低温液化气体压力管道的超压分析与解决办法

解决方案 蠢匦匹日匹母工艺，工装臻具诌西，mi ll维信馥遵 低温液化气体压力管道的超压分析与解决办法 高志云 (大庆石 化公 司开发公司天 一 公司，黑龙江大庆16371 1) l问题的提出 某液化气站自1978年建站以来，主要从事瓶装液化 气、瓶装丙烷的充装，其原料气来源于炼油厂气体分馏车 问。原料气经过滤器 由储罐进入烃泵升压。通过 1200m 的压力管道输送至装瓶间，装瓶间工艺流程见图1，本文 主要讨论装瓶间内压力管道(丙烷) 压力异常升高的原因 和解决措施。 该液化气站丙烷 充装为间歇式充装，充装周期 l 一 2 天，充装压力12MPa。充装时打开原料线阀门，充装结束 后进行关闭。当出现压力异常升高或是紧急情况需要排 放原料，可通过打开去低压管网端阀门将其排人炼油厂 低压管网。改造前存在问题是：在丙烷充装结束后，关闭 两端阀门后，在间歇期间，丙烷管道压力不断上升，有时 超过正常的工作压力，为避免超压引发事故，此时需要手 动打开去低压管网端阀门将管线内丙烷气体排入低压管 网，进行泄压操作。 2原 因分析 原料人口端阀门内漏，有低温液化丙烷渗入管线之 中。管线内液化气体受热膨胀后在管道 内形成满液，随温 度变化压力骤然上升。若温度再升高 ，则瓶内液体将受热 膨胀，气化量增大，由于液化丙烷液态的体积膨胀率比水 要大十几倍 ” ，并且 几乎是不可压缩的，因此液化 丙烷的 膨胀受到管道的限制处于压缩状态，这就使得瓶内的压 力急剧升高。 下面通过计算分析下管道内的压力变化： 假设温度t。时管道内被液态丙烷气体充满 ，在管道 内产生 压力为P n的内压，R即所装液化丙烷气体在温度 t。时的饱和蒸气压力 ，由于环境温度升高，当管道内的液 体温度 由t。升至t，丙烷液体的初始体积y。，即管道 内体 162机械工程师 2010年第8期 积。若无管道束缚，液化丙烷体积将增大至 V 。 y=P 移( t - t0)Vo = V0(1+ 3A t)(1) 式 中，3 一 液化丙烷气体由温度t。至 t时的平均体积膨胀 系数， oC。 ；At 一 液化丙烷气体的温度差，。 管道的体积V。为常数，液化丙烷气体的体积将受管 道束缚而被压缩，管道内压压力升高，且 。 毕 = d(P _P0) = aAP(2) r 式中，d 一 液化丙烷气体由温度t。至时的平均压缩系数， MPa。；将式(1)代入式(2)得： P=Po+ 盘 (3) 片 盘 ( 4 AP即P -Pn ，表示液化丙烷气体由温度t。至t变化范 围内管道内的压力值增加 ，是由于液化丙烷气体的不 可 压缩性形成的。由式(4) 可以看出AP与液化丙烷的体积 膨胀系数成正比，与压缩系数成反 比。而这两个系数相差 甚大，体积膨胀系数和体积压缩系数的比值 一 般为1 8以 上 。故温度变化将会对管道内的内压将产生较大影响。 假设管道内在20时，达到满液，查资料可知此 温度 丙烷的饱和蒸汽压 ，即Po = 0817MPa，c z=233x10 一M Pa ， 3=352x10七 oC ，由式(3) 可计算出2lq C 25的理论压力 值，见表l。 由此可以看 出，管道内若出现 满液，管道内的压 表1管道内压值 IMPa 介质温度 21 ( 2 22 C 2324 0C 25 0C 丙烷23223817530267768 24 0 力随温度升高而上升很快，若不及时泄压就会超过管道 的设计压力(此管道设计压力4 0MPa)，甚至可以达到管 道的爆破压力 ，引发事故。 3解决办法 (1)更换来料口阀门，并定期维护。 来料阀阀 门内漏是导 致管道内压力上升的根本原 因，由于输送管道比较长，在充装的间歇期输送管道内存 在大量的液化丙烷，通过几次 的泄 压操作，不能解决原料 继续渗入装瓶 间的管道内。来料口阀门的是否有效，是整 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 解决方案 工艺工装旗具诠断施潮维健改造鼗笈髓自 G嚣 籀 干熄焦带式输送机系统除尘适应性研究 李柯，牛洹涛，路伟。赵培建 (安阳钢铁股份有限公司焦化厂，河南 安阳4 55004) 摘要：介绍了焦化厂干熄焦带式输送机除尘系统的 一 些现状，针对干熄焦粉尘扩散特性，探析系统设备与生产 规模的 匹配关 系，寻找解决保护厂 区环境的措施和方法，保证操作岗位和 环境的安全。 关键词：干熄焦；粉尘；措施；环境；安全 中图分类号：T B499文献标识码：A文章编号：1002 2333(2010)08 0163 02 安钢焦化厂14 0T和75T两套 干熄焦于2009年6月 投入 运行，干熄焦相比较湿法熄焦，焦炭在输送 过 程中产 生粉尘量较大，且温度高，造成岗位粉尘浓度超标。为此 我 f 1x ,t 干熄焦运输过 程 中粉尘的特性和除尘设备进 行了 _ 丁艺研究，探讨粉尘的扩散机理 以及除尘抽风 量计算方 法，为治理系统粉尘 污染提供理论依据。 1现有除尘器的监测数据对比 选取14 0T和75T干熄焦带式运输机系统4台除尘 器使用情况进行监测对比(表1为2009年6月29日和9 月14日监测报告数据)： 表1数据表明，同等设备条件下，干熄焦 在皮带输送 表1 项目 名称孩而百酉丽百砸丽鬲彳丽磊两面面孤蘸蕊 m h 一 m h 一 ragIm。ragm 。 过程中产生的粉尘浓度明显超标(国标为8mgm s) ，除尘 器处理能力不 足。 2粉尘的扩散机理和危害 2，粉尘的 扩散 机理 焦炭在输送、转运、筛分工艺过 程中产生粉尘，粉尘 在机械力、重力、布朗运动及空气流动等作用力下扩散飞 扬，其中空气的流动是粉尘扩散的主要原因。而造成空气 流动的因素主要是物料的运动及 机械运动生成的气流， 将粉状颗粒分离而 飞扬，然后由于室内空气流动而引起 粉尘的扩散。从粉尘 的特性和扩散机理方面分析，考虑到 干熄焦工况条件影响，造成粉尘超标的原因主要有以下 几个 方面： (1)干熄 焦炭产生粉尘 因湿润性条件差，粘附力降 低，粉尘量增大； (2)物料温度高，空气流动速 度 加快，粉 尘扩 散速度 相应增 大，除尘器捕集效果降低； (3)管状带式输送 机在输送物料的过程 中，焦炭之间 相互摩擦，相比较普通皮带机输送所产生的粉尘量增大； (4)物料落差较 大，空气随着运动的物料而流动速度 个 问题的关键。因此更换来料口阀门是消除安全隐患的 有效手段，同时也减少 了原料气的排放。 (2)在管道末端加装安全阀，若管线超压则 自动泄压。 由于当初对管道内压力变化认识不 足，设计上存在 缺陷。依据G B T 208 016 - 2006压力管道规范中的规 定，液体因两端切 断 阀关闭，受环境温度、阳光辐射或 伴 热影 响而产生热膨胀或汽化 的管道系统应设置安全泄压 装置 ”】 。我们决定在压力管道末端加装安全阀，安全阀定 压值设定为20MPa，当管道压超 过设定值时，立即由安 全阀将其泄压，免去人工操作，也消除了因人工泄压不及 时而带来的管线超压的安全隐患。 (3)避免阳光照射，加强装瓶间内通 风。 阳光照射是室内温度升高的主要 因素，由于间歇期 间 管道内介质不存在汽化，不能及时带走管道内的热量，使管 道温度随室内温度而升高。因此，在不影响室内通风的情况 下要尽量避免阳光照射管道。同时，加强空气流动也能有效 控制室内温度，要定时利用离心风机给装瓶间送风。 (4)管理上的措施： 一 是建立设备包机包区制度，对 压力管道进行承包，由专人进行日常检查与维护，发现问 题及时处理，对管道及安全附件的状态进行监控；二是要 对阀门及安全阀进行定期测 试检验，发现阀门内漏或是 安全阀失效要立即更换。 【 参考文献 1祖因希 液化石油气操作技术 与安全管理M北京：化学工业 出版社，2005：16，25