埋地丙烷罐區(qū)的工程設(shè)計(jì)

蔣萬(wàn)忠，錢江枰（浙江省天正設(shè)計(jì)工程有限公司，浙江杭州310012）

埋地丙烷罐區(qū)的工程設(shè)計(jì)

蔣萬(wàn)忠，錢江枰
（浙江省天正設(shè)計(jì)工程有限公司，浙江杭州310012）

通過(guò)一個(gè)埋地丙烷罐區(qū)設(shè)計(jì)案例，介紹丙烷罐區(qū)的流程、布置、設(shè)備選型的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以及相關(guān)需要遵循的一些規(guī)范要求和安全措施。

丙烷；液化烴；LPG；設(shè)計(jì)；罐區(qū)；埋地

1 丙烷罐區(qū)概況

某丙烷罐區(qū)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，丙烷通過(guò)槽車運(yùn)到罐區(qū)，罐區(qū)共設(shè)4個(gè)50 m3丙烷罐，丙烷以壓力式儲(chǔ)存，丙烷再通過(guò)泵送到使用車間。一個(gè)丙烷罐區(qū)包括以下設(shè)施：丙烷儲(chǔ)罐、丙烷輸送泵、丙烷壓縮機(jī)、泵房。丙烷的理化參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 丙烷理化參數(shù)表

2 罐區(qū)的工作流程

2.1 卸車

丙烷通過(guò)槽車送到罐區(qū)邊，通過(guò)丙烷卸料口，用丙烷槽車自帶的卸料泵向丙烷罐卸料。但自帶的卸料泵很難把槽車內(nèi)的丙烷卸完，25℃時(shí)的飽和蒸汽壓達(dá)0.93 MPa（A），這時(shí)用丙烷壓縮機(jī)將丙烷從槽車抽到丙烷罐中，到槽車內(nèi)壓力為0.2 MPa時(shí)停止。丙烷壓縮機(jī)也可通過(guò)四通閥，進(jìn)出口反向，來(lái)加快卸料速度。對(duì)于是否要用壓縮機(jī)，《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》7.2.1條規(guī)定如下：LPG（液化石油氣）卸車宜選用卸車泵；PG儲(chǔ)罐總?cè)萘浚?0 m3時(shí)，卸車可選用LPG壓縮機(jī)；LPG儲(chǔ)罐總?cè)萘俊?5 m3時(shí)，可由LPG槽車上的卸車泵卸車，槽車上的卸車泵宜由站內(nèi)供電。丙烷的卸料不能用軟管，而應(yīng)用萬(wàn)向充裝管道系統(tǒng)。國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室〔2008〕[1]26號(hào)文第16條中有“在危險(xiǎn)化學(xué)品槽車充裝環(huán)節(jié)，推廣使用萬(wàn)向充裝管道系統(tǒng)代替充裝軟管，禁止使用軟管充裝液氯、液氨、液化石油氣、液化天然氣等液化危險(xiǎn)化學(xué)品”。

2.2 丙烷輸送

通過(guò)屏蔽泵向使用點(diǎn)輸送丙烷，本項(xiàng)目中丙烷的使用點(diǎn)壓力較低，為0.3 MPa，輸送過(guò)程不開(kāi)放空閥。兩臺(tái)輸送泵一開(kāi)一備，進(jìn)口連接四只丙烷儲(chǔ)罐。

3 丙烷罐區(qū)的布置

3.1 丙烷罐區(qū)總體布置

罐區(qū)丙烷總儲(chǔ)量200 m3，折合質(zhì)量為116 t。根據(jù)《危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)》GB18218-2009[2]，丙烷的臨界存儲(chǔ)量為10 t。所以丙烷罐區(qū)的儲(chǔ)量超過(guò)了臨界存儲(chǔ)量，該丙烷罐區(qū)屬于重大危險(xiǎn)源。浙安監(jiān)管危化[3]〔2013〕135號(hào)文中規(guī)定“若項(xiàng)目存在具有爆炸危險(xiǎn)性危險(xiǎn)物質(zhì)且數(shù)量達(dá)到重大危險(xiǎn)源臨界量的場(chǎng)所（車間、裝置、儲(chǔ)罐區(qū)或倉(cāng)庫(kù)），該場(chǎng)所與全廠性重要設(shè)施和其他民用設(shè)施、以及儲(chǔ)罐區(qū)或倉(cāng)庫(kù)與其他建構(gòu)（筑）物的防火間距至少滿足GB50160的要求”。所以該丙烷罐區(qū)與周邊其他設(shè)施的間距按《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160-2008[4]（以下簡(jiǎn)稱《石化規(guī)》）設(shè)計(jì)。

表2 丙烷罐區(qū)與其他設(shè)施間距表

因項(xiàng)目建設(shè)地塊的場(chǎng)地有限，根據(jù)《石化規(guī)》表4.2.12《石油化工廠總平面布置的防火間距》中的注5“埋地儲(chǔ)罐與其他設(shè)施的防火間距減少50%（火炬除外）”，所以考慮丙烷埋地儲(chǔ)罐。但在《石化規(guī)》中沒(méi)有液化烴埋地儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)依據(jù)。汽車LPG加氣站中LPG儲(chǔ)罐是埋地的，而LPG中80%（w%）以上是丙烷，所以埋地丙烷罐區(qū)中丙烷罐的布置及管道設(shè)計(jì)參考《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》GB50156-2012[5]（以下簡(jiǎn)稱《加油站規(guī)范》）中的LPG儲(chǔ)罐。

3.2 丙烷罐區(qū)各設(shè)施的布置要求

3.2.1 丙烷儲(chǔ)罐布置要求

《加油站規(guī)范》中對(duì)埋地LPG儲(chǔ)罐要求：

[7.1.7條]埋地LPG儲(chǔ)罐的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）儲(chǔ)罐之間不應(yīng)小于2 m，且應(yīng)采用防滲混凝土墻隔開(kāi)。

（2）直接覆土埋設(shè)在地下的LPG儲(chǔ)罐罐頂?shù)母餐梁穸炔粦?yīng)小于0.5 m；罐周圍應(yīng)回填中性細(xì)沙，其厚度不應(yīng)小于0.5 m。

（3）LPG儲(chǔ)罐應(yīng)采取抗浮措施。

[7.1.8條]埋地LPG儲(chǔ)罐采用地下罐池時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）罐池內(nèi)壁與罐壁之間的凈距不應(yīng)小于1 m。

（2）罐池底和側(cè)壁應(yīng)采取防滲漏措施，池內(nèi)應(yīng)用中性細(xì)沙或沙包填實(shí)。

（3）罐頂?shù)母采w厚度（含蓋板）不應(yīng)小于0.5 m，周邊填充厚度不應(yīng)小于0.9 m。

（4）池底一側(cè)應(yīng)設(shè)排水溝，池底面坡度宜為3‰。抽水井內(nèi)電氣設(shè)備應(yīng)符合防爆要求。

3.2.2 丙烷輸送泵、丙烷壓縮機(jī)、泵房布置要求

《加油站規(guī)范》中的要求：

[7.2.4條]設(shè)置在地面上的泵和壓縮機(jī)，應(yīng)設(shè)置防曬罩棚或泵房（壓縮機(jī)間）

《石化規(guī)》的要求見(jiàn)《石化規(guī)》5.3節(jié)泵與壓縮機(jī)，比較重要的強(qiáng)制條款為5.3.3條的（1）和（2）兩點(diǎn)：

[5.3.3條]液化烴、可燃液體泵在泵房?jī)?nèi)布置時(shí)，應(yīng)符合下列規(guī)定：

（1）液化烴泵、操作溫度等于高于自燃點(diǎn)的可燃液體泵、操作溫度低于自燃點(diǎn)的可燃液體泵應(yīng)分別布置在不同房間內(nèi)，各房間之間的隔墻應(yīng)為防火墻；

（2）操作溫度等于高于自燃點(diǎn)的可燃液體泵門窗與操作溫度低于自燃點(diǎn)的甲B、乙A類液體泵房的門窗或液化烴泵房的門窗的距離不應(yīng)小于4.5 m。

4 設(shè)備選型

4.1 丙烷儲(chǔ)罐

《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》TSG R0004第3.9.3條規(guī)定：常溫儲(chǔ)存液化氣體壓力容器的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)以規(guī)定溫度下的工作壓力為基礎(chǔ)確定；常溫儲(chǔ)存50℃丙烷的飽和蒸汽壓為1.6 MPa（G），行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《石油化工鋼制壓力容器》SH/ T3074-2007第6.1.1.5條規(guī)定：工作壓力PW≤1.8 MPa時(shí)，容器設(shè)計(jì)壓力Pd=PW+0.18 MPa，所以丙烷儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力為1.78 MPa。

4.2 丙烷輸送泵

因丙烷為易汽化液體，丙烷輸送泵宜選用逆循環(huán)型的屏蔽泵。

4.3 丙烷壓縮機(jī)

丙烷壓縮機(jī)可用液化石油氣壓縮機(jī)，結(jié)構(gòu)為立式，單作用，風(fēng)冷無(wú)油潤(rùn)滑，往復(fù)活塞式結(jié)構(gòu)，由高效過(guò)濾器、氣體分離器、兩位四通閥、管路系統(tǒng)、隔爆電機(jī)等組成，保護(hù)系統(tǒng)由切斷閥、浮子、安全閥等組成。它可實(shí)現(xiàn)如下作業(yè)：（1）丙烷槽車、槽船的裝卸；（2）丙烷的裝瓶、倒罐；（3）丙烷余氣和殘液的回收.

4.4 防爆要求

丙烷是易燃易爆氣體，根據(jù)《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50058-2014[6]附錄C中的《可燃性氣體或蒸汽爆炸性混合物分級(jí)、分組》，丙烷級(jí)別為ⅡA，引燃溫度組別為T2。所以丙烷罐區(qū)的所有防爆電氣設(shè)備都應(yīng)按以上的級(jí)別和組別來(lái)選用。

5 安全措施

（1）如果一個(gè)丙烷罐出現(xiàn)異常時(shí)，可由丙烷輸送泵和壓縮機(jī)配合，把丙烷轉(zhuǎn)到其他閑置的丙烷儲(chǔ)罐內(nèi)；

（2）丙烷儲(chǔ)罐必須設(shè)置就地指示的液位計(jì)、壓力表、溫度計(jì)，以及液位上下限報(bào)警,儀表信號(hào)同時(shí)接入到遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)中。當(dāng)丙烷儲(chǔ)罐超壓或高液位時(shí)報(bào)警，高高壓或高高液位時(shí)聯(lián)鎖打開(kāi)放空閥，并且切斷進(jìn)料閥；

（3）丙烷儲(chǔ)罐上設(shè)置全啟封閉式彈簧安全閥，安全閥與儲(chǔ)罐之間的管道設(shè)切斷閥，切斷閥在正常操作時(shí)處于鉛封開(kāi)啟狀態(tài)；

（4）管路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力不小于2.5 MPa；

（5）丙烷管道兩個(gè)切斷閥之間必須設(shè)安全閥；

（6）連接槽車的液相管道和氣相管道上應(yīng)設(shè)置安全拉斷閥；

（7）丙烷儲(chǔ)罐的出液管道和連接槽車的液相管道上，設(shè)置緊急切斷閥；

（8）丙烷罐區(qū)的設(shè)施應(yīng)靜電接地，包括槽車。管道系統(tǒng)有法蘭的應(yīng)做靜電跨接。

[1]國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室.關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品安全生產(chǎn)工作的指導(dǎo)意見(jiàn)[EB/OL].2012-08-09.

[2]http://www.chinasafety.gov.cn/newpage/Contents/Channel_ 4976/2012/0809/174959/content_174959.htm.

[3]中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB18218-2009危險(xiǎn)化學(xué)品重大危險(xiǎn)源辨識(shí)[S].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009-07.

[4]浙江省安全生產(chǎn)監(jiān)管局.轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家安全監(jiān)管總局住房城鄉(xiāng)建設(shè)部關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)危險(xiǎn)化學(xué)品建設(shè)項(xiàng)目安全設(shè)計(jì)管理的通知[EB/OL].2013-07-29.http://www.zj.gov.cn/ art/2013/7/29/art_13118_814942.html.

[5]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.GB50160-2008石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2008.

[6]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50156-2012汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2012-11.

[7]中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50058-2014，爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)計(jì)劃出版社，2014-10.

Engineering Design of Buried Propane Tank Farm

JIANG Wan-zhong,QIAN Jiang-ping
(Zhejiang TITAN Design&Engineering Co.,Ltd.,Hangzhou,Zhejiang 310012,China)

This paper presented the design points of the process,layout and equipment selection through a design of buried propane tank farm.In addition,several standard requirements and security measures need to follow during the design were introduced.

propane;liquefied hydrocarbon;LPG;design;tank farm;buried

1006-4184（2015）3-0051-03

2015-01-15

蔣萬(wàn)忠（1978-），男，大專，工程師，主要從事化工設(shè)計(jì)工作。E-mail:jiang-wz@zpcdi.com。