LPG储配系统设备模型性能研究

刘少东

(中国石油天然气股份有限公司天然气销售广西分公司, 广西 南宁 530029)

1 LPG储配站运行的不连续性

对不城市燃气管输天然气来说，LPG运输液化的方式多种多样，不仅使用城市燃气管网，也比较多使用槽车、轻便的钢瓶等配送。由于液化石油气储配站方式多样、资金回笼快，回报客观的特点受到大众的追捧。在我国大部门处于温带季风气候，冬季和夏季温差比较大的特点尤为明显，LPG气液两相特性的特点对温带的变化比较大，因此 LPG 储配系统为全年运行的系统对气温的不断变化具有很高的适应性。冬季寒冷地区温度最低甚至可以达到-30 ℃，但是夏季温度骤然升高，温度上升到 32℃甚至更高，在西北地区白夜温差也很大。随着这种气温的大起大落，要求我们在设计LPG站时候更多要考虑温度影响。因此对应急注水系统提出了更高要求。注水点宜采用半固定式连接，需要注水时连接快装接头，实现迅速注水。可采用稳高压消防水系统作为事故状态下球罐的注水水源。将稳高压系统的消防管线甩头接至注水点附近，其距物料管线注水连接点的距离不宜大于5 m。实现半固定连接时，除在连接端设双阀外，还应加设单向阀及检查阀。借用工艺泵完成注水时，注水流量应大于或等于计算泄漏量，压力应大于需要注水液化烃球罐的最高操作压力。如果不能满足上述两点要求，则需要设置专有泵完成注水。注水堵漏系统检查应有专人负责，并定期检查，确保系统完好。

LPG机卸车在工作时间，温差的骤增会使得压缩机进口处于待气的气相管道在夜间温度较低时出现液化的现象，当启动压缩机是就会造成压缩机的液击，轻则会压缩机会产生剧烈震动影响正常生产，重则会导致爆缸严重的事故。

1.1 液化石油气系统运行分析

(1)液化石油气的装卸。装卸前的准备液化气体罐车充装单位应建立健全充装制度并认真贯彻执行。充装人员应由取得国家压力容器操作证者担任。液化气体罐车充装前应有专人检查罐车，凡有下列情况之一，应禁止充装。罐车未按期检验或检验不合格。罐车的颜色、字样、标记和所装的介质不符，或者颜色、字样、标记脱落而不易识别其种类。外表腐蚀严重或有明显损坏、变形。附件不全、损坏、失灵或不符合安全规定[1]。

(2)液化石油气的储存。装卸人员将输送管与罐车的气、液相接口进行可靠连接。开始装车时，若压力偏大，应开启排气阀，从气相返回线放掉残留气体，至罐车压力符合规定的0.05 MPa余压后，关闭排气阀。液化石油气的装卸最高流速不应大于3 m/s。装卸过程中应随时检查相关阀门和连接处是否存在泄漏，如有泄漏，应立即停止装卸，待处理好后进行装卸。装卸人员应密切观察各部位并注意压力表、温度计、液位计变化情况。禁止离开操作岗位。装车时应严格控制充装量，不应超过规定的充装系数。禁止超量、超温、超压。装车需要泄压时，由装车操作人员利用气相返回线泄压。装车作业完毕，应用氮气将输送管内残余物料排净，或直接向残压罐、气柜排放。罐车每次充装应做详细的充装记录，罐车充装完毕后，充装单位应复检充装量，对各密封面进行泄漏检查。检查封车压力。检查情况详细填于“铁路罐车充装记录”中。

(3)液化石油气的灌装。装卸结束后，打开排气阀，排出残留气体，拆下装卸管，盖上接头盖，关闭排气阀。充装完毕后，应进行下列检查:a)关闭压力座阀和紧急切断阀。b)各密封面进行泄漏检查。c)气、液相阀门加盲板。d)检查封车压力(不得超过罐内介质温度下的饱和气压力)。e)用轨道衡复检充装量[2]。

(4)液化石油气倒灌。装卸结束后，应在拆除气、液相管之后，拆卸罐车静电接地线。液化石油气罐车卸料时，不得用空气压力卸料，也不得用有可能引起罐体内温度迅速升高的其他方法进行卸料;返回的罐车其罐体内应留有不低于0.05 MPa的余压[3]。

1.2 紧急切断模块的选择

紧急切断阀相关要求，液化烃储罐出入口都应设置带远程控制的紧急切断阀，位置应靠近储罐，其前后应设置手动切断阀，并宜安装带有手动切断阀的旁路。b）紧急切断阀宜采用球阀，且应满足如下要求：1）球阀应符合ANSI/API607要求的火灾安全（fire-safe）型（FC型），硬密封，紧急状况或火灾时应能够手动操作。2）阀门泄漏等级至少应符合ANSI/FCI70-2要求的V级。c）紧急切断阀的安装支架、轴承、键销、紧固件等配件应选用钢制材料；法兰接口应采用金属缠绕垫片，不应采用石棉作为阀门垫片和填料材料。位于火灾危险区内，并用于驱动和控制电动紧急切断阀的电源电缆和信号电缆选用应符合GB/T 19666的要求或按其要求做电缆耐火保护。紧急切断阀控制系统的防爆性能应符合GB 3836和GB 50058的要求。紧急切断阀应与储罐高高液位联锁动作，并应符合SH3136的要求，联锁信号应引入控制室[4]。

1.3 烃泵灌瓶工艺流程模拟

槽车首次装车或槽车罐内温度大于-130 ℃时，应对槽车进行预冷，预冷过程宜采用手动方式进行。7.2首次装车、车辆预冷前检测车内氧气含量不应大于2%。7.3装车臂连接后，应对装车臂与槽车连接法兰进行试漏。气密压力不应小于最高操作压力。7.4气密合格后，应对装车臂手阀至槽车阀门之间管线进行氮气置换，氧气含量不大于2%为合格。7.5如槽车压力大于0.3 MPa，开启装车臂至BOG回气管线阀门，槽车泄压。7.6槽车进液预冷步骤如下：打开槽车顶部进液阀门，视槽车回气温度的下降速度，调整预冷流量，控制预冷速度不大于30 ℃/h。槽车预冷期间，注意观察槽车温度、压力变化，槽车压力大于0.3 MPa，立即关闭槽车进液阀门，停止进液。将槽车压力泄至BOG回气压力后，打开进液阀门，继续预冷。槽车回气温度小于-130 ℃时，预冷结束，准备装车[5]。

(1)氮封作业：氮封作业管理必须符合进入受限空间作业中特殊受限空间管理要求，必须进行风险评价，制定可靠的安全工作方案、安全措施和应急预案，采取特殊防护措施并有效落实，在作业前组织模拟演练后方可实施作业。

(2)储罐基础应符合下列要求：a）球罐基础型式，宜采用圆环形钢筋混凝土基础；采用钢筋混凝土独立基础或承台时应加系梁以调整不均匀沉降（球罐基础的混凝土强度等级应不低于C25，同时耐久性应符合GB50010的有关规定，垫层宜为C10）。b）柱墩顶面高出设计地面不宜小于200 mm，且顶面应留出两层灌浆层，其厚度为50 mm，灌浆材料可以采用比基础混泥土强度等级高一级的无收缩细石混泥土或高强无收缩水泥基灌浆料。c）地脚螺栓宜采用Q235B级、Q345B级钢或按主体专业委托要求，地脚螺栓不得进行冷加工。d）基础受力钢筋的保护层最小厚度为40 mm。

(3)LPG液相管道。它是输送液体 LPG 的通道，在本次实验中使用统一的管道标准模块。

2 防泄漏注水措施

遥控注水阀宜采用球阀，其阀体、配件、执行机构、电源电缆和信号电缆的选用应符合4.2中对紧急切断阀的要求。注水水源可采用稳高压消防水；对于丙烯、丙烷等操作压力较高的储罐应有注水升压措施。注水管道宜采用半固定连接。寒冷地区注水管路应采取必要的保温、伴热措施。存储温度低于水的冰点的液化烃（如乙烯等）储罐，不应采用防泄漏注水措施[6]。

3 结语

液化烃储罐使用单位应对压力容器及其安全附件、安全保护装置、测量调控装置、附属仪器仪表等设备设施建立检查和维护制度，每日巡检，对发现的异常情况应及时处理并且记录。视频监控系统应图像清晰，保证有工作人员24 h监视，视频监控记录应至少保存一周。对火灾自动报警系统的火灾报警、故障报警、复位、系统自检等，每日应进行一次检查。消防喷淋、消防水炮及灭火器等消防设施每月应检查一次，保持处于完好状态；消防喷淋、消防水炮、消火栓每半年应进行一次实际出水试验；应及时清理消防喷淋管网及喷头内的杂物，确保喷头畅通。