2.1儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)

2.1.1儲(chǔ)罐選型

根據(jù)《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T3007-2014第4.2.3條:“液化烴等甲A類液體常溫儲(chǔ)存應(yīng)選用壓力儲(chǔ)罐。”[1]正丁烷儲(chǔ)罐選用全壓力式球罐進(jìn)行存儲(chǔ)。

 

2.1.2儲(chǔ)罐選材

正丁烷儲(chǔ)罐,操作壓力為0.2~0.4MPa,安全閥定壓為0.76MPa,設(shè)計(jì)壓力為0.76MPa,儲(chǔ)存溫度為-26.3~40℃,儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)溫度為50/-26.3℃。由于設(shè)備內(nèi)介質(zhì)受環(huán)境溫度影響,設(shè)備選材考慮環(huán)境低溫-26.3℃,因此殼體材料選用16MnDR,與主體相連接的接管和法蘭等鍛件材料應(yīng)與主體材料相同或相近,球殼排板采用混合排板結(jié)構(gòu)形式;球罐支腿選用Q345R鋼板卷制,支柱采用分段式結(jié)構(gòu),上支柱采用xianjin的改型U形柱結(jié)構(gòu)。拉桿采用可調(diào)試?yán)瓧U結(jié)構(gòu)。球罐內(nèi)壁防腐采用xianjin有效的防止含H2S球罐應(yīng)力腐蝕開裂(SS-CC)的腐蝕技術(shù),即噴涂ZARE稀土合金絲涂層和特殊的封閉處理,阻止和抑制球罐的硫化氫應(yīng)力腐蝕開裂。

 

2.2儲(chǔ)罐工藝流程設(shè)計(jì)

2.2.1儲(chǔ)罐補(bǔ)壓設(shè)施為了保證壓縮機(jī)及泵能正常運(yùn)行,正丁烷儲(chǔ)罐的正常操作壓力需要維持在0.2MPa,冬季環(huán)境氣溫較低,為了儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力維持在0.2MPa,本次設(shè)計(jì)采取了兩套保壓設(shè)施:一是通過在球罐頂補(bǔ)充氮?dú)饩S壓,氮?dú)庋a(bǔ)充及排放管線上設(shè)置有壓力調(diào)節(jié)閥組,當(dāng)球罐壓力低于0.2MPa時(shí)自動(dòng)向球罐內(nèi)補(bǔ)充壓力,當(dāng)球罐壓力高于0.4MPa時(shí)自動(dòng)向火炬排放氮?dú)饧罢⊥闅怏w。二是通過汽化器把正丁烷液體加熱氣化后返回儲(chǔ)罐內(nèi),使罐內(nèi)壓力維持0.2MPa?？梢愿鶕?jù)不同的工況要求進(jìn)行選擇自動(dòng)補(bǔ)壓系統(tǒng)。

 

2.2.2儲(chǔ)罐脫水及采樣

儲(chǔ)罐設(shè)置自動(dòng)脫水器,脫水器示意流程如下,脫水口設(shè)置在下極板人孔蓋上,實(shí)現(xiàn)zui低點(diǎn)脫水。

 

示意流程一:脫水器頂部氣相線與儲(chǔ)罐氣相平衡線相連,當(dāng)脫水時(shí)脫水器的氣體自動(dòng)返回儲(chǔ)罐內(nèi),不會(huì)出現(xiàn)氣阻現(xiàn)象,脫水效果好,脫水器氣相與儲(chǔ)罐氣相空間相連,兩者屬于同一壓力源,脫水器不用單獨(dú)設(shè)置安全閥。

示意流程二:脫水器脫水時(shí),氣相需要通過液相入口管線返回儲(chǔ)罐內(nèi),這就要求脫水器液相入口管線由儲(chǔ)罐坡向脫水器,管道的施工效果直接影響脫水效果,脫水器需要單獨(dú)設(shè)置安全閥。

本次設(shè)計(jì)采用的是示意流程一,脫水器及其入口管線和脫水管線均采用熱水伴熱,防止冬季出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象。儲(chǔ)罐設(shè)置自動(dòng)采樣器,采樣器管口內(nèi)伸至罐內(nèi)1米,避免采出樣品帶水和雜質(zhì)。

 

2.2.3儲(chǔ)罐緊急切斷閥及安全閥設(shè)置

球罐底部正丁烷出入口管線均設(shè)置緊急切斷閥,入口緊急切斷閥與儲(chǔ)罐液位計(jì)聯(lián)鎖,采取三取二高高液位聯(lián)鎖切斷入口閥門,防止磁浮子液位計(jì)故障出現(xiàn)誤報(bào)情況。

 

儲(chǔ)罐頂設(shè)置兩個(gè)安全閥,安全閥的型式為全啟波紋管式安全閥。備用安全閥為在線備用,安全閥前后手閥設(shè)置為鉛封開LO。

 

2.2.4球罐注水措施

 

液化烴易燃易爆,火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲A類,一旦發(fā)生泄漏極易發(fā)生火災(zāi)或爆炸等事故,常溫液化烴儲(chǔ)罐應(yīng)采取防止液化烴泄漏的注水措施。當(dāng)球罐液相進(jìn)出口第一道閥門破裂發(fā)生液化烴泄漏事故,可以通過注水管道向儲(chǔ)罐內(nèi)注入水,液化烴的密度比水小,使從破裂的閥門泄漏處流出的是水而不是液化烴,以便搶修。

 

正丁烷球罐zui高操作壓力為0.4MPa,環(huán)罐組四周的高壓消防水系統(tǒng)壓力為0.7~1.2MPa,球罐注水采用穩(wěn)高壓水固定式注水系統(tǒng),注水示意流程如下

注水線接在正丁烷口管線氣動(dòng)閥和止回閥之間,注水線在靠近正丁烷入口線處設(shè)置止回閥和氣動(dòng)閥,在穩(wěn)高壓管線引出點(diǎn)附近設(shè)置兩切斷閥,切斷閥之間設(shè)置止回閥和檢查閥及壓力表,止回閥可以有效防止液化烴管線竄入穩(wěn)高壓水系統(tǒng)中。

 

2.2.5儲(chǔ)罐儀表選用

儲(chǔ)罐采用磁浮子液位計(jì)、遠(yuǎn)傳液位計(jì)采用伺服液位計(jì)、雷達(dá)液位計(jì)和音叉開關(guān)。罐頂設(shè)置壓力表及壓力變送器,罐底設(shè)置遠(yuǎn)傳熱電偶溫度計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)雙金屬溫度計(jì)。儲(chǔ)罐液位及壓力均設(shè)置高低限報(bào)警。

 

2.2.6輸送泵選用

在液化烴罐區(qū),有效汽蝕余量要求較低的液化烴輸送泵一般選用立式筒袋泵,由于筒袋泵的首級(jí)葉輪在筒袋里,筒袋部分位于地下,因此筒袋泵的需要的有效氣蝕余量要小于普通的臥式離心泵。泵體密封形式選擇干氣密封形式。

 

立式筒袋泵的筒袋在地下,只有電機(jī)和泵進(jìn)出口在地上,占地面積小于臥式離心泵,泵房寬度一般7.5m即可滿足配管要求,配管空間大,但是筒袋泵的起吊空間高,筒袋泵的泵房高度要高于離心泵的泵房高度。

 

臥式離心泵輸送液化烴需要的有效氣蝕余量較大,對(duì)于大流量及高揚(yáng)程的泵,需要控制儲(chǔ)罐的zui低液位來滿足泵的必須氣蝕余量要求,液位低時(shí)泵易出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。臥式離心泵的占地面積大,泵房的寬度根據(jù)泵的外形及配管空間確定,配管空間小,但是泵房高度要小于筒袋泵的泵房高度。

 

本項(xiàng)目應(yīng)業(yè)主要求選用的是離心泵,正丁烷輸泵2臺(tái),一開一備,流量為210m3/h,揚(yáng)程為590m,泵型號(hào)為BB5頂進(jìn)頂出型式,泵底板長(zhǎng)5200m,寬1700m,泵頭重3.913t,電機(jī)重2.845t。泵房設(shè)計(jì)寬度為10m,高度為6m,泵頭和電機(jī)端分別設(shè)置檢維修吊裝設(shè)備電動(dòng)葫蘆。

 

3設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

3.1壓力表口設(shè)置

根據(jù)《液化烴球形儲(chǔ)罐安全設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3136-2003第5.2條規(guī)定:“壓力就地指示儀表和壓力遠(yuǎn)傳不得共用一個(gè)開口,并單獨(dú)設(shè)壓力高限報(bào)警。壓力表與球形儲(chǔ)罐之間不得連接其它用途的任何配件或接管。”[2]

 

設(shè)計(jì)項(xiàng)目中易出現(xiàn)壓力表和壓力報(bào)警變送器共用一個(gè)開口的情況。為了減少球罐開口,壓力表口可以與安全閥共用一個(gè)管口。

 

3.2現(xiàn)場(chǎng)液位計(jì)選型及檢維修平臺(tái)

 

根據(jù)《液化烴球形儲(chǔ)罐安全設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3136-2003第5.3.1條規(guī)定:“液位計(jì)不宜選用玻璃板液位計(jì)。

 

設(shè)計(jì)項(xiàng)目中易出現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)磁浮子液位計(jì)沒有設(shè)計(jì)檢修平臺(tái)情況，磁浮子液位計(jì)無法檢維修。球罐現(xiàn)場(chǎng)磁浮子液位計(jì)連通管可沿聯(lián)合平臺(tái)的梯子間敷設(shè),梯子間兩側(cè)設(shè)置磁浮子液位計(jì)的檢修平臺(tái),磁浮子液位計(jì)每節(jié)的長(zhǎng)度根據(jù)檢修平臺(tái)位置調(diào)整。

 

3.3安全閥配管及支架設(shè)置

 

根據(jù)《石油化工金屬管道布置設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3012-2011第10.2.10條規(guī)定:“安全閥進(jìn)出口管道切斷閥為閘閥時(shí),閥桿應(yīng)水平安裝。”[3]安全閥泄放時(shí)排放反力大,安全閥出口管線設(shè)置剛性支架。設(shè)計(jì)項(xiàng)目中易出現(xiàn)管道安全閥出口切斷閘閥閥桿垂直放置情況,安全閥出口沒有設(shè)置支架。

 

3.4罐頂聯(lián)合平臺(tái)

根據(jù)《聯(lián)石合油平化臺(tái)工金屬管道布置設(shè)計(jì)規(guī)范》SH3012-2011第6.1.3條規(guī)定:“相鄰液化烴球罐罐頂之間宜設(shè)聯(lián)合平臺(tái)。聯(lián)合平臺(tái)應(yīng)設(shè)不少于2個(gè)通往地面的梯子,2個(gè)梯子之間的距離不應(yīng)大于50m。”[3]設(shè)計(jì)項(xiàng)目中易出現(xiàn)儲(chǔ)罐頂聯(lián)合平臺(tái)只有一個(gè)通向地面的梯子。本項(xiàng)目2個(gè)正丁烷儲(chǔ)罐頂設(shè)置了聯(lián)合平臺(tái),在兩罐之間設(shè)置了梯子間通往聯(lián)合平臺(tái),并在兩個(gè)球罐本體上還分別設(shè)置了螺旋盤梯。

 

3.5脫水器排污口

脫水器排污口廠家配帶球閥和一片盲法蘭,配管是往往會(huì)忽略排污口,配管時(shí)要把排污口出口與脫水口一同引至地漏,便于脫水器檢維修排空內(nèi)部殘余物質(zhì)

 

4結(jié)束語。

 

正丁烷作為液化烴類物質(zhì),火災(zāi)危險(xiǎn)性為甲A類,常溫、常壓下極易在空氣中形成爆炸性氣體,液化烴類要用壓力儲(chǔ)罐進(jìn)行存儲(chǔ),輸送泵優(yōu)選筒袋泵。對(duì)液化烴球罐設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì),球罐工藝設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)供球罐設(shè)計(jì)項(xiàng)目參考,設(shè)計(jì)過程中避免出現(xiàn)類似問題。