輕石腦油儲(chǔ)運(yùn)設(shè)計(jì)總結(jié)

重整裝置產(chǎn)出輕石腦油 25×104t/a，操作溫度 40℃，飽和蒸氣壓 139kPaA，上海自動(dòng)化儀表常壓沸點(diǎn)約 30℃，火災(zāi)危險(xiǎn)性甲 B，罐區(qū)儲(chǔ)存 5~7天，全部產(chǎn)品公路運(yùn)輸出廠。本文是對設(shè)計(jì)中常見問題的歸納總結(jié)。

1 儲(chǔ)罐選型

石油煉制工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB 31570-2015第5.2.2條規(guī)定“儲(chǔ)存真是蒸氣壓≥76.6kPa 的揮發(fā)性有機(jī)液體應(yīng)采用壓力儲(chǔ)罐”。

石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范 SH/T 3007-2014 第 4.2.4 條規(guī)定“儲(chǔ)存沸點(diǎn)低于 45℃或在 37.8℃時(shí)飽和蒸氣壓大于 88kPa 的 甲 B類液體，應(yīng)采用壓力儲(chǔ)罐、低壓儲(chǔ)罐或降溫儲(chǔ)存的常壓儲(chǔ)罐，并應(yīng)符合下列規(guī)定：a)選用壓力儲(chǔ)罐或低壓儲(chǔ)罐時(shí)，應(yīng)采取防止空氣進(jìn)入罐內(nèi)的措施，并應(yīng)密閉收集處理罐內(nèi)排除的氣體[1]”。根據(jù)上述規(guī)范要求并經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選，罐組內(nèi)設(shè) 3 臺(tái) 3000m3球罐和 1 臺(tái) 3.5m3 輕污油罐(置于地下罐池內(nèi))。球罐的操作/設(shè)計(jì)溫度為 40/50℃，操作/設(shè)計(jì)壓力為 0.13/0.6MPa。

2 裝車泵和裝車鶴管選型

為提高裝車泵的吸入能力，裝車泵選用立式多級(jí)筒帶泵，密封 PLAN14+52。鶴管選用液化烴底部密閉裝車鶴管(液相接口DN50，氣相接口 DN25)，鶴管自帶鋼繩式拉斷閥[2]。裝車油氣返回球罐頂部。

2.1 鶴管裝車流速

常規(guī)設(shè)計(jì)根據(jù)《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50074-2014 的規(guī)定，裝車流速取 4.5m/s。但 GB50074 不適用液化烴儲(chǔ)罐和鶴管，不具備等效引用的條件。建議非石油庫項(xiàng)目執(zhí)行《液體石油產(chǎn)品靜電安全規(guī)程》GB 13348-2009 和《煉油廠全廠性工藝及熱力管道設(shè)計(jì)規(guī)范》SH/T 3108-2000 的規(guī)定。當(dāng)可燃液體物料裝車鶴管出口未完全浸入液面之前，管口流速應(yīng)限制在 1m/s 以內(nèi)，裝車鶴管出口完全浸入液面后，鶴管出口流速應(yīng)符合 VD≤0.5 的要求，且非常大流速不得大于7m/s。即液化烴底部密閉裝車鶴管(DN50/25接口)的裝車流速控制在 45m3/h 以下。

2.2 裝車鶴管數(shù)量[3]計(jì)算

N—裝車鶴管數(shù)量，個(gè)；K—裝車不均衡系數(shù)，一般 K 取 2~3，本文 K 取 2； B—季節(jié)不均衡系數(shù)。對于有季節(jié)性的油品(如柴油)，B 值等于高峰急切的日平均裝油量與全年日平均裝油量之比。對于無季節(jié)性的油品，B 為 1。輕石腦油為無季節(jié)性油品，B 取 1； G—油品的年裝車量，t；T—每年裝車作業(yè)工時(shí)，h； Q—一個(gè)鶴管的額定裝油量，m3/h。本文裝車流量取 45m3/h； r—油品密度，t/m3。輕石腦油密度0.618kg/m3； t—裝車場每年工作天數(shù)，d。一般取 350d； n—裝車場每天工作時(shí)間，h。每天一班工作時(shí)，取 6h。

經(jīng)計(jì)算

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，選用 9 套液化烴底部密閉裝車鶴管(DN50/25 接口)。

2.3 裝車泵流量和控制方案的確定

為保證裝車場高效運(yùn)行，滿足不停泵連續(xù)裝車的要求(即關(guān)閥裝車氣動(dòng)閥不憋泵)，裝車泵出口管線設(shè)非常小回流保護(hù)(流控)，非常小回流保護(hù)采用調(diào)節(jié)閥方式，回流量為裝車泵正常流量的 30%，回流線接入儲(chǔ)罐內(nèi)。為保證非常后一臺(tái)鶴管關(guān)閉時(shí)不發(fā)生憋泵現(xiàn)象，需滿足 30%Q≤鶴管裝車流量＜鶴管極限流量，得出如下結(jié)論：每臺(tái)裝車泵對3 套鶴管，裝車泵流量為 135m3/h。

3 儲(chǔ)罐附件

球罐設(shè)有雷達(dá)液位計(jì)、伺服液位計(jì)、超聲波液位開關(guān)、壓力變送器、壓力表、熱電阻、雙金屬溫度計(jì)、手動(dòng)切水器、密閉采樣器和安全閥等附件。

3.1 液位計(jì)

球罐內(nèi)的溫度采用平均溫度計(jì)測量，液位測量采用計(jì)量級(jí)雷達(dá)液位計(jì)和伺服液位計(jì)，并通過雷達(dá)液位計(jì)(或伺服液位計(jì))的多功能指示變送器，將溫度計(jì)液位信號(hào)送至機(jī)柜間 DCS 控制系統(tǒng)。

3.2 切水器

手動(dòng)切水器自帶壓力表、溫度計(jì)、液位計(jì)、界位儀和安全閥。切水器內(nèi)的液位計(jì)具有現(xiàn)場低液位報(bào)警功能。當(dāng)切水器內(nèi)出現(xiàn)水，且水位達(dá)到界位儀安裝位置時(shí)，管道的界位儀處應(yīng)有顏色顯示。

3.3 緊急切斷閥

緊急切斷閥選用單作用氣缸執(zhí)行機(jī)構(gòu)(故障安全型)，密封結(jié)構(gòu)采用耐火結(jié)構(gòu)并符合 ANSI/APISTD607 標(biāo)準(zhǔn)，泄露等級(jí)Class Ⅵ。全行程關(guān)斷時(shí)間不應(yīng)超過 1s/in 閥門通徑。公稱尺寸≤DN50的閥門完全關(guān)閉時(shí)間≤5s，DN65~350 的閥門完全關(guān)閉時(shí)間≤10s。緊急切斷閥到球罐管口之間除了接管外不得安裝任何其它管件或閥門，其間距應(yīng)符合配管安裝、閥門維修和工藝要求。緊急切斷閥應(yīng)具有自動(dòng)和手動(dòng)關(guān)閉功能，手動(dòng)關(guān)閉功能應(yīng)包括控制室遙控手動(dòng)關(guān)閉及現(xiàn)場手動(dòng)關(guān)閉。

3.4 安全閥

球罐應(yīng)至少設(shè) 2 個(gè)安全閥和 1 個(gè)緊急放空線(安全閥副線)，每個(gè)都能滿足事故狀態(tài)下安全泄放的要求，安全閥前后均設(shè)手動(dòng)全通徑切斷閥并加鉛封或鎖定。安全泄放量按 GB/T150.1-2011 附 錄 B 的式(B.3)計(jì)算：

Ws—容器的安全泄放量，kg/h；

F—系數(shù)，容器置于大于 10 L/(m2?min)噴淋裝置下時(shí)，F(xiàn)=0.6；

Ar—球形容器受熱面積，m2；取 和從地面起到7.5m 高度所包括外表面積兩者中較大值；

D0—容器的外直徑；

q—泄放壓力下，液體的汽化潛熱，kJ/kg。

所有儀表信號(hào)直接引至機(jī)柜間 DCS 控制系統(tǒng)，對罐區(qū)工藝過程進(jìn)行集中控制、監(jiān)測、記錄和報(bào)警。罐組內(nèi)主要聯(lián)鎖內(nèi)容如下：

(1)球罐設(shè)高低液位報(bào)警、高高液位聯(lián)鎖切斷進(jìn)料和低低液位聯(lián)鎖停裝車泵的措施。

高高液位聯(lián)鎖的檢測元件獨(dú)立設(shè)置，超聲波液位開關(guān)與雷達(dá)液位計(jì)、伺服液位計(jì)的高高液位信號(hào)組成“三取二”聯(lián)鎖切斷球罐的入口電液切斷閥。超聲波液位開關(guān)與雷達(dá)液位計(jì)、伺服液位計(jì)的低低液位信號(hào)組成“三取一”聯(lián)鎖停裝車泵。

(2)燃料氣管道接罐氣相平衡線處設(shè)氣動(dòng)切斷閥與罐壓力聯(lián)鎖，當(dāng)壓力低于 0.03MPa 時(shí)，燃料氣管道上的燃料氣補(bǔ)氣氣動(dòng)閥打開；當(dāng)壓力高于 0.4MPa 時(shí)，氣相平衡線上泄壓至火炬排放系統(tǒng)的氣動(dòng)切斷閥打開。

(3)球罐取防火堤外及控制室設(shè)置緊急切斷閥聯(lián)鎖按鈕，當(dāng)球罐液位高高報(bào)警或發(fā)生火災(zāi)等危險(xiǎn)情況時(shí)，操作員能夠遙控或就地手動(dòng)關(guān)閉緊急切斷閥。

(4)裝車泵在控制室設(shè)置遠(yuǎn)程停泵功能。

5 防火間距的確定

上海自動(dòng)化儀表輕石腦油沸點(diǎn)低于 45℃，罐組內(nèi)儲(chǔ)罐的防火間距按全壓力式液化烴儲(chǔ)罐的防火間距執(zhí)行[4]。球罐和泵房的防火間距不應(yīng)小于15 m，球罐和雨淋閥室的防火間距不應(yīng)小于 15 m，球罐與外部設(shè)施的防火間距按“沸點(diǎn)低于 45℃的甲 B類液體全壓力儲(chǔ)罐”確定。