埋地丙烷罐區(qū)的工程設(shè)計

蔣萬忠，錢江枰（浙江省天正設(shè)計工程有限公司，浙江杭州310012）

埋地丙烷罐區(qū)的工程設(shè)計

蔣萬忠，錢江枰
（浙江省天正設(shè)計工程有限公司，浙江杭州310012）

通過一個埋地丙烷罐區(qū)設(shè)計案例，介紹丙烷罐區(qū)的流程、布置、設(shè)備選型的設(shè)計要點(diǎn)，以及相關(guān)需要遵循的一些規(guī)范要求和安全措施。

丙烷；液化烴；LPG；設(shè)計；罐區(qū)；埋地

1 丙烷罐區(qū)概況

某丙烷罐區(qū)設(shè)計項目，丙烷通過槽車運(yùn)到罐區(qū)，罐區(qū)共設(shè)4個50 m3丙烷罐，丙烷以壓力式儲存，丙烷再通過泵送到使用車間。一個丙烷罐區(qū)包括以下設(shè)施：丙烷儲罐、丙烷輸送泵、丙烷壓縮機(jī)、泵房。丙烷的理化參數(shù)見表1。

表1 丙烷理化參數(shù)表

2 罐區(qū)的工作流程

2.1 卸車

丙烷通過槽車送到罐區(qū)邊，通過丙烷卸料口，用丙烷槽車自帶的卸料泵向丙烷罐卸料。但自帶的卸料泵很難把槽車內(nèi)的丙烷卸完，25℃時的飽和蒸汽壓達(dá)0.93 MPa（A），這時用丙烷壓縮機(jī)將丙烷從槽車抽到丙烷罐中，到槽車內(nèi)壓力為0.2 MPa時停止。丙烷壓縮機(jī)也可通過四通閥，進(jìn)出口反向，來加快卸料速度。對于是否要用壓縮機(jī)，《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》7.2.1條規(guī)定如下：LPG（液化石油氣）卸車宜選用卸車泵；PG儲罐總?cè)萘浚?0 m3時，卸車可選用LPG壓縮機(jī)；LPG儲罐總?cè)萘俊?5 m3時，可由LPG槽車上的卸車泵卸車，槽車上的卸車泵宜由站內(nèi)供電。丙烷的卸料不能用軟管，而應(yīng)用萬向充裝管道系統(tǒng)。國務(wù)院安委會辦公室〔2008〕[1]26號文第16條中有“在危險化學(xué)品槽車充裝環(huán)節(jié)，推廣使用萬向充裝管道系統(tǒng)代替充裝軟管，禁止使用軟管充裝液氯、液氨、液化石油氣、液化天然氣等液化危險化學(xué)品”。

2.2 丙烷輸送

通過屏蔽泵向使用點(diǎn)輸送丙烷，本項目中丙烷的使用點(diǎn)壓力較低，為0.3 MPa，輸送過程不開放空閥。兩臺輸送泵一開一備，進(jìn)口連接四只丙烷儲罐。

3 丙烷罐區(qū)的布置

3.1 丙烷罐區(qū)總體布置

罐區(qū)丙烷總儲量200 m3，折合質(zhì)量為116 t。根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源辨識》GB18218-2009[2]，丙烷的臨界存儲量為10 t。所以丙烷罐區(qū)的儲量超過了臨界存儲量，該丙烷罐區(qū)屬于重大危險源。浙安監(jiān)管危化[3]〔2013〕135號文中規(guī)定“若項目存在具有爆炸危險性危險物質(zhì)且數(shù)量達(dá)到重大危險源臨界量的場所（車間、裝置、儲罐區(qū)或倉庫），該場所與全廠性重要設(shè)施和其他民用設(shè)施、以及儲罐區(qū)或倉庫與其他建構(gòu)（筑）物的防火間距至少滿足GB50160的要求”。所以該丙烷罐區(qū)與周邊其他設(shè)施的間距按《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》GB50160-2008[4]（以下簡稱《石化規(guī)》）設(shè)計。

表2 丙烷罐區(qū)與其他設(shè)施間距表

因項目建設(shè)地塊的場地有限，根據(jù)《石化規(guī)》表4.2.12《石油化工廠總平面布置的防火間距》中的注5“埋地儲罐與其他設(shè)施的防火間距減少50%（火炬除外）”，所以考慮丙烷埋地儲罐。但在《石化規(guī)》中沒有液化烴埋地儲罐的設(shè)計依據(jù)。汽車LPG加氣站中LPG儲罐是埋地的，而LPG中80%（w%）以上是丙烷，所以埋地丙烷罐區(qū)中丙烷罐的布置及管道設(shè)計參考《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》GB50156-2012[5]（以下簡稱《加油站規(guī)范》）中的LPG儲罐。

3.2 丙烷罐區(qū)各設(shè)施的布置要求

3.2.1 丙烷儲罐布置要求

《加油站規(guī)范》中對埋地LPG儲罐要求：

[7.1.7條]埋地LPG儲罐的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）儲罐之間不應(yīng)小于2 m，且應(yīng)采用防滲混凝土墻隔開。

（2）直接覆土埋設(shè)在地下的LPG儲罐罐頂?shù)母餐梁穸炔粦?yīng)小于0.5 m；罐周圍應(yīng)回填中性細(xì)沙，其厚度不應(yīng)小于0.5 m。

（3）LPG儲罐應(yīng)采取抗浮措施。

[7.1.8條]埋地LPG儲罐采用地下罐池時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）罐池內(nèi)壁與罐壁之間的凈距不應(yīng)小于1 m。

（2）罐池底和側(cè)壁應(yīng)采取防滲漏措施，池內(nèi)應(yīng)用中性細(xì)沙或沙包填實(shí)。

（3）罐頂?shù)母采w厚度（含蓋板）不應(yīng)小于0.5 m，周邊填充厚度不應(yīng)小于0.9 m。

（4）池底一側(cè)應(yīng)設(shè)排水溝，池底面坡度宜為3‰。抽水井內(nèi)電氣設(shè)備應(yīng)符合防爆要求。

3.2.2 丙烷輸送泵、丙烷壓縮機(jī)、泵房布置要求

《加油站規(guī)范》中的要求：

[7.2.4條]設(shè)置在地面上的泵和壓縮機(jī)，應(yīng)設(shè)置防曬罩棚或泵房（壓縮機(jī)間）

《石化規(guī)》的要求見《石化規(guī)》5.3節(jié)泵與壓縮機(jī)，比較重要的強(qiáng)制條款為5.3.3條的（1）和（2）兩點(diǎn)：

[5.3.3條]液化烴、可燃液體泵在泵房內(nèi)布置時，應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）液化烴泵、操作溫度等于高于自燃點(diǎn)的可燃液體泵、操作溫度低于自燃點(diǎn)的可燃液體泵應(yīng)分別布置在不同房間內(nèi)，各房間之間的隔墻應(yīng)為防火墻；

（2）操作溫度等于高于自燃點(diǎn)的可燃液體泵門窗與操作溫度低于自燃點(diǎn)的甲B、乙A類液體泵房的門窗或液化烴泵房的門窗的距離不應(yīng)小于4.5 m。

4 設(shè)備選型

4.1 丙烷儲罐

《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSG R0004第3.9.3條規(guī)定：常溫儲存液化氣體壓力容器的設(shè)計壓力應(yīng)以規(guī)定溫度下的工作壓力為基礎(chǔ)確定；常溫儲存50℃丙烷的飽和蒸汽壓為1.6 MPa（G），行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《石油化工鋼制壓力容器》SH/ T3074-2007第6.1.1.5條規(guī)定：工作壓力PW≤1.8 MPa時，容器設(shè)計壓力Pd=PW+0.18 MPa，所以丙烷儲罐的設(shè)計壓力為1.78 MPa。

4.2 丙烷輸送泵

因丙烷為易汽化液體，丙烷輸送泵宜選用逆循環(huán)型的屏蔽泵。

4.3 丙烷壓縮機(jī)

丙烷壓縮機(jī)可用液化石油氣壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)為立式，單作用，風(fēng)冷無油潤滑，往復(fù)活塞式結(jié)構(gòu)，由高效過濾器、氣體分離器、兩位四通閥、管路系統(tǒng)、隔爆電機(jī)等組成，保護(hù)系統(tǒng)由切斷閥、浮子、安全閥等組成。它可實(shí)現(xiàn)如下作業(yè)：（1）丙烷槽車、槽船的裝卸；（2）丙烷的裝瓶、倒罐；（3）丙烷余氣和殘液的回收.

4.4 防爆要求

丙烷是易燃易爆氣體，根據(jù)《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》GB50058-2014[6]附錄C中的《可燃性氣體或蒸汽爆炸性混合物分級、分組》，丙烷級別為ⅡA，引燃溫度組別為T2。所以丙烷罐區(qū)的所有防爆電氣設(shè)備都應(yīng)按以上的級別和組別來選用。

5 安全措施

（1）如果一個丙烷罐出現(xiàn)異常時，可由丙烷輸送泵和壓縮機(jī)配合，把丙烷轉(zhuǎn)到其他閑置的丙烷儲罐內(nèi)；

（2）丙烷儲罐必須設(shè)置就地指示的液位計、壓力表、溫度計，以及液位上下限報警,儀表信號同時接入到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中。當(dāng)丙烷儲罐超壓或高液位時報警，高高壓或高高液位時聯(lián)鎖打開放空閥，并且切斷進(jìn)料閥；

（3）丙烷儲罐上設(shè)置全啟封閉式彈簧安全閥，安全閥與儲罐之間的管道設(shè)切斷閥，切斷閥在正常操作時處于鉛封開啟狀態(tài)；

（4）管路系統(tǒng)的設(shè)計壓力不小于2.5 MPa；

（5）丙烷管道兩個切斷閥之間必須設(shè)安全閥；

（6）連接槽車的液相管道和氣相管道上應(yīng)設(shè)置安全拉斷閥；

（7）丙烷儲罐的出液管道和連接槽車的液相管道上，設(shè)置緊急切斷閥；

（8）丙烷罐區(qū)的設(shè)施應(yīng)靜電接地，包括槽車。管道系統(tǒng)有法蘭的應(yīng)做靜電跨接。

[1]國務(wù)院安委會辦公室.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險化學(xué)品安全生產(chǎn)工作的指導(dǎo)意見[EB/OL].2012-08-09.

[2]http://www.chinasafety.gov.cn/newpage/Contents/Channel_ 4976/2012/0809/174959/content_174959.htm.

[3]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB18218-2009危險化學(xué)品重大危險源辨識[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009-07.

[4]浙江省安全生產(chǎn)監(jiān)管局.轉(zhuǎn)發(fā)國家安全監(jiān)管總局住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險化學(xué)品建設(shè)項目安全設(shè)計管理的通知[EB/OL].2013-07-29.http://www.zj.gov.cn/ art/2013/7/29/art_13118_814942.html.

[5]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50160-2008石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2008.

[6]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50156-2012汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范[S].中國計劃出版社，2012-11.

[7]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50058-2014，爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范[S].中國計劃出版社，2014-10.

Engineering Design of Buried Propane Tank Farm

JIANG Wan-zhong,QIAN Jiang-ping
(Zhejiang TITAN Design&Engineering Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang 310012,China)

This paper presented the design points of the process,layout and equipment selection through a design of buried propane tank farm.In addition,several standard requirements and security measures need to follow during the design were introduced.

propane;liquefied hydrocarbon;LPG;design;tank farm;buried

1006-4184（2015）3-0051-03

2015-01-15

蔣萬忠（1978-），男，大專，工程師，主要從事化工設(shè)計工作。E-mail:jiang-wz@zpcdi.com。