HAN橇裝式防爆加油裝置的設(shè)計(jì)和制造

曹建鷗 曹嘉璇（廣東贛粵容器制造有限公司）

1 概述

HAN阻隔防爆橇裝式加油裝置（以下簡(jiǎn)稱“加油裝置”）是一臺(tái)集防爆儲(chǔ)油罐、加油機(jī)、箱體和附屬設(shè)備于一體的機(jī)電一體化設(shè)備（圖1），將槽車運(yùn)來(lái)的油品通過(guò)加油裝置的卸油系統(tǒng)輸送到加油裝置的儲(chǔ)油罐中，再通過(guò)加油裝置的加油系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)向外加油[1-2]。

圖1 阻隔防爆橇裝式加油裝置

加油裝置可方便地安裝在城鎮(zhèn)人口密集區(qū)、港口、碼頭、機(jī)場(chǎng)、公交站場(chǎng)、大型工地、大型工廠、邊遠(yuǎn)地區(qū)、高速公路邊、企業(yè)內(nèi)部加油站等地方，可方便快捷地建成安全性好、建設(shè)費(fèi)用低的橇裝式汽車加油站。具有防火防爆、投資少、建站時(shí)間短、設(shè)備移位方便、維護(hù)簡(jiǎn)便、抑制滲油和揮發(fā)等一系列優(yōu)點(diǎn)[3]。

2 技術(shù)思路和研究方法

1）加油裝置結(jié)構(gòu)：是一種集地面雙壁儲(chǔ)油罐和內(nèi)部阻隔防爆材料；加油機(jī)；底座；倉(cāng)室；欄桿、頂棚；油氣回收裝置；輸油管路；撬裝站液位儀控制臺(tái)；電氣系統(tǒng)；消防安全裝置等部件于一體的地面加油系統(tǒng)（圖2）。

圖2 阻隔防爆橇裝加油裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2）加油裝置有許多地埋式加油站所沒有的消防安全裝置。如懸掛式滅火裝置、緊急泄壓裝置、高低液位自動(dòng)報(bào)警、油氣濃度檢測(cè)、靜電接地報(bào)警、高溫自動(dòng)斷油保護(hù)閥、滲漏檢測(cè)裝置、內(nèi)部燃燒抑制裝置等。

3）加油裝置油氣回收設(shè)計(jì)：配備有一級(jí)（汽油包含二級(jí)）油氣回收裝置，雙壁儲(chǔ)罐杜絕了泄漏和污染因素，儲(chǔ)罐夾層的檢測(cè)儀提高了泄漏監(jiān)測(cè)力度。阻隔防爆撬裝加油裝置從設(shè)計(jì)上保證了安全和環(huán)保性能。

4）阻隔防爆設(shè)計(jì)原理：在儲(chǔ)油罐中放置特種鋁合金網(wǎng)狀防爆材料后，由于防爆材料疊層中的網(wǎng)眼組成蜂窩狀結(jié)構(gòu)，把容器內(nèi)腔分成許多很小的“小隔室”，這些“小隔室”可以遏制火焰的傳播，同時(shí)具有極好的導(dǎo)熱導(dǎo)靜電性能，可以迅速吸收燃燒釋放出來(lái)的絕大部分熱量，反應(yīng)氣體的膨脹程度大為縮小，容器的壓力值增高不大，達(dá)到抑制爆炸的目的[4]（圖3）。

圖3 內(nèi)部阻隔防爆材料設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)

5）加油裝置設(shè)計(jì)與制造標(biāo)準(zhǔn)：應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》GB 50156—2012、石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《采用橇裝式加油裝置的汽車加油站技術(shù)規(guī)范》SHT/3134——2002、安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《阻隔防爆撬裝式汽車加油(氣)裝置技術(shù)要求》AQ3002—2005進(jìn)行[5]。一般用于政府有關(guān)部門許可的企業(yè)自用、臨時(shí)或者特定場(chǎng)所。

6）制造實(shí)例：該次阻隔防爆橇裝式加油裝置總?cè)莘e為50 m3，雙層結(jié)構(gòu)，儲(chǔ)油罐內(nèi)裝填阻隔防爆材料；內(nèi)部放置2 臺(tái)，左側(cè)罐為單腔，容積20 m3，盛裝油品為柴油，右側(cè)罐為雙腔，容積為30 m3，盛裝油品為汽油。加油機(jī)為三顯三槍撬裝（自吸泵）加油機(jī)，左右兩頭各放置一臺(tái)，每槍只能單獨(dú)加注對(duì)應(yīng)倉(cāng)的油品，相應(yīng)管線配置按規(guī)范要求執(zhí)行。加油裝置放置基礎(chǔ)為水平硬化地面，帶防雷靜電接地裝置并嚴(yán)格配備消防安全裝置和設(shè)施（圖4）。

圖4 50 m3阻隔防爆橇裝式加油裝置

3 技術(shù)效果

1）加油裝置的結(jié)構(gòu)組成。設(shè)備底座；箱體和倉(cāng)室；防火防爆雙壁儲(chǔ)油罐和HAN 阻隔防爆材料；輸油管路系統(tǒng)（含一二次油氣回收系統(tǒng)）；數(shù)顯自吸泵加油機(jī)；防爆配電箱和電氣系統(tǒng)；撬裝站液位儀控制臺(tái)（高低液位自動(dòng)報(bào)警、油氣濃度檢測(cè)、靜電接地報(bào)警、滲漏檢測(cè)裝置）；人孔緊急泄壓裝置；懸掛式自動(dòng)干粉滅火裝置；防溢流防靜電裝置；高溫自動(dòng)斷油保護(hù)閥；排污系統(tǒng)；卷簾門、倉(cāng)室門、透氣扇；爬梯、欄桿部件等。

2）設(shè)備底座設(shè)計(jì)。設(shè)備底座框架采用矩形鋼管制作，底座上表面必須平齊，采用氣保焊滿焊施工，焊后打磨光滑平整。儲(chǔ)油罐體放置部分鋪設(shè)鋼板作為支撐平臺(tái)、其他隔室部分地面鋪設(shè)花紋鋼板，以方便人員操作。

3）箱體和倉(cāng)室設(shè)計(jì)。該次加油裝置設(shè)計(jì)為左右兩頭設(shè)置加油機(jī)，可左右同時(shí)對(duì)車輛進(jìn)行加油。因此倉(cāng)室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為1#加油室；1#閥室；1#油罐區(qū)；中間控制室；2#、3#油罐區(qū)；2#閥室；2#加油室（圖5）。倉(cāng)室再通過(guò)安裝型鋼骨架和鋼板組合成加油裝置的箱體。

4）儲(chǔ)油罐和內(nèi)部HAN 阻隔防爆材料設(shè)計(jì)。該次50 m3撬裝加油裝置，內(nèi)部雙壁儲(chǔ)油罐分為20 m3+30 m3兩臺(tái)左右放置，儲(chǔ)油罐制作應(yīng)符合《鋼制焊接常壓容器》NB/T47003.1 規(guī)范的要求。根據(jù)規(guī)范SHT/3134—2002 要求，當(dāng)單罐容積大于25 m3時(shí)，罐內(nèi)應(yīng)設(shè)置隔倉(cāng)。該次加油裝置放置地不屬于城市建成區(qū)，因此30 m3儲(chǔ)油罐設(shè)置為15 m3+15 m3兩個(gè)隔倉(cāng)。儲(chǔ)油罐內(nèi)部裝填滿鋁合金材質(zhì)的HAN阻隔防爆材料。

HAN材料可有效消除金屬裝載容器的靜電?？梢砸种蛊?、甲烷、丙烷、柴油、丙酮、甲苯、乙烷、石油等溶劑及類似的物質(zhì)發(fā)生爆炸。不磨損容器內(nèi)壁，材料本身不污染油質(zhì)，在容器中不變形，在油料等溶劑中不腐蝕、不損耗、不破碎、不會(huì)堵塞各種油路[6]。一次裝入可長(zhǎng)期使用，采用填裝方式，可適合特殊形狀的容器。裝填容量?jī)H占被充填容器容積：圓柱體小于或等于0.8%，球體小于或等于1.0%，加入量為28～32 kg/m3。

5）輸油管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。油罐槽車運(yùn)輸?shù)挠推方?jīng)過(guò)中間控制室的門，通過(guò)齒輪油泵進(jìn)入卸油系統(tǒng)，再把不同油品送入左右不同品種儲(chǔ)油罐中。如是輸送汽油，必須通過(guò)一次油氣回收系統(tǒng)，連接槽車和儲(chǔ)油罐，防止油氣外泄，達(dá)到安全環(huán)保、防止大氣污染的作用[7]。所有輸油管路均采用20#無(wú)縫鋼管安裝焊接（圖6）。

圖5 隔倉(cāng)室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

給車輛加油時(shí)，通過(guò)加油機(jī)自吸泵從儲(chǔ)油罐出油系統(tǒng)輸出所需要的油品，并通過(guò)加油機(jī)的二次油氣回收系統(tǒng)，把加油時(shí)產(chǎn)生的油氣送回儲(chǔ)油罐內(nèi)。儲(chǔ)油罐內(nèi)部油氣通過(guò)通氣管上部的阻火呼吸閥，和大氣相通。

圖6 30 m3雙壁儲(chǔ)油罐和輸油管路、油氣回收系統(tǒng)（2#和3#）

6）數(shù)顯自吸泵加油機(jī)。該加油裝置配備兩臺(tái)稅控三油品三槍三顯撬裝自吸泵加油機(jī)（二汽一柴，2把汽槍帶分散式油氣回收裝置），加油機(jī)配置TOKHEIM流量計(jì)、TOKHEIM泵、OPW油槍、金屬按鍵，大液晶顯示，兩級(jí)過(guò)濾器，防作弊系統(tǒng)，正面一面掛3 把槍，配緊急開關(guān)、靜電釋放器。配OPW 油氣回收槍、OPW 拉斷閥、德國(guó)DURR 真空泵、OPW 油氣回收膠管。以及感應(yīng)IC 卡裝置和加油站感應(yīng)卡管理系統(tǒng)。

7）防爆配電箱和電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)。該加油裝置采用BEP56防爆配電箱，配電箱材質(zhì)為鋁合金，表面噴塑處理。配電箱防爆等級(jí)：Exde IIB T6 Gb；安裝方式：戶內(nèi)掛式；進(jìn)出線口方式：上進(jìn)上出。配電箱控制油泵電動(dòng)機(jī)、加油機(jī)電源、防爆照明、頂棚照明、液位儀控制臺(tái)和備用電源等電氣系統(tǒng)（圖7）。

8）撬裝站液位儀控制臺(tái)?？赏瑫r(shí)監(jiān)控1～4 個(gè)油倉(cāng)，直觀顯示油高、油體積、水高、水體積、標(biāo)準(zhǔn)體積和油品，五點(diǎn)平均溫度及油罐周圍氣體的濃度；自動(dòng)監(jiān)測(cè)卸油情況；逐點(diǎn)導(dǎo)入容積表，充分保證油品體積的準(zhǔn)確性；具有聲光報(bào)警功能（實(shí)現(xiàn)高低液位報(bào)警、預(yù)警、以及水位高報(bào)警、油氣濃度檢測(cè)報(bào)警、靜電接地報(bào)警）；高低液位制動(dòng)和氣體濃度過(guò)高制動(dòng)；油罐滲漏檢測(cè)；網(wǎng)絡(luò)上傳。

圖7 橇裝控制箱電氣圖

9）人孔緊急泄壓裝置。安裝在儲(chǔ)罐頂部人孔處，在阻火呼吸閥正常工作情況下，緊急泄壓人孔基本保持密封狀態(tài)，儲(chǔ)罐處于正常壓力。當(dāng)呼吸閥正常工作滿足不了因意外原因造成儲(chǔ)罐內(nèi)壓力急劇超壓，大于設(shè)計(jì)壓力的90%時(shí)，泄壓人孔的泄壓蓋自動(dòng)頂開，進(jìn)行緊急泄壓，使罐內(nèi)壓力保持正常；當(dāng)罐內(nèi)壓力急劇減壓或超真空時(shí)，吸入閥便開啟，急劇吸入大氣，維護(hù)罐內(nèi)正常壓力；當(dāng)吸入大氣帶有火花、火焰時(shí)，阻火層起到“器壁效應(yīng)”的作用來(lái)阻止火焰的通過(guò)，以保護(hù)儲(chǔ)罐的安全。

10）懸掛式自動(dòng)干粉滅火裝置。是通過(guò)兩節(jié)桿、支架等以吊掛或壁裝的形式將超細(xì)干粉自動(dòng)滅火裝置置于被保護(hù)物上方。其感溫元件敏銳，啟動(dòng)迅速，其噴射后的滅火劑通過(guò)向上的后座力，在保護(hù)物或空氣中彌散均勻、快速；不占空間，可以合理規(guī)劃于狹小的空間內(nèi)，其滅火裝置下方滅火支撐物。

由于充裝的滅火劑粒徑小，流動(dòng)性好，有良好抗復(fù)燃性、彌散性和電絕緣性，滅火劑與火焰反應(yīng)產(chǎn)生的大量玻離狀物質(zhì)吸附著在被保護(hù)物表面形成一層隔離層；因此既能應(yīng)用于相對(duì)封閉空間全淹沒滅火，也可用于開放場(chǎng)所局部保護(hù)滅火[8]。

11）防溢流防靜電裝置。防溢流防靜電傳感器能夠有效防止液體溢出，與儲(chǔ)油罐的卸油管相連，當(dāng)油罐內(nèi)的液位升到油罐容量的95%時(shí)，能自動(dòng)關(guān)閉卸油管，同時(shí)保證靜電接地電阻符合安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，組成加油裝置防溢流防靜電傳感器系統(tǒng)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)接線插座和插頭實(shí)現(xiàn)油罐車和加油裝置的對(duì)接，配套加油裝置防溢流防靜電控制系統(tǒng)，確保輸油灌裝過(guò)程中的安全和環(huán)保。

12）高溫自動(dòng)斷油保護(hù)閥。位于儲(chǔ)油罐的出油管道和加油機(jī)的進(jìn)油管道上，受熔斷片控制的閥門。該閥正常情況下處于開啟狀態(tài)，發(fā)生火災(zāi)時(shí)其熔斷片感受火焰的熱量會(huì)熔化導(dǎo)致閥門自動(dòng)關(guān)閉。

13）排污系統(tǒng)設(shè)計(jì)。儲(chǔ)油罐內(nèi)部需要清理清洗時(shí)，應(yīng)設(shè)置排污系統(tǒng)，對(duì)清洗完的儲(chǔ)罐內(nèi)部進(jìn)行排污。應(yīng)在罐內(nèi)底部中間位置設(shè)置排污槽，上面用鍍鋅多孔板和不銹鋼網(wǎng)覆蓋焊接牢固，起到過(guò)濾的作用，通過(guò)排污管和排污閥通向儲(chǔ)油罐外部[9]。

4 加油裝置檢測(cè)與驗(yàn)收

該次50 m3阻隔防爆橇裝式加油裝置采用新型HAN技術(shù)，嚴(yán)格按照國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)規(guī)范、設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行制造，通過(guò)當(dāng)?shù)毓矙C(jī)關(guān)消防部門的消防設(shè)計(jì)和驗(yàn)收審核；經(jīng)中國(guó)特種設(shè)備檢測(cè)研究院檢測(cè)合格，出具橇裝式加油裝置檢測(cè)報(bào)告；符合規(guī)范和消防安全要求，產(chǎn)品驗(yàn)收合格。

1）安全可靠：HAN 阻隔防爆技術(shù)可以抑制火焰的傳播，具有極好的導(dǎo)熱導(dǎo)靜電性能，有效地防止儲(chǔ)油罐在明火、靜電、焊接、槍擊、撞擊等情況下發(fā)生爆炸事故[10]。

2）自動(dòng)化控制：加油裝置采用專用HAN技術(shù)設(shè)計(jì)制造，通過(guò)專用橇裝站液位儀控制臺(tái)對(duì)阻隔防爆橇裝式加油裝置的運(yùn)營(yíng)進(jìn)行自動(dòng)聯(lián)鎖控制，確保運(yùn)營(yíng)安全。

3）符合環(huán)保要求：配置有油氣回收接口，油氣可輸出至油氣回收裝置，減少油品揮發(fā)，減少對(duì)大氣環(huán)境污染。雙層罐體結(jié)構(gòu)杜絕儲(chǔ)油罐中的油品泄漏到地面或土壤中造成環(huán)境污染[11]。

4）操作簡(jiǎn)單：操作界面全中文、數(shù)字、圖形顯示，操作簡(jiǎn)單、方便、直觀。

5）安裝方便：裝置出廠前完成所有功能調(diào)試，整體運(yùn)輸?shù)跹b，一次就位，簡(jiǎn)單方便。

6）高性價(jià)比：建站成本、建站時(shí)間、投資、維護(hù)等方面優(yōu)于傳統(tǒng)的建站方式。橇裝式結(jié)構(gòu)，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)，靈活方便。