液化石油氣儲配站工程設計

1、液化石油氣儲配站工程設計李 十（中冶京誠工程技術有限公司，北京100176）【摘 要】從主要設備選型、儲配站接收和儲存液化石油氣、液化石油氣汽化、調壓工藝流程及站內設備、總圖布置等方面介紹了液化石油氣儲配站的設計特點，并根據(jù)液化石油氣的危險性特點，闡述了在設計過程中應注意的總圖布置、建筑設計、工藝設備布置、工藝管道設計、電氣設備設計、可燃氣體檢測、消防等安全問題。【關鍵詞】液化石油氣儲配站；設計；設備選型；工藝流程；設備布置；安全1前言液化石油氣是一種石油產品，來源于煉油廠石油氣和油田伴生氣，主要成分是含有三或四個碳原子的碳氫化合物。可作為化工基本原料被廣泛地應用于化工生產中。由于其具有燃燒熱

2、值高、無煙塵、無炭渣，操作使用方便等特點，近年來在鋼鐵企業(yè)中也常作為一種高效能燃料，用于金屬切割和加熱爐的焙燒。與焦爐煤氣相比，每立方米氣態(tài)液化石油氣的低發(fā)熱量為10104kj/m3，相當于每立方米焦爐煤氣發(fā)熱量的5倍，而毒性遠低于焦爐煤氣對人體的傷害。在目前許多鋼鐵企業(yè)中廣泛存在焦爐煤氣生產量不能滿足實際生產需求量的情況下，可考慮建設液化石油氣儲配站作為高熱值燃料的補充。現(xiàn)以某公司的液化石油氣儲配站為例，從主要設備選型、儲配站工藝流程、設備布置及安全設計等方面對液化石油氣儲配站進行介紹。2主要設備選型2.1儲罐某公司內液化石油氣的主要用戶為連鑄及軋鋼車間。儲配站每小時需穩(wěn)定輸出氣態(tài)液化石油氣

3、600 kg/h，壓力為0.15 mpa。結合當?shù)氐墓斑\輸情況，確定儲配站儲存液體天數(shù)為6天。根據(jù)公式經計算圓整后，v=200 m3。因一個儲配站內至少有兩臺儲罐的設計要求規(guī)定，故選擇2臺100 m3的臥式液化石油氣儲罐。2.2氣化器根據(jù)經驗，氣化器的設備能力取小時氣化量的1.21.5倍，根據(jù)用戶需求的小時氣化量為260m3/h，經計算，選擇小時氣化能力為1 t的氣化器兩臺，一用一備。3站內工藝流程儲配站的生產設備有液化石油氣儲罐、烴泵、壓縮機、汽化器和調壓器等。儲配站的主要生產任務是：（1）接收和儲存液態(tài)液化石油氣；（2）液態(tài)液化石油氣被加熱汽化、調壓后輸送給用戶。以下將結合儲配站的生產

4、任務對工藝流程進行描述。3.1接收和儲存液態(tài)液化石油氣裝滿液化石油氣的槽車停放在卸車點處，使用壓縮機或烴泵，將槽車內的液體充裝到待液儲罐中，每次只能充裝一臺儲罐。卸車流程如圖 1 所示。壓縮機裝卸法的特點是流程簡單，卸車速度快，并能最大限度地卸凈槽車中的液體，但耗電量大，且對環(huán)境溫度有要求，一般為不低于0 。在冬季，寒冷地區(qū)可結合烴泵進行卸車作業(yè)。卸車泵裝卸法的特點是，工藝系統(tǒng)簡單，管理方便，但槽車內液體不能完全排空，液化石油氣有一定損失。3.2液態(tài)液化石油氣被加熱汽化，調壓后輸送用戶該過程原理是：利用外加熱源將儲罐中送出的液態(tài)液化石油氣進行加熱，使其由液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)，并通過調壓閥的調節(jié)作用，

5、將汽化后的氣體壓力調節(jié)到用戶需要的設定值。汽化流程圖如圖2。液化石油氣進液閥門2、4及蒸汽入口閥門6、8為氣動調節(jié)閥，閥門2、4的開度大小是根據(jù)汽化器內液化石油氣的液位高度反饋信號來進行調節(jié)；閥門6、8的開度大小是根據(jù)汽化器內液態(tài)液化石油氣的溫度高低值的反饋信號來進行調節(jié)。通過控制進入汽化器的蒸汽量，使得換熱過程穩(wěn)態(tài)、連續(xù)。閥門3、5為液化石油氣安全回流閥，當出口閥門出現(xiàn)故障或下游的用氣量突然大幅度減小時，汽化器壓力會急劇升高，當壓力值高到回流閥設定值時，安全回流閥開啟，部分液態(tài)液化石油氣回流至儲罐，汽化器壓力下降。4站內設備、總圖布置某公司液化石油氣儲配站設計為一個獨立的區(qū)域，在站區(qū)周圍設置

6、有高度2 m的不燃燒體實體圍墻與站外其他建、構筑物隔開，并在儲配站門口醒目位置處設安全警示標志。根據(jù)現(xiàn)行國家標準 建筑設計防火規(guī)范gb50016- 2006和 城 鎮(zhèn) 燃 氣 設 計 規(guī) 范 gb50028- 2006的相關規(guī)定，生產區(qū)域與輔助生產區(qū)域的建、構筑物、站區(qū)圍墻及道路有著嚴格的防火間距要求，并且各生產區(qū)域之間、各生產設備之間也有防火安全距離要求。表1列出了站內主要生產區(qū)域和輔助生產區(qū)域各建、構筑物之間的防火安全距離。圖3為某公司液化石油氣儲配站工藝平面布置示意圖。由圖3看出，儲罐區(qū)由平行排列的兩臺儲罐和儲罐區(qū)圍墻構成；卸車、汽化區(qū)由卸車點和汽化間構成。儲罐區(qū)和卸車、汽化區(qū)呈一字形排

7、列，這種布置方式即有利于以后新建儲罐擴建的需要，又減少了兩者之間連接管路的長度，也方便了裝卸作業(yè)的操作配合。輔助生產區(qū)的布置與卸車、汽化區(qū)相對，使得在布局上符合防火距離要求的同時，也節(jié)約了土地使用面積。根據(jù)企業(yè)內總圖及道路的實際情況，將大門設在汽化區(qū)一側的兩端，不但方便了管理人員對站區(qū)進出車輛的管理，也減少了正常情況下來往車輛對罐區(qū)的影響。在站區(qū)道路的設計上，考慮到汽車槽車車身較長，設計了較大的回轉半徑。并將為儲罐區(qū)設置的環(huán)形消防通道與站區(qū)道路相貫通，減少了站區(qū)道路面積，使得整體布局緊湊，提高了土地使用率。5工程設計中應采取的主要安全措施根據(jù)我國對危險化學品危險等級的劃分，液化石油氣屬危險化學

8、品名錄（2002版） 中第2類第1項，為易燃氣體。其閃點、爆炸下限低，爆炸范圍寬，極易發(fā)生燃爆事故，且燃爆事故一旦發(fā)生，造成的人身傷害和財產損失都極為巨大。根據(jù)危險化學品重大危險源辨識gb 18218- 2009 中規(guī)定，液化石油氣儲存量超過50 t為重大危險源，因此在設計和使用上應嚴格按照規(guī)章、規(guī)范執(zhí)行。在工程設計中應采取的主要安全措施要求如下：5.1總圖布置要求液化石油氣儲配站為甲類火災危險場所，在總圖布置上應嚴格執(zhí)行現(xiàn)行國家標準建筑設計防火規(guī)范及城鎮(zhèn)燃氣設計規(guī)范的要求。5.2建筑設計要求站內場地應平整，不應有地下或半地下建筑物，生產區(qū)的封閉房間應設置強制機械通風設施，生產廠房的屋頂易采用

9、輕型結構。5.3工藝設備布置要求工藝設備宜單排布置，且留足操作、檢修通道。5.4工藝管道設計要求液化石油氣管道材質應選用無縫鋼管；管件及閥門耐壓等級不應低于2.5 mpa；管道閥門應盡量集中布置；在生產中能形成封閉液體的管段上應設置管道安全閥。5.5電氣設計要求儲罐區(qū)、卸車、汽化區(qū)的的電氣防爆等級應按 1區(qū)爆炸危險場所設計。儲罐區(qū)防雷設計按第二類考慮。5.6液化石油氣濃度檢漏報警儀表設計要求在液化石油氣儲罐區(qū)和卸車、汽化區(qū)的設備及管道閥門集中處應設置液化石油氣濃度檢漏報警，傳感器的安裝高度一般應裝在低處，距地面0.30.6m處，距離釋放源的距離本工程取5 m。5.7消防設計要求儲配站的消防方式是由水噴淋消防和滅火器材兩種方式組成。水噴淋消防主要包括有地上式消火栓和儲罐區(qū)消防用水。在保證有充足消防水源的條件下，消防給水管網應布置成環(huán)狀，且向環(huán)狀管網供水的干管不應少于兩根。本工程選用的液化石油氣儲罐容積為100 m3，根據(jù)規(guī)范要求需設置固定噴水冷卻裝置。儲罐區(qū)的消防用水量應按儲罐固定噴水冷卻