液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施優(yōu)化改造

1、沿海企業(yè)與科技COASTAL ENTERPRISESAND SCIENCE & TECHNOLOGYNO.03,2011Cumulatively NO.130)2011年第03期（總第130 期）© 1994-2012 China Aca<fcniie Journal Electronic Publishing House- All rights reserved, http: Aki.ncr沿海企業(yè)與科技COASTAL ENTERPRISESAND SCIENCE & TECHNOLOGYNO.03,2011Cumulatively NO.130)©

2、 1994-2012 China Aca<fcniie Journal Electronic Publishing House- All rights reserved, http: Aki.ncr沿海企業(yè)與科技COASTAL ENTERPRISESAND SCIENCE & TECHNOLOGYNO.03,2011Cumulatively NO.130)液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施優(yōu)化改造張建民，蘇青竹，彭國(guó)平，郭素琴摘 要南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠原液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施，存在著場(chǎng)地狹小封閉通風(fēng)效果差 、充裝工藝流程落后、安全報(bào)警系統(tǒng)原始、裝車效率低致使車輛停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、消防設(shè)施落后等諸多安全隱患

3、，經(jīng)過(guò)采取優(yōu)化充裝工藝流程、液化氣充 裝站合理選址及優(yōu)化布置、配置安全智能化設(shè)施和提升消防設(shè)施功能等一系列的優(yōu)化改造措施，有效地提高了該設(shè)施的充裝效率和安全性能。關(guān)鍵詞液化氣；充裝；設(shè)施；優(yōu)化改造作者簡(jiǎn)介張建民，中國(guó)石化河南油田分公司南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠工程設(shè)計(jì)管理部工程師，研究方向：安裝管理，河南 南陽(yáng)，4 7 3 1蘇青竹，中國(guó)石化河南油田分公司南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠工程師， 河南 南陽(yáng)，4 7 3 1彭國(guó)平，中國(guó)石化河 南油田分公司南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠工程師，河南 南陽(yáng)，4 7 3 1郭素琴，中國(guó)石化河南油田分公司南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠工程師，河南南陽(yáng)，4 7 3 1 3 2中圖分類號(hào)TU99 6

4、.文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1007壬220 ）1（13亠05體003© 1994-2012 China Aca<fcniie Journal Electronic Publishing House- All rights reserved, http: Aki.ncr沿海企業(yè)與科技COASTAL ENTERPRISESAND SCIENCE & TECHNOLOGYNO.03,2011Cumulatively NO.130)© 1994-2012 China Aca<fcniie Journal Electronic Publishing House- Al

5、l rights reserved, http: Aki.ncr沿海企業(yè)與科技COASTAL ENTERPRISESAND SCIENCE & TECHNOLOGYNO.03,2011Cumulatively NO.130)液化氣由氫氣、甲烷、乙烷、乙烯、丙烷、丙烯、 丁烷、丁烯等多種易燃易爆物質(zhì)組成，常溫常壓下為氣體，屬于甲類危險(xiǎn)品。液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施危 險(xiǎn)性大，是油氣生產(chǎn)銷售的重點(diǎn)防火防爆場(chǎng)所。按 照防火防爆標(biāo)準(zhǔn)，南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠對(duì)原液化 氣充裝系統(tǒng)設(shè)施存在的安全隱患，進(jìn)行了優(yōu)化更 新改造，達(dá)到了良好的效果。一、液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施存在的問(wèn)題原液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施修建于 2世紀(jì)8（年

6、 代，由于當(dāng)時(shí)液化氣槽車噸位較小，場(chǎng)地完全能夠滿足車輛充裝進(jìn)出的需要，但隨著各種大型液化 氣運(yùn)輸車輛的使用，該設(shè)施存在的問(wèn)題逐漸暴露 出來(lái)。大型液化氣槽車的進(jìn)出造成了液化氣充裝站 內(nèi)地坪嚴(yán)重受損，雖每年都進(jìn)行返修整改但場(chǎng)地 依然是高低不平整、坡度也較大，且充裝設(shè)施布局 不合理，場(chǎng)地面積受限沒(méi)有構(gòu)成環(huán)形車道，大型液5 4化氣槽車進(jìn)入充裝站充裝完畢后，需要倒車才能 出去，不僅進(jìn)出不便而且存在嚴(yán)重的安全隱患，曾在倒車過(guò)程中將裝車棚的支撐柱撞歪，險(xiǎn)些釀成 安全事故。液化氣充裝站所處的位置通風(fēng)不良，泄漏的液化氣體不易及時(shí)排走。當(dāng)時(shí)建造該設(shè)施時(shí)，周圍建 筑稀少地勢(shì)開闊，而今由于生產(chǎn)和建設(shè)的需要以 及周圍民

7、用建筑的增多，大大減弱了通風(fēng)效果，影 響了液化氣泄漏的及時(shí)疏散能力，降低了設(shè)施的 安全性能。裝車工藝流程自動(dòng)化程度低、完全靠人工操作，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大，而且遇到緊急情況處置速度 慢，極易發(fā)生安全事故； 另外，由于充裝泵動(dòng)力不 足、裝車效率低致使車輛在充裝站內(nèi)停留時(shí)間過(guò) 長(zhǎng)，無(wú)形中增加了設(shè)施的不安全因素 。安全智能報(bào)警裝置不完備，沒(méi)有手機(jī)信號(hào)屏蔽 系統(tǒng)和工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)；靜電釋放保證措施少，© 1994-2012 China Aca<fcniie Journal Electronic Publishing House- All rights reserved, http: Aki.

8、ncr沿海企業(yè)與科技COASTAL ENTERPRISESAND SCIENCE & TECHNOLOGYNO.03,2011Cumulatively NO.130)© 1994-2012 China Aca<fcniie Journal Electronic Publishing House- All rights reserved, http: Aki.ncr沒(méi)有靜電釋放器；消防滅火系統(tǒng)中缺少蒸汽滅火 系統(tǒng)，滅火手段不齊全。二、對(duì)充裝系統(tǒng)設(shè)施進(jìn)行優(yōu)化改造液化氣屬于甲類危險(xiǎn)品， 常態(tài)下為氣體，其危 害性主要是：易燃、易爆、有毒，液化氣一旦泄漏極 易發(fā)生爆炸。氣態(tài)液化氣

9、著火溫度比較低，僅為 3 6©4 6W,燃燒時(shí)的火焰溫度高達(dá)2 0 GCQ其熱值是人工煤氣的 5倍。液化氣從液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅?態(tài)時(shí)，其體積膨脹約 2 53 0倍。液化石油氣的 濃度在空氣中達(dá)到1 5 %- 9 5嗚寸遇明火即可爆炸。液化氣在空氣中的濃度增至一定程度時(shí)會(huì)使 人麻醉發(fā)暈，嚴(yán)重時(shí)會(huì)致人死亡，稍不注意還會(huì)造 成人體凍傷等。為此必須對(duì)液化氣系統(tǒng)設(shè)施進(jìn)行全面的優(yōu)化 改造，徹底消除原設(shè)施存在的各種安全隱患。（一）為液化氣充裝站進(jìn)行合理選址優(yōu)化布置液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施按功能可劃分為罐區(qū)、泵房、地磅、液化氣充裝站（液化氣槽車充裝設(shè)施） 等四個(gè)部分。為最大限度地節(jié)約改造投資，經(jīng)過(guò)充分論證， 計(jì)

10、劃在原液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施基礎(chǔ)上進(jìn)行部分改 造。罐區(qū)、地磅部分，個(gè)別改造整體利舊，以最大限 度地節(jié)約資金；泵房部分，由于原充裝泵動(dòng)力不 足、充裝效率低，所以決定更換高效大功率液化氣 充裝泵；而液化氣充裝站部分，因存在諸多安全隱 患，需要整體搬遷另行選址，重新優(yōu)化設(shè)計(jì)、更新完善設(shè)備。由于液化氣充裝站需要設(shè)置在南陽(yáng)石蠟精細(xì) 化工廠廠區(qū)內(nèi)，所以其布局除了滿足廠內(nèi)規(guī)劃的 要求外，其平面布置還必須符合石油化工企業(yè)設(shè) 計(jì)防火規(guī)范的要求。規(guī)范要求液化氣車輛裝卸站 距道路中心線、原料及產(chǎn)品運(yùn)輸?shù)缆愤呇?0就巨廠區(qū)圍墻中心線或用地邊界線2 5鼻兩個(gè)裝卸車臺(tái)相鄰鶴位之間的距離不應(yīng)小于8購(gòu)裝卸車鶴位之間的距離不應(yīng)小于

11、 4®同時(shí)雙側(cè)裝卸車臺(tái)相鄰鶴 位之間或同一鶴位相鄰鶴管之間的距離還應(yīng)滿足 鶴管正常操作和檢修的要求。為此對(duì)幾套方案進(jìn) 行了全面的評(píng)價(jià)和對(duì)比優(yōu)化，最后經(jīng)過(guò)細(xì)致地安 全環(huán)保評(píng)價(jià)，最終將液化氣充裝站選擇布置在廠 北門主要貨運(yùn)口附近。該站位于灌裝設(shè)施的東側(cè)， 距南側(cè)地磅2 8,距東側(cè)土建隊(duì)辦公設(shè)施2 6卅夜化氣最西側(cè)充裝口距灌裝設(shè)施的蠟下油灌裝口195.®充裝設(shè)施內(nèi)液化氣車輛充裝裝口之間相距 6®完全符合規(guī)范要求。車輛北進(jìn)南出通行暢通， 完全滿足液化氣槽車的進(jìn)出，徹底消除了大型槽 車進(jìn)出的安全隱患，且該設(shè)施北鄰廠北大門油氣 銷售部，便于銷售部門歸口管理及運(yùn)輸車輛管理。由于

12、新場(chǎng)地寬敞通風(fēng)效果良好，泄漏的液化氣殘液 易于及時(shí)擴(kuò)散排走。（二）優(yōu)化液化氣裝車流程原液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施的流程全靠人工操作， 充裝量靠槽車上的液位計(jì)來(lái)計(jì)量，當(dāng)一輛車裝滿 后，手動(dòng)關(guān)閉閥門，讓液化氣循環(huán)回罐區(qū)， 待下一 輛車泊好車位，再手動(dòng)打開閥門充裝， 整個(gè)流程操 作頻繁、人工勞動(dòng)強(qiáng)度大、計(jì)量難以控制，容易造 成誤操作，存在諸多安全隱患。優(yōu)化改造后的流程中，設(shè)置了大功率高效泵 、 快速切斷閥 A、快速切斷閥E、質(zhì)量流量計(jì)、壓力控 制閥等，自動(dòng)化程度高、勞動(dòng)強(qiáng)度低、便于操作、安 全可靠。具體流程如下：液化氣由離心泵送至液化 氣充裝設(shè)施，由質(zhì)量控制器設(shè)定充裝量， 打開快速 切斷閥A,經(jīng)過(guò)質(zhì)量流量計(jì)

13、、壓控閥流向液化氣槽 車，由質(zhì)量流量計(jì)采集充裝量信號(hào)，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，快速切斷閥 A自動(dòng)關(guān)閉、快速切斷閥E同時(shí)打 開，液化氣由返回線流回罐區(qū)，等待下一輛槽車泊車到位。同時(shí)，設(shè)置壓力控制閥確保質(zhì)量流量計(jì)有 一定的壓力，從而使流經(jīng)質(zhì)量流量計(jì)的液化氣為 液相，以便準(zhǔn)確計(jì)量（見(jiàn)圖1。此外還設(shè)置了惰性氣體安全吹掃流程，保證掃線安全，并且嚴(yán)格選擇吹掃介質(zhì)。因輸送的介質(zhì)是 液化氣，根據(jù)規(guī)范要求選用氮?dú)庾鳛槎栊詺怏w介 質(zhì)，使氮?dú)馀c被吹掃介質(zhì)接觸時(shí)，不產(chǎn)生急劇的汽化、燃燒和化學(xué)反應(yīng)。（三）配置智能化安全設(shè)施增強(qiáng)整體消防能力 液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施在安全設(shè)施的配備方面，盡可能做到智能化、完善化，以提高設(shè)施的安全防 范

14、等級(jí)，體現(xiàn)安全第一、預(yù)防為主、以人為本、防患 于未然的安全理念，盡量減少不安全因素的存在， 杜絕火災(zāi)爆炸事故的發(fā)生，確保人身安全和國(guó)家 財(cái)產(chǎn)不受損失。為此，設(shè)置快速切斷閥、靜電防爆 測(cè)試儀、可燃?xì)怏w報(bào)警儀等儀器； 完善電氣方面的 配置，增加手機(jī)信號(hào)屏蔽系統(tǒng)和工業(yè)電視監(jiān)控系 統(tǒng)；設(shè)置超壓防泄漏安全保護(hù)系統(tǒng)，完善消防設(shè)施的配置等。圖1液化氣裝車流程1.設(shè)置快速切斷閥、靜電防爆測(cè)試儀、可燃?xì)?體報(bào)警器原液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施的流程無(wú)就地卸車、緊急放空等應(yīng)急處理設(shè)施，工藝管道上無(wú)緊急切 斷閥控制，存在很大的安全隱患。按照石油化工 企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范新規(guī)范的要求，優(yōu)化改造后的 液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施在液化氣管線上

15、安裝了遠(yuǎn)程 控制氣動(dòng)緊急切斷閥，啟動(dòng)緊急切斷閥就可以與 液化氣罐區(qū)壓縮機(jī)的流程接通，保證了異常情況 下的遠(yuǎn)程控制，也便于充裝過(guò)量時(shí)緊急卸車使用。改造后的新液化氣充裝站內(nèi)，設(shè)立3個(gè)充裝口，并在每個(gè)充裝口都配置液化氣運(yùn)輸槽車靜電 防爆測(cè)試儀，隨時(shí)監(jiān)測(cè)液化氣充裝過(guò)程中的靜電 變化情況，以便操作人員迅速處理 。還根據(jù)要求， 在液化氣充裝站內(nèi)的 3個(gè)充裝口設(shè)置 3套可燃?xì)?體報(bào)警器，充分滿足了該設(shè)施的規(guī)范要求 。2 完善電氣配置、增加手機(jī)信號(hào)屏蔽和工業(yè) 電視監(jiān)控系統(tǒng)在工藝管線布置上，每相距8 0設(shè)置一組接地線；泵用電機(jī)、防曬棚構(gòu)造柱等設(shè)備進(jìn)行可靠接 地保護(hù)。同時(shí)在液化氣充裝設(shè)施門口設(shè)置2套防靜電泄流觸摸

16、器，以便及時(shí)釋放進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)的人 體靜電；為了防雷需要，液化氣充裝站內(nèi)設(shè)置兩座 高度2 5避雷針，以滿足設(shè)施的防雷電要求； 裝置 外部還設(shè)置了可靠的接地網(wǎng)，拆除了周圍的非防 爆照明，并在區(qū)域內(nèi)設(shè)置防爆照明，配置防爆工 具。還根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的需要，增設(shè)了手機(jī)信號(hào)屏蔽系統(tǒng) 和工業(yè)電視監(jiān)控系統(tǒng)，以加強(qiáng)對(duì)來(lái)往人員通信設(shè) 備使用情況的有效管理和充裝現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)監(jiān)控。3 設(shè)置超壓安全防范系統(tǒng)、完善消防設(shè)施 為了保護(hù)設(shè)施的安全，改造后的液化氣充裝系統(tǒng)設(shè)施在球罐區(qū)、泵出口管線和液化氣充裝設(shè) 施均設(shè)有安全閥，罐區(qū)內(nèi)球罐的安全閥和各液化 氣管道的泄壓安全閥出口管線、與液化氣裝車鶴 管的氣相、液相管放空線均與瓦斯防空總管相銜

17、 接，形成了完善的超壓防泄漏安全保護(hù)系統(tǒng)。液化氣充裝站內(nèi)原有的消防水系統(tǒng)管網(wǎng)能夠 滿足該設(shè)施的需要，但消防水管線敷設(shè)在液化氣 槽車充裝設(shè)施的車型道下，為了最大限度地保證 安全，又對(duì)該消防管線進(jìn)行重新移位改造，移至液化氣充裝設(shè)施圍墻的東側(cè) 。選材過(guò)程中，為提高消 防管線的使用壽命，還把消防水管線更換成鋼骨 架塑料復(fù)合管，以增強(qiáng)消防水系統(tǒng)管網(wǎng)的耐久性 和安全性。同時(shí)還設(shè)施蒸汽滅火系統(tǒng)， 增加了消防 設(shè)施的種類，大大加強(qiáng)了液化氣充裝站的滅火能 力。液化氣充裝站屬于 C類火災(zāi)等級(jí)，撲救C類火 災(zāi)應(yīng)選用二氧化碳滅火器，按照要求，為其配置 MT5型手提式二氧化碳滅火器4臺(tái)，滿足了其日常的防火要求。（四）更

18、換高效裝車泵提高充裝效率按目前南陽(yáng)石蠟精細(xì)化工廠生產(chǎn)和銷售情況， 液化氣發(fā)車泵流量偏小，發(fā)車效率低，裝車時(shí)間 長(zhǎng)，按照最大安全流速計(jì)算，充裝一輛4 0 3液化氣 的槽車約需 6多分鐘。為提高發(fā)車效率，減少車 輛停留時(shí)間、提高安全系數(shù)，需重新選型更換大功 率的液化氣泵。為此，按液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程的規(guī)定，采用液化氣專用裝車高壓負(fù)荷軟管，有效防止了靜電的產(chǎn)生，提高了最大安全充裝流速。最終選 用了流量 2 5訕揚(yáng)程16 0功率3 0k的高效離 心泵，輸送到充裝設(shè)施的最大流量為33U （18<,每天滿負(fù)荷充裝45個(gè)小時(shí)（下轉(zhuǎn)第5 3頁(yè)）5 7© 1 爭(zhēng)*4-2012 China A

19、cademic Journal Electronic Publishing HousCj All fights rvsvrved. htTp:/.net五種典型濾波器自上而下分別為： 巴特沃斯、 切比雪夫、反切比雪夫、巴塞爾和橢圓函數(shù)。由圖5 曲線比較可得：1 選擇2階巴特沃斯濾波器獲得的溢流閥動(dòng) 態(tài)特性曲線尚可，在誤差允許范圍內(nèi)存在等幅振 蕩。2 選擇3階切比雪夫和 3階橢圓函數(shù)濾波器獲得的溢流閥動(dòng)態(tài)特性曲線較為理想，在0 1 5后系統(tǒng)輸出穩(wěn)定在設(shè)定值上。但在沒(méi)有系統(tǒng)輸入情 況下，仍有一定的振蕩輸出信號(hào)，說(shuō)明仍有部分干 擾信號(hào)存在。3 使用2階巴塞爾濾波器前后的動(dòng)態(tài)特性曲 線基本一致，未達(dá)到

20、濾波目的，效果較差。4使用8階反切比雪夫?yàn)V波器得到的溢流閥動(dòng)態(tài)特性曲線，在沒(méi)有系統(tǒng)輸入情況下， 仍有較大 的振蕩輸出信號(hào)，說(shuō)明仍有很強(qiáng)的干擾信號(hào)存在， 影響測(cè)試曲線精度。五、結(jié)論采用近年來(lái)逐漸成熟的虛擬儀器技術(shù)進(jìn)行溢 流閥動(dòng)態(tài)特性測(cè)試，能夠快速建立自動(dòng)化測(cè)試系 統(tǒng)。為消除干擾噪聲信號(hào)對(duì)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試曲線的 影響，分別選用了五種典型的FR低通濾波器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，并對(duì)濾波效果進(jìn)行了比較， 對(duì)實(shí)際工 業(yè)動(dòng)態(tài)特性測(cè)試有一定參考價(jià)值。參考文獻(xiàn)1李壯云.液壓元件與系統(tǒng).北京：機(jī)械工業(yè)岀版社，2 0 0 5.:2成兆義.溢流閥動(dòng)態(tài)特性、噪聲分析及降噪的研究J流 體傳動(dòng)與控制，2 0 0 5),5 3© 1994-2012 China Aca<fcniie Journal Electronic Publishing House- All rights reserved, http: Aki.