LPG儲配系統設備模型性能研究

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儲配站運行的不連續性

對不城市燃氣管輸天然氣來說，LPG運輸液化的方式多種多樣，不僅使用城市燃氣管網，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，回報客觀的特點受到大眾的追捧。在我國大部門處于溫帶季風氣候，冬季和夏季溫差比較大的特點尤為明顯，LPG氣液兩相特性的特點對溫帶的變化比較大，因此 LPG 儲配系統為全年運行的系統對氣溫的不斷變化具有很高的適應性。冬季寒冷地區溫度最低甚至可以達到-30 ℃，但是夏季溫度驟然升高，溫度上升到 32℃甚至更高，在西北地區白夜溫差也很大。隨著這種氣溫的大起大落，要求我們在設計LPG站時候更多要考慮溫度影響。因此對應急注水系統提出了更高要求。注水點宜采用半固定式連接，需要注水時連接快裝接頭，實現迅速注水。可采用穩高壓消防水系統作為事故狀態下球罐的注水水源。將穩高壓系統的消防管線甩頭接至注水點附近，其距物料管線注水連接點的距離不宜大于5 m。實現半固定連接時，除在連接端設雙閥外，還應加設單向閥及檢查閥。借用工藝泵完成注水時，注水流量應大于或等于計算泄漏量，壓力應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要求，則需要設置專有泵完成注水。注水堵漏系統檢查應有專人負責，并定期檢查，確保系統完好。

LPG機卸車在工作時間，溫差的驟增會使得壓縮機進口處于待氣的氣相管道在夜間溫度較低時出現液化的現象，當啟動壓縮機是就會造成壓縮機的液擊，輕則會壓縮機會產生劇烈震動影響正常生產，重則會導致爆缸嚴重的事故。

1.1 液化石油氣系統運行分析

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

(2)液化石油氣的儲存。裝卸人員將輸送管與罐車的氣、液相接口進行可靠連接。開始裝車時，若壓力偏大，應開啟排氣閥，從氣相返回線放掉殘留氣體，至罐車壓力符合規定的0.05 MPa余壓后，關閉排氣閥。液化石油氣的裝卸最高流速不應大于3 m/s。裝卸過程中應隨時檢查相關閥門和連接處是否存在泄漏，如有泄漏，應立即停止裝卸，待處理好后進行裝卸。裝卸人員應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。裝車時應嚴格控制充裝量，不應超過規定的充裝系數。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。裝車作業完畢，應用氮氣將輸送管內殘余物料排凈，或直接向殘壓罐、氣柜排放。罐車每次充裝應做詳細的充裝記錄，罐車充裝完畢后，充裝單位應復檢充裝量，對各密封面進行泄漏檢查。檢查封車壓力。檢查情況詳細填于“鐵路罐車充裝記錄”中。

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

(4)液化石油氣倒灌。裝卸結束后，應在拆除氣、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溫度迅速升高的其他方法進行卸料;返回的罐車其罐體內應留有不低于0.05 MPa的余壓[3]。

1.2 緊急切斷模塊的選擇

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

1.3 烴泵灌瓶工藝流程模擬

槽車首次裝車或槽車罐內溫度大于-130 ℃時，應對槽車進行預冷，預冷過程宜采用手動方式進行。7.2首次裝車、車輛預冷前檢測車內氧氣含量不應大于2%。7.3裝車臂連接后，應對裝車臂與槽車連接法蘭進行試漏。氣密壓力不應小于最高操作壓力。7.4氣密合格后，應對裝車臂手閥至槽車閥門之間管線進行氮氣置換，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槽車進液預冷步驟如下：打開槽車頂部進液閥門，視槽車回氣溫度的下降速度，調整預冷流量，控制預冷速度不大于30 ℃/h。槽車預冷期間，注意觀察槽車溫度、壓力變化，槽車壓力大于0.3 MPa，立即關閉槽車進液閥門，停止進液。將槽車壓力泄至BOG回氣壓力后，打開進液閥門，繼續預冷。槽車回氣溫度小于-130 ℃時，預冷結束，準備裝車[5]。

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

(2)儲罐基礎應符合下列要求：a）球罐基礎型式，宜采用圓環形鋼筋混凝土基礎；采用鋼筋混凝土獨立基礎或承臺時應加系梁以調整不均勻沉降（球罐基礎的混凝土強度等級應不低于C25，同時耐久性應符合GB50010的有關規定，墊層宜為C10）。b）柱墩頂面高出設計地面不宜小于200 mm，且頂面應留出兩層灌漿層，其厚度為50 mm，灌漿材料可以采用比基礎混泥土強度等級高一級的無收縮細石混泥土或高強無收縮水泥基灌漿料。c）地腳螺栓宜采用Q235B級、Q345B級鋼或按主體專業委托要求，地腳螺栓不得進行冷加工。d）基礎受力鋼筋的保護層最小厚度為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一的管道標準模塊。

2 防泄漏注水措施

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

3 結語

液化烴儲罐使用單位應對壓力容器及其安全附件、安全保護裝置、測量調控裝置、附屬儀器儀表等設備設施建立檢查和維護制度，每日巡檢，對發現的異常情況應及時處理并且記錄。視頻監控系統應圖像清晰，保證有工作人員24 h監視，視頻監控記錄應至少保存一周。對火災自動報警系統的火災報警、故障報警、復位、系統自檢等，每日應進行一次檢查。消防噴淋、消防水炮及滅火器等消防設施每月應檢查一次，保持處于完好狀態；消防噴淋、消防水炮、消火栓每半年應進行一次實際出水試驗；應及時清理消防噴淋管網及噴頭內的雜物，確保噴頭暢通。