LPG卸船撬工艺设计研究

LPG卸船撬工艺设计研究

仲晓东

  荆门宏图特种飞行器制造有限公司 湖北省荆门市 448000

摘要：L PG装卸装置模块化是LPG市场的发展方向。本文对卸船撬的工艺设计进行了分析研究，对主要工艺设备选型和工艺管道配置进行了优化，并分析了设计中的关键技术。研究结果可供类似LPG模块化装卸装置设计参考。

关键词： LPG装车 卸船撬 卸船工艺设计

1 引言

随着国家级顶层合作倡议“一带一路”的推进，企业接触到亚洲、欧洲、非洲等国家及地区的机会增加。液化气作为一种清洁、高效的能源，得到了越来越广泛的应用。然而，液化气卸载是一项技术难度较大的工作，传统的卸载方式存在着效率低下、安全隐患等问题。非洲加纳的码头设施受到当地经济发展限制，要求LPG码头卸船设备相对占地面积小，当政局发生变化时，LPG码头卸船设备可以快速转移到另一个安全的LPG码头继续作业，LPG船的卸船液态LPG卸液速率为450立方米/小时；LPG卸船撬是一种快速、高效、安全的液化气卸载方式，可以满足加纳业主的要求，而且能够实现液化气的高效卸载，并具有降低成本、提高效率、提升安全性等优势。LPG卸船撬的设计温度为50℃，管道设计压力为1.8兆帕，管道最大工作压力为1.62兆帕。

2 卸船工艺设计

2.1 工艺平面布置（图1）

图1 卸船撬平面图

卸船撬采用标准集装箱形式，方便卸船撬快速转移。卸船撬正面一侧敞开式设计，两侧面留有管道预留接口法兰，可以一侧面连接LPG液化气船的管道，另一侧面可以根据需要连接另一卸船撬进行卸船的LPG量扩充，预留接口法兰的形式可以快速对卸船撬拆解成独立集装箱结构运输。

卸船撬内操作阀门位置高低错落，集装箱内空置出操作人员的操作位置，在工位附近管道封闭位置放置踏步，操作人员进出方便对阀门进行操作。

卸船撬排放管高过集装箱顶部，如果码头周围没有高大构筑物引雷极易被雷电击中，液化石油气又是易燃易爆危险物，为避免液化石油气被雷电击中引起爆燃的可能，在卸船撬附近设置独立防雷接地装置。卸船撬排放管属于独立的零部件，运输过程可以拆解和集装箱一同装箱，在码头现场进行组装。

2.2 工艺流程（图2）

LPG船用运输的LPG一般为全冷式低温丙烷或丁烷等。为适应LPG移动式罐箱的常温特性，通过气化装置提高船罐上低温LPG的温度到常温。加纳气候干热，年均气温在26℃以上，气温年、日较差小。最高温度在3、4月的23-31℃，最低温度在8月的22-27℃。良好的气候条件和经济状况选用一用一备两套空温式气化器作为气化装置，即使一台空温气化器出现故障也可以持续为液相管的液态液化石油气提高温度到常温。

液化石油气卸船撬包括框架式撬体和设置于其内的液相管路和回流管路；液相管路具有用以对接船罐的船罐对接头和至少一分别对接各罐箱的罐箱对接头；LPG船罐内的LPG由船罐对接头流入液相管路，并经罐箱对接头输送至移动式罐箱内；回流管路具有用以对接船罐的回流输出接头和至少一分别对接各罐箱的回流输入接头，每个回流输入接头分别与一个罐箱对接头配对而构成一个装卸位，当罐箱在冲装之前若箱内压力过高，其内的气体介质可经回流输入接头流入回流管路内，并经回流输出接头回收至LPG船罐内。

装车液相管依次消气过滤器（含安全阀、差压表）、质量流量计，然后连接至液相装车软管及拉断阀；装车气相管道直接连接气相装车软管及拉断阀；系统内还配置静电接地控制器及接地装置，保证槽车装车时能够及时释放累积静电。同时在液相管安装安全阀，撬架一侧安装专用的和气动紧急切断阀连锁的紧急停车按钮。

3 设备及仪表配置

3.1 LPG装车软管

装车软管是装车系统中的槽车和撬体的连接设备，因LPG为密闭装车，卸船撬每个工位分别接槽车的液相口和气相口，装车软管前后安装切断球阀和拉断阀，非紧急状态下切断球阀为常开状态，而采用球阀结构满足快速开启和关闭要求，对于LPG装车上的球阀很重要， 而且频繁操作，所以阀门的质量要求比较高。装车软管的前端旁路残夜放净阀，用于装车后对装车软管前端的残液进行泄放。

3.2 质量流量计

质量流量计在装车过程中测量装车量， 由于LPG装车过程中会产生气体， 且气相为设计流量计，会导致装车中的回气不计量，所以质量流量计作为系统控制用计量。质量流量计按照设计流量选配，流量计的精度选0.1级，结构选择一体式。

3.3拉断阀

槽车在驻停过程中出现意外导致槽车拖拽着LPG装车软管滑行，极易发生软管意外断裂而造成液化石油气泄漏事故，为防止此类意外事故的发生应配备拉断阀。拉断阀在实际应用达到设定条件即断开管道连接，而液化石油气介质自封在各自断开的管路中。

3.4 消气过滤器

在国内项目中，使用消气过滤器的情况多为体积流量计为防止介质中有杂质造成流量计卡住， 现在使用在LPG装车中，是由于LPG在生产、储存和使用中经常呈现气态和液态两种状态，为了消除介质中的气态和杂质，使用消气过滤器，这个在国内项目中使用极少。 由于LPG的液态相对密度约为0.5-0.59之间，接近为水的一半。当LPG中含有水分时，水就会沉积在容器的底部，这样会造成容器底部腐蚀，缩短容器的使用寿命，因此过滤器下有泄放口。同时加装差压表来检测过滤器中的通过力，当差压表的指针在装车时，指向在红色区域时，则需清理过滤器。

3.5 安全阀

LPG丙烷属于易燃、易爆、易挥发，火灾危险等级甲A类高危险性液化烃，液态输送过程中，温度变化液体会出现汽化现象，温度每升高1℃，压力相应升高2～3MPa，同质量的液体汽化后体积增加230～300倍（1）， 对管道极其危险，因此在液相管增加了安全阀功能。

图2 卸船撬工艺流程图

3.6  气动紧急切断阀组件

液化石油气极其易燃，同时存在健康危害。为严格防止液化石油气泄漏设置可燃气体探测器监测撬内气体浓度变化，当撬内液化石油气浓度超过规定范围则可燃气体探测器电气连锁的气动紧急切断阀紧急自动关闭，同时设置的声光报警器报警，避免危害员工健康及液化石油气爆燃事故的发生。因此在卸船撬的液相总管、每个工位的液相分管增加了气动紧急切断阀组件功能。

小型空气压缩机经过减压过滤装置、缓冲装置向卸船撬的气动紧急切断阀提供动力压缩空气气源。

4 结语

目前，国内类似卸船撬的液化石油气装置较少，尚没有相关的装置设计规范，设计对码头液化烃装卸工艺设计进行多方面研究，提出了可行的设计方案，并重点分析了卸船撬工艺工艺以及设备及仪表配置等设计中关键技术。为类似液化石油气卸船撬工艺设计提供参考。

参考文献

[1]徐宏斌．冷冻液化石油气码头装卸工艺[J]．油气储运，1999，l 8(9)：7- 10．

[2]王正 贺耿 许军.国外LPG装车撬的应用及特点.中国石油和化工标准与质量，2013，239-239

[3]GB50028-2006城镇燃气设计规范.中国建筑工业出版社，2006