LPG槽車裝卸緊急切斷的遠程控制系統

鐘 鋒，周榮亮，楊耀威

（1.珠海市鋼瓶檢驗有限公司，廣東珠海 519000；2.珠海市煤氣有限公司，廣東珠海 519000）

1 液化石油氣基礎性質

1.1 液化石油氣的理化性質

液化石油氣簡稱LPG，是丙烷、丙烯、丁烷、異丁烷、丁烯、異丁烯等低分子烴類組成的混合物，是一種無色、透明、低毒、無味的物質。其常溫常壓下呈氣態，在壓力容器內是液體，液體的比重比水輕，約是水的0.5倍左右。其氣體比空氣重，是空氣的1.5～2.0倍，容易在地面低洼處積聚，液化石油氣的飽和蒸氣壓隨溫度升高而急劇增加，其體積膨脹系數也較大，一般為水的10倍以上，氣化后體積膨脹250～300倍。

1.2 液化石油氣泄漏的特點

（1）擴散迅速，危害范圍大。液化石油氣的槽車儲運都是帶有壓力的，一旦槽車發生泄漏，會在內部壓力的作用下以噴射狀泄漏，由液態變為氣態，體積迅速擴大，形成大面積泄漏危險區。其危險因素多，處置要求高，難度大。

（2）易發生燃燒爆炸。液化石油氣泄漏后與空氣混合形成爆炸性混合物，遇高溫、明火極易引起燃燒爆炸。燃燒爆炸猛烈，在空氣中一經點燃將產生迅猛的混合燃燒，在高溫條件下，裝有液化石油氣的容器也容易發生爆炸。

（3）易沉降積累。液化石油氣泄漏后，易積聚于管道井、地溝、低洼處等，有潛在的爆炸危險。泄漏氣體會沿地面在風力作用下向外或地勢低洼處擴散，遇著火源會引起回燃。

（4）污水有毒性，易污染環境。液化石油氣泄漏事故處理中，冷卻水用量大，造成污水中往往含有一定的有毒有害物質，污水流到地面、河流和湖泊中，會造成環境污染。

2 液化石油氣裝卸車存在的風險

LPG 槽車裝卸車是LPG 儲配站的日常操作，需要每日的人工操作，作業過程安全風險大，屬企業生產運行的高風險環節。LPG 泄漏事故有些是由于操作人員沒有嚴格執行裝卸車規程，出現了嚴重操作失誤，致使快接接口與槽車液相管未能可靠連接，在開啟槽車液相球閥瞬間發生脫離，造成槽車罐體內液化氣大量泄漏。按照安全標準要求，槽車或LPG 儲配站配置有液壓切斷系統和氣壓切斷系統，液壓切斷系統設置在槽車上，氣壓切斷系統設置在LPG 儲配站。氣壓切斷系統包括安裝在LPG 槽車的氣相緊急切斷閥，氣相緊急切斷閥由LPG 儲配站控制，以切斷LPG 槽車的氣壓源。液壓切斷系統包括液相緊急切斷閥，液相緊急切斷閥由液壓系統驅動開啟，遇到泄漏情況操作人員需拍下槽車操作箱上的急停鍵，泄掉液壓系統的油壓，從而關閉液相緊急切斷閥，切斷LPG 泄漏源。由于液相緊急切斷閥需要手動控制關閉，而在緊急情況下，操作人員由于遇到突發事故時大腦比較混亂，無法及時判斷和采取關閉緊急切斷閥的操作，容易耽誤時間，導致事故情況蔓延，而且LPG 迅速氣化后，現場霧氣較大，操作人員無法辨別急停鍵位置，因此導致泄漏無法及時控制，而且人員在沒有防護情況下貿然進入危險環境，存在極大的安全風險。

為了克服上述現有技術的不足，文章提供了一種LPG 槽車裝卸緊急切斷的遠程控制系統，可解決操作人員在現場關閉液相緊急切斷閥具有安全風險的問題。

3 遠程控制系統技術方案

根據槽車現有液壓緊急切斷系統，通過技術改造，在原有液壓系統管路上，增加遠程操作泄壓管路，加裝一個手閥及氣動閥，連接氣站現有的連鎖關斷系統，從而實現遠程啟動槽車緊急切斷閥。

本遠程控制系統是在LPG 槽車裝卸緊急切斷的原有液壓系統上，增加了一個遠程控制泄壓系統（如圖1所示）。在正常裝卸槽車時，油壓泵為液相緊急切斷閥和氣相緊急切斷閥提供液壓，控制液相緊急切斷閥和氣相緊急切斷閥開啟，液壓管道為通路，同時開啟電磁閥，使儲氮瓶為氣動閥提供氣壓，以控制氣動閥關閉。此時泄壓管線不通，這樣LPG 和氮氣可以從液相緊急切斷閥和氣相緊急切斷閥中通過；當需要緊急關閉液相緊急切斷閥和氣相緊急切斷閥時，如發生LPG 泄露，則關閉電磁閥，以切斷儲氮瓶為氣動閥提供的氣壓，這樣氣動閥就會開啟，此時泄壓管線為通路，液壓管道通過泄壓管線的泄壓口泄壓，這樣液相緊急切斷閥和氣相緊急切斷閥在沒有液壓控制的情況下就會關閉，切斷泄漏源，實現液相緊急切斷閥和氣相緊急切斷閥關閉的聯動，極大地方便了操作。電磁閥的控制機構可以設置在LPG 儲配站的任何地方，控制機構還可以設置多個，這樣可以在遠離事故現場的LPG 儲配站完成液相和氣相的緊急切斷，能夠實現第一時間遠程切斷泄漏源，且無需操作人員在槽車操作箱進行，降低人員接觸泄露風險，大提高了緊急切斷操作的安全性，系統簡單實用，操作方便，避免事故發生。

圖1 槽車卸車作業增加遠程緊急切斷流程圖

4 遠程控制系統操作流程

LPG 槽車裝卸緊急切斷的遠程控制系統（如圖2所示），包括油壓泵、氣相緊急切斷閥和液相緊急切斷閥，油壓泵LPG 槽車自帶通過液壓LPG 槽車自帶管道連接氣相緊急切斷閥LPG 槽車自帶的控制端和液相緊急切斷閥的控制端，液壓管道上通過三通接頭連接有泄壓管線，泄壓管線上設有氣動閥，所述泄壓管線的末端設有泄壓口，氣動閥的控制端連接電磁閥的出口，電磁閥的入口連接有儲氮瓶，所述電磁閥的啟閉由設置在LPG 儲配站中的控制機構控制。氣相緊急切斷閥和液相緊急切斷閥均為FC 閥。氣動閥為FO 閥。

圖2 槽車卸車作業增加遠程緊急切斷控制圖

本系統將原有的液壓切斷系統和氣壓切斷系統相關聯，實現在緊急工況下，可在LPG 儲配站一鍵關閉氣相緊急切斷閥和液相緊急切斷閥，極大方便了操作和安全性。

泄壓管線上還設有第一手閥，第一手閥位于氣動閥和三通接頭之間。氣動閥通過氣壓管線連接電磁閥，氣壓管線上設有第二手閥。液壓管道上設有第三手閥，第三手閥位于三通接頭和油壓泵之間。這些手閥的運用，可增加系統的可靠性。

而且，泄壓管線上設有快速接頭，快速接頭位于第一手閥和氣動閥之間。快速接頭方便泄壓管線的安裝和拆卸，在不使用時，泄壓管線和氣壓管線在LPG儲配站中，不用跟隨槽車。快速接頭為自閉式快速接頭。

另外，本系統還包括控制器，電磁閥的控制端與控制器電連接。控制器為PLC。控制機構為機械機構，控制機構與控制器連接，控制機構通過控制器控制電磁閥的啟閉。還包括均與控制器電連接的第一可燃氣體檢測探頭、第二可燃氣體檢測探頭、溫度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器，第一可燃氣體檢測探頭設于槽車液相管上，第二可燃氣體檢測探頭設于槽車氣相管上，溫度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器設置在槽車罐體內。

溫度傳感器、液位傳感器和壓力傳感器實時向控制器發送罐體內的溫度值、液位值和壓力值，確保裝卸車過程中上述參數的實際數值一直處于監控中，控制器中設置有溫度、液位和壓力的高低報警限值，一旦超過控制器接收到的溫度值、液位值和壓力值超出高低報警限值，控制器或者相應的傳感器就會發出警報，以保證安全。例如，若LPG 裝卸過程中發生液相管泄漏或者儲罐壓力、液位出現大幅波動情況，根據第一可燃氣體檢測探頭的可燃氣體報警信號以及控制器的實時監控，判斷出現LPG 泄漏事故，現場人員可選擇就近操作控制機構，切斷儲氮瓶提供的驅動氣源，釋放氣動閥打開，液壓管道通過泄壓管線的泄壓口泄壓，實現遠程關閉槽車的氣相緊急切斷閥和液相緊急切斷閥，及時控制住LPG 的泄漏，確保現場人員和設備的安全。

正常裝卸車過程中，現場人員首先連接快速接頭，同時打開第一手閥和第二手閥，檢查狀態氣動閥是否處于正常關閉狀態，接著打開第三手閥，手動加壓油壓泵，驅動打開氣相緊急切斷閥和液相緊急切斷閥，并檢查三通接頭和快速接頭是否正常，泄壓口有無泄漏現象。作業完成后，操作油壓泵，卸掉油壓，關閉第一手閥，再關閉第三手閥，關閉第二手閥，卸下快速接頭。

5 遠程控制系統操作風險

（1）誤操作造成槽車緊急切斷閥關停，影響卸車作業。

（2）誤操作打開N-2手閥，氮氣泄漏，造成全廠緊急切斷系統關停，影響生產。

（3）快速接頭斷開，造成關停，影響生產。

（4）操作不當造成液壓油從氣動閥內泄漏出來。

（5）槽車碼頭裝卸作業涉及外部公司對工藝改的挑戰和認可度。

6 結束語

本文提供了的LPG 槽車裝卸緊急切斷的遠程控制系統，可以在LPG 裝卸過程實現一旦出現泄漏，可通過釋放油壓，連鎖關斷液相閥，從而切斷泄露源功能，大大降低了LPG 槽車裝卸過程的操作風險。