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大型液化石油氣氣化站運(yùn)行管理模式的探討
一、概況
深圳市從一九八二年開(kāi)始，借鑒和移植香港地區(qū)小區(qū)氣化的經(jīng)驗(yàn)，采用了投資省、見(jiàn)效快的城市氣化途徑一—液化石油氣小區(qū)中央氣化管道供氣方式，以適應(yīng)深圳這個(gè)現(xiàn)代化城市的建設(shè)需求，在《全面規(guī)劃，分區(qū)建設(shè)，逐步聯(lián)網(wǎng)，逐步實(shí)現(xiàn)石油氣供應(yīng)管道化》的方針指引下，十多年來(lái)已先后建成了羅湖、濱河、木頭龍、百花、東樂(lè)、蓮花、金湖、羅芳、南油等十多個(gè)中央氣化站，為特區(qū)內(nèi)30多萬(wàn)居民和公福用戶提供著優(yōu)質(zhì)的氣源。隨著深圳燃?xì)夤芫W(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展，相對(duì)獨(dú)立的小區(qū)氣化站逐步聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，1998年大型液化石油氣氣化站羅芳?xì)饣就懂a(chǎn)后，十多個(gè)中央氣化站先后退出運(yùn)行，深圳市管道燃?xì)馐聵I(yè)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代—大燃?xì)饴?lián)網(wǎng)供氣時(shí)代。
二、羅芳?xì)庹竞?jiǎn)介
羅芳?xì)饣臼悄壳皣?guó)內(nèi)規(guī)模最大、自動(dòng)化程度最高的液化石油氣氣化站，該站的設(shè)計(jì)采用了花園式氣化站的新概念，羅芳?xì)庹驹O(shè)計(jì)供氣能力為20萬(wàn)戶，根據(jù)目前的運(yùn)行狀況，我們認(rèn)為該站的供氣能力可達(dá)到50萬(wàn)戶左右，該站共由以下七個(gè)部分組成：
1、罐區(qū)：羅芳?xì)庹竟迏^(qū)采用六個(gè)100立方米地下罐儲(chǔ)存液化石油氣，最大儲(chǔ)氣能力為285噸；
2、卸車臺(tái)：有四個(gè)卸車位，可同時(shí)對(duì)四部氣槽車進(jìn)行卸氣；
3、壓縮機(jī)房：配有兩臺(tái)美國(guó)產(chǎn)CORKEN--69l壓縮機(jī)；
4、氣化爐區(qū)：配有四臺(tái)美國(guó)產(chǎn)RANSoME ID--2500明火水浴式氣化爐，單臺(tái)氣化能力為4.8噸／小時(shí)；
5、配電區(qū)： 由市電和自備電兩部分組成，自備發(fā)電機(jī)容量為90千伏安；
6、消防區(qū)： 由一個(gè)600立方米的消防水池和兩臺(tái)流量為100立方米／小時(shí)的消防水泵組成；
7、控制中心：是羅芳?xì)庹镜暮诵牟课�，羅芳?xì)庹静捎矛F(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)整個(gè)氣站運(yùn)行操作進(jìn)行控制，站內(nèi)每個(gè)重要工藝參數(shù)都通過(guò)二次儀表傳送到控制主機(jī)上，坐在控制主機(jī)前就能觀測(cè)到氣站運(yùn)行情況，并且能夠通過(guò)主機(jī)控制儲(chǔ)罐上的閥門、壓縮機(jī)、氣化爐，該系統(tǒng)具有強(qiáng)大的預(yù)警功能，氣站運(yùn)行時(shí)任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)細(xì)小偏差，主機(jī)就會(huì)報(bào)警，并自動(dòng)切換到報(bào)警畫面，氣站工作人員可根據(jù)報(bào)警畫面的提示采取相應(yīng)的措施對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行處理。羅芳?xì)庹镜淖詣?dòng)化程度非常高，除了卸氣時(shí)需要人工駁接膠管及開(kāi)起槽車上的閥門外，其他的任何運(yùn)行操作都由計(jì)算機(jī)來(lái)完成，卸氣時(shí)計(jì)算機(jī)會(huì)自動(dòng)判斷各儲(chǔ)罐液位的高低，然后選擇其中液位最低的罐，自動(dòng)打開(kāi)該罐的進(jìn)液閥，進(jìn)行卸氣，當(dāng)進(jìn)液罐的液位達(dá)到85％時(shí)，進(jìn)液閥會(huì)自動(dòng)關(guān)閉，再選第二個(gè)液位最低的罐進(jìn)行卸氣；供氣時(shí)計(jì)算機(jī)會(huì)首先選擇液位最高的罐進(jìn)行供氣，當(dāng)供氣罐的液位降到5％時(shí)，出液閻自動(dòng)關(guān)閉，然后再選第二個(gè)液位最高罐進(jìn)行供氣。羅芳?xì)庹居?jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠控制氣站的供氣運(yùn)行，還能夠自動(dòng)記錄氣站運(yùn)行工藝參數(shù)的歷史數(shù)據(jù)，如各個(gè)儲(chǔ)罐每小時(shí)的液位、壓力等，甚至能夠自動(dòng)統(tǒng)計(jì)每小時(shí)、每天、每月、每年的供氣量．由于羅芳?xì)饣咀詣?dòng)化程度高，所要求的工作人員也很少，我們只為該站配備了八名工作人員，從而大大降低了運(yùn)行費(fèi)用。羅芳?xì)庹镜乃羞\(yùn)行數(shù)據(jù)都通過(guò)公司的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)傳送到公司的主服務(wù)器，公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)都可在各自的辦公室的電腦里調(diào)閱。
三、羅芳?xì)庹镜倪\(yùn)行管理
盡管羅芳?xì)庹驹O(shè)計(jì)最優(yōu)化，選用了最好設(shè)備，但在投產(chǎn)初期我們還是遇到不少難題，通過(guò)一段時(shí)間的摸索，我們采取有效措事一一克服了該氣站運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題，并摸索到一些新的管理經(jīng)驗(yàn)。
l、氣化爐負(fù)荷不均
羅芳?xì)庹驹O(shè)計(jì)是一臺(tái)氣化爐出口配一個(gè)調(diào)壓器，這種設(shè)計(jì)是不能滿足任何氣化站運(yùn)行需要的，因?yàn)閹讉�(gè)調(diào)壓器出口壓力很難調(diào)到一致，總是會(huì)出現(xiàn)某個(gè)調(diào)壓器出氣量大，另幾個(gè)調(diào)壓器出氣量小，這樣一來(lái)會(huì)造成有的氣化爐超量供氣，有的氣化爐供氣負(fù)荷小，幾臺(tái)氣化爐供氣不均衡現(xiàn)象，導(dǎo)致氣化效果差、設(shè)備易損的局面，為此我們采用一根平衡管將幾個(gè)調(diào)壓器連接起來(lái)，解決了氣化爐供氣不均衡問(wèn)題。因?yàn)椴徽搸讉�(gè)調(diào)壓器如何工作，都會(huì)通過(guò)平衡管將負(fù)荷平均分配給供氣的氣化爐。
2、氣化爐燃燒器氣源問(wèn)題
明入水浴式氣化爐加熱燃燒器的氣源大多來(lái)自氣化爐的氣相出口，理論上液相的石油氣在經(jīng)過(guò)氣化爐熱交換吸熱后都被氣化，但液化石油氣中或多或少的合有一些難以氣化的組份，這些未被氣化的組份經(jīng)燃燒管到氣化爐加熱燃燒器后，堵塞燃燒控制閥使之不能正常工作，影響正常供氣。為了保障氣化爐正常工作，必須每半個(gè)月停爐清洗燃燒控制閥一次，對(duì)此我們從儲(chǔ)罐氣相管連接一條管到氣化爐的，通過(guò)儲(chǔ)罐的自然氣化給氣化爐提供加熱燃燒用氣，由于自然氣化的石油氣相對(duì)純凈，氣化爐燃燒控制閥不再出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。
3、避雷系統(tǒng)的改善
由于羅芳?xì)庹具\(yùn)行采用了計(jì)算機(jī)進(jìn)行監(jiān)控，氣站現(xiàn)場(chǎng)安裝了許多二次儀表，而原設(shè)計(jì)的避雷系統(tǒng)過(guò)于簡(jiǎn)單，只在罐區(qū)設(shè)置了兩根l 2米高的避雷針，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足該站防雷擊的需要，結(jié)果在該站投入運(yùn)行后的第一個(gè)雷雨季節(jié)，該站就損壞了五個(gè)壓力變送器、四個(gè)液位變送器、兩個(gè)流量計(jì)，損失達(dá)20余萬(wàn)元。后來(lái)我們請(qǐng)廣東省防雷中心幫助重新設(shè)計(jì)、安裝避雷系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘察和計(jì)算，重新設(shè)了三根32米高的避雷針，并從電源開(kāi)始到現(xiàn)場(chǎng)儀表接線金都安裝了防雷單元，此后羅芳?xì)庹镜碾娮釉O(shè)備再也沒(méi)有受到雷擊的破壞了。
4、地下儲(chǔ)罐壓力的控制
羅芳?xì)庹静捎玫叵聝?chǔ)罐來(lái)儲(chǔ)存液化石油氣，由于陽(yáng)光不能直接照射到地下罐，罐的表溫基本上保持在攝氏20度左右，罐內(nèi)石油氣的飽和蒸氣壓都在0．5MPa以下，在大型液化石油氣氣化站中，地下儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力容易得到控制，控制罐內(nèi)的壓力對(duì)氣化站的安全運(yùn)行及緊急事故處理是非常重要的。我們是通過(guò)以下方法來(lái)控制地下罐的壓力的：
(1)、通過(guò)自然氣化的方式來(lái)控制儲(chǔ)罐壓力
羅芳?xì)庹居捎谂鋫涞氖敲骰鹚∈綒饣癄t，每臺(tái)爐每小時(shí)加熱燃燒需燃?xì)?0多公斤，這些燃?xì)舛紒?lái)自儲(chǔ)罐的自然氣化，因此儲(chǔ)罐運(yùn)行壓力可得到調(diào)整，我們一般都將儲(chǔ)罐的壓力控制在0．5MPa以下，當(dāng)儲(chǔ)罐液位降到5％時(shí)，我們將儲(chǔ)罐壓力調(diào)到0．2MPa以內(nèi)，當(dāng)液化氣槽車進(jìn)站卸車時(shí)，不用開(kāi)起站內(nèi)的壓縮機(jī)或泵，利用氣槽(滿載的氣槽壓力多在0．5MPa以上)和地下罐之間的壓差一小時(shí)內(nèi)可將10噸的氣槽卸車完畢，僅此一項(xiàng)就可節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用10萬(wàn)／年。由于控制了地下罐的壓力，站內(nèi)所有供氣工藝系統(tǒng)的壓力都得到了控制，所有動(dòng)、靜密封點(diǎn)都不易發(fā)生泄漏，羅芳?xì)庹疽虼吮粍?chuàng)建成“無(wú)泄漏站”。
(2)、通過(guò)地下管網(wǎng)緊急卸壓
當(dāng)?shù)叵聝?chǔ)罐第一道閥門出現(xiàn)大量泄漏時(shí)，能夠迅速地將泄漏罐內(nèi)的壓力降到0．1MPa左右對(duì)事故的處理是非常有幫助的，西安市煤氣大爆炸就是因?yàn)闆](méi)有處理好這個(gè)問(wèn)題引發(fā)的。如何處理地下罐第一道閥門的泄漏呢，我們的做法是首先關(guān)閉氣化爐及所有罐的進(jìn)出口閥門，然后打開(kāi)事故罐的氣相閥門，再將自然氣化調(diào)壓器出口壓力調(diào)至管網(wǎng)運(yùn)行壓力的一倍，以便快速地將事故罐內(nèi)的氣相排散到
地下管網(wǎng)。我們?cè)鲞^(guò)幾次緊急放散試驗(yàn)，結(jié)果在20分鐘內(nèi)通過(guò)上述方法可將地下罐壓力從0．5Mpa降到0．15Mpa。由于被放散的地下罐在短時(shí)間內(nèi)快速自然氣化，且又無(wú)法從外界吸收到足夠的熱量來(lái)維持繼續(xù)氣化，因此在緊急放散的過(guò)程中，被放散的地下罐外表會(huì)結(jié)冰(或結(jié)霜)，當(dāng)罐壓降到0．15Mpa并停止放散后，由于冷凍作用該罐的低壓會(huì)維持2—3個(gè)小時(shí)，我們可利用這寶貴的幾個(gè)小時(shí)采用注水或封堵法控制泄漏，同時(shí)對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行處理。
5、氣化爐的選型
羅芳?xì)庹練饣癄t選用的是美國(guó)產(chǎn)RANSOME ID—2500明火水浴式氣化爐，這種爐結(jié)構(gòu)緊湊、站地面積小、熱效率高達(dá)75％，每噸石油氣氣化成本僅為8公斤L(fēng)PG，是我們所用過(guò)的氣化器中運(yùn)行成本最低的，此外這種氣化爐自動(dòng)控制程度較高，預(yù)警功能強(qiáng)大，能夠防止各類意外事故的發(fā)生，且能自動(dòng)記錄氣化爐的運(yùn)行歷史，是大型氣化站最為理想的選擇。
四、結(jié)束語(yǔ)
羅芳?xì)庹咀?8年投產(chǎn)以來(lái)，經(jīng)過(guò)我們的不斷摸索和精心維護(hù)，一直運(yùn)行穩(wěn)定，“以上只是我們對(duì)大型液化石油氣氣化站運(yùn)行管理的一些實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和體會(huì)，僅供同行參考，不對(duì)之處敬請(qǐng)各位專家指正。
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