，在一个大气压下通常在-166℃－-157℃之间。沸腾温度随蒸气压力的变化梯度约为1.25x10-4℃/Pa。
LNG的温度通常用铜/铜镍热电偶或者铂电阻温度计测量。
9、稳定性
稳定性：稳定
需避免的条件
总是避免点火源、高温、明火、电火花、焊花、烟头、静电或其它点火源和接触。
非活泼的物质
避免与强氧化剂接触。
分解产物的危险性
一氧化碳、二氧化碳及不可燃的烃类（烟）。
聚合物的危险性
不可能发生。
10、有毒性
致癌性的影响
国际肿癌研究机构：无致癌性美国职业安全局：无致癌性
标况下：无致癌性ACGIH：无致癌性
11、对生态环境的影响
泄漏的LNG仅对环境产生局部的短暂的破坏作用，如结冻。LNG在土壤里和水里可产生生物降解作用。在空气里，LNG可完全汽化消散。
12、排放要求
咨询当地的废排放规范，以确定适当排放条件。
12、运输要求
品名液化天然气
危险等级 2.1
运输部要求的标识可燃气体
14、其它
第二章LNG加气站系统概述
一、系统概述
LNG加气站设备包括一台LNG储罐，其既有接受LNG罐的功能又有加LNG 罐的功能。LNG储罐从LNG槽车接受到LNG，调压到使用状态，然后给LNG汽车车用瓶加LNG。
二、工艺流程
三、主要设备
1、LNG储罐
1.1概述
一台60m3卧式储罐采用了应变强化珠光砂结构，为卧式同心双圆筒式结构，内筒为0Cr18Ni9或进口304不锈钢板制成，外筒为16MnR钢板制成，内外筒之间采用专用的八胶木支撑结构。采用珠光砂填充结构，夹层厚度100－125mm，在保障绝热性能的基础上最大限度地增加了储罐的有效容积。
1.2工艺图
1.3LNG储罐参数
技术参数内筒夹套备注
防腐漆类型进口“JOTUN”油漆
绝热方式应变强化高真空形式
全容积(m3)6038.4
充装系数(%)95%/
容器类别二类
设计压力(MPa) 1.30-0.1
工作压力(MPa) 1.20真空
设计温度(℃)-19650
工作温度(℃)-162常温
焊缝系数 1.00.85
静态蒸发率（液氮）≤0.4%/d
结构形式卧式
设备外型尺寸(mm)Φ3200×13290直径×总长度容器空重（kg）24315
2、低温烃泵
2.1结构性能描述
◆LNG泵为潜液式两级离心泵，泵整体安装在一个真空绝热容器中，正常工作
过程始终处于冷态，确保能够随时启泵加气；
◆LNG泵由一台变频器控制其速度和流量，适应卸车、调压和加气等模式下不
同的排量和压力要求；
◆真空泵池按ACD公司的推荐尺寸和国家GB150制作，具有足够的保冷性能，
泵体的真空外壳在运行过程中没有结霜现象，24小时内低温液体蒸发50%，并可快速拆开进行维修；
◆泵撬与储罐的相对位置关系是固定的，其连接管道在工厂进行预装，设有波
纹管伸缩节；主要控制阀门尽量布置自在泵撬上；
◆泵池设有压力、温度检测装置，并能远传到控制柜，实现对泵的出口压力可
以现场显示。
2.2结构简图
2.3LNG泵的主要技术参数
技术参数单位备注
工作介质LNG
最大设计流量L/min200
进口压力mpa0.5~1.2
最高转速rpm6000
设计扬程m220
入口口径inch2
出口口径inch1-1/2
电机功率kw11
电源3相、380V、50HZ
设计寿命20年
2.4工况形势
泵既可由交流电机驱动，也可由变频调速器驱动。操作驱动器时遵照操作的指导。
按使用手册附曲线图所示的速度运转泵可获得设计参数。
根据定律，改变速度将改变泵的工况参数：
Q2=Q1（N2/N1）流量，每分钟加仑
H2=H1（N2/N1）2扬程，英尺
BHP2=BHP1（N2/N1）3马力
下标：
1表示曲线上显示的基本速度；
2表示新速度。
使用变频调速器，请参考使用手册的表1、表2。具体信息指导请参考变频调速器生产商提供的操作手册。
3、LNG加气机
3.1工艺模式
加气时，将加气枪连接到汽车加气口上，介质通过加气管路进入汽车储罐，流量计将计量脉冲信号传输给微机控制器，微机控制器进行处理后，通过显示器显示总量和金额。
回气管路是为了卸放车载瓶中的高压气体。
吹扫管路用于吹除加气枪和加气口上的霜雪或污物，保证密封和便于操作。
3.2结构描述
加气机结构、流程如下图所示，它主要由机架、流量计、加气枪、回气枪、吹扫枪、安全阀、气动截止阀、压力传感器、拉断保护装置、电源接线盒、电源控制盒、控制器、连接管路等组成。
3.3主要技术参数
适用介质液化天然气（LNG）
冲液速度18～180L/min
计量准确度±1.0%
额定工作压力 1.6Mpa
管路温度-196℃～55℃
计量单位Kg、L
读数最小分度值0.01Kg、0.01L
单次计量范围0～9999.99Kg（L）
累计计量范围99999999.99Kg（L Nm3）加液、回气流量计美国艾默生质量流量计
加气软管1英寸不锈钢软管
气相回收软管1/2英寸不锈钢软管
加液枪品牌：JC.Carter
气相管接头1/2英寸快速接头。
工作电源DC24V50W
防爆等级整机防爆Exd【ib】ibⅡBT4 3.4加气机功能与特点
1、具有非定量加气和预置定量加气功能，具有体积加气和质量加气选择功能；
2、安全和防爆设计；
3、加气软管和气相软管均设有拉断保护装置，拉断现象出现时系统转入保护状
态，无低温液体和气体流出；
4、采用独立的计量控制系统，但所有计量数据可传输至加气站控制系统，便于
实现生产自动化管理；
5、具有压力、温度和组分补偿功能，计量精度通过相关部门认证；
6、加气压力、温度和流速可远传至控制系统；
7、非定量加气时以流速或压力参数控制自动停泵；
8、有掉电时数据保护、数据延长显示及重复显示功能，停电也可交班。
9、加气机预装ESD控制按钮。
10、使用IC卡进行加气方便加气站管理。
第三章LNG加气站正常操作法
1、工艺概述
本操作系统有三个操作模式（卸车、预冷、加液）和一个待用模式。如果没有选择操作模式，则系统一直保持待用模式。所有控制阀为气动风开阀，停机时阀门关闭。
组态画面
待机状态：
在正常待机状态下，泵的气相空间与储罐的气相空间相通，售气机容器的气相空间与储罐的液相空间相通，其余回路处于关闭状态。
卸车流程：
分为泵卸车和槽车压力卸车两种方式
泵卸车方式：
◆连接槽车，将卸车软管中的空气吹到放空总管，通过控制盘将系统调到“卸
车模式”，系统自动打开压力平衡流程，储罐和槽车压力相互平衡。
流程：1、加气站储罐气相→V21→V03→卸车液相软管→槽车液相口→槽车液相；
2、槽车气相→V01→V04→E101→GV02→卸车液相增压软管→槽车液相增
压口→槽车液相
泵的温度达到要求后，系统自动（或单独的手动按钮）启动泵和底部卸液流程，开始底部进液。
流程：槽车液相→GV01→V03→P101→GV04→GV21→V24→加气站储罐下进液◆当储罐内压力高于槽车压力一定值时，可启动上进液流程，上下同时充液。流程：槽车液相→GV01→V03→P101→GV04→GV21→V21→加气站储罐液上进液泵吸空或储罐液位达到95%时，系统自动停机。
槽车压力卸车：
◆槽车有自增压系统时，可用常规的压力卸车方式。
流程：槽车液相→GV01→V07→GV21→加气站储罐气液相
◆槽车没有自增压系统时，可通过撬上的汽化器对槽车进行增压,达到压力要
求后进行卸车。
流程：1.槽车的液相管路与撬的液相管路相连，槽车的气相管路与撬的回气管路相连，槽车的增压管路与撬的增压管路相连。
2.依次打开卸车增压阀和卸车气相阀，然后打开槽车的气相和增压阀，用撬上的增压器对槽车进行增压至6.5KPA。
3打开槽车液相阀，撬的卸车液相阀，对储罐进行下进液卸车，卸车过程中通过控制阀门的开度保证槽车和储罐的压力稳定。
调压（加气枪预冷）流程：
在目前一般车用瓶都使用了增压器，所以加气站调饱和流程饱和采用了加气枪预冷流程。
压力调节：
加气站和车用瓶采用饱和压力技术路线，在卸车完后，通过控制盘将系统调到“调压模式（或者加气枪预冷）”，系统自动进行饱和压力调节，完成后可转换到待机状态。
流程：储罐液相→GV23→V06→P101→GV05→加气枪接口→加气枪回流口→GV22→储罐液相
加气流程：
◆加气前通过控制盘将系统设定为“加气模式”，泵开始预冷；
◆泵的温度达到要求后按加气按钮可以进行自循环；
◆售气机的温度达到要求后自动打开加气流程；
◆加气速度低于设定值时自动停止加气。
流程:储罐液相→V23→GV23→V06→P101→GV05→加气枪接口→车用瓶气相
2、操作程序
待用模式
在正常待机状态下，泵的气相空间与储罐的气相空间相通（GV03常开），其余回路处于关闭状态。