大容积卧式液化气贮罐的水置换.doc

大容积卧式液化气贮罐的水置换* 黄　宁　　　　（丹东市煤气热力总公司，丹东118000） 摘要　丹东市新建8000吨／年液化气贮配站，论述了该站用水进行快速置换开工方法在技术上的可行性，与传统的惰性气体置换方法比较，在经济上更具合理性，只要操作正确，水置换是一种安全、经济、省时的方法。关键词　LPG贮存　卧式贮罐　贮罐水置换中图分类号　TU996 1　引言 　　液化石油气贮配站在建成投产前或贮罐在开罐检验及大修后再次使用前,为容器内不形成爆炸气体,必须对贮罐及工艺管线、工艺设备的内部进行降低含氧量的置换,将其中剩余气体的氧含量降到3%以下,以防在向贮罐、工艺管线、工艺设备内部充入液化石油气时发生火灾和爆炸事故。怎样保证安全、 经济地对贮罐、 工艺管线进行置换是液化气站顺利投产的一个重要问题。下面结合丹东市煤气热力总公司新建8000t／y液化石油气贮配灌瓶站，谈一谈贮罐及工艺管线的置换方法，即大容积卧式液化气贮罐的水置换方法，此方法改变我市以往液化气站传统的惰性气体置换方法，经实践证明，是一种安全、经济、快速的置换方法。 2　置换方法的选择与水置换的可行性 　　贮罐及工艺管线安装完毕并验收合格后，便可进行置换，置换方法可分为两大类，直接置换法和间接置换法。　　直接置换法就是向贮罐及工艺管线内部直接充入液化气(气态）替换出贮罐及工艺管线内的空气， 达到合格标准。用液化气直接置换，必然有一个阶段形成爆炸性气体，在此阶段若遇明火，便会形成爆炸事故，国家在液化气安全管理使用规定中明确指出大于30m3的贮罐不得用直接置换法。常用的间接置换有惰性气体间接置换法和抽真空法。　　传统的置换方法是利用氮气置换，因为氮气是比较理想的置换介质，它极难溶于水，在压力为0.1 Mpa，温度为0 ℃，达饱和时1体积的水仅能溶0.02体积的氮气，而且没有腐蚀性，但贮罐及工艺管线的三大试验（强度、气密、泄漏量）完成之后，采用传统的氮气置换虽然有成熟的经验，但需要大量的氮气和一定的时间，很难保证在10月底进行充装。因此决定，对8个 120 m3的贮罐放弃传统的氮气置换方法，对这8个贮罐利用水进行快速置换，即首先把贮罐注满水，然后把贮罐的气相管与装满液化气的槽车的气相管连通，向罐内充入液化气（气相），用槽车内的液化气蒸气压力把贮罐中的水排净。考虑到工艺管线较复杂，充水、排水死角多，工艺管线及工艺设备内部的空间不大,约5m3左右，决定对工艺管线部分采用传统的抽真空一充氮气置换方法。　　水置换可以保证在整个充装过程中不形成爆炸性混合物，置换完毕后，采取一定的方法还可保证顺利充装，水置换是安全可行的，理由如下:　　(1) 利用水对液化气贮罐置换，贮罐必须注满水，贮罐是由两个钢筋混凝土基础支承的，由于水的比重是液化气的2倍左右，120m3的贮罐注满水后基础承载的重量要比正常生产多承载60 t，经过计算贮罐水满后基础承载重量为160 t左右，而基础设计最大承载是180 t，因此注满水后，基础不会有问题。　　(2) 在充水排气的整个置换过程中，贮罐内始终处于正压状态，外界环境中的空气不可能进入罐内，只要充气排水开始阶段氧含量不超标，在水置换的全过程中氧含量就不会超标，就不会形成爆炸性气体，贮罐的水排净，就为置换的终止点。　　(3) 水置换的关键问题是在进行充液操作时，防止液化气（液体）在进入贮罐时，由于空间扩大而气化，因气化需吸收大量的热量，在没有热能供给的情况下，可能会使贮罐内的温度降到冰点以下，若贮罐存有排水死角，水没有排净，便可能结冰，若冻裂与贮罐相连管道的管件那后果不堪设想。但液化气的气化是有条件的，即气相空间的压力小于当时温度下液化气混合组份的饱和蒸气压，液化气（液相）便气化，换句话说，就是气相空间的压力大于等于当时温度下液化气混合组份的饱和蒸气压时，液化气的液体便不会气化。因此在充液过程中，要保证贮罐内的压力大于当时温度下的液化气饱和蒸气压，防止进入贮罐的液化气气化，这样便可保证在充液的过程中贮罐不降温，保证充液过程中贮罐的压力不低于当时温度下的饱和蒸气压，这在工艺上是可以做到的。水置换即可保证在置换过程中不形成爆炸性气体，又可保证顺利充装。 3　置换过程 3.1　置换之前应作的准备工作　　(1) 与气象部门联系，了解天气的变化情况，以便在气温急剧下降时采取应急措施；　　(2) 各种消防设施到位，并有专人负责；　　(3) 在充气排水时，排水的流速很快，很可能会产生静电，所以重新检测贮罐及工艺管路的接地电阻；　　(4) 消除生产区可能产生火种的设施和易燃、可燃物；　　(5) 操作、抢险人员身着防静电服装，使用不产生火花的工具。3.2　具体置换进程如下　　(1) 对管线部分置换， 首先调整好相关的工艺阀门，暂时拆除对抽真空有影响的