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摘要：

由于液化石油氣具有易揮發(fā)的特點(diǎn)，在實(shí)際的儲(chǔ)存及運(yùn)輸過(guò)程中，在球罐中的氣體壓力很大，因此，對(duì)球罐的設(shè)計(jì)要求很高。本文就液化石油氣的罐體設(shè)計(jì)、罐體的布置以及罐體安全閥的計(jì)算作了詳細(xì)地分析，對(duì)液化石油氣球罐的工藝設(shè)計(jì)中涉及到的重點(diǎn)內(nèi)容作了歸納。另外，將理論與實(shí)際相結(jié)合，保證球罐在發(fā)生事故是能夠安全的泄氣，從而減小損失。

關(guān)鍵詞：

液化石油氣；球罐設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)工藝；安全閥的計(jì)算

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)液化石油氣的使用越來(lái)越大。液化石油氣主要是由丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，并且含有少量的戊烷、戊烯以及少量硫化物等組成，再通過(guò)加壓、降溫、液化等一系列工藝得到的易揮發(fā)性、無(wú)色的氣體。目前廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、汽車行業(yè)，由于其具有易燃，遇到明火甚至?xí)l(fā)生爆炸的特點(diǎn)，因此，對(duì)液化石油氣的儲(chǔ)存以及運(yùn)輸安全有十分重要的實(shí)際意義。

1液化氣球罐的設(shè)計(jì)

目前，對(duì)于液化石油氣的儲(chǔ)存以及運(yùn)輸，常用的有地上存儲(chǔ)和地下存儲(chǔ)。其中，地下存儲(chǔ)是用地下巖洞的方式進(jìn)行存儲(chǔ)；地上存儲(chǔ)則是使用鋼罐的方式。本文主要介紹了地上存儲(chǔ)，即鋼罐的設(shè)計(jì)及其工藝特點(diǎn)。

1.1球罐設(shè)計(jì)的二次脫水工藝由于液化石油氣采用的是全壓力式球罐，通常設(shè)計(jì)的壓力值為1.8兆帕，其中常含有少量的水。因此，二次脫水工藝實(shí)質(zhì)上是為了脫除液化石油氣中的少量水分，主要包括一次脫水罐和二次脫水罐進(jìn)行脫水。其中，第一次脫水采用的是重力原理，利用水的密度比液化石油氣的大的特點(diǎn)進(jìn)行脫水；第二次脫水采用的是閃蒸原理，讓壓力降低，從而使污水中的部分液化氣通過(guò)閃蒸進(jìn)入火炬系統(tǒng)，污水則進(jìn)入排水系統(tǒng)。

1.2球罐設(shè)計(jì)的其他工藝設(shè)計(jì)首先，是對(duì)罐根閥和取樣器的設(shè)計(jì)。為了避免液化石油氣的泄露，通常在罐體底部會(huì)安裝罐根閥；為了避免在取樣時(shí)發(fā)生氣體外泄，在球罐管道關(guān)鍵部分會(huì)設(shè)置管道取樣器。其次，是對(duì)吹掃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。吹掃系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是為了吹掃管線和罐體內(nèi)進(jìn)行交換，在球罐與管線設(shè)置氮?dú)獯祾呦到y(tǒng)。最后，是對(duì)水頂烴的工藝設(shè)計(jì)。此設(shè)計(jì)的目的是為了減小發(fā)生事故時(shí)產(chǎn)生的大量液化石油氣的泄露而產(chǎn)生的損失，原理是當(dāng)罐底出現(xiàn)泄露狀況時(shí)，使用泵對(duì)罐底進(jìn)行注水，進(jìn)而應(yīng)用水的密度大，用水作為墊層，從而減小液化氣的泄露。

1.3球罐罐體的設(shè)計(jì)球罐罐體的設(shè)計(jì)一般先進(jìn)行參數(shù)的確定，比如設(shè)計(jì)壓力和設(shè)計(jì)溫度；然后進(jìn)行主體材料的選擇，根據(jù)液化石油氣的設(shè)計(jì)溫度、設(shè)計(jì)壓力、介質(zhì)特點(diǎn)以及操作方式等，并且能有適當(dāng)強(qiáng)度的焊接性能，來(lái)選取材料；其次進(jìn)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，包括罐體的主體部分和管口部分；最后將設(shè)計(jì)好的球罐進(jìn)行強(qiáng)度的設(shè)計(jì)與優(yōu)化，使其能達(dá)到預(yù)期的標(biāo)準(zhǔn)和安全運(yùn)輸。

2球罐位置的布置

球罐區(qū)的位置，根據(jù)目前的《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于全壓力式或者半冷凍式的球罐，球罐與球罐之間的距離應(yīng)控制在二分之一的球罐直徑。而液化烴全壓力式或者半冷凍式的球罐的中心高度不能超過(guò)0.6米的防火堤，其中，防火堤的設(shè)置不能太大的原因是便于微量積聚的液化石油氣擴(kuò)散。另外，防火堤距罐體的距離不應(yīng)小于3米，堤內(nèi)一般用混凝土進(jìn)行澆筑，并且在道路內(nèi)部進(jìn)行防火措施的處理，還有使坡道面向外側(cè)，而且防火堤的隔線不能高于0.3米。由于液化烴罐體的之間的防火堤僅僅只有高度和罐體之間的間距限制，因此，可以不對(duì)防火堤內(nèi)地容積進(jìn)行計(jì)算。球罐的位置經(jīng)過(guò)如此科學(xué)的布置，并且有防火堤的布置，其目的是：第一，防止無(wú)關(guān)的工作人員進(jìn)入罐組內(nèi)；第二，防火堤的較低設(shè)置，對(duì)少量氣體的泄露也有便于擴(kuò)散的好處；第三，若產(chǎn)生大量氣體的泄露，可以利用警戒堤的作用進(jìn)行報(bào)警，及時(shí)的處理；第四，防火堤的外向坡布置的目的是避免泄露的液化烴在罐體的附近堆積。其中，在堤內(nèi)開洞也能便于液化烴的流走，防止事故的發(fā)生。

3球罐安全閥的計(jì)算

安全閥作為球罐的關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對(duì)于壓力容器來(lái)說(shuō)，安全閥的設(shè)計(jì)好壞成功與否，直接影響到球罐的使用。安全閥的起跳屬于事故狀況，從而其壓力值不能設(shè)置太低，相反也不能設(shè)置太高，因?yàn)檫^(guò)高的話，對(duì)罐體的保護(hù)則形同虛設(shè)。其中，安全閥的設(shè)計(jì)包含安全閥泄放量的計(jì)算和安全閥噴嘴面積的計(jì)算，進(jìn)一步得到合適的罐體安全閥。本文用1000立方米和2000立方米進(jìn)行對(duì)設(shè)計(jì)罐體設(shè)計(jì)的計(jì)算。

3.1液化氣球罐的工作壓力的確定目前的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)是常溫液化石油氣的存儲(chǔ)在規(guī)定溫度下的工作壓力，根據(jù)小于五十?dāng)z氏度時(shí)混合液化石油氣時(shí)的組成成分的實(shí)際飽和蒸汽壓力來(lái)確定，其設(shè)計(jì)單位在圖紙上進(jìn)行注釋包括的成分和相應(yīng)的壓力。若混合液化石油氣的成分是確定的情況下，應(yīng)對(duì)各種成分的壓力進(jìn)行相加，從而得到此時(shí)的工作壓力。此外，若不明確實(shí)際的混合氣成分，可以不進(jìn)行分析，規(guī)定溫度下的工作壓力。《壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中第34條規(guī)定“固定式液化石油氣儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)按效益或等于五十?dāng)z氏度時(shí)混合液化石油氣組份的實(shí)際飽和蒸氣壓來(lái)確定，設(shè)計(jì)單位應(yīng)在圖樣上注明限定的組分和相應(yīng)的壓力。液化石油氣是以丙烷或這丁烷為主要成份的多組分有機(jī)混合物。”除此之外，新容器的規(guī)定與舊容器的差別是：新容規(guī)規(guī)定的是液化石油氣球罐的工作壓力，而舊容規(guī)規(guī)定的則是液化石油氣球罐的設(shè)計(jì)壓力。

3.2液化氣球罐的安全泄放量計(jì)算液化氣球罐泄放量按火災(zāi)情況下進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)《固定式壓力容器》GB150，液化氣球罐的安全泄放量的計(jì)算公式。如表可以看出，當(dāng)球罐的中心高度安裝大于7.5米時(shí)，罐體的受熱面積應(yīng)按半球的公式進(jìn)行計(jì)算。

3.3液化氣球罐的安全閥噴嘴的面積計(jì)算液化氣球罐的安全閥噴嘴的面積計(jì)算公式為綜上，要得到安全閥的噴嘴面積，需要確定公式中各個(gè)參數(shù)的取值。由下表所示，安全閥的噴嘴面計(jì)算結(jié)果。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，液化石油氣容易揮發(fā)和易燃，對(duì)其的儲(chǔ)存和運(yùn)輸都有特殊的要求。對(duì)球罐的設(shè)計(jì)除了要達(dá)到工藝特點(diǎn)、罐體的布置以及罐頂安全閥設(shè)計(jì)的目的外，還要求球罐具有液位計(jì)、壓力表、液體的位置警報(bào)器以及液體自動(dòng)聯(lián)鎖切斷進(jìn)料等實(shí)用性功能。另外，液化石油氣的運(yùn)輸過(guò)程對(duì)泵的選定，通常要求選擇簡(jiǎn)袋泵或者屏蔽泵，目的是為了避免泵的進(jìn)氣口被氣蝕，還有就是防止泄氣。總的來(lái)說(shuō)，對(duì)液化氣球罐工藝設(shè)計(jì)及安全閥計(jì)算的原則就是保證安全。

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作者：馬麗麗 單位：上海寰球工程有限公司