液化石油气第12章.ppt

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1、第十二章 液化石油气储配站,（一）从气源厂接收液化石油气运输问题、装卸问题。 （二）储存在站内固定的储罐中罐的规格、附件、卸车。 （三）转售给用户LPG的灌装方法及附属设备。 （四）储配站的工艺流程及平面布置。,总述：该站的功能是从气源厂接收液化石油气，储存在站内的固定储罐中，并通过各种形式转售各种用户。主要内容：,第一节 LPG的运输,生产厂 储配站： 管道运输 铁路运输 公路运输 水路运输,应根据具体条件对不同方案的技术经济比较来确定运输方式。,输送量较大，而距离又不太远时，用管道输送通常是比较经济的。无论是投资、运行费用，还是运行的可靠性及运行管理，管道运输都要好于其它方法。特别是生产厂

2、，接收站在同一城市的情况更合适。 该方法的不足之处是无法分期建设，一次投资较大，金属消耗量也较大。,一、管道运输,由于液化石油气从气态转化为液态时，体积约缩小250300倍，故通常以液态输送。在设计和运行时，必须注意液化石油气易于气化的特点，当液相管内某点压力低于环境温度下的饱和蒸汽压时，液态液化石油气变为气态，并充填管道部分有效截面，从而减小了管道通过液态液化石油气的能力。为保证液化石油气管道正常运行，防止出现气化现象，必须保证在可能出现的最高温度下，管内任一点的流体压力高于该温度时的饱和蒸汽压。,（一）管道输送系统,利用管道将液化石油气由炼油厂输送至储配站，一般应设起点站，起点站内除设置加

3、压用的烃泵外，也可设置适当容量的储罐。当输送运距较远时，还应该设中间泵站。,目的：根据计算流量及运输距离确定管道直径及泵的扬程，选择合适的烃泵。,1、水力计算基本公式,式中： hf管道的沿程阻力损失（mH2O） 摩阻系数， l管道长度（m） WLPG流速（m/s） d管道内径（m） g重力加速度（m/s2）,（二）管道水力计算,2、摩擦阻力系数,摩擦阻力系数的值与管道内液化石油气的流态有关。由计算及大量实验资料得知，液化石油气在管内的流态一般处于阻力平方区。,3、管内的流速,液化石油气在管道内的流速w应通过技术经济比较选定。经济流速范围为（0.81.4）m/s。为防止液化石油气在管内流动时产生

4、静电危害，最大流速不应超过3m/s。,4、管径的确定,d-管道内径（m） Q-液化石油气体积流量（m3/s） w-管内平均流速（m/s） G-液化石油气质量流量（t/s） -液化石油气密度（t/m3）,式中：,5、液化石油气管道总阻力损失的计算,（m液柱）,6、烃泵的选择,泵的扬程计算公式：,式中：H-烃泵的扬程（m液柱） H0-管道末端的余压，管道末端比饱和蒸汽压高出的部分称为余压，一般取（0.30.5）MPa，计算时要换算成水柱。 H2、H1-管道终点、起点的高程。,7、高点校核,校核公式：,式中： H泵的扬程（mH2O） hx起点站到最高点的沿程阻力损失 Hx最高点的高程（m） Pth

5、最高点x处的饱和蒸汽压与起点温度的饱和蒸汽压的差值（mH2O） 泵扬程应同时满足计算公式和校核公式，用H、Q选泵。,铁路运输是用专门的铁路槽车运输，这种运输方法与汽车槽车比较，运输能力较大，运费较低，与管道运输相比又较为灵活。但铁路槽车的运行及管理都比管道运输和汽车运输复杂，并受铁路接轨和铁路专用线建设等条件限制。 这种运输方式适用于运距较远，运输量大的情况。,二、铁路运输,（一）、铁路运输的特点,（二）铁路槽车的构造,铁路槽车通常是将圆筒形卧式罐固定在火车的底盘上，由底架、罐体、安全阀、操作台、人孔、支座及遮阳罩等组成。,在罐体上部有人孔，其上设置附属设备，包括供装卸用的液相管、气相管、液面

6、指示计、紧急切断装置、压力表、温度计等。,设计压力与最高温度下的饱和蒸气压有关 P1.1P 式中： P槽车储罐的设计压力 P槽车储罐的最高工作压力 无遮阳罩时，P按LPG在55时饱和蒸气压 有遮阳罩时，P按LPG在50时饱和蒸气压 LPG用纯丙烷做基本成份计算,（三）、铁路槽车储罐的设计压力,公路运输是以汽车槽车运输方式为主，它与火车槽车运输相比，其运输能力较小，运费较高，但灵活性较大。 它适用于运输量较小，运距较近的情况。同时汽车槽车也可以作为以管道和铁路运输方式为主的液化石油气储配站的辅助运输工具。,三、公路运输,四、水路运输,靠专门的“槽船”运输，船上有几组储罐，还有装卸设备，一次可运几

7、十万吨LPG。运输量大、成本低。,液化石油气的几种储存方法中，用固定罐贮存大量LPG较为普遍。 优点：结构简单，建造方便，种类多便于选择，可分期分批。 在储存容量较小时，多采用圆筒型常温压力储罐： 储存容量较大时，常采用球型常温压力储罐：与圆筒形储罐相比，储存量大，节省金属。,一、常用储罐主要技术规格,第二节 LPG储罐的规格及阀件,二、储罐的接管和阀件配置,气相进出管 液相进出管 液相回流管（与泵出口管上的安全回流阀相连） 安全阀接管 测量仪表接管 排污管：设在储罐的最低点，以排除储罐内的水分和污物。 另外，储罐还必须有降温用的喷淋水装置和消防用的喷水装置。,三、贮罐的附件,压力表、温度计、

8、液面指示计、安全阀、过流阀、紧急切断阀、防冻排污阀、安全回流阀。,（一）、液面指示计,用直接或间接的方法测定液面高度的设备即液面指示计。常见的液面指示计有直观式（包括玻璃板式、固定管式、转动或滑动管式等）、浮子式及压力式等。,固定管式液面指示计,玻璃板式液面指示计,浮子式液面指示计 压差式液位计,当罐内压力突然升高，超过设计压力并达到安全阀开启压力时，安全阀便开始工作，它可以自动启动，将罐内LPG放散，使罐内压力下降。当罐内压力降到安全阀的关闭压力时，安全阀又自动关闭。 使罐内压力升高的原因可能是贮罐附近发生火灾或者误操作等造成的。 贮罐一般采用弹簧式安全阀。,（二）、安全阀,当泵的排量和灌装

9、量不一致或突然停止灌装时，会由于压力升高引起泵体和管道的振动或事故。应用安全回流阀，当压力过高时将活门顶开，LPG自动回流到贮罐中。,（三）、安全回流阀,实质上是快速阀门，也是带有防护性的阀门。一般安装在液相管、气相管的出口上。 原理：当管道发生事故出现断裂，流量超过正常速度，达到1.52倍的正常流速时，阀门上塞板受力大于正常情况的, 过流阀自动关闭,事故排出, 过流阀又能自动打开。,（四）、过流阀,安装在液相、气相管道上。 作用：发生火灾或管道断裂时快速切断，防止有大量的气体、液体、LPG流出。与过流阀串联使用。 分油压式、气压式、电气式,（五）紧急切断阀,安装在贮罐的排污口上。 构造：阀有

10、两个直径不同的阀口A和B。直径AB，两个阀口由一个操作杆操纵，同时开，同时关。 也可用两个阀口直径不同的阀门来代替防冻排污阀。 也有先安装一个截止阀，再安装一个排污箱，再连一个小的放泄箱，可以在排污箱外应用蒸汽拌热，防止关闭不严而漏气。,（六）防冻排污阀,指在某一温度下灌装的LPG体积，当温度达到最高工作温度时，其液相体积膨胀，恰好充满整个贮罐。 如果灌装量大于最大灌装容积，由于温度升高，液相膨胀，对罐体产生巨大的作用力，可能损坏贮罐。,四、贮罐的充满度,1. 最大灌装容积,对定义应理解： 最大灌装容积小于贮罐几何容积，当温度升高至最高工作温度时，最大灌装容积下的LPG膨胀等于贮罐几何容积；

11、LPG的灌装温度不同，最大灌装容积不同； 灌装温度低，最大灌装容积小。,可以用容积充满度来表示最大灌装容积。,定义：任一灌装温度下的容积充满度K,为该温度下的最大灌装容积与该贮罐的几何容积之比。,2. 容积充满度,式中： K容积充满度（%） V灌装容积（m3） V0贮罐几何容积（m3） G最大灌装重量（吨） 灌装温度下，LPG的比容,式中：vT最高工作温度下，LPG的比容（m3/t） 所以,当温度升高到最大工作温度时，LPG将充满贮罐，即,V0 =G vT,含义为：任一灌装温度下的容积充满度等于灌装温度下的比容与最高工作温度下的比容之比。,任一灌装温度下的最大灌装容积为： 最大灌装重量为：,-

12、最高工作温度下LPG的容重（吨/ m3）,工作温度低， 小， 小； 工作温度高， 大， 大； 这样，充满度不能超过 ，灌装量不能超过V或G。 原则上， 实际上操作时，对充满度加个0.9的修正系数，即： 式中： 灌装系数（吨/ m3）,由以上分析可知：,（1）与LPG的成分有关； （2）与LPG的最高工作温度有关； （3）与灌装温度有关。,3、容积充满度的影响因素,第三节 LPG的装卸方式,一、利用泵装卸方式,入,1、流程：卸车，打开阀门2和3，开启泵，LPG经液相管道贮罐中，气相管道只起平衡作用；装车，打开阀门1和4，开启泵。 2、泵与槽车的相互位置：为了保证吸入泵的LPG都是液体，泵的入口压

13、力一定要大于饱和蒸汽压，否则LPG要气化。在安全允许的范围内，泵要尽量靠近槽车，减少压力损失。,二、用压缩机装卸的方法,入,方法：用压缩机抽出贮罐中的气相液化石油气，压入拟倒空的槽车中去，从而使贮罐中的压力降低，槽车中的压力升高，这样，槽车中的液态LPG在压差作用下进入贮罐中。（通常为0.20.3MPa的压差）,特点：这种装卸方式，流程简单，生产能力较高，可完全倒空，液化石油气没有损失。 耗电量较大，管理也比较复杂，系统达到一定的压差后方能卸车。,式中：H自流装卸所需的静压差（mH2O） Pt1贮罐内温度为t1时的LPG的饱和蒸汽压（105Pa） Pt2槽车内温度为t2时的LPG的饱和蒸汽压（

14、105Pa） yLPG平均容重（Kg/ m3） P液相管道阻力（mH2O）,三、利用静压差装卸的方法,利用地形高程差所产生的静压头进行装卸（卸车在高处，装车在低处）,四.用升压器装卸的工艺流程,用一种不溶于LPG的高压气体，送入要排空的槽车中，由于压力升高，使槽车中的液态LPG经液相管道进入灌装的贮罐中。 全部卸完后，必须放空其中的混合气体，或将混合气体送入城市管网。 这种方法的缺点：要损失相当数量的液化石油气，还要定期供应压缩气体。 对压缩气体的要求：不溶于LPG，同时不与LPG气形成爆炸性混合气体。,五、用压缩气体装卸的方式,第四节 LPG的灌装,按机械化程度为： 手工： 日灌装量1000

15、瓶（3万户） 半自动化：日灌装量在10003000 瓶（39万户） 自动化： 日灌装量3000瓶,一灌装方法,指用普通台秤，人工控制钢瓶的灌装量，钢瓶运输、灌装嘴阀门的开启与关闭、钢瓶上、下台秤、钢瓶复检均为手工操作。 程序：钢瓶上台秤，秤空瓶重量，加上规定的灌装量，滑铊定位，连接灌装咀，打开角阀，咀阀，LPG钢瓶。达到重量时，关闭两阀，卸下灌装咀，从台秤上取下钢瓶。 缺点：操作繁琐，效率低，劳动强度大，精确率低，或高或低于灌装量。,（一）手工灌瓶,采用自动灌装秤，自动灌装咀，链条式运输机运送钢瓶。 自动灌装秤在瓶到达重量时，能够自动切断液化石油气的通路，自动切断气源的装置有机械、气动、电子。

16、 气动控制自动灌装秤：灌装咀上通有压缩空气，当达到重量时，秤杆抬起，带动挡板将空气流堵住，压力升高，使气动阀关闭。,（二）半自动化灌瓶（半机械化）,1. 机械化自动化灌瓶的工序 钢瓶用叉车放在托盘运输机上用推瓶器送入传送带清洗、烘干倒空转盘机动辊道灌装转盘检斤水检机组烘干传送带外运 2、钢瓶的检斤 超重或不足，发出信号，不合格者或倒出或补灌。 3、实瓶阀门气密性检验 检斤后入库前，对阀门进行气密性试验。,（三）机械化自动化灌瓶,运到站内的空瓶，从卸车到灌装完的实瓶运出的全过程均采用机械化和自动化。,灌装车间工艺布置,提高钢瓶的压力，使残液流入残液罐。 流程： 打开阀门1，气相进入钢瓶。 关1，

17、开2，翻转钢瓶，残液流入残液罐。 用压缩机抽出残液罐上部空间的气体储罐。,二、残液回收系统,残液：C5以上组分和少量C4组分。 气瓶中残液的压力一般比残液罐中的压力小，所以残液的回收可以通过增大钢瓶的压力也可以降低残液罐的压力来实现。,1、正压法,2、负压法,使残液罐处于负压，直接倒残液。 用压缩机抽出残液罐上部空间的气体，以降低压力，使残液罐内的真空度一般低于200mmH2O,使钢瓶中的残液流入残液罐。,第五节 LPG储配站的工艺流程及平面布置,从气源厂或储罐站接收LPG； 卸车，储罐储存； 灌钢瓶、槽车，或其它储罐； 接收空瓶，发送实瓶; 倒残液（空瓶内的，实瓶有缺陷的） 残液处理 外运（

18、做汽车、工业原料） 锅炉房自燃 机修：检查、修理钢瓶（调压器） 站内日常维修,1、站内工艺流程（随装卸方式的不同而不同）,用泵 用压缩机 用泵、压缩机联合（通常采取的方式，指大型储配站）,一般用压缩机卸车、倒罐，用泵灌装钢瓶。,用泵不稳定，但用泵快，节省电能。 压缩机升压，要有一定时间耗费电能。 用压缩机卸车，干净；用泵不干净（高程不够）,火车槽车、汽车槽车的装卸； 贮罐的装卸和倒罐； 钢瓶的灌装及残液的倒出。,（1）液相管道 原则：所有液相管道互相连通，形成统一的液相系统，相连的设备有：火车槽车卸车栈桥的液相干管、储罐的液相进出口管、泵、灌瓶车间、汽车槽车装卸台。,3、管路系统,2、对工艺的

19、要求是能完成以下作业,（2）气相管道 原则：任何一个设备，装、卸都要有气相管连到压缩机车间。通过两条气相干管，接向压缩机的吸、排气干管。这样，所有气相管道既可做吸气管，又可做排气管。 （3）残液管道 包括残液的倒空以及装车外运。,站区管道,吸入总管,压缩机卸车,1,压缩机装车,压缩机倒罐,泵倒罐,灌装,正压法倒残,负压法倒残,残液装车,第六节 LPG的气化,LPG从气源厂储配站罐瓶，以液相为主进行输送，而使用时是LPG的气相，易和空气混合，燃烧效率较高。烧锅炉用的残液也是气化后再燃烧。,液态LPG转化为气态的过程叫气化过程。,按受热方式分：,自然气化,强制气化,自然气化：液态LPG吸收本身的显

20、热，或通过器壁吸收周围介质的热量而进行的气化,叫自然气化,是在贮存容器中自然进行的。 由于靠吸收自身的显热或周围热量，所以热量较小，气化量也较小，用在家庭和小型的公共事业中。,一、自然气化,1. 组分的变化 LPG是多种成分的混合物，低沸点的物质易气化，在液相中的比例减少；高沸点的成分在液相中的比例增多。 蒸气压也在改变。 2. 气化能力的适应性,自然气化的特点,在初始阶段的短时间内可获得较大的气化量；且如果减少或停止气化，液温可以回升，还可以再次利用由此积蓄起来的显热在短时间内以较大的速度气化。, 如果液体LPG 温度同周围介质温度相同，不会再液化 如果液体LPG 温度低于周围介质温度,也不

21、会再液化。因为发生液化的条件是温度低于该压力下的蒸汽露点温度，所以周围介质的温度等于或高于气化时温度不会液化。 如以很高的蒸汽压长距离输送，而且高压部分的环境温度比气化容器的环境温度低，那么这部分气体会出现再液化现象。,3.再液化问题,二、强制气化,强制气化就是人为地加热从容器中引出的液化石油气使其气化的方法。在专门的气化装置中进行。 适用条件：用气量较大；要求热值稳定；用自然气化不经济。,（一）强制气化的特点,1气化后的气体组分始终与原料液化石油气的组分相同； 2通常在不大的气化装置中可气化大量气体，不同于自然气化受条件限制； 3如仍然保持气化时的压力进行输送，则可能出现在液化问题。所以应尽

22、快降到适当压力，或加热提高温度。处于过热后再输送。,强制气化系统再液化的条件,环境温度25，组分50%丙烷，50%丁烷，其饱和蒸气压0.6Mpa，气化; 如果在0.6Mpa下不再液化，其最低温度约40 ，因此加热温度不宜低于40 ，否则剩液中丁烷越来越多。如果要在环境温度25时不再液化，其最高压力约为0.3Mpa，以防止出现再液化。,等压强制气化：液化石油气依靠储罐自身的压力； 加压强制气化：使液化石油气加压到高于容器内的蒸气压后送入气化器，使其在加压后的压力下气化； 减压强制气化：液态液化石油气依靠自身压力从容器进入气化器前先进行减压。,（二）强制气化的工艺流程,按液化石油气进入储罐的方式分类,1.等压强制气化,气化器具有负荷自适应性：是气化器对于负荷变动相应自动调整产气量的一种特性。 用气量减少或增加，气化器内的压力增大或减小，气化器内的液态液化石油气通过液相回流管压回容器，液位下降，传热面减小，气化速度减小。,2. 加压强制气化,加压到 送入气化器，在气化器内，在 的压力下气化。,3减压强制气化,