【摘 要】天然气作为清洁能源，使用越来越广泛，但天然气站主要的危险因素为爆炸、火灾，因此对天然气站的消防安全研究显得尤为重要。天然气深冷站是以深冷装置为核心，以加工处理天然气为主要工作的生产单位，是向石化提供原料的主要产能单位之一，目前在我国大庆油田、中原油田等都有应用。本文通过介绍深冷站装置和生产工艺的各个环节，研究分析其存在的火灾危险及防范对策。

【关键词】天然气 深冷站 火灾危险性 防范对策

利用天然气所含各组分沸点的差别，在约-100℃以下的低温分离回收其中某些组分的过程。工业上通常将-100℃以下的低温冷冻，称为深度冷冻，简称深冷。天然气深冷站内一般设置有压缩机厂房、膨胀机厂房、轻烃储罐区、压力排污罐、配电室、值班室及相关泵房配套管线等建筑设施。在生产过程中由于涉及可燃气体并伴随温度压力的变化，存在一定的火灾危险。

1 深冷装置及工艺流程

深冷装置以燃气轮机为动力、双级膨胀无辅助制冷剂的制冷工艺，主要任务是提高天然气的处理深度，增加轻烃产量，解决天燃气装置处理能力不足放空问题，提高经济效益。深冷装置的燃气轮机主要由空气压缩机、燃烧室、透平等部分组成。

1.1 燃气轮机工作原理

燃气轮机采用开式等压循环。空气在环境温度和压力下通过过滤器被吸入压缩机。空气通过压缩机的转子叶片，空气的压力升高、速度增加，同时定子叶片使气体速度的增加转变为压力的增加，最终空气达到最大压力后离开压缩机。该高压空气流入燃料室，在燃烧室内，燃烧使气体达到最高的温度值，及最大的体积增加。热的燃气离开燃烧室进入压缩机透平，此时燃气的一部分热能和压力能用于驱动压缩机和辅助齿轮箱；另一部分继续流入动力透平，转变成有用功由输出轴输出。最后燃气膨胀到常压，离开透平排入到大气中。燃气轮机由静止起动时，需用起动机带着旋转，待加速到能独立运行后，起动机才脱开。对于一台燃气轮机来说，除了主要部件外还必须有完善的调节保安系统，此外还需要配备良好的附属系统和设备，包括：起动装置、燃料系统、润滑系统、空气滤清器、进气和排气消声器等。

1.2 工艺流程

原料气以0.03-0.05MPa，-5℃-20℃，25000Nm3/h，100%负荷进入装置，首先经燃气轮机驱动的离心压缩机三级增压至2.76 MPa，后经高、低压膨胀机驱动的离心压缩机增压至5.17 MPa，增压过程中冷凝分离出来的重烃由干燥器干燥，然后进脱甲烷塔。原料气在5.17 MPa、38℃下，进入脱水装置，共两个床，一个吸附，另一个再生，每八小时循环一次，脱水后的原料气冷却到-57℃，分离出的液烃，由液位调节阀节流后到-102℃左右，进入脱甲烷塔上，原料气进入冷却塔顶回流，气相进入高压膨胀机膨胀到1.7 MPa，-97℃的气液两相物流（带液量均为13%）进入脱甲烷塔，经换热后，进入低压膨胀机膨胀到0.3 MPa -0.4 MPa、-43℃，返回与原料气换热，升温至32℃作为贫气产品外输。塔底液态烃经泵输送到储罐以备外输。

2 深冷站的火灾危险性

2.1 工艺过程中火灾危险

深冷站在对天然气加工处理时涉及的主要危险物是原料天然气，辅料有作为防冻剂的甲醇，产品是天然气和轻烃。均是易燃、易爆物质。在生产过程中仅有轻微的泄漏或少量释放，不具备发生火灾爆炸的条件，但在异常情况下，可能发生火灾爆炸事故，原因有：

（1）管道或设备存在涉及缺陷、材料缺陷、施工质量缺陷、长期使用磨损、人员误操作等原因造成易燃易爆介质泄露，泄露的易燃易爆介质遇火源（明火、静电火花、机械火花、电器火花、高温物体或雷电），有可能引发火灾事故；泄露的易燃易爆气体浓度达到爆炸浓度极限，遇火源，则可能发生爆炸、火灾事故；（2）维修、施工时置换、吹扫不彻底，管道或容器存在爆炸性气体混合物，遇火源，有可能发生爆炸、火灾事故；（3）大量的易燃、易爆危险物质，若发生泄露或可燃气体在电缆沟或污水排放系统中积聚，遇到火源也可能引起火灾、爆炸事故；（4）装置异常的情况下火炬、放空装置排放的可燃物扩散，遇火源可引起火灾爆炸事故；（5）冬季设备及管线冻结后，体积膨胀，可能将装备管线或阀门冻裂，垫片冻坏，如不能及时发现，解冻后可能造成严重的泄露，引起火灾、爆炸。

2.2 轻烃储罐

轻烃储罐的储存量很大，一旦发生火灾、爆炸事故，危害特别大，造成火灾爆炸的原因可能有：

（1）检修时储罐内的介质未完全置换或清理不干净；（2）储罐用于检测温度、压力、液位等安全附件或相应控制系统发生故障，造成控制失灵，引发安全事故。特别是液位报警系统失灵时，引发泄露；（3）使用过程中，罐体的腐蚀造成罐体厚度减薄、罐强度下降，介质泄漏后不能及时发现；（4）罐体材质、制造、安装存在缺陷导致罐破裂或撕裂后泄露；（5）操作失误导致罐压力升高，超压引起罐体爆裂。

2.3 工艺管道

（1）管道材料缺陷或焊接缺陷，焊缝开裂；（2）管道由于腐蚀造成穿孔；（3）由于外物撞击而造成的管线破裂；（4）由于低温造成管道冻胀破裂泄露；（5）操作失误。

2.4 公用工程及维修检修造成的火灾危险

（1）动火作业时不按照规定办理动火证、不执行动火证规定的安全措施，动火时未按安全操作规程施工；（2）在易燃易爆物质未置换完全或者相连管道、容器未完全切断，使用非防爆工具时可能造成火灾、爆炸事故。

3 火灾防范对策

3.1 落实企业消防安全主体责任

（1）落实消防安全评估制度。企业要根据本单位的生产安全的重点环节与实际情况，依托有资质的消防技术服务机构开展消防安全评估工作。针对评估的结果，要召开专门会议研究，制定切实可行的整改方案与防范措施，同时要积极向上级主管单位汇报，争取落实整改资金。（2）严格履行消防行政审批。企业要对新建、改建、扩建建筑进行消防行政审批申报、补报。设计、施工、生产过程都应严格监管，凡企业存在违规建设未经消防行政审批合格的，一律不得施工、生产。（3）完善消防组织建设，推行行业标准化管理。企業要加强消防组织建设，明确消防职责到岗、到人。要推行标准化管理，督促企业员工按照相关安全操作规程进行作业。要健全消防安全制度，认真排查整改的火灾隐患，对危险、落后工艺进行改造，更换成先进设备，提升其整体安全水平，从本质上实现生产经营安全。

3.2 部门联动，科学创新消防监管模式

安监、消防、环保等部门要建立常态化的联勤机制，定期召开联席会议，专题探讨石油化工企业阶段的安全现状，并针对石油化工企业存在工艺设备、厂房建筑、安全部局等方面提出合理化的建议并上报政府予以解决。消防部门要科学创新加强石油化工企业的监督管理。消防监督人员应定期组织企业人员开展安全培训，邀请石油化工企业的专门技术人员，讲解生产工艺流程中可能出现的火灾危险。根据石油企业地处偏远及规模较大的实际情况。消防监督人员应采取日常检查和驻厂检查的形式开展监督检查。针对检查的问题要集中约谈单位的消防安全管理人和消防安全负责人，给以企业相关负责人以警示教育。针对检查出的问题在反馈给油田本单位之外，要函告给其上级主管部门，争取上级部门的重视，拨付火灾隐患整改资金。消防部门要开展形式多样的消防宣传教育培训活动。要借助新闻、广播、电视台、网站等多种媒体适时对企业消防安全隐患和积极整改火灾隐患分类正反面来报道。同时采取宣讲团专题培训和监督检查即时培训相结合的方式，宣讲工作中注意防火的注意事项。

3.3 强化宣传教育培训，增强员工消防素质

（1）企业要制定专门的消防安全培训计划，特别是新招聘员工必须进行消防安全岗前培训，合格后方可上岗。强化培训和实际操作，保证员工普遍掌握如何报警、使用消防器材、扑救初期火灾等消防“四个能力”建设。（2）各石化企业要结合企业火灾危险性较大的实际情况，制定有针对性的灭火应急疏散预案，每半年组织一次消防演练。（3）在公共部位的醒目位置设置宣传防火、灭火、应急逃生等常识的宣传板。消防设施器材的标识设置规范、醒目，并由文字或图例标明操作使用方法。利用单位广播、视频设备播放消防安全知识。