美國LNG項目安全法規(guī)標準及其啟示

摘 要

摘要：NFPA 59A是美國LNG終端設計、施工、儲運領域主要的防火安全標準，在國際上得到高度認可并被廣泛使用。我國已將NFPA 59A等同轉化為推薦性國家標準，但在使用中出現(xiàn)了其應用
摘要：NFPA 59A是美國LNG終端設計、施工、儲運領域主要的防火安全標準，在國際上得到高度認可并被廣泛使用。我國已將NFPA 59A等同轉化為推薦性國家標準，但在使用中出現(xiàn)了其應用結果與我國LNG強制性標準規(guī)定不一致、不被認可以及其指導作用不充分等困惑。因此，從追溯NFPA 59A的制定依據(jù)、引用標準以及它們的關系入手，研究了美國LNG項目設計、施工、運行的安全標準體系及其作用途徑，以期為中國建立科學、有效的LNG項目安全標準體系提供借鑒。研究表明，美國通過法律、法規(guī)、標準3個層次分別對與LNG相關的各類管理、經(jīng)營、技術人員的工作行為和工作程序分類進行了嚴格規(guī)范，組成統(tǒng)一、科學、完整的安全保障規(guī)范體系，對NFPA 59A形成有力支撐。一方面，美國通過法規(guī)49CFR193的引用賦予自愿性標準NFPA 59A具有強制執(zhí)行效力；另一方面，NFPA 59A通過引用大量通用技術標準和科學計算方法來豐富其內容，為LNG項目安全提供較全面的保障；因此單獨、直接轉化NFPA 59A為推薦性標準會削弱和縮小其原有的作用。
關鍵詞：LNG設計；施工；安全；法律；法規(guī)；標準；美國
    中國LNG工業(yè)飛速發(fā)展，急需建立較完善的標準和規(guī)范來保證LNG項目的安全和可持續(xù)發(fā)展。我國目前用于規(guī)范LNG項目選址、設計、施工的強制性標準只有GB 50183中的第10章，顯然不能滿足需要。美國現(xiàn)行的標準體系是自愿、開放的，看似非常分散[1]、雜亂，缺乏強制性，LNG專用標準只有寥寥幾部，但美國LNG終端自愿性安全技術標準《NFPA 59A LNG生產(chǎn)、儲存和裝運》(簡稱NFPA 59A)在國際上得到高度認可并被廣泛使用。中國也已將NFPA 59A 2001等同轉化為我國推薦性國家標準GB/T 20368—2006，但其指導作用仍不夠充分。因此，本文從追溯NFPA 59A的制定依據(jù)、引用標準以及它們的關系入手，研究NFPA 59A在美國的作用途徑，以期為NFPA 59A在我國充分發(fā)揮作用，推動我國建立完善、有效的LNG項目標準提供借鑒。
1 美國LNG項目設計施工法律與法規(guī)
    美國政府一般不制定標準，政府通過基本法律和法規(guī)來對標準化活動進行規(guī)范，監(jiān)督國家標準的制定[1]。美國通過立法和政府制定最低安全標準(法規(guī))對LNG項目的安全實施強有力的政府監(jiān)管。
1.1 美國LNG項目設計施工的法律
    美國沒有一部專門關于液化天然氣的法典。但美國法典第49主題(簡稱49USC)“運輸”的5103、60102、60103、60104、60108、60109、60110、60113、60118節(jié)(以下簡稱LNG相關節(jié))是美國制定LNG岸上項目選址、設計、施工專門法規(guī)49CFR193的依據(jù)[2]。美國國會眾議院法律修訂委員會將國會通過的聯(lián)邦法律中涉及運輸服務領域的全部條款分解后重新編排形成美國法典49USC。
    49USC以行政、組織、監(jiān)督、職責、職權、程序、制度、財政補貼、資格、處罰、安全要求等內容為主，提出基本要求，泛而不細。
    49USC中60103節(jié)“液化天然氣管道設施標準”要求，交通運輸部長必須規(guī)定或指定LNG岸上設施選址、設計、施工、驗收檢測、操作維修方面最低要求的安全標準，以及提出規(guī)定這些最低安全標準時應考慮的問題；規(guī)定標準的生效時間和適用范圍。
    49USC其余與LNG相關節(jié)的內容主要針對天然氣管道、管路設施和危險液體設施，也適用于LNG岸上設施。主要內容包括：運輸部和國土安全部分別是規(guī)定LNG管輸設施法規(guī)和LNG岸邊設施法規(guī)的部門，部長是相應LNG設施安全的第一責任人，確定了LNG項目特定情況下的安全監(jiān)管部門和協(xié)管部門；要求運輸部長應指定有害物質，規(guī)定安全運輸法規(guī)以及規(guī)定管道輸送和管道設施的最低安全標準、公眾安全計劃要求、設施運營信息標準、管路庫存標準，進行風險分析和規(guī)定誠信管理程序；運輸部長應對天然氣管線分布運營者提出規(guī)定標準的要求，應給予利益相關者陳述意見的機會等；規(guī)定運輸部長在開展上述工作時應考慮的因素和事情。同時，要求經(jīng)營者制訂天然氣或危險液體管道設施的檢查和維修書面計劃，提出對擁有或經(jīng)營管道設施者的一般要求，規(guī)定經(jīng)營者應遵守的事項。49USC還提出了相關行政機構、管理部門及其人員的基本職責、工作程序和工作內容要求，如哪些情況必須公告，明確公告的內容和時間；哪些工作需要報告，明確報告的內容和時間間隔；哪些方面必須選擇安全標準，選擇標準時應考慮的因素等。
1.2 美國LNG項目設計施工的聯(lián)邦法規(guī)
    美國聯(lián)邦法規(guī)記載于《Code of Federal Regulations))(簡稱CFR)。CFR中有兩部與LNG項目設計、施工相關的專門法規(guī)，分別是美國運輸部依據(jù)法典49USC60103要求制定并發(fā)布的第49主題Transporration(交通)第193輯(簡稱49CFR193)“LNG設施：聯(lián)邦安全標準”[3]和由國土安全部發(fā)布的第33主題第127輯(簡稱33CFR127)“處理LNG和LHG(液化危險氣體)的岸邊設施[4]。
1.2.1 49CFR193
    49CFR193“LNG設施：聯(lián)邦安全標準”分A～J10個子輯，分別為總則、選址要求、設計、施工、設備、操作運行、維護、人員資格和培訓、防火、保安。其中選址、操作、維護、人員資格租培訓、防火、保安等子輯的內容較詳細。與安全相關部分是重點內容，如熱輻射保護、易燃蒸氣擴散、風壓、攔蓄系統(tǒng)設計、控制中心和動力源的安全要求、操作程序、緊急應變程序、轉運程序、腐蝕控制、各系統(tǒng)(輔助電源、軟管、控制系統(tǒng)、支持系統(tǒng)、防腐裝置)定期檢測的內容和時間間隔等，主要采納了美國標準NFPA 59A 2001版的內容[3]。
1.2.2 33CFR127
    33CFR127“處理LNG和LHG的岸邊設施”共分以下3個子輯：
    1) “A子輯總則”是通用原則，除定義外，規(guī)定了處理LNG或處理LHG的岸邊設施運輸操作前的基本程序和內容，規(guī)定了經(jīng)營者和管理者的職責和要求，相關利益人的權利與程序等。
    2) “B子輯處理LNG的岸邊設施”分7個部分，分別是設計與施工、設備、操作、維護、人員培訓、保安、消防。其中“操作”和“消防”部分內容較詳細，其余內容較簡略。B子輯主要規(guī)定了碼頭基礎、電力系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等基本設施和消防主系統(tǒng)、監(jiān)測與警報系統(tǒng)、手冊等安保設施的基本要求；規(guī)定了一些基本內容，如員工培訓內容，操作手冊和應急手冊必須包含的內容，初步檢查的內容等；還規(guī)定了經(jīng)營者和運輸操作負責人的基本安全職責、要求及應確保的事項。
    3) “C子輯處理LHG的岸邊設施”不適用于LNG設施。
2 美國LNG項目設計施工標準
2.1 LNG專門標準
    美國專門關于LNG的國家標準不多，僅有6項：
    1) ANSI/API 2530第1部分：石油測量標準手冊，第14章第1節(jié)。
    2) ANSI/API 2530第2部分：安裝要求和規(guī)范。
    3) ANSI/API 2530第3部分：天然氣應用。
    4) ASTM D4784 LNG密度的計算方法。
    5) NFPA 57 LNG汽車燃料系統(tǒng)。
    6) NFPA 59A LNG生產(chǎn)、儲存和裝運。
    前4項涉及LNG計量，后兩項涉及LNG安全。
2.2 NFPA 59A
2.2.1 NFPA 59A—2001[5]的內容與結構
    NFPA 59A由美國消防協(xié)會制定，是世界各國LNG項目最常采用的LNG安全標準之一。NFPA 59A旨在通過嚴格規(guī)范LNG項目各部分設施的設計、安裝、檢驗、操作，以防止LNG設施和系統(tǒng)出現(xiàn)LNG泄漏，并控制萬一泄漏而造成的后果。核心內容是溢出和泄漏控制，以及防范泄漏引起危險的基本要求和安全措施。屬于防火與公共安全標準。
    NFPA 59A以LNG生產(chǎn)、儲運站場及其設施為對象，引用并串接了LNG項目各設施的設計、安裝和安全運行時應遵循或參考的74項相關通用技術標準或規(guī)范(引用文獻)，提出了防范危險的基本要求和最低指標，并補充，增加了這些通用技術標準和規(guī)范中沒有涉及的、關于LNG特殊或專用的防泄漏、防火安全的基本要求、安全措施和危險評估方法等最低安全標準。
    LNG設施中LNG儲罐的危險性最大，因而，NFPA 59A有關LNG儲罐、防火、安全和保安、操作維護和人員培訓的內容最詳細。除列出儲罐、管道及組件應遵循的相關通用標準要求外，還詳細說明LNG儲罐和管道在設計、施工材料、安裝、連接等方面的補充要求和安全措施；在操作、維護以及安全方面人員培訓的基本要求及最低標準。而其他工藝設備、氣化設施、儀表及電氣設備的泄漏危險相對儲罐要小，因此對非LNG專用設備、設施只要求符合各自相關標準，附加安全措施的內容相對較少。
2.2.2 NFAP 59A引用的通用標準
    NFAP 59A引用了來自10個協(xié)會、2個研究所和1個政府部門(運輸部)共13個單位的74項技術標準與安全文件。除49CFR193外，其余73個為通用技術標準，由10個協(xié)會和2個研究所出版，可見民間組織尤其是行業(yè)協(xié)會(學會)是制定美國國家技術標準的主體。NFAP 59A引用的通用技術標準主要涉及儲罐、管道及組件、消防設備的設計、選用材料、施工、檢驗、試壓、標記和試驗，以及熱輻射和蒸氣云擴散禁區(qū)計算
3 美國LNG法規(guī)與標準的比較與分析
3.1 49CFR193與NFAP59A的差異
    49CFR193與NFAP 59A的目的和規(guī)范方面相近，都提出LNG岸上站場和設施最低安全要求，以及禁止做的事情和必須要做的工作。但兩者又有一此區(qū)別：
    1) 規(guī)范對象不同：49CFR193側重規(guī)范經(jīng)營者經(jīng)營要求、職責、基本管理制度、工作程序和要求。NFAP 59A側重規(guī)范LNG站場和LNG設施設計、安裝、操作人員的技術和安全要求。
   2) 要求側重不同：49CFR193具體條款中更多是提出安全保障程序性要求。NFAP 59A側重安全措施和安全技術要求，明確規(guī)定具體安全數(shù)據(jù)或公式。
3) 涉及層面不同：49CFR193涉及面廣、宏觀，不涉及具體材料、工藝要求、儀表要求、具體設備的設計和施工，基本要求也更宏觀。NFPA 59A重點是LNG具體設施的設計與施工，提出的措施和要求更細、更具體。
4) 效力不同：聯(lián)邦安全標準 49CFR193由政府部門以法規(guī)形式發(fā)布，必須嚴格遵照執(zhí)行：NFAP 59A是國家標準，各企業(yè)和有關人員可自愿參照。
3.2 49CFR193與NFAP 59A的標準
    1) 49CFR193大量引用NFAP 59A—2001關于LNG設施選址、沒計、施工、操作、防火的條款，使自愿性標準NFPA 59A的選址、設計、施工、設備、防火要求成為49CFR193的規(guī)范性補充要求，具有強制性，其內容包括：①LNG設施的選址、設計、安裝、操作是LNG項目安全的重要環(huán)節(jié)，LNG設備的選址、設計、 施工中的防泄漏、防火安全是NFAP 59A的重點和最詳細部分，49CFR193的B、C、D、E子輯就LNG設施的選址、設計、施工、設備等內容對其引用并作出要求，從而使NFPA 59A相關內容成為必須強制遵守的法規(guī)條款；②NFAP 59A—2001的第9節(jié)“防火、安全和保安”除9.8“保安”以外的全部條款，被引用成為49CFR193“子輯I防火”的全部內容。
    2) 49CFR193有關人員資格和培訓、保安、操作等內容被NFAP 59A引用參照：①49CFR193的“人員資格和培訓”、“保安”兩節(jié)全文分別列為NFAP 59A咨料性附錄D和附錄C；②49CFR193“操作”和“維護”中部分條款與NFAP 59A中對應節(jié)的條款相同或相似，NFAP 59A操作維護和人員培訓中近半條款是49CFR193中相同的條款，主要是操作程序(手冊內容)、應急程序、操作前必須檢查的內容、定期檢測內容和間隔要求，此外，49CFR193多了“維護程序、分離和堂化、測試傳輸軟管、檢查液化天然氣儲存罐、腐蝕控制”等內容，而NFAP 59A則多了一些其他安全措施和要求。
    3) 對于LNG攔蓄區(qū)到建筑紅線距離的確定，49CFR193和NFAP 59A都采用了美國氣體研究所的熱輻射和蒸氣擴散禁區(qū)計算模型。
    可見，LNG項目的設計與管理必須遵循49CFR193；LNG設施的安全設計、施工與維護在遵循49CFR193后，具體措施、方法、工藝、參數(shù)等均要求采用NFAP 59A的相關條款。
3.3 33CFR127與49CFR193、NFAP 59A的比較
    33CFR127與49CFR193規(guī)范的領域和對象不同，分別適用于岸邊和岸上處理LNG的設施。49CFR193涉及LNG站場及設備，適用于岸邊LNG站場的陸上設施。33CFR127只針對海上和岸邊專用設施，如海上照明、碼頭基礎、船岸間通信等。33CFR127同樣通過引用NFAP 59A的相關條款使NFAP 59A中部分自愿性要求變?yōu)榉ㄒ?guī)強制性安全要求。
    值得注意的是美國聯(lián)邦法規(guī)49CFR193和33CFR127當時所引用的分別是NFAP 59A的2001版本和1994版本，這些法規(guī)目前在美國仍然適用。因此，此后NFPA 59A的修訂版(如最新的2009版[6])中的修訂或增補內容在法律上尚不具強制性，如有與法規(guī)相抵觸的修訂應以法規(guī)為準[7]。
4 思考與借鑒
    1) 美國有專門機構分別對法律、法規(guī)按行業(yè)歸納、分類，形成權威的法典、法規(guī)書冊，針對性、適用性強，使用者易于查閱與使用。
    2) 美國對LNG這類可能危及公共安全的項目通過法律、法規(guī)、國家標準3個層次，分別對LNG相關管理者、經(jīng)營者、工程設計施工操作者(統(tǒng)稱LNG項目相關人)的行為和工作進行規(guī)范。政府依法行使安全指導和監(jiān)管職權與職責，政府依法制定的最低安全標準以法規(guī)形式發(fā)揮著強有力的規(guī)范效力，自愿性技術標準的作用通過被法規(guī)引用而大大加強。法律、法規(guī)、國家標準3者層次分明，關系明確、密切而又互相套疊，LNG項目各環(huán)節(jié)的管理主體明確，職責、程序清楚，從宏觀到微觀、從管理制度到技術措施，全面進行安全規(guī)范，對LNG項目安全形成完整、統(tǒng)一、嚴謹、協(xié)調、科學的安全保障規(guī)范體系，保障公共安全。
    3) 美國注重人的行為和工作程序對安全的保障作用。通過嚴格規(guī)范LNG項目相關人員的資格、職責和行為來避免LNG項目的風險和危害，保障公共安全。以法規(guī)形式要求相關人員在LNG設施的選址、設計、安裝、操作、維護各環(huán)節(jié)中，周詳考慮各種風險和影響因素，必須考慮安全防范措施和制定操作和應急方案，確保安全。而對LNG項目具體采用的安全技術與措施則以標準的形式進行要求，使相關人員有較大的選擇范圍和靈活性，留有隨科研發(fā)展應用先進技術的余地。
    4) 美國LNG項目的專門法規(guī)與國家標準均以保障公共安全為宗旨，規(guī)定最低要求的安全標準。技術型標準則采用自愿原則，且LNG專用技術標準極少，大量采用通用技術標準。
    5) 美國LNG專用安全標準NFPA 59A以防火、消防安全為主線，參考、引用了73項其他非LNG專用技術標準(條款)和研究報告，使大量通用技術標準科學、協(xié)調、統(tǒng)一地為LNG項目所用，補充、完善了LNG設施的設計、安裝、操作、維護等的安全技術和要求，為LNG項目安全提供較全面的保障，并在被聯(lián)邦法規(guī)引用后，具有相對應的強制性。我國單獨、直接轉化NFPA 59A為推薦性國家標準削弱和縮小了其原有的作用。
    可見，美國LNG安全法規(guī)和標準不僅其內容和技術措施，而且其體系結構及其相互關系，尤其是其作用途徑均值得我們借鑒。
 
(本文作者：王健敏1，2 皇甫立霞1 郭開華1 1.中山大學工學院；2.仲愷農(nóng)業(yè)工程學院機電工程學院)