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化工装置设计储运及火炬设计

培训班讲义及参考资料TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"储运设计基础11.1介质分类及其关键性质11.1.1气体、液体介质分类11.1.2气体、液体介质的关键性质21.1.3介质性质对设备选型的影响21.1.4介质性质对储运流程的影响31.1.5介质性质对自动控制的影响31.1.6介质性质对环保安全设计的影响31.2标准规范31.2.1储运工艺规范、规定3储运设备规范标准41.2.3储运自控规范标准51.2.4储运电气规范标准51.2.5储运暖通规范标准51.2.6储运材料控制规范标准51.2.7储运防腐保温规范标准51.2.8储运土建规范标准51.2.9储运环保规范标准51.2.10储运给排水规范标准51.2.11储运消防规范标准51.2.12储运总图规范标准6\o"CurrentDocument"储运设备简介62.1储罐简介62.1.1气体储罐62.1.2液体储罐62.2气体储罐62.2.1湿式气柜72.2.2十式气柜72.2.3卧式储罐8球罐9钢瓶92.3液体储罐92.3.1常压储罐9低压储罐102.3.3压力储罐102.3.4常压低温储罐112.3.5降压降温储罐132.4设备选型简介142.4.1常压拱顶储罐适用范围142.4.1低压拱顶储罐适用范围152.4.2内浮顶储罐适用范围162.4.3外浮顶储罐适用范围162.4.4卧式储罐适用范围162.4.5立式压力储罐适用范围172.4.6球罐适用范围172.4.7常压低温储罐适用范围172.5输送设备简介172.5.1风机压缩机简介172.5.2泵简介17鹤管212.5.4收发球筒232.5.3活管阀2324储运流程简介TOC\o"1-5"\h\z3.1拱顶罐流程24243.1.1轻柴油罐区带控制点工艺流程图243.1.2燃料油罐区带控制点工艺流程图243.1.3燃料油罐区带控制点工艺流程图243.2.1甲醇罐区及装车带控制点流程图243.4卧式储罐流程243.4.1加油站工艺流程图243.5球罐流程243.5.1常温压力球罐带控制点流程图253.5.2降温降压球罐带控制点流程图253.6装车流程253.6.1火车装车带控制点流程图253.6.2汽车装车控制点流程图253.7卸车流程253.7.1常温常压物料卸车253.7.2常温压力物料卸车253.8装卸船流程26一般物料装卸船263.8.2特殊物料装卸船263.9气柜流程273.9.1湿式气柜流程273.9.2威金斯十式气柜流程273.9.3稀油十式气柜流程27\o"CurrentDocument"储运设备布置简介274.1罐区布置27罐区布置所执行的规范、标准27各个规范、标准的适用范围27重要规范介绍30罐区布置324.2输送设备布置364.2.1泵房的布置364.2.1压缩机房的布置364.3装卸区设备布置374.3.1可燃液体的铁路装卸374.3.2可燃液体的汽车装卸384.3.3液化轻铁路和汽车装卸384.3.4可燃液体、液化轻码头的布置394.3.5灌装站394.3.6罐区布置图39\o"CurrentDocument"储罐仪表395.1液位计39玻璃管液位计39玻璃板液位计39双色玻璃板液位计40防霜液位计40雷达液位计40伺服液位计40差压液位计40磁致伸缩液位计40磁翻版液位计41液位探头415.2温度计415.3压力表425.4流量计42\o"CurrentDocument"储罐附件426.1呼吸阀426.2人孔426.3透光436.3量油孔436.4进料口、出料口43分析口43排污口43罐区安全437.1工艺安全设计437.2设备安全设计437.3电气设安全计447.4自控安全设计447.5建筑结构安全设计457.6给排水安全设计457.7消防设计457.8总图设计46案例468.1常压常温罐区468.1.1流程图468.1.2设备布置图468.1.3设备表46照片478.2常压低温罐区478.2.1流程图478.2.2设备布置图478.2.3设备表47照片508.3降温降压球罐区508.3.1流程图508.3.2设备布置图508.3.3设备表50照片518.4常温压力球罐区518.4.1流程图518.4.2设备布置图518.4.3设备表518.4.4照片错误!未定义书签。附图1:轻柴油带控制点流程图。附图2:燃料油带控制点流程图。附图3:低压拱顶罐带控制点流程图。附图4:甲醇罐区及装车带控制点流程图附图5:加油站流程图。附图6:液化气带控制点流程图。附图7:常温压力球罐带控制点流程图。附图8:降温降压球罐流程图。附图9:火车装车带控制点流程图。附图10:汽车装车带控制点流程图。附图11:湿式气柜流程图。附图12:威金斯十式气柜流程图。附图13:稀油十式气柜流程图。案例1:常压常温罐区附图14:常压常温罐区流程图。附图15:常压常温罐区设备平面布置图。附图16:常压常温罐区设备立面布置图。案例2:常压低温罐区附图17:常压低温罐区流程图1。附图18:常压低温罐区流程图2。附图19:常压低温罐区流程图3。附图20:常压低温罐区设备平面布置图。附图21:常压低温罐区设备立面布置图。案例3:降温降压球罐区附图8:降温降压球罐流程图。附图22:降温降压球罐区平面布置图。附图23:降温降压球罐区立面布置图。案例4:常温压力球罐区附图8:降温降压球罐流程图。附图24:常温压力球罐区平立面布置图。储运设计基础1.1介质分类及其关键性质1.1.1气体、液体介质分类1)按介质火灾危险性分类气体表1可燃气体的火灾危险性分类类另U可燃气体与空气混合物的爆炸下限甲<10%(体积)乙>10%(体积)液体表2液化轻、可燃液体的火灾危险性分类名称类另U特征液化轻甲A15C时的蒸汽压力〉0.1MPa的轻类液体及其它类似液体可燃液体B甲a类以外,闪点<28C乙A28CV闪点<45CB45C<闪点<60C丙A60CV闪点<120CB闪点>120C注:表1、表2来自《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008表3.0!表3.0.2;《建筑设计防火规范》GB50016-2006;《石油库设计规范》GB50074-2002;《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004;《装卸油品码头设计防火规范》TJT237-99都有火灾危险性分类的有关规定;本讲义是化工行业储运设计,所以,以《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008的火灾危险性分类为主。2)按介质蠹性分类按介质的蠹性分类,在工程设计中,可以支持的规范、标准较少。关键是,这些规范的可操作性差。常见的规范有:《职业性接触蠹物危害程度分级》GB5044-85,将介质分为四级:I级(极度危害);皿级(高度危害);用级(中度危害);W级(轻度危害)。此规范有部分介质分级举例,有一定的可操作性。卫生部新版《职业性接触蠹物危害程度分级》GBZ230-2010,说是GB5044-1985的首次修订,但是,也没有说GB5044-1985是否作废。由于GBZ230-2010没有列出某种介质是什么性质,可操作性较差,但有人说更科学合理。•个人认为,《职业性接触蠹物危害程度分级》GB5044-85将苯列为I级(极度危害)介质的第二位,是不合适的(把蠹性提高了)。光气被列为U级(高度危害)介质的第二十三位,也是不合适的(把蠹性降低了)。我给某厂设计过一个火炬,该厂的中间产品是光气,一个业主带我参观工厂时,走过光气车间,对我说:我不是这个车间的,所以,从来也没有到车间去看过。他说,经常有鸟类飞过光气车间上空,突然就掉下来死掉了。3)其它分类方法介质分类,可能还有其它的分类方法,这里不再做更深入的探讨。4)小结从现有的设计规范、标准,和我们实际的工程设计经验来看,主要还是以介质的火灾危险性进行分类,辅助参照蠹性分类。1.1.2气体、液体介质的关键性质闪点、凝固点、沸点、爆炸极限、粘度、密度、腐蚀性、温度等等。1.1.3介质性质对设备选型的影响闪点:决定设备的形式,如是否选用内浮顶罐(外浮顶罐)、拱顶罐、压力储罐(卧式储罐、球罐、立式压力储罐)。凝固点:决定储罐是否米取保温、伴热、加热措施。沸点:首先决定是选用气柜还是储罐。选用气柜后,再决定是选湿式气柜还是十式气柜。选用储罐后,再决定是常压储罐、压力储罐、降温降压压力储罐、常压低温储罐。爆炸极限:对所选设备的严密性有要求,对附届的电气设备有要求。粘度:所选设备要考虑物料的流动性能。对输送设备风机、泵的结构和电机功率影响很大。密度:对容器来说,介质密度对壁厚有影响;对输送设备风机、泵的电机功率影响很大。腐蚀性:决定所选设备的材质;温度:介质的储存温度决定设备材料的耐温性能。注意:所选设备(不论是静设备还是动设备),要考虑介质的所有性质。1.1.4介质性质对储运流程的影响介质性质决定了储运流程。此问题比较复杂,彳艮难简述,将分别在本讲义相关意节叙述。1.1.5介质性质对自动控制的影响介质性质对自动控制的影响很大。储运行业常用的有温度计、压力表、液位计、流量计、控制阀、可燃气体检测仪、火灾报警器、电话等等。根据介质的不同性质,选用不同的仪表。此问题比较复杂,彳艮难简述,将分别在本讲义相关意节叙述。1.1.6介质性质对环保安全设计的影响根据介质的蠹性,采取相应的环保措施;根据介质的火灾危险性,要采取相应的消防、灭火措施。1.2标准规范1.2.1储运工艺规范、规定《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008;《石油库设计规范》GB50074-2002;《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004;《装卸油品码头设计防火规范》TJT237-99;《建筑设计防火规范》GB50016-2006;《城镇燃气设计规范》GB50028-2006;《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》GB/T20368-2006;《液化天然气设备与安装陆上装置设计》GB/T22724-2008;《液化天然气码头设计规范》JTS165-5-2009(交通部);《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002;《石油化工储运系统罐区设计规范》SHT3007-2007;《石油化工液体物料铁路装卸车设施设计规范》SHT3107-2000;《化工装置工艺系统工程设计规定》(一)HG/T20570-1995(2009);《化工装置工艺系统工程设计规定》(二)HG/T20570-1995(2009);《化工装置工艺系统工程设计规定》(三)HG/T20570-1995(2009);《化工装置设备布置设计规定》HG/T20546-2009。还有其它规范和标准,没有一一罗歹0。1.2.2储运设备规范标准设备专业除了本专业的规范,也需要参看工艺的规范。《钢制立式圆筒形固定顶储罐系列》HG/T21502.1-1992(2009);《钢制立式园筒形内浮顶储罐系列》HG/T21502.2-1992(2004);《纤维缠绕增强塑料储罐》JC/T587-1995;《钢制液化石油气卧式储罐型式与基本参数》NB/T47001-2009;《钢制焊接常压容器》NB/T47003.1-2009;《石油化工液化轻球形储罐设计规范》SH3136-2003;《球形储罐整体补强凸缘》SH/T3138-2003;《石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准》SH/T3530-2001(2009);《立式圆筒形低温储罐施工技术规程》SH/T3537-2009;《钢制球形储罐》GB12337-1998;《钢制球形储罐型式与基本参数》GB/T17261-1998;《球形储罐施工规范》GB50094-2010;《立式圆筒形钢制焊接储罐施工及验收规范》GB50128-2005;《石油化工立式圆筒形钢制储罐施工工艺标准》SH/T3528-2005;《钢制低压湿式气柜系列》HGT21549-1995(2009);《多边形稀油密封储气柜工程施工质量验收规程》CECS186:2005;《橡胶膜密封储气柜工程施工质量验收规程》CECS267:2009;《储气柜用橡胶密封膜》HG/T4074-2008;《钢制低压湿式气柜》HG/T20517-1992(2009);20)《金届焊接结构湿式气柜施工及验收规范》HGJ212-198&还有其它规范和标准,不再一一罗歹0。1.2.3储运自控规范标准执行石油、化工行业的自控设计规范,不再罗列。1.2.4储运电气规范标准执行石油、化工行业的电气设计规范,不再罗歹0。1.2.5储运暖通规范标准执行石油、化工行业的暖通设计规范,不再罗列。1.2.6储运材料控制规范标准执行石油、化工行业的材料控制设计规范,不再罗歹0。1.2.7储运防腐保温规范标准1)《钢质储罐罐底外壁阴极保护技术标准》SY/T0088-2006;2)《钢质石油储罐防腐蚀工程技术规范》GB50393-2008;3)《安全标志及其使用导则》GB2894-2008。其余执行石油、化工行业的防腐保温设计规范,不再罗列。1.2.8储运土建规范标准1)《石油化工钢储罐地基与基础设计规范》SH/T3068-2007;2)《石油化工钢储罐地基处理技术规范》SH/T3083-1997(2009);3)《石油化工钢储罐地基与基础施工及验收规范》SH/T3528-2005;4)《储罐区防火堤设计规范》GB50351-2005;5)《钢制储罐地基基础设计规范》GB50473-2008;其余执行石油、化工行业的土建设计规范,不再罗列。1.2.9储运环保规范标准执行石油、化工行业的环保设计规范,不再罗歹0。1.2.10储运给排水规范标准执行石油、化工行业的给排水设计规范,不再罗列。1.2.11储运消防规范标准1)《泡沫灭火系统设计规范》(2011年6月1日实施)GB50151-2010;代替《低倍数泡沫灭火系统设计规范》GB50151-92(2000年版)和《高倍数、中倍数泡沫灭火系统设计规范〉〉GB50196-93(2002年版);2)《烟雾灭火系统技术规程》CECS169:2004;3)《泡沫喷雾灭火装置》GA834-2009;4)《泡沫灭火剂》GB15308-2006;5)《泡沫灭火系统及部件通用技术条件》GB20031-2005;6)《泡沫枪》GB25202-2010;7)《雨淋喷头〉〉GB/T25205-2010;8)《泡沫灭火系统施工及验收规范》GB50281-2006;9)《旋转型喷头自动喷水灭火系统技术规程》CECS213:2006;10)《自动消防炮灭火系统技术规程》CECS245:2008;11)《钢制储罐地基基础设计规范》GB50473-2008;12)《自动消防炮灭火系统技术规程》CECS245:2008;其余执行石油、化工行业的环保设计规范,不再罗歹0。1.2.12储运总图规范标准执行石油、化工行业的给排水设计规范,不再罗列。储运设备简介2.1储罐简介2.1.1气体储罐气体储存,根据所储存的气体压力不同,分为气柜、储罐、钢瓶。气柜:用来储存低压气体。气柜乂分为湿式气柜、十式气柜;储罐:用来储存有一定压力的气体;储罐乂分为卧式储罐、球罐;钢瓶:用来储存很高压力的气体。2.1.2液体储罐液体储存,根据所储存介质的压力不同,分为常压储罐、低压储罐、压力储罐。根据储罐的结构不同,分为拱顶罐、浮顶罐、内浮顶罐、单防罐、双防罐、全防罐。根据所储存介质的温度压力不同,分为常温储罐常压储罐、降温降压储罐、低温储罐常压储罐。在石油行业,还有其它储罐,在此不再介绍。2.2气体储罐2.2.1湿式气柜根据《钢制低压湿式气柜系列》HGT21549-1995的分类,湿式气柜乂分为:3无外导架直升气柜,容积50〜1000m3;,…一.、…3有外导架直升气柜,容积200〜3000m;螺旋气柜,容积1000〜100000m3。1)无外导架直升气柜:结构比较简单,下部为一个盛满水的水槽,上面有一个空容器,象一个倒扣的钟罩,通常就叫它钟罩。气体进来时,钟罩就上升;气体排出时,钟罩就下降。由于结构简单,抗风能力差,所以,最大只有1000m3。这种气柜,在工厂已经很少见到了,但是,最近几年,在采用厌氧发酵技术的污水处理厂,应用较多。2)有外导架直升气柜:在无外导架直升气柜的基础上,外圈设了一些导架,这样,钟罩运行时就不受外界风力的影响,容积可以做得稍大一点。造价相对高一点。有外导架直升气柜3)螺旋气柜:无外导架直升气柜、有外导架直升气柜,只有一节钟罩,所以,气体的储存容积不可能做得很大。于是,螺旋气柜诞生了。螺旋气柜也有水槽、钟罩,但是,差别在于,螺旋气柜在水槽、钟罩之间,增加了中节,最多时,有4个中节。在城市燃气行业,原来20万m3的螺旋气柜也很常见。《煤气设计手册》下册,有35万m3螺旋气柜的尺寸,其水槽直径86.5m,全高85.75m,5节。但是,螺旋气柜虽然造价低、制作简单、施工周期短,但是,它有几个致命的缺点:气体储存压力低:一般储存压力在300mmH2O以下,容积越大压力越低。小容积的气柜,特殊设计后,储存压力也只能达到400mmH2O以上,500mmH2O以下;耐腐蚀性差,维修费用高;防冻成本高。在西北、东北高寒地区更是头疼;巨大体积的污水,难以处理。比如,35万m3螺旋气柜,水槽直径86.5m,水槽高14m,水槽中水的体积82000m3,检修时这么多的高浓度污水,让业主难以应付。螺旋气柜2.2.2十式气柜根据十式气柜的结构,乂分为:可隆型气柜,乂称十油密封气柜。曼型气柜,乂称稀油密封气柜。30万m3的稀油密封气柜已经建成十几座;威金斯气柜,乂称卷帘密封气柜、橡胶膜密封气柜。据说,最大可以做到15万m3。1)可隆型气柜(十油密封气柜):资料介绍我国只是上个世纪八十年代宝钢引进了2台15万m3的气柜,目前还在使用;由于密封性能不好,没有推广。2)曼型气柜(稀油密封气柜):一般为正多边形的柱状结构,十分高大,有内外电梯,有遮风挡雨的柜顶。中间有一个正多边形的钢制活塞,随着气体的进出而上下移动。活塞与柜体之间,靠稀油密封。曼型气柜(稀油密封气柜)(请注意外部电梯)曼型气柜(稀油密封气柜)由于其众多的优点,是应用最广泛的气柜。3)威金斯气柜(卷帘密封气柜、橡胶膜密封气柜):为圆柱型结构,较高,有顶,中间也有一个钢制活塞。活塞与柜体之间的密封,是橡胶膜,根据气柜的大小不同,橡胶膜有一圈、二圈。由于橡胶膜已经国产化,最近几年,我国威金斯气柜发展很快。而且造价、运行费用已经低于曼型气柜。威金斯气柜(卷帘密封气柜、橡胶膜密封气柜)十式气柜的优点:气体储存压力高:一般储存压力在300mmH2O以上,600mmH2O以下;特殊需要设计压力还可以提高到1500mmH2O左右,操作压力可以达到1380mmH2。;这样的压力,有利于气体的能量利用,在化工企业,尤其重要;耐腐蚀性好,一般号称使用寿命50年;当然,曼型气柜需要定期更换密封油,威金斯气柜需要定期更换密封膜;几乎不用防冻。在西北、东北高寒地区得到广泛应用;没有湿式气柜的水槽,只有气体中的冷凝水,所以,污水量很少。十式气柜的缺点:造价高。大约是湿式气柜的2.5〜4倍。2.2.3卧式储罐一般储存大于0.01MPa(G)(1000mmH)的气体,就需要采用压力容器。储存量不大时,选用卧式储罐即可。目前,天然气行业应用较多。天然气卧式储罐,储存压力4.0MPa(G)2.2.4球罐大量储存气体时,就需要球罐。国产球罐最大的可以到10000m,设计压力1.29MPa(G)。主要是天然气行业使用。天然气球罐,国产,每个5000m,设计压力1.6MPa(G)2.2.5钢瓶储存更高压力的气体,就需要高压钢瓶。钢瓶的品种很多,请见下列照片:CNG钢瓶车,工作压力20MPa(G)CNG储气井,工作压力25MPa(G)氮气钢瓶,最大工作压力20MPa(G)氧气钢瓶,最大工作压力20MPa(G)氧气钢瓶减压阀组乙焕钢瓶说明:建议大家看看《实用五金手册》,上海科学技术出版社出版。这里有很多在一般设计手册上查不到的东西。2.3液体储罐2.3.1常压储罐指设计压力<6.9kPa(700mmH2O)(罐顶表压)的储罐。设计温度最大250C储罐设计规范《立式圆筒形储罐设计规范》GB50341-2003。一般的拱顶罐、内浮顶罐都是常压储罐。这些储罐乂称为“立式圆筒形钢制焊接储罐”。下面是常压储罐的照片。低压储罐指设计压力>6.9kPa(700mmH2O)且v0.1MPa(10000mmH2。)(罐顶表压)的储罐。储罐设计规范《钢制焊接石油储罐》API-650O这种储罐,外观和普通的拱顶罐一样,只是设计压力比较高一点。它们一般拱顶罐的最大区别是:都带地脚螺栓。低压储罐大量应用于有蠹、有害、易挥发的化工品仓储行业。通常,这些储罐都是充氮的。例如:张家港孚宝的储罐设计压力是-650Pa/10000Pa下面是张家港孚宝低压储罐的照片。2.3.3压力储罐卧罐是最常见的压力容器。例如,小型民用液化石油气储配站常用100m立罐外观和卧式储罐一样,只是立起来布置。在我公司的设计中,曾经将设计压力较低的压力储罐立式布置,以减少占地面积。储罐设计压力0.3MPa,容积300m3,直径6m。、50m3立罐外观和卧式储罐一样,只是立起来布置。在我公司的设计中,曾经将设计压力较低的压力储罐立式布置,以减少占地面积。储罐设计压力0.3MPa,容积300m3,直径6m。tithctrsmrttt-i设备名称SERVICEQJTT设备囹号设备形式TYPEi.TOLW■iLrm,XrJ.9J1.彼蓄尺寸DIMEKSIOH■,设i+iSBtDES.TEMP设计反DES.FRES材料MATERI*LI单重IEIGHT设备位号ITEMND.EQUIP.DWG.ND苜口方ffiEE号NOZZLEU3CA.TI0NDWG.ND.内径ID长/高LBT./HET粗单件曙母CKWETMfK3V-S3O1A/B/CK12-1150-12MiT2卜牝也Fi”C-1SSOal/l/CVERTICAL30D600011600600.3IWR28470一甲单悻膛胡TRITAffl;2¥-9302MBK12-1151-1次VERTICAL3006000116006Q>0,31眦R29380二甲单寸Hi犀MTAJIK2VT3Q3VBH12-11K-1MOT22-^93a-(M1C-V93O31/XNVERTICAL3006000116006。0.3l6<1nREMTO高沸物储毒KBTASK2V-9312A/BK12-1J61-1»orfl(r-W3121/1宾VERTICAL50360067M700.3K35-510340低沸残物储谖LBfASTETMiK1V-S310K12-1JI5SI-1BOOTHFWCH4C-V93101/IVERTICAL503EOO6700SO0.3Q235-IJU350莓命裂解殃物瞻慰CLE^VWEW蜡TETXUK2VT3MVBH12-1160-1MW4C-W3ui/11Z^VERTICAL503EOO8700500.3Q235=S10350立式压力储罐,如果还要增加单个储罐容积,两端的封头造价就比较高。3)球罐3和前面的天然气球罐外观一样。我公司常用5000m的球罐(敝氨),最大是8000m3(液氨,上个世纪70年代从法国进口)几个容积的天然气球罐数据(装液体时要从新设计)球罐容积3m球壳内径m设计压力MPa分瓣型式球壳版数量块球壳重量t500021.21.354带10柱混合式54425800024.81.155带12柱混合式865801000026.81.055带14柱混合式986752.3.4常压低温储罐1)常压低温储罐优缺点主要用来储存在常温常压下是气体的物料。例如:氨、液化石油气、天然气、氧气、氮气等等。优点:占地面积小;耗钢量少;施工周期短(全防罐除外);安全性好;造价低。缺点:运行费用高(主要是保冷的电费、物料加热时的能耗)。对于大量储存上述物料(一般为10000m3)时,常压低温储罐具有明显的经济优势。例如:湖北大峪口肥料项目、合肥四方合成氨项目。2)常压低温储罐结构简介单防罐带隔热层的单壁储罐或由内罐和外罐组成的储罐。其内罐能适应储存低温冷冻液体的要求,外罐主要是支撑和保护隔热层,并能承受气体吹扫的压力,但不能储存内罐泄漏出的低温冷冻液体。例如:常压低温液氨储罐,内罐是普通耐低温钢(16MnDR),外罐是普通碳钢(Q235-B)。也有带隔热层的单层液氨储罐。双防罐由内罐和外罐组成的储罐。其内罐和外罐都能适应储存低温冷冻液体,在正常操作条件下,内罐储存低温冷冻液体,外罐能够储存内罐泄漏出来的冷冻液体,但不能限制内罐泄漏的冷冻液体所产生的气体排放。在我国,很多天然气公司使用的液化天然气储罐(5000m3以下)都是双防罐(内外都是不锈钢罐壁)。全防罐由内罐和外罐组成的储罐。其内罐和外罐都能适应储存低温冷冻液体,内外罐之间的距离为1〜2m,罐顶由外罐支撑,在正常操作条件下内罐储存低温冷冻液体,外罐既能储存冷冻液体,乂能限制内罐泄漏液体所产生的气体排放。我国已经建成投产的广东深圳、福建、上海、大连等大型LNG接收站,都是采用的全防罐。每个储罐容积16万m3,造价约7〜9亿元人民币。《液化天然气技术问答》(化学工业出版社,敬加强、梁光川、蒋宏业编著2007.2)第104页介绍:一个16万m3的LNG储罐满罐时所储存的LNG的能量是广岛原子弹能量的70倍左右。有此可见,储运设计人,责任重大!3)常压低温液氨储罐我公司设计过10000m3、5000m3的双层液氨单防储罐。设计过1000m3、8000m3的单层液氨单防储罐我公司总承包越南2台10000m3双层常压低温液氨单防罐4)常压低温LPG储罐上海建有2台5万m3的常压低温LPG储罐,是全防罐。5)常压低温乙烯储罐常压低温乙烯储罐,我国建成运行的很多,我知道的都是2万m3及以下的,双层金届罐。6)常压低温LNG储罐常压低温LNG储罐,正在大力兴建之中。各地天然气液化厂、瓦斯气液化厂,主要罐型是1万m3、2万m3的双层金届罐(单防、双防都有);各地天然气公司(民用)主要是5000m3及以下的罐型。中海油、中石油、中石化在沿海建设的大型LNG接收站,都是16万m3的全防罐。5000m3LNG双防罐16万m3LNG储罐外貌16万m3LNG储罐内部吊顶16万m3LNG储罐内外罐之间16万m3LNG储罐外罐预应力钢丝绳套管2.3.5降压降温储罐压力储罐造价高、常压低温储罐运行费用高,于是介于二者之间的降压降温储罐产生了。比如,常温液氨储罐(球罐),设计压力为2.2MPa,储罐只能做到约2000m3。但是,如果降温、降压储存,储罐可以很轻松的做到5000m3,而且设计压力可以做到0.4MPa、0.95MPa。常压低温液氨储罐,储存温度为-33.5C,液氨外输时,通常要加热到10C、20Co采用降温降压储存方法后,储存温度为5〜20C,使用时保冷、加热的费用要减少很多。降温降压储罐一般都是球罐,只是外壁有一层隔热层。降温降压储罐隔热材料的选取,是一个值得研究的问题。它牵扯到储罐安全阀的选用、牵扯到隔热材料施工时的安全问题、牵扯到造价问题。2.4设备选型简介2.4.1常压拱顶储罐适用范围原来,常压拱顶罐几乎用于所有在常温常压下是液体的物料。后来,随着安全意识的增强、环保意识的增强,它的适用范围就越来越小。现在,只有闪点为丙A、丙B以上的物料使用常压拱顶罐,如燃料油、沥宵等。水、酸(硫酸、醋酸、盐酸等)、碱液也使用拱顶罐。特别说明的是:1)柴油储罐原来一直使用常压拱顶罐。现在,柴油届于乙B类物料,根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第六章的规定,乙类固定顶罐V1000m3时,储罐间距是0.75D;>1000m3时,储罐间距是0.6D。由于土地日益紧张,为了减少储罐的占地面积,柴油储罐采用内浮顶的也不少见。2)拱顶罐充氮的问题。旧版《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92(1999年版)正文第7页,第3.2.11A条三、当固定顶可燃液体储罐采用氮气密封时,其防火间距可按浮顶罐处理。相应的条文说明是(第88页):可燃液体储罐采用氮气密封,既能防止油气与空气接触,乂能避免油气向外扩散,对安全防火极为有利,其效果类似浮顶罐。可是,在此规范第五章储运设施内,就没有谈到固定顶可燃液体储罐采用氮气密封时,储罐间距如何确定的问题。《建筑设计防火规范》GB50016-2006,第30页,表4.2.2甲、乙、丙类液体储罐之间的防火间距的注4设置充氮保护设备液体储罐之间的防火间距可按浮顶罐的间距确定。相应的条文说明是(第206页):3)注4:是调整要求。考虑到设有充氮保护设备的液体储罐比较安全,故其间距可按浮顶储罐问距确定。根据以上条款,我们(还有其他设计院)在罐区布置时,都是按充氮储罐问距0.4D处理的。新版《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008在正文中,就没有出现“固定顶可燃液体储罐采用氮气密封”的问题。只是在第12页与第13页之间的表4.2.12石油化工厂总平面布置的防火间距(m)的注5:当固定顶可燃液体储罐采用氮气密封时,其与相邻设施的防火间距可按浮顶、内浮顶罐处理。相应的条文说明是4.2.124(第88页):可燃液体储罐采用氮气密封,既能防止油气与空气接触,乂能避免油气向外扩散,对安全防火(注意:少极为二字)有利,其效果类似浮顶罐。由于近来储运系统火灾、爆炸事故频发,各地消防部门对规范的执行偏向严厉,他们理解为:在充氮储罐与相邻装置的安全距离上,可以将充氮储罐等同于浮顶罐。但是,在罐区布置上,他们就不同意将充氮储罐等同于浮顶罐,这类事情已经发生了。2008年发生了2起充氮的甲醇拱顶罐爆炸死人事故,所以,除专业仓储企业外,我不建议使用充氮的拱顶罐。存在问题:常压拱顶罐的设计压力,《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008规定的是:设计压力小于或等于6.9kPa健顶表压)的储罐。《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范〉〉GB50341-2003第3.0.1条:固定顶油罐的设计压力,应取常压或接近常压(负压不应小于0.49kPa,正压产生的举升力不应超过罐顶板及其所支撑附件的总重);当符合本规范附录A的规定时,最大设计压力可提高到6kPa。6kPav6.9kPa,规范不一致。《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》SH3046-1992第6.2.1条固定顶的设计内压应取1.2倍呼吸阀的排放开启压力与罐顶单位面积的重力之差。看不懂。2.4.1低压拱顶储罐适用范围设计压力大于6.9kPa且小于0.1MPa(罐顶表压)的储罐。这类储罐,在专业化工品仓储行业应用十分广泛。专业化工品仓储企业,储罐所储存的介质,不是他们自己说了算的,是市场的需要。可能今天是装甲醇,下个月就是装苯,再过半年,可能乂要装MEK(甲乙酮),也许有一天,乂要改为苯乙烯、对二甲苯,,。为了适应不同的介质,这些企业就大量采用低压拱顶储罐,例如:张家港某企业的低压拱顶储罐设计压力是-650Pa/10000Pa。呼吸阀工作压力0〜7500Pa,防爆泄压阀工作压力8500Pa。他们是想设计一个“万能流程”,只要是常温常压下是液体的物料,就望低压拱顶储罐里装。但是,这种储罐储存易挥发液体物料的成本是非常高的。首先是储罐造价高:储罐为刚性承台基础,带坡度;储罐带地脚螺栓;储罐配高精度雷达液位计;配进口充氮阀;配2个先导式呼吸阀;配平均温度计;配进口防爆泄压阀。其次,是运行成本高:为了减少易挥发物料的损失,要尽可能的提高氮气的压力,以减少储罐气相空间所储存物料的蒸汽分压;呼出的储罐气要进行无害化处理;常年消耗大量的氮气。这类储罐的流程图是比较复杂的,特别是储罐的管口太多了。2.4.2内浮顶储罐适用范围根据《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第6.2.2储存甲B、乙A类的液体应选用金届浮舱式的浮顶或内浮顶罐。对于有特殊要求的物料,可选用其他型式的储罐。这个使用范围很广。例如:甲醇、乙醇、汽油、航煤、纯苯、甲乙酮(MEK)、仲丁醇、甲基叔丁基酰(MTBE)、乙二醇、丙二醇、混合芳轻、甲基叔丁基酰、邻二甲苯、石脑油,,。但是,从环保、安全的角度看,我认为这些物料,采用内浮顶充氮的低压储罐效果会更好。当然,这样一来运行成本就增加了,目前,国家还没有这方面飞要求。2.4.3外浮顶储罐适用范围外浮顶储罐的应用范围比较窄,主要应用于储存量大、耐脏的物料。我见过的外浮顶储罐,就是原油储罐。2.4.4卧式储罐适用范围卧式储罐曾经风靡一时,那时,工厂的液化轻、液氨、液氯,民用液化气,都是使用卧式储罐。汽车加油站的埋地汽油、柴油储罐,也是卧式储罐。也有埋地的液化石油气储罐。进入21世纪以后,随着装置规模的不断扩大,我感到卧式储罐的使用越来越少。卧式储罐有压力储罐、也有常压储罐。2.4.5立式压力储罐适用范围立式压力储罐应用的面比较窄。本人工作中,只是在一个有机硅项目中使用了立式压力储罐。2.4.6球罐适用范围球罐应用范围很宽。只要是在加压的情况下或降温降压的情况下是液体,量大时,都可以使用球罐。例如:液化石油气、丙烯、丙烷、丁烯、丁烷等等;降温降压储存的乙烯、液氨等等。近来,随着西气东输、川气东送工程的投产,天然气球罐是遍地开花。象北京、上海、重庆这样的特大城市,一建就是一大片!随着空分装置规模的不断增大,用球罐储存仪表空气、氮气的,也很常见。2.4.7常压低温储罐适用范围主要用于大量储存液氨、液化天然气、液氧、液氮、液氯。2.5输送设备简介2.5.1风机压缩机简介风机压缩机非常复杂,技术含量特别高,限于本人的水平,这里只能简单的介绍一下。1)轴流风机:风压很低时使用,压力约为300Pa例如:排气扇、电扇等。2)离心风机:风压略高于轴流风机,压力约为9000Pa3)罗茨鼓风机:风压可以达到60000Pa甚至更高。4)活塞式压缩机:气体压力范围很宽。可以从0.1MPa到100MPa甚至更高。优点是造价低,流量、压力范围比较宽;缺点是易损件多,维修工作量大。有个以焦炉煤气为原料的甲醇厂,活塞式压缩机3天就要维修,常常是这一台还没有修好,那一台乂坏了。5)离心式压缩机:气体压力范围也很宽(流量太小了不行),GE的离心式压缩机最大压力可以到80MPa。它的优点是气量大、使用寿命长。缺点是造价高(不是一般的高)。2.5.2泵简介1)泵简介泵的类型很多,结构就更多。这里,只是简单的介绍一下在化工储运行业常用的泵。化工储运行业常用的泵主要是离心泵、其次是容积泵。常用的离心泵有:普通机械密封离心泵、磁力泵、屏蔽泵、管道泵、筒袋泵、水环真空泵等等。离心泵的工作原理见动画。常用的容积泵有:齿轮泵、螺杆泵、滑片泵、摆动转子泵。容积泵的工作原理见动画。2)离心泵离心泵的优点是:造价低、流量扬程范围宽、易损件少、维修简单、效率高、使用寿命长。很多国产离心泵可以连续运行8000小时。离心泵的缺点是:自吸能力不如容积泵;不能输送高粘度物料;小流量高扬程时,效率低。选用离心泵时,一个最主要的问题,就是不能让泵发生气蚀。换句话说就是泵的安装高度一定要通过计算而定,千万不能拍脑袋!我的设计经验是:装置汽蚀余量(NPSHa)比泵的必须汽蚀余量(NPSHr)要大1m一般就不会有问题。教科书上一股是说大0.3m,手册上一般是说大0.5m。请注意:泵的必须汽蚀余量(NPSHr)是泵本身的性质,一台泵做好后,NPSHr就是一个定值;要降低泵的NPSHr必须在订货时说明。如果要泵的制造厂降低泵的NPSHr,方法是增加诱导轮、改变泵的结构(如将卧式泵改为筒袋泵),其代价比较高。装置汽蚀余量(NPSHa):其大小由吸入管道的参数和管道中的流量所决定,与泵的结构无关。增加装置汽蚀余量(NPSHa)的方法:抬高泵吸入口设备的安装高度;增加泵吸入口设备液位上的压力;减少管道流量;增加管道直径;减小物料的粘度。装置汽蚀余量(NPSHa)与当地的大气压力、物料的蒸汽分压有关。所以,高海拔地区、易挥发物料,就会降低装置汽蚀余量,泵更容易发生气蚀。关于泵的扬程,也要计算后确定。我的设计经验是:从图纸上量取管道长度,将此长度乘1.1〜1.2作为实际管道长度。管道比较平直取1.1,管道上下起伏较多,就取1.2。将实际管道长度乘1.1〜1.3作为计算管道阻力降的长度,活洁介质如甲醇、汽油取1.1,含杂质较多、粘度较大的物料如浓硫酸、碱液、燃料油取1.3,此计算长度就包含了管件的局部阻力当量长度。泵的扬程=进口管道阻力降+出口管道阻力降+仪表调节阀阻力降+位差+5m+7m。关于密度大于1的物料的扬程:见到有2个设计院的人,计算浓硫酸泵的扬程时,将计算扬程X1.84,对离心泵来说,这是错误的。见过一些设计院,将泵的扬程选的过高,给用户带来了事故隐患,增加了用户的运行费用(增加电耗)。在储运行业,特别推荐采用变频器、智能控制器控制离心泵的运行。优点是:节能、防止泵的气蚀、延长泵的使用寿命。进口变频器价格和10年前比,已经降低很多;国产变频器,质量有了很大的提高,而价格低的让你吃惊!下面是某个品牌的国产变频器的价格:某个国产变频器价格表序号电机功率kW价格元/台12.2155025.5225037.5270041128505154300618.54500722640083790009451160010551410011751715012931800013110230003)离心泵的申联和并联离心泵的申联离心泵可以申联使用。但是,离心泵的申联使用技术比较复杂,目前只是在长输管道上应用较多,靠DCS来控制。在我们设计的化工品罐区,还没有使用过。注意:离心泵的申联,流量不变,扬程略小丁2台泵的扬程之和。申联使用的离心泵,最好型号、参数完全一致。离心泵的并联离心泵的并联使用,设计中经常可见。在化工品仓储行业,这样做的目的,一是可以减少单台泵的造价、电机功率,二是增加生产操作的灵活性。注意:离心泵的并联,扬程略大丁单泵工作时的扬程。流量略小丁2台泵的流量之和。并联使用的离心泵,最好型号、参数完全一致。4)容积泵齿轮泵工作原理见动画。优点:自吸能力强,造价低,适合丁高粘度物料输送。缺点:噪声大,流量有一定的脉动性,流量、扬程都不大。螺杆泵优点:自吸能力强,流量平稳,噪声小,流量、扬程范围较宽,适合于高粘度物料的连续输送。缺点:造价较高。滑片泵优点:自吸能力强,流量平稳,噪声小,维修简单。适合于高粘度物料的问断输送。曾经在油库卸车系统风靡一时,后来逐渐被摆动转子泵替代。缺点:抽真空能力有限,泵体易发热,滑片易磨损(抽真空时)。摆动转子泵优点:自吸能力强,流量平稳,噪声小。适合于高粘度的物料的连续输送。有替代滑片泵的趋势。缺点:容积泵的几个问题•泵的进出口应装安全回流阀;•订泵时,一定要注明:泵必须自带内置安全阀;•容积泵可以气、液混输;•一般情况下,容积泵不需灌泵;•同等情况下,容积泵的价格高于离心泵;•开泵时,出口所有的阀门必须打开;•在容积泵的样本上,也有气蚀余量的数据,有时比离心泵还要打,但是,不影响使用;•容积泵流量不变,出口压力是随着系统阻力降的变化而变化。2.5.3鹤管1)鹤管的品种鹤管的规格品种非常多,到目前为止,好像也没有一个权威的分类方法。本讲义按照汽车鹤管、火车鹤管、船用输油臂、液化轻鹤管进行介绍。2)汽车鹤管一般的单管上装上卸鹤管,是最简单的鹤管,口径有DN80、DN100O用于不易挥发的物料(如柴油)的装卸。带密封帽的双管上装上卸鹤管,口径有DN80、DN100,也有人在生产DN150的气动鹤管。用于易挥发的物料(如汽油、甲醇)的装卸;气相管道是将装车时产生的废气,集中到一起处理。此类鹤管,必须自带液位报警探头和报警器。为了便于易挥发物料的卸车,有人发明了液压驱动装卸鹤管、电动潜液泵装卸鹤管。近几年,为了环保的需要(便于废气回收),下装下卸鹤管应运而生。有人用软管代替鹤管。3)火车鹤管上述汽车鹤管,也可以用于火车装卸,只是尺寸略大。由于火车鹤管尺寸较大,为了便于操作,其驱动方式有人工、气动、液压。有带导轨的火车鹤管。有DN200的大鹤管。最近,有人发明了用于多种物料装车用的多软管装车系统。f.4)船用输油臂船用输油臂口径一般是大于等于DN150;液压驱动;带紧急脱离装置;大口径LNG装卸臂还需要进口;船用输油臂尺寸较大,价格昂贵。5)液化轻鹤管液化轻是指在常温常压下是气体,通过加压后才变成液体的物料。常见的有:液化石油气、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯、丁二烯、液氨等。对于用汽车槽车装运的液化轻类物料,鹤管是下装下卸,有气、液2个管道接口。液化轻类火车槽车,仍然是上装上卸。也有气、液2个管道接口。液化轻类物料的装卸,非常危险。特别是液氨的装卸,发生过多起人身伤亡事故。2002年7月8日,山东萃县化肥有限责任公司液氨充装软管爆裂造成液氨泄露,死亡13人,重伤24人。2000年12月17日,浙7工省建德市某化工厂合成车间在充装液氨时软管发生爆裂,大量液氨泄漏,造成4人死亡,4人重伤,2人中蠹中蠹,4人轻度中蠹。2003年9月5日,7工西一化工厂在对汽车罐车充装液氨时,软管爆裂液氨大量外泄,致4人死亡。2004年8月1日,福建省漳州市龙文合成氨有限公司在厂区内充装液氨时软管发生爆裂,造成4人死亡。2004年9月2日,河北省武安永丰化工公司在对罐车充装液氨过程中,随车辆配备的灌装软管突然爆裂,造成4人死亡。2005年8月31日,河南省周口市骏马化工厂在对一辆罐车灌装液氨时软管爆裂,造成3人死亡、9人受伤的重大事故发生。•为了防止重大事故的进一步发生,国务院安委会办公室“关于进一步加强危险化学品安全生产工作的指导意见”(安委办〔2008〕26号),第16条,明确指出“在危险化学品槽车充装环节,推广使用万向充装管道系统代替充装软管,禁止使用软管充装液氯、液氨、液化石油气、液化天然气等液化危险化学品”,请大家务必注言尽、。2.5.4收发球筒在沿海、沿7工建设的化工品仓储企业,由于化工品品种太多,而码头、管廊空间位置有限,也为了减少投资,此时,收发球筒的应用就很好的解决了这个问题。收发球筒的结构十分简单,说白了,就是一个大小头(异径管)加一节直管,外带一个快开盲板、一对法兰。收发球筒的工作原理也十分简单:在管道的2头装上收发球筒,当管道送完甲苯以后,发个球,将甲苯活理十净,然后,就可以在通一根管道内输送甲醇,以此类推,同一根管道,可以输送很多种不同的物料。请看下列照片:2.5.3活管阀收发球筒固然有很多的优点,但是,却有一个致命的缺点:本身体积较大,需要的操作场地较大。于是,具有相同功能,本身体积较小,需要的操作场地不大的活管阀出现了。我大力推荐珠海的一个业主使用活管阀。没有想到的是:活管阀的使用,帮助业主解决了另外一个头疼的问题,也是我们想尽办法没有解决,甚至整个储运界没有解决,活管阀的制造厂也不知道的问题一一保护内浮盘。活管阀不仅完全可以代替收发球筒,也彻底解决了储罐内浮盘被吹坏的问题。当然,不是所有的活管阀、活管球都可以防止内浮盘被吹坏,选用时,一定要看活管阀、活管球的结构,并对供货商说明要求。储运流程简介流程是设计的灵魂。所有的储运设备,都是靠流程将它们申起来。流程是活的,同样一件事,中国人和外国人的流程是不一样的;专业储运设计人和工艺设计人的流程是不一样的;你和他的流程是不一样的;搞石油的和搞化工的流程是不一样的。我的设计宗旨是:在满足国家法律、法规、规范、标准和用户使用要求的前提下,尽可能的少花钱、办好事、多办事!3.1拱顶罐流程3.1.1轻柴油罐区带控制点工艺流程图详细参考图见:附图1轻柴油罐区带控制点工艺流程图。3.1.2燃料油罐区带控制点工艺流程图详细参考图见:附图2燃料油罐区带控制点工艺流程图。3.1.3燃料油罐区带控制点工艺流程图详细参考图见:附图3燃料油罐区带控制点工艺流程图。3.2内浮顶罐流程3.2.1甲醇罐区及装车带控制点流程图详细参考图见:附图4甲醇罐区及装车带控制点流程图3.3外浮顶罐流程抱歉!我没有设计过外浮顶储罐。3.4卧式储罐流程3.4.1加油站工艺流程图3.4.2液化气带控制点流程图注意:液化石油气要有注水管道和防水管道。3.5球罐流程3.5.1常温压力球罐带控制点流程图3.5.2降温降压球罐带控制点流程图3.6装车流程3.6.1火车装车带控制点流程图3.6.2汽车装车控制点流程图3.7卸车流程3.7.1常温常压物料卸车1)汽车槽车卸车我们采用容积泵直接卸车的方法卸车。说明:有些设计资料上介绍,先将汽车槽车中的物料自流卸车到一个地下储罐,然后,用液下泵再打到储罐内。这种卸车方法被很多人接受,但是我认为这种卸车方法缺点很多。2)火车槽车卸车由于火车槽车是上卸,所以卸车方法较多。传统抽真空的卸车方法。例如:用水环真空泵、活塞式真空泵抽真空系统卸车。这种方法可以卸的比较十净。采用压缩空气、氮气的压力卸车方法。危险,不推荐。吊真空卸车方法。优点是投资少,缺点是卸不十净。一般用于价值不高的液体酸碱的卸车。带潜液泵的液压驱动鹤管卸车。方法虽好,但是鹤管的易损件比较多。带潜液电泵的鹤管卸车。3.7.2常温压力物料卸车1)汽车槽车卸车采用下卸鹤管卸车;对液化气、丙烯、丙烷一类的物料,同时配置泵和活塞式压缩机联合卸车。只有卸车次数很少的情况下,只用活塞式压缩机卸车。对液氨,一般用冰机卸车。用国产液化气压缩机卸车,投资很少,电机功率小,操作简单,但是,彳艮难解决压缩机的泄漏问题。用进口液化气压缩机卸车,虽然优点很多,但投资和使用国产冰机几乎相当。2)火车槽车卸车只做过液氨的卸车。用冰机卸车。工作原理:用冰机从氨储罐的顶部抽取氨气,压缩后打到氨火车槽车内,将槽车内的液氨压送到氨储罐。这种卸车方法,我国已经使用多年。由于流程非常简单,不提供参考图。个人意见:这种卸车方法虽然在我国已经使用多年,我的疑问是,设计一般是考虑几台槽车同时卸车,假如只有一台槽车在工作,担心液氨管道、氨气管道内的流速太大,是否有事故隐患。3.8装卸船流程3.8.1一般物料装卸船装船:用泵将岸上储罐的物料通过管道系统、码头上的输油臂送到船上。卸船:用船泵将船上的物料通过码头上的输油臂、管道系统送到岸上的储罐。注意:通常海轮、江轮,船泵是自带动力的。但是,一些小一点的河流(例如:淮河)上的液体化工品船,是不带动力的,需要岸上提供电源。3.8.2特殊物料装卸船采用低压储罐储存的物料采用低压储罐储存的物料,为了减少挥发损失,一般都充氮。装船的量一般都比较大(每次500t以上),所以,需要2根管道。一根液相管道将物料送到船上,一根气相管道将船上含有所输物料的氮气的送到岸上储罐内,这样也符合环保要求。卸船流程相反。采用常压低温储罐储存的物料采用常压低温储罐储存的物料目前有常压低温液氨、常压低温乙烯、常压低温液化天然气(LNG)、常压低温氯乙烯单体(VCM)等。毫无疑问,这样的物料装卸船是双管流程。此流程与上面a流程不同点是:气液相需要分别计量;不工作时,需要冷管。如果是LNG管道,其绝热材料需采用高质量的泡沫玻璃,此种泡沫玻璃过去一直依赖进口,现在也有国产的了。3.9气柜流程3.9.1湿式气柜流程附图11是一台2万m3的螺旋湿式气柜的流程。用于储存比较十净的焦炉煤气。3.9.2威金斯十式气柜流程附图12是一台5万m3的威金斯十式气柜的流程。用于储存比较十净的电石炉气。3.9.3稀油十式气柜流程附图13是一台2万m3的稀油密封十式气柜的流程。用于储存净化程度不高的焦炉煤气,煤气中苯的含量高达4000mg/m3,其它杂质含量也很高。储运设备布置简介4.1罐区布置4.1.1罐区布置所执行的规范、标准《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008;《石油库设计规范》GB50074-2002;《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004;《装卸油品码头设计防火规范》TJT237-99;《建筑设计防火规范》GB50016-2006;《城镇燃气设计规范》GB50028-2006;《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》GB/T20368-2006;《液化天然气设备与安装陆上装置设计》GB/T22724-2008;《液化天然气码头设计规范》JTS165-5-2009(交通部);《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002;《石油化工储运系统罐区设计规范》SHT3007-2007;《石油化工液体物料铁路装卸车设施设计规范》SHT3107-2000;《化工装置设备布置设计规定》HG/T20546-2009。4.1.2各个规范、标准的适用范围1)《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008和《化工装置设备布置设计规定》HG/T20546-2009这是化工行业罐区布置设计的主要依据。《石油化工企业设计防火规范》对设计的帮助特别大。《化工装置设备布置设计规定》的相关章节,资料更新较慢。2)《石油库设计规范》GB50074-2002是中石油、中石化、中海洋等企业石油库的主要设计依据。请注意此规范与《石油化工企业设计防火规范》有几处明显不同的地方。3)《石油天然气工程设计防火规范》GB50183-2004适用于新建、扩建、改建的陆上油气田工程、管道站场工程和海洋气田陆上终端工程的防火设计。西气东输、川气东送的各个支线工程执行此规范。4)《装卸油品码头设计防火规范》TJT237-99本规范适用于新建、改建和扩建的原油、成品油码头以及常温压力式液化石油气码头的防火设计。临时性油品码头的防火设计应参照执行。液体化工品码头除灭火剂的选择外,可参照本规范执行。所以化工行业设计码头时,也执行这个规范。但是,液化天然气码头有自己独立的设计规范。5)《建筑设计防火规范》GB50016-2006注意,此规范限制很多,但是,由于各地的消防部门对此规范非常熟悉,在审批会上,消防部门经常按照《建筑设计防火规范》对化工品罐区进行评论,此时设计往往就通过不了。假如有人遇到这种情况,可以建议消防部门先看看《建筑设计防火规范》的第一章的适用和不适用的范围。《建筑设计防火规范》GB50016-2006第1.0.2本规范适用于下列新建、扩建和改建的建筑:7甲、乙、丙类液体储罐(区);8可燃、助燃气体储罐(区);但是,《建筑设计防火规范》GB50016-2006第1.0.3本规范不适用于炸药厂房(仓库)、花炮厂房(仓库)的建筑防火设计。人民防空工程、石油和天然气工程、石油化工企业、火力发电厂与变电站等的建筑防火设计,当有专门的国家现行标准时,宜从其规定。建规,对于甲乙类液体,单罐最大储量是200m3,一组罐最大储量是1000m3;对于丙类液体,单罐最大储量是500m3,一组罐最大储量是3000m3。此容积实在是太小,所以,限制的建规的应用范围。只有液体储罐容量很小时,或者有些企业不好归类时,执行《建筑设计防火规范》。由于建规和很多专业规范矛盾较多,所以,听说建规在修订之中。6)《城镇燃气设计规范》GB50028-2006如果是城镇燃气行业的气柜和民用液化石油气工程,执行此规范。注意:同样是液化气储罐,在石化行业和城镇燃气行业,其布置上有很多差别。例如:储罐之间的问距、防火堤的高度、泵的布置、压缩机的布置等。7)《液化天然气(LNG)生产、储存和装运》GB/T20368-2006和《液化天然气设备与安装陆上装置设计〉〉GB/T22724-2008这是为了满足国内大量兴建液化天然气(LNG)工程而翻译的规范。实在是不容易看懂。可操作性差。8)《液化天然气码头设计规范》JTS165-5-2009(交通部)本规范适用于新建、改建或扩建的液化天然气码头设计。规范规定:液化天然气船舶与液化石油气船舶可共用泊位。但是乂规定:液化天然气泊位与液化石油气泊位以外的其他货类泊位的船舶净距不应小于200m。这是为大型LNG接收站而编制的规范。我对此规范要求LNG(含LPG)码头不能与其它类似物料的码头合建而感到十分遗憾。因为,中国的岸线资源十分紧张。且LNG码头的利用率也太低。9)《汽车加油加气站设计与施工规范》GB50156-2002规范适用于新建、扩建和改建的汽车加油站、液化石油气加气站、压缩天然气加气站和汽车加油加气合建站工程的设计和施工。注意:执行此规范时,一定要保证汽车加油加气站与附近建构筑物的安全距离。据我观察,很多加油站与附近建构筑物的安全距离不够。请大家务必重视!上面照片是2011年5月25日,哈尔滨市道里区达道街84路公交车终点站加气站发生爆炸。据附近居民介绍,现场接连听到7次爆炸声。事故造成多辆公交车被引燃,伤亡情况不详。仅仅从照片判断,这个液化石油气汽车加气站与附件民房的安全距离有可能不够。上面照片是某市公交公司的办公大楼与公交车停车场、天然气加气标准站的照片。也许设计是符合规范要求的,但是,仍然给人一种不踏实的感觉。10)《石油化工储运系统罐区设计规范》SHT3007-2007这是石油化工行业标准。规范主要介绍如何确定储罐的容量、储罐选型、储罐个数、储罐附件。关于储罐布置,只是说了4句话:5.1.1连接管道根数较多或管径较大的储罐。宜布置在靠近罐组管道进出口处。5.1.2储罐罐底标高应符合下列要求:a)满足泵的吸入要求;b)满足罐前支管道与主管道连接所需安装尺寸的要求。此规范的重要性,仅次于《石油化工企业设计防火规范》。11)《石油化工液体物料铁路装卸车设施设计规范》SHT3107-2000这是石油化工液体物料铁路装卸车设施设计规范,很重要。4.1.3重要规范介绍1)个人认为,《石油化工企业设计防火规范》是化工行业罐区布置最重要的设计规范。2)由于《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008是2009年7月1日实施,距离现在只有2年的时间,而工程设计从项目建议书、可行性研究报告、初步设计、施工图、施工、验收投产,工期很长。政府部门是根据验收日期所执行的规范进行验收,所以,凡是以前按照《石油化工企业设计防火规范》GB50160-92(1999年版)设计的项目,由于种种原因,在2009年7月1日前没有建成投产的,必须按照GB50160-2008的要求进行修改。这是对自己负责、对企业负责、对他人生命负责!3)《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008与GB50160-92(1999年版)的主要改动点:а.防火堤及隔堤内容的修改GB50160-2008б.2.12防火堤及隔堤内的有效容积应符合下列规定:1防火堤内的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐的容积,当浮顶、内浮顶罐组不能满足此要求时,应设置事故存液池储存剩余部分,但罐组防火堤内的有效容积不应小于罐组内1个最大储罐容积的一半;2隔堤内有效容积不应小于隔堤内1个最大储罐容积的10%o6.2.17防火堤及隔堤应符合下列规定:3立式储罐组内隔堤的高度不应低于0.5m;卧式储罐组内隔堤的高度不应低于0.3m。GB50160-92(1999年版)第5.2.11条防火堤内的有效容积,应符合下列规定:二、浮顶罐、内浮顶罐,不应小于罐组内1个最大储罐容积的一半;第5.2.16条防火堤及隔堤,应符合下列规定:三、隔堤顶应比防火堤顶低0.2m至0.3m。罐组内罐问距的修改GB50160-2008表6.2.8甲乙类固定顶储罐,当容积v1000m3时,储罐最小问距为0.75D。GB50160-92(1999年版)表5.2.7甲乙类固定顶储罐,当容积v1000m3时,采用固定式消防冷却时,储罐最小问距为0.6D。拱顶罐充氮GB50160-2008表4.2.12石油化工厂总平面布置的防火间距(m),在注5中说:当固定顶可燃液体罐采取氮气密封时,其与相邻设施的防火距离可按浮顶、内浮顶罐处理。正文没有涉及到拱顶罐充氮的问题。南京的消防部门就认为:拱顶罐充氮其与相邻设施的防火距离可按浮顶、内浮顶罐处理。但是,在充氮的拱顶罐之间,安全距离不能按浮顶、内浮顶罐处理。GB50160-92(1999年版)第3.2.11A条采取以下防火措施时,防火距离可在表3.2.11规定的基础上适当减少:三、当固定顶可燃液体储罐采用氮气密封时,其防火距离可按浮顶罐处理。加上《建筑设计防火规范》GB50016-2006,表4.2.2甲、乙、丙类液体储罐之间的防火间距(m),在注4中说:设置充氮保护设备的液体储罐之间的防火可按浮顶储罐的间距确定。人们都理解为拱顶罐充氮时,防火可按浮顶储罐的间距确定。储罐与厂围墙(中心线)的安全距离GB50160-2008表4.2.12石油化工厂总平面布置的防火间距(m)地上可燃液体储罐、沸点低于45C的甲B类液体全压力式储罐、液化轻储罐、可燃气体储罐>1000m3至50000m3,储罐与厂区围墙(中心线)或用地边界线的安全距离是40、35、30、25、20m。此条变化很大,对专业化工品仓储企业来说,无疑是晴天霹雳!GB50160-92(1999年版)表3.2.11石油化工企业总平面布置的防火间距地上可燃液体储罐、液化轻储罐、可燃气体储罐>1000m3至50000m3,储罐与厂围墙(中心线)的安全距离都是10m。4.1.4罐区布置1)储罐区域位置上的布置,请执行《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第四章区域规划与工厂总平面布置主要数据见表4.1.9石油化工企业与相邻工厂或设施的防火间距注意:下表是从电子版的规范用照相的方法复制过来的。有错误。建议有条件的设计人员,还是用正式出版社出版的规范。有时候电子版的错误是致命的!

表419石油化工企业与相邻工厂或设施的防火间距相邻工厂或设施防火间距<m)液化就组《罐外壁》甲、乙类液体雄组(雄外屋)可能携带可燃液体的高架火炬(火炬中心)甲乙类工艺装世或设施(最外侧设备外缘或建筑物的最外轴线)全厂性或区域性币:要设施{最外侧设备外缘或建筑物的最外轴线)居民区、公共福利设施、村庄15010012010025相邻【,厂(用墙或用地边界线)120701205070国家投路线(中心线)5545eo35—厂外企业铁路线(中心线)45356030国家或1业区铁路编组站5545803525(铁路qh心线或建筑物)厂外高速公路、一级公路(路为)35308030公路其他公路(路边)2520602:'变配电站(围堵〉80501204025架空电力线路(中心线)1.5倍塔杵高度15®塔杆高度SO1.5倍塔杆高度—I、1[国家架招通信线路(中心线)5040so40—通航江、河、海岸边25258020—JILL—原油及成品油(管道中心)3030603030液化炷(骨道中心)6060606060地区埋地输气管道(■管道中心)3030eo3030装卸油品码头(码头前沿)70601206060注:1.本表中相邻工厂指除石油化工企业和油库以外的工厂;a括号内指防火间距起止点;3一当相邻设施为港区陆域、重要物品含斥和堆场、军事设施、机场等,对石油化工企业的安全距离有特殊要求时.应按有关规定执行:丙类可燃液体撬组的防火距离,可按甲、乙类可燃液体疆蛆的规定减少25%;丙类工艺装置或设施的防火强离-可按甲乙类工艺装着或设施的规定减少25%;地面敷设的地区输油1输气)管道的防火距离,可按地区埋地输油(输气〕管道的规定增加50%;当相邻工厂围墙内为非火灾危险性设施时,其与全厂性或区域性重要设施防火间距最小可为25m;&表中一'表示无防火间距要求或执行相关规范.2)石油化工企业与同类企业及油库的防火间距不应小丁表4.1.10的规定表4/1」。f湖化■企业勺同类企业及油摩的防火间距项目防火间距<m)液化姓建粗(雄外壁)甲、乙类液体罐组m外岷)可能携带可燃液体的高架火炬〔火炬中心)甲乙类I:艺装置或设施(或外侧设备外缘或建筑物的最外轴线)全厂性或区域性重要设施(最外侧设蕃外缘或建筑物的最外轴线〉液化埒雄级(雄外壁)6060907090甲、乙类液体堆料(罐外壁)eo1.5D(见汽2)905060可能携带可燃液体的高架火炬《火炬中心)9090(见注4)9090甲乙类T艺装置或设施(最外侧设备外缘或建筑物的是外轴线,7050904040全J性或区域性市要设施(最外侧设备外爆或建筑物的最外釉线)9060904020明火地点7040604020注*1.括号内指为火网距起11点;2.?<rpD为较大雌的直樵当1.5D小亍30m时,取30m;为15D大于6drtl时.可取EOe;当丙类可燃液体罐相邻布置时,防火间距可取30mt&与散发火花地点的防火间距,可按与明火地点的防火间距嵯少50%,但散发火花地点应布置在火灾爆炸危险区域之外:辐射热不应彩响相邻火炬的检修和运行;戍沌「艺装置或设施的防火间距,可按甲、乙类I:艺装置或设施的规定减少10m(火炬除外),怛不应小于30mi6石油化TT.业园区内公用的输汕(气)管道,可布置在石油化工企业围墙或用地边界线外。说明:石油化工企业与同类企业的防火间距,对丁后建企业来说,十分重要。在江苏张家港,有个东华优尼科能源有限公司,该公司有个液化石油气火炬。另外一个企业在征地时,不知道这件事,当地的有关部门在卖地时,由丁经验不足,也忘记了这件事,结果,另一家企业在设计审批会上,被专家发现了这个问题:另一家企业的甲类装置距离东华优尼科能源有限公司的火炬太近!当时是GB50160-92(1999年版),与火炬的距离是120m;企业损失惨重!现在的GB50160-2008是90m。这是我发现的GB50160-2008比GB50160-92(1999年版)唯个放松的要求。3)储罐与工厂区其它设施的安全距离,请执行《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008表4.2.12石油化工厂总平面布置的防火间距(m)规范此表太大,请见规范原文,本讲义不便引用。4)罐组内相邻可燃液体地上储罐的防火间距,见下表:表628碓组内相邻可燃液体地上储繇的防火间距类别储5式固定顶雄浮顶、内浮顶罐卧廊.1000m3>1000m?甲乙类0,75。D.6D0400.8m丙岗类04D内B类2m5m:1.表中D为相邻较大疆的直径,单璀容积大于IDSn?的储罐取直径或高度的较大俏:储存不同类别液体的或不同型式的相邻储推的防火间距应栗用本表规定的较大值;现有浅盘式内浮顶谴的防火间距同固定顶谜;可燃液体的低压储罐,其防火间距按固定顶罐考虑;储存丙B类可燃液体的浮顶、内浮顶雄,其防火间距大于15m时,可取15m注意:现在土地资源日益紧张,特别是沿海、沿江适宜建仓储企业的地方,真是寸土寸金。很多企业业主要求在土地面积不变的情况下,获取最大的仓储容积。丁是直径小、高度高的储罐产生了。比如,广东某个企业,近200个储罐,无论大小,没有一个储罐高度低丁18m的。为了应付这种情况,表6.2.8注1说:单罐容积大丁1000m3的储罐取直径或高度的较大值。以防止储罐问距太小。从照片上看,人走在这样的储罐中间,心里有一种莫名的恐惧感。特别是,当你知道里面装的是剧蠹物料、硫酸、硝酸、烧碱时,心情无以言表。5)液化轻、可燃气体、助燃气体的罐组内,储罐的防火间距见下表表633液化怪,可燃气体、助燃气体的罐组内储堆的防火间距介质球雌卧(立)•全冷冻式储靖(容机)水槽式气柜干式气柜<l00m3>W0m3液化炖全压力式或半冷冻式储祷有事故排放至火炬的措施0.5D1++*+无书故排放至火炬的措施1.00**率全冷冻式储罐<lQ0m3*1.5m05D**>1Q0m3**0.5D0.5D助燃弋体球雄:0.5D0.65D***卧(立)M0.65DO.S5D****可燃气体水槽式气柜率**♦0.5D0.65D干式气柜**+Q.65D0.65D球雄Q.5D***Q.6SD0.65D注:1D为相邻较大储建的直径:2液氤储疆间的防火间距要求应与液化煌储雄相同;渣氧储罐间的防火间距应按《建筑设计防火规范(GB50016)的要求执行】3沸点低于45TC的甲日类液体压力储按全压力式液化母储理的昉火间距执行:4液化螳单堵容^£200m3的卧(立)H之间的防火间距超过1.5e时’可取1,5皿5助燃气体卧〔立)勰之间的防火间距超过15m时,可取15m:6/*"表示不应同组布置。注意:可燃气体储罐的间距,与《城镇燃气设计规范》GB50028-2006不同。请自己核对。4.2输送设备布置4.2.1泵房的布置泵房内部的布置见《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第5.3泵和压缩机这一节和有关设计手册。泵或泵房距离储罐和其它装置的距离,见表4.2.12石油化工厂总平面布置的防火问距(m)。注意:此表注:9丙类泵(房),可减少25%(火炬除外),但当地上可燃液体储罐单罐容积大丁500m3时,不应小丁10m;地上可燃液体储罐单罐容积小丁或等丁500m3时,不应小丁8m。(电子版少注4,所以后面的顺序都不对了)4.2.1压缩机房的布置压缩机房内部的布置见《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008第5.3泵和压缩机这一节和有关设计手册。《石油化工企业设计防火规

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