浅析全压力液化石油气储罐的安全设计

浅析全压力液化石油气储罐的安全设计 简介:液化石髑气储罐设计在满足设施的功能要求下≯其设计的安奎性是人们最为关注的。本文对液化石油气储罐的管道压力确定、管道柔性、安全泄放、控制仪表设置、注水管设置、平台设置等多方面进行分析,并针对掘蕴同题 ...

关键字:浅析全压力液化石油气储罐的安全设计

液化石髑气储罐设计在满足设施的功能要求

下≯其设计的安全性是人们最为关注的。本

文对液化石油气储罐的管道压力确定、管道

柔性、安全泄放、控制仪表设置、注水管

设置、平台设置等多方面进行分析,并针对

掘蕴同题捷电皋取的撩巍

奎压力液化石油气储罐;安全性;管道压为;管道

桑槛x安釜泄放

液化石油气具有易燃、易爆的性质,

在常温下储存称全压力储存,其储罐系统

的安全性是设计中的首要问题。固定式液

化石油气储罐的设计压力应按不低于50~C

时混合组分实际饱和蒸气压来确定,((压

力容器安全技术监察规程)规定,液化石

油气50~C饱和蒸汽压大于1.6MPa,储罐设

计压力为2.16MPa,其余情况设计压力为1.

77M Pa。

, 管道压力确定

因为输送泵的扬程及储罐的液柱均会

使管道压力大于储罐压力,液化石油气管道

设计压力要求大于设备的设计压力。管道

设计压力应是储罐设计压力与泵的输送扬

程之和。

液化石油气50℃饱和蒸汽压大于1.

6MPa,储罐设计压力为2.16MPa,管道器材

压力等级应选用4.0、5.OMPa或300LB;

液化石油气储罐设计压力为1.77MPa,管道

器材压力等级应选用2.5、4.0、5.OMPa或

300LB。即液化石油气的管道设计压力均

应大于或等于2.5MPa或300LB。

《石油化工企业设计防火规定

GB50160—92中第5.3.16规定“液化烃储

罐开口接管的阀门及管件的管道等级不应

低于2.OMPa,其垫片应采用缠绕式垫片”。

该条可能会引起一些误解,液化烃是指常温

倾斜(也许在安全范围内),该种沉降对管

道与储罐接口的法兰密封不利;平原地区

建设储罐,可能由于地耐力不够,储罐基础

. ⋯ 一

一般发生均匀沉降;管道负荷不大,安装后

一⋯ ’ 不下沉,如果管道柔性大,较易发生变形,

减少储罐接口与管道连接处受力及偏心矩,

下呈液态的烃类,不仅指液化石油气,包含常 储罐接口处法兰密封被保护。填海造地建 温下饱和蒸汽压较低的液化烃类,该条是 设储罐,一般发生均匀沉降,~tilti计一般设 液化烃设计中的基本要求。现在我国法兰{计为沉台式,继续沉降量较大,由于设备和 标准较多,化工行业(H G)欧洲系列、 管道连接法兰均安装在沉台上,下沉是同

机械行业标准(JB/T)是沿用德国标准, 步的,对管柔性要求不在接管处,而在基础 其法兰均指在IO0~C最高无冲击工作压力达 边缘处的管道。

到公称压力;化工行业(H G)美洲系1 柔性连接的方式有以下几种:压力低

列、中石化(SH)是沿用美国标准, 其 于2.5MPa,选用金属软管;压力高于2. 法兰不一定在100℃最高无冲击工作压力达 5MPa,进行应力分分析,增大管道柔性。 到公称压力。化工行业(H G)美洲系 三、注水管设置

列、中石化(SH)PN2.0MPa在100℃ 为方便液化石油气储罐底部或接管泄

最高无冲击工作压力见表1。 漏时抢修,储罐底部接管要求安装注水

从表1可以看出前五种材质法兰的最i管。因此《石油化工企业设计防火规定》

高压力无冲击工作压力小于2.0MPa,常用 GB50160-92中第5.3.16规定“全压力式 管道材料20号钢在IOOE最高无冲击工作 储罐,应安装为储罐注水用的管道及阀 压力是1.42MPa,比化工行业(HG)欧洲l门。” 由于储罐内压力可能较大,安装好 系列、机械行业标准(JB/T)的PN1.6 :注水管也可能因水压不够而不能进水,液 还低。 化石油气会进入水管系统,建议采用罐区

垫片采用缠绕式垫片,是为能承受较大 的稳高压消防水。注水管上装设二道球 的螺柱预紧力,增加法兰连接及密封可靠1阀,二道球阀之间装一放净阀(此阀常 性。 开),二道球阀后(按水流向确定)装

二 管道柔性 止回阀,阀组二端装现场压力表。

石油化工企业设计防火规定 四 安全设施及放空气利用

GB50160-92中第5.2.24规定“储罐在使 全压力液化石油气储罐均设有安全泄 用过程中,基础有可能继续下沉时,其进 放设施(安全阀),设备设计压力是按50 出口管道应采用金属软管连接或其它柔性l℃的饱和蒸汽压设计,夏季会因为汽化量 连接。”为应对基础可能的下沉,保证液 过多造成储罐压力累积升高,不放空则储 化石油气储罐不至造成管道或阀门泄漏, :罐利用率降低,一般要放空。

储罐的进出口管需要一定柔性。 安全阀必需选用弹簧封闭全启式,其

储罐在设备试水后,基础是否继续下 开启压力应不大于储罐设计压力。安全阀 表1 化工行业(HG)美洲系列 中石化(SH)PN2.OMPa最高无冲击工作压力

的最小排气截面积的计算应符合国家现行

《压力容器安全技术监察规程 的要求。

容积为100m 或以上的储罐应设2个或以上

的安全阀。地上储罐安全阀放散管管口应

高出储罐平台2m以上,且高出地面5m以

上。

石化企业全压力液化石油气储罐,放 空气(手动或主动)应引入瓦斯系统或火炬 系统,进行能源利用或安全燃烧排放;商用 (远离石化企业)的全压力液化石油气储罐 一般不设置火炬系统(规范没有强制要求设 置),如果设有液化石油气燃气主管网,放 空气降压进入主管网即可,如果无燃气管 网,建议增设连通供附近用户的燃气管网 (气态液化石油气),以消耗夏季的放空气, 无论从安全或经济这都是合适的。 对独立的商用全压力液化石油气储罐

安全阀放空气,规范只规定放空高度,以 降低其扩散浓度,这种处理方法可能过多地 考虑节约建设投资,对罐区规模(有关泄压 频率及泄放量)及符合现行安全要求距离 的人口密度(对多少人口影响)没有作出具 体要求,在储罐超压及火灾(受热罐压力升 高,需泄压)事故状态下,大量可燃气体排 放,可能影响罐区及周围人群的安全。

五 控制仪表

全压力液化石油气储罐应设置液位

计、温度计、压力表,以及高液位报警 装置或高液位自动连锁切断进料装置。报 警液位高度满足从报警开始10~15分钟内 液体不会超过规定的最高液位的要求;温 度计的安装位置应在最低液位时能测量液 相的温度,并便于观察和维修;压力表的 安装位置应在最高液位时能测量气相的压 力,并便于观察和维修。可燃气体报警器 设置于可能泄漏之处。

六、梯子设置

液化石油气储罐梯子形式从理论上讲

有多种,但实际中采用多为二种,一种是 沿罐体设螺旋状爬梯,在罐体有多处焊接f 埋件,该种爬梯坡度较大,对操作人员不 安全,且不利液位计设置; 一种是二罐 (储罐大小一致)或多罐设置联合爬梯, 爬梯设置于两罐之间,现场液位计设置在 爬梯立柱上,操作人员上梯一次可就近准 确读出多罐液位,并对多罐进行操作,减 轻了劳动强度。推荐第二种做法。

七、储罐外防腐 J

液化石油气储罐布置于露天,由于阳

光、风沙、潮湿、喷淋(消防和夏季冷 却)等作用,一段时间之后,外壁防腐 层脱落,出现斑点、锈蚀,对设备安全 运行不利。关键是选用合适的防腐涂料, 防腐涂料应是附着力强、耐候性好、具有 自洁功能,根据笔者的设计经验,凉凉隔 热胶基本具有上述三个特点,还能反射阳 光达到隔热效果。

八、泵的选择

一般采油泵输送液化石油气,但从物

性及实际效果看可行,不能减少泵的泄漏 点。现在屏蔽泵比一般油泵价格已高不出 许多,建议采用离心式屏蔽泵,以减少泵的 泄漏点,做到本质安全。

结束语

液化石油气是一种清洁能源,随人们

物质生活水平提高,其使用量越来越大, 设计是关系设施本质安全的第一步。对全 压力液化石油气储罐的设计,应针对其特 点、参数、结构、附件等进行全面的分 析,作出合理的选择,优化设计,满足 不断提高的规范要求,为和谐社会提供一 个安全的设施。

,1,城镆然气瑾 观茫~GB50028-2006

[2】石油化工企业设计放火规范. GB501 60— 1 99皂

[5]压力容器安全技术监察规程.质技 监局锅发.[】999]】54号

[4]钢制管法兰垫片紧固件 HG

20592~皂0635-97

[5]石油化工钢靠1管法兰。SH 5406-96 鞠曛


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