LPG儲配系統(tǒng)設(shè)備模型性能研究

劉少東

(中國石油天然氣股份有限公司天然氣銷售廣西分公司, 廣西 南寧 530029)

1 LPG儲配站運(yùn)行的不連續(xù)性

對不城市燃?xì)夤茌斕烊粴鈦碚f，LPG運(yùn)輸液化的方式多種多樣，不僅使用城市燃?xì)夤芫W(wǎng)，也比較多使用槽車、輕便的鋼瓶等配送。由于液化石油氣儲配站方式多樣、資金回籠快，回報客觀的特點(diǎn)受到大眾的追捧。在我國大部門處于溫帶季風(fēng)氣候，冬季和夏季溫差比較大的特點(diǎn)尤為明顯，LPG氣液兩相特性的特點(diǎn)對溫帶的變化比較大，因此 LPG 儲配系統(tǒng)為全年運(yùn)行的系統(tǒng)對氣溫的不斷變化具有很高的適應(yīng)性。冬季寒冷地區(qū)溫度最低甚至可以達(dá)到-30 ℃，但是夏季溫度驟然升高，溫度上升到 32℃甚至更高，在西北地區(qū)白夜溫差也很大。隨著這種氣溫的大起大落，要求我們在設(shè)計LPG站時候更多要考慮溫度影響。因此對應(yīng)急注水系統(tǒng)提出了更高要求。注水點(diǎn)宜采用半固定式連接，需要注水時連接快裝接頭，實現(xiàn)迅速注水。可采用穩(wěn)高壓消防水系統(tǒng)作為事故狀態(tài)下球罐的注水水源。將穩(wěn)高壓系統(tǒng)的消防管線甩頭接至注水點(diǎn)附近，其距物料管線注水連接點(diǎn)的距離不宜大于5 m。實現(xiàn)半固定連接時，除在連接端設(shè)雙閥外，還應(yīng)加設(shè)單向閥及檢查閥。借用工藝泵完成注水時，注水流量應(yīng)大于或等于計算泄漏量，壓力應(yīng)大于需要注水液化烴球罐的最高操作壓力。如果不能滿足上述兩點(diǎn)要求，則需要設(shè)置專有泵完成注水。注水堵漏系統(tǒng)檢查應(yīng)有專人負(fù)責(zé)，并定期檢查，確保系統(tǒng)完好。

LPG機(jī)卸車在工作時間，溫差的驟增會使得壓縮機(jī)進(jìn)口處于待氣的氣相管道在夜間溫度較低時出現(xiàn)液化的現(xiàn)象，當(dāng)啟動壓縮機(jī)是就會造成壓縮機(jī)的液擊，輕則會壓縮機(jī)會產(chǎn)生劇烈震動影響正常生產(chǎn)，重則會導(dǎo)致爆缸嚴(yán)重的事故。

1.1 液化石油氣系統(tǒng)運(yùn)行分析

(1)液化石油氣的裝卸。裝卸前的準(zhǔn)備液化氣體罐車充裝單位應(yīng)建立健全充裝制度并認(rèn)真貫徹執(zhí)行。充裝人員應(yīng)由取得國家壓力容器操作證者擔(dān)任。液化氣體罐車充裝前應(yīng)有專人檢查罐車，凡有下列情況之一，應(yīng)禁止充裝。罐車未按期檢驗或檢驗不合格。罐車的顏色、字樣、標(biāo)記和所裝的介質(zhì)不符，或者顏色、字樣、標(biāo)記脫落而不易識別其種類。外表腐蝕嚴(yán)重或有明顯損壞、變形。附件不全、損壞、失靈或不符合安全規(guī)定[1]。

(2)液化石油氣的儲存。裝卸人員將輸送管與罐車的氣、液相接口進(jìn)行可靠連接。開始裝車時，若壓力偏大，應(yīng)開啟排氣閥，從氣相返回線放掉殘留氣體，至罐車壓力符合規(guī)定的0.05 MPa余壓后，關(guān)閉排氣閥。液化石油氣的裝卸最高流速不應(yīng)大于3 m/s。裝卸過程中應(yīng)隨時檢查相關(guān)閥門和連接處是否存在泄漏，如有泄漏，應(yīng)立即停止裝卸，待處理好后進(jìn)行裝卸。裝卸人員應(yīng)密切觀察各部位并注意壓力表、溫度計、液位計變化情況。禁止離開操作崗位。裝車時應(yīng)嚴(yán)格控制充裝量，不應(yīng)超過規(guī)定的充裝系數(shù)。禁止超量、超溫、超壓。裝車需要泄壓時，由裝車操作人員利用氣相返回線泄壓。裝車作業(yè)完畢，應(yīng)用氮?dú)鈱⑤斔凸軆?nèi)殘余物料排凈，或直接向殘壓罐、氣柜排放。罐車每次充裝應(yīng)做詳細(xì)的充裝記錄，罐車充裝完畢后，充裝單位應(yīng)復(fù)檢充裝量，對各密封面進(jìn)行泄漏檢查。檢查封車壓力。檢查情況詳細(xì)填于“鐵路罐車充裝記錄”中。

(3)液化石油氣的灌裝。裝卸結(jié)束后，打開排氣閥，排出殘留氣體，拆下裝卸管，蓋上接頭蓋，關(guān)閉排氣閥。充裝完畢后，應(yīng)進(jìn)行下列檢查:a)關(guān)閉壓力座閥和緊急切斷閥。b)各密封面進(jìn)行泄漏檢查。c)氣、液相閥門加盲板。d)檢查封車壓力(不得超過罐內(nèi)介質(zhì)溫度下的飽和氣壓力)。e)用軌道衡復(fù)檢充裝量[2]。

(4)液化石油氣倒灌。裝卸結(jié)束后，應(yīng)在拆除氣、液相管之后，拆卸罐車靜電接地線。液化石油氣罐車卸料時，不得用空氣壓力卸料，也不得用有可能引起罐體內(nèi)溫度迅速升高的其他方法進(jìn)行卸料;返回的罐車其罐體內(nèi)應(yīng)留有不低于0.05 MPa的余壓[3]。

1.2 緊急切斷模塊的選擇

緊急切斷閥相關(guān)要求，液化烴儲罐出入口都應(yīng)設(shè)置帶遠(yuǎn)程控制的緊急切斷閥，位置應(yīng)靠近儲罐，其前后應(yīng)設(shè)置手動切斷閥，并宜安裝帶有手動切斷閥的旁路。b）緊急切斷閥宜采用球閥，且應(yīng)滿足如下要求：1）球閥應(yīng)符合ANSI/API607要求的火災(zāi)安全（fire-safe）型（FC型），硬密封，緊急狀況或火災(zāi)時應(yīng)能夠手動操作。2）閥門泄漏等級至少應(yīng)符合ANSI/FCI70-2要求的V級。c）緊急切斷閥的安裝支架、軸承、鍵銷、緊固件等配件應(yīng)選用鋼制材料；法蘭接口應(yīng)采用金屬纏繞墊片，不應(yīng)采用石棉作為閥門墊片和填料材料。位于火災(zāi)危險區(qū)內(nèi)，并用于驅(qū)動和控制電動緊急切斷閥的電源電纜和信號電纜選用應(yīng)符合GB/T 19666的要求或按其要求做電纜耐火保護(hù)。緊急切斷閥控制系統(tǒng)的防爆性能應(yīng)符合GB 3836和GB 50058的要求。緊急切斷閥應(yīng)與儲罐高高液位聯(lián)鎖動作，并應(yīng)符合SH3136的要求，聯(lián)鎖信號應(yīng)引入控制室[4]。

1.3 烴泵灌瓶工藝流程模擬

槽車首次裝車或槽車罐內(nèi)溫度大于-130 ℃時，應(yīng)對槽車進(jìn)行預(yù)冷，預(yù)冷過程宜采用手動方式進(jìn)行。7.2首次裝車、車輛預(yù)冷前檢測車內(nèi)氧氣含量不應(yīng)大于2%。7.3裝車臂連接后，應(yīng)對裝車臂與槽車連接法蘭進(jìn)行試漏。氣密壓力不應(yīng)小于最高操作壓力。7.4氣密合格后，應(yīng)對裝車臂手閥至槽車閥門之間管線進(jìn)行氮?dú)庵脫Q，氧氣含量不大于2%為合格。7.5如槽車壓力大于0.3 MPa，開啟裝車臂至BOG回氣管線閥門，槽車泄壓。7.6槽車進(jìn)液預(yù)冷步驟如下：打開槽車頂部進(jìn)液閥門，視槽車回氣溫度的下降速度，調(diào)整預(yù)冷流量，控制預(yù)冷速度不大于30 ℃/h。槽車預(yù)冷期間，注意觀察槽車溫度、壓力變化，槽車壓力大于0.3 MPa，立即關(guān)閉槽車進(jìn)液閥門，停止進(jìn)液。將槽車壓力泄至BOG回氣壓力后，打開進(jìn)液閥門，繼續(xù)預(yù)冷。槽車回氣溫度小于-130 ℃時，預(yù)冷結(jié)束，準(zhǔn)備裝車[5]。

(1)氮封作業(yè)：氮封作業(yè)管理必須符合進(jìn)入受限空間作業(yè)中特殊受限空間管理要求，必須進(jìn)行風(fēng)險評價，制定可靠的安全工作方案、安全措施和應(yīng)急預(yù)案，采取特殊防護(hù)措施并有效落實，在作業(yè)前組織模擬演練后方可實施作業(yè)。

(2)儲罐基礎(chǔ)應(yīng)符合下列要求：a）球罐基礎(chǔ)型式，宜采用圓環(huán)形鋼筋混凝土基礎(chǔ)；采用鋼筋混凝土獨(dú)立基礎(chǔ)或承臺時應(yīng)加系梁以調(diào)整不均勻沉降（球罐基礎(chǔ)的混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)不低于C25，同時耐久性應(yīng)符合GB50010的有關(guān)規(guī)定，墊層宜為C10）。b）柱墩頂面高出設(shè)計地面不宜小于200 mm，且頂面應(yīng)留出兩層灌漿層，其厚度為50 mm，灌漿材料可以采用比基礎(chǔ)混泥土強(qiáng)度等級高一級的無收縮細(xì)石混泥土或高強(qiáng)無收縮水泥基灌漿料。c）地腳螺栓宜采用Q235B級、Q345B級鋼或按主體專業(yè)委托要求，地腳螺栓不得進(jìn)行冷加工。d）基礎(chǔ)受力鋼筋的保護(hù)層最小厚度為40 mm。

(3)LPG液相管道。它是輸送液體 LPG 的通道，在本次實驗中使用統(tǒng)一的管道標(biāo)準(zhǔn)模塊。

2 防泄漏注水措施

遙控注水閥宜采用球閥，其閥體、配件、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、電源電纜和信號電纜的選用應(yīng)符合4.2中對緊急切斷閥的要求。注水水源可采用穩(wěn)高壓消防水；對于丙烯、丙烷等操作壓力較高的儲罐應(yīng)有注水升壓措施。注水管道宜采用半固定連接。寒冷地區(qū)注水管路應(yīng)采取必要的保溫、伴熱措施。存儲溫度低于水的冰點(diǎn)的液化烴（如乙烯等）儲罐，不應(yīng)采用防泄漏注水措施[6]。

3 結(jié)語

液化烴儲罐使用單位應(yīng)對壓力容器及其安全附件、安全保護(hù)裝置、測量調(diào)控裝置、附屬儀器儀表等設(shè)備設(shè)施建立檢查和維護(hù)制度，每日巡檢，對發(fā)現(xiàn)的異常情況應(yīng)及時處理并且記錄。視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)圖像清晰，保證有工作人員24 h監(jiān)視，視頻監(jiān)控記錄應(yīng)至少保存一周。對火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的火災(zāi)報警、故障報警、復(fù)位、系統(tǒng)自檢等，每日應(yīng)進(jìn)行一次檢查。消防噴淋、消防水炮及滅火器等消防設(shè)施每月應(yīng)檢查一次，保持處于完好狀態(tài)；消防噴淋、消防水炮、消火栓每半年應(yīng)進(jìn)行一次實際出水試驗；應(yīng)及時清理消防噴淋管網(wǎng)及噴頭內(nèi)的雜物，確保噴頭暢通。