液化石油氣站氣電聯(lián)動(dòng)緊急切斷控制系統(tǒng)改造工程概述
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楊劍贊1 湯吉光2
（1．珠海市安粵科技有限公司珠海519002）（2．珠海新海燃?xì)夤こ逃邢薰局楹?19002）
摘要：針對(duì)傳統(tǒng)的、老舊的液化石油氣站，設(shè)計(jì)了一套氣電聯(lián)動(dòng)緊急切斷控制系統(tǒng)，并用于氣站改造�？刂葡到y(tǒng)分為電、氣兩條線路，并從材料設(shè)備選擇、改造原理及方法、改造優(yōu)勢(shì)三個(gè)方面進(jìn)行闡述，對(duì)液化石油氣站的緊急切斷系統(tǒng)改造具有一定的參考價(jià)值。
關(guān)鍵詞：液化石油氣站 氣電聯(lián)動(dòng) 緊急切斷系統(tǒng) 中圖分類號(hào)：X924.2
文章編號(hào)：1673-257X(2016)04-0087-04 DOI：10. 3969/.j .issn.1673 -25 7X．2016. 04. 017
1引言
液化石油氣(LPG)是在開采和煉制石油的過程中，以副產(chǎn)品的形式獲得的一部分碳?xì)浠衔铮鳛榍鍧嵞茉�，其運(yùn)輸和使用的便捷性，使其廣泛應(yīng)用于目前的工業(yè)生產(chǎn)和日常生活中。但同時(shí)，因其閃點(diǎn)、爆炸極限低，與空氣混合會(huì)形成爆炸混合物，在生產(chǎn)、貯運(yùn)和使用過程中易引起爆炸火災(zāi)事故，尤其在液化石油氣站的貯罐區(qū)，貯罐集中且貯量大，一旦發(fā)生泄漏引起爆炸火災(zāi)事故，后果不堪設(shè)想。
傳統(tǒng)的、老舊的液化石油氣站為應(yīng)對(duì)緊急情況的產(chǎn)生，一般采用的是液動(dòng)緊急切斷閥來切斷氣、液相來源。液動(dòng)緊急切斷閥是與遠(yuǎn)距離手搖油泵配套使用，利用液壓控制閥門開啟關(guān)閉，使閥門油缸自動(dòng)卸壓以達(dá)到關(guān)閉的目的。然而使用液動(dòng)緊急切斷閥有一定的缺陷，會(huì)導(dǎo)致安全隱患的產(chǎn)生：一是閥芯、閥套、閥體等零件易磨損、變形，彈簧易疲勞，零件易受液壓油中酸性物質(zhì)腐蝕失效；二是閥門閉合時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，一般反應(yīng)時(shí)間近lOs，這對(duì)于突發(fā)的泄漏事件來說時(shí)間過長(zhǎng)三是油管線路中的液壓油受環(huán)境影響大，尤其冬季易凍，粘度隨之發(fā)生變化，一旦油的粘度過大導(dǎo)致流動(dòng)不暢甚至阻塞管路時(shí)，發(fā)生緊急情況時(shí)液動(dòng)緊急切斷閥就需要更長(zhǎng)的關(guān)閉時(shí)間甚至無法關(guān)閉。因此，動(dòng)作更加靈敏、管線受環(huán)境影響小的切斷系統(tǒng)顯得尤為需要。
氣動(dòng)緊急切斷閥作為新型的燃?xì)夤艿拦こ痰陌踩涮籽b置，具有極佳的技術(shù)性能，低負(fù)荷損失、高可靠性、切斷時(shí)間短(≤3s)，且由于是氣動(dòng)閥門，管線內(nèi)氣體不受環(huán)境影響。因此，越來越多的氣站采用氣動(dòng)緊急切斷閥來代替液動(dòng)緊急切斷閥。然而液動(dòng)緊急切斷閥更換為氣動(dòng)緊急切斷閥并不是簡(jiǎn)單的閥門之間的更換，其涉及到電路、線路、防腐防爆等諸多方面，整個(gè)過程目前沒有明確的行文對(duì)其說明。因此，本文根據(jù)筆者公司在茂名某氣站針對(duì)其罐區(qū)、槽車區(qū)的氣、電線路以及閥門的改造過程進(jìn)行概述，為其他老舊氣站的改造過程提供一定的借鑒作用。
2改造設(shè)備及材料
改造過程主要設(shè)備包括電氣控制箱、防腐防爆主令控制按鈕（常閉）、氣動(dòng)緊急切斷閥門（常閉）、電磁閥（常閉、常開），詳細(xì)見表1。
3改造原理、方法及效果
3.1改造原理
電氣控制箱和多組防腐防爆主令按鈕控制整個(gè)電路，同時(shí)還控制壓縮機(jī)和液化氣泵的啟停。圖1為電路原理圖，從圖1中可見，七個(gè)主令按鈕（A1-A7），一個(gè)復(fù)位按鈕(A8)，電源指示燈、報(bào)警器、報(bào)警指示燈以及兩組交流接觸器(CJ、CJO)組成了整個(gè)控制電路，其中交流接觸器CJ控制復(fù)位按鈕及聲光報(bào)警器，CJO控制液化氣泵、壓縮機(jī)以及電磁閥。其工作原理為：正常工作時(shí)，電源指示燈亮，交流接觸器CJ內(nèi)線圈通電，靜鐵芯產(chǎn)生電磁吸力，將動(dòng)鐵芯吸合，其常閉觸點(diǎn)（聲光報(bào)警器處）斷開，常開觸點(diǎn)（復(fù)位按鈕處）閉合，此時(shí)聲光報(bào)警器不響、報(bào)警指示燈不亮；同時(shí)，通電時(shí)接觸器CJO吸合，常開觸點(diǎn)(CJ02、03、04)閉合，液化氣泵、液化氣壓縮機(jī)運(yùn)行，常閉觸點(diǎn)(CJ01)斷開，電磁閥不工作。出現(xiàn)事故時(shí)，觸發(fā)任意一個(gè)主令按鈕，則切斷整個(gè)電路，交流接觸器CJ內(nèi)線圈斷電，靜鐵芯電磁吸力消失，動(dòng)鐵芯彈開，其常閉觸點(diǎn)閉合，聲光報(bào)警器及報(bào)警指示燈通電，報(bào)警器鳴響，報(bào)警指示燈亮；交流接觸器CJO斷電后，常開觸點(diǎn)( CJ02、03、04)斷開，液化氣泵、壓縮機(jī)斷電停運(yùn)，常閉觸點(diǎn)(CJ01)閉合，電磁閥動(dòng)作，控制氣動(dòng)緊急切斷閥關(guān)閉，達(dá)到切斷所有危險(xiǎn)源的目的。另外，圖1中還可發(fā)現(xiàn)液化氣泵、液化氣空壓機(jī)以及電磁閥幾處有手動(dòng)開關(guān)的設(shè)置，這是為了在電路出現(xiàn)故障時(shí)，仍可手動(dòng)方式使液化氣泵、液化氣空壓機(jī)等運(yùn)轉(zhuǎn)；同樣的，聲光報(bào)警器上設(shè)置的開關(guān)，也是為了便于聲光報(bào)警器出現(xiàn)故障時(shí)方便維修或更換。
氣源由氮?dú)馄刻峁⒈３止芫�內(nèi)壓力維持在穩(wěn)定值以維持氣動(dòng)緊急切斷閥常開。電磁閥安裝于氣源出口，一常閉，一常開，如圖2所示。從圖2中可見，常開電磁閥置于氮?dú)馄抗芫�出口處，常閉電磁閥位于自動(dòng)排氣的放空管上，這樣放置的目的是：當(dāng)氣站出現(xiàn)事故時(shí)，任何一處防腐防爆主令按鈕被觸動(dòng)，即引發(fā)常開電磁閥關(guān)閉，切斷氣源，常閉電磁閥打開，排空氣路管線內(nèi)氮?dú)猓箽饴饭芫�內(nèi)壓力驟降，致使氣動(dòng)緊急切斷閥閉合，隔離罐區(qū)氣、液相危險(xiǎn)源。同時(shí)，電控箱也迫使壓縮機(jī)和液化氣泵停止，這就保證了所有危險(xiǎn)源被隔斷。
3.2改造方法
圖3為茂名某氣站氣動(dòng)緊急切斷閥電、氣路安裝平面示意圖，圖中藍(lán)色細(xì)線為電線管路，紅色粗線為氣線管路。由圖3可見，電路從變電房引出，進(jìn)入門口值班室的電控箱內(nèi)，再分出2條線路，一條接氮?dú)庥昱锾幰钥刂齐姶砰y；另一條則穿過槽車區(qū)、充裝臺(tái)、泵房直至罐區(qū)，以控制主令按鈕，同時(shí)還控制著泵房?jī)?nèi)壓縮機(jī)、液化氣泵的運(yùn)行。電路鋪設(shè)應(yīng)以開槽、埋地為主，并敷設(shè)在鍍鋅鋼管套內(nèi)，且管內(nèi)導(dǎo)線不能有接頭，開槽深度不小于0.7m，并加蓋水泥蓋板，以防止罐區(qū)內(nèi)槽車或其他車輛壓壞電路。此外，電路管線不能和罐區(qū)氣、液相管路敷設(shè)在同一管溝內(nèi)。氣路以架設(shè)為主，架設(shè)在罐區(qū)原有的液化石油氣管線上。氣路分為兩條，一條通往槽車區(qū)，控制槽車區(qū)的緊急切斷閥，另外一條通往罐區(qū)，并從罐底穿過，每
個(gè)儲(chǔ)罐下再分出兩條支管以連接儲(chǔ)罐液相和氣相管路上的緊急切斷閥。主令按鈕被放置在整個(gè)氣站的六處位置：門口值班室、槽車區(qū)、充裝臺(tái)前、壓縮機(jī)房以及罐區(qū)2處。放置原則為：整個(gè)罐區(qū)的關(guān)鍵區(qū)域，人口活動(dòng)頻繁區(qū)域，以便險(xiǎn)情發(fā)生時(shí)能有人及時(shí)關(guān)閉按鈕，達(dá)到切斷氣源的目的。氣動(dòng)緊急切斷閥除進(jìn)行強(qiáng)度及密封試驗(yàn)外，還要進(jìn)行開啟壓力測(cè)試，測(cè)試方法為：利用氣源對(duì)其通氣，緩慢提高氣源壓力，觀察氣動(dòng)閥門內(nèi)先導(dǎo)閥的升起高度，當(dāng)升起高度不再發(fā)生變化時(shí)，即閥門已完全打開，觀察此時(shí)的氣源壓力，即為閥門的開啟壓力。一般氣動(dòng)緊急切斷閥的開啟壓力在0. 6MPa，經(jīng)測(cè)試，該改造項(xiàng)目中氣動(dòng)緊急切斷閥開啟壓力為0.5MPa。
電路與氣路安裝完成后，分別對(duì)每一條電路管線進(jìn)行通電調(diào)試，對(duì)氣路管線應(yīng)進(jìn)行吹掃及泄露性試驗(yàn)，電、氣路管線測(cè)試完成后，采用逐個(gè)更換而不是罐區(qū)整體停氣整體更換的方式進(jìn)行液動(dòng)緊急切斷閥的更換，即完成一個(gè)罐的更換，就對(duì)其測(cè)試，測(cè)試無故障才能進(jìn)入下一個(gè)罐的更換，這就最大程度上減小了對(duì)氣站生產(chǎn)的影響。全部調(diào)試完成后，再拆除原液壓油路管線。
3.3改造優(yōu)勢(shì)
相比原緊急切斷系統(tǒng)，該改造項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：一是緊急切斷時(shí)間大為縮短。改造完成后的調(diào)試表明，在觸動(dòng)主令按鈕后，氣動(dòng)緊急切斷閥的閉合時(shí)間為3s，遠(yuǎn)低于原液動(dòng)緊急切斷閥的10s;二是氣路管線相比油路管線安全性有較大提升。原油路管線存在液壓油流動(dòng)不暢、甚至堵塞等情況，很大程度上影響了緊急切斷閥的關(guān)閉，并且液壓油還存在泄漏的可能，如在罐區(qū)內(nèi)泄漏，會(huì)是極大的安全隱患；而氣路管線則不存在流動(dòng)不暢或是阻塞的情況，另外，通過壓力表可觀測(cè)氣路管線是否有泄漏，以便及時(shí)處理，即使有氮?dú)庑孤瑢?duì)罐區(qū)也沒有任何安全隱患；三是經(jīng)濟(jì)性有所提高。油路管線由于存在一定的液壓
油損耗，要經(jīng)常性加液壓油，若液壓油的品質(zhì)不好，還容易損壞管線上的閥門、螺栓等，維護(hù)保養(yǎng)成本相對(duì)較高；氣路管線只需一瓶40L氮?dú)猓杀３止芫�壓力很長(zhǎng)時(shí)間（大于2年），并且氮?dú)獠粫?huì)腐蝕管線，維護(hù)成本較低。
4結(jié)束語
通過對(duì)整個(gè)改造過程的分析說明可知，改造過程對(duì)氣站的生產(chǎn)、氣站內(nèi)的設(shè)備、原有管線的影響都微乎其微，改造后緊急切斷閥的閉合時(shí)間大為提高，排除了液相油管帶來的安全隱患，同時(shí)還有一定的經(jīng)濟(jì)性。因此，對(duì)其他氣站的液改氣動(dòng)閥門有一定的參考價(jià)值。
