化工厂液体罐区的工艺设计要点

2014-02-04司慧涵范永祺

中国储运 2014年7期

关键词：配管罐区泵房

文/司慧涵赵芳范永祺

化工厂液体罐区的工艺设计要点

文/司慧涵赵芳范永祺

本文针对化工厂液体罐区的工艺设计，介绍储罐选型和容积计算、储罐的布置与配管、泵的布置与配管，并简述控制室、变配电室的布置原则。

液体罐区；储罐；布置；配管

1.引言

随着我国经济高速增长，石油化工、精细化工、轻工、纺织等各行业蓬勃发展，使之对基础液体化工产品需求量迅猛增加。化工厂的液体罐区起着承上启下的作用，按用途可分为原料罐区、中间罐区和成品罐区。罐区将连续稳定地供给主装置所需的各种原料，承接主装置的主要产品，并连续稳定地供给进一步深加工的下游产品装置或对外销售产品。罐区能在上下游装置之间起到缓冲作用，当上下游装置出现事故或停车时，利用罐区内贮存的原料和罐区的贮存能力，尽量使主装置不停车均衡地生产；反之，当主装置出现事故停车时，也可以通过罐区的贮存能力保证上下游装置维持连续生产。

在液体罐区工程设计中，应严格按相关标准、规范进行，使设计达到“安全可靠、工艺先进合理、管理方便”的要求。一般比较完整的罐区主要由储罐、泵、控制室、变压器室、配电室和安全消防设施等组成。

2.储罐型式的确定

储罐因所储存的介质性质不同而需选用不同型式，储罐的主要型式有：浮顶罐、内浮顶罐、固定顶罐、卧罐和球罐。应明确储罐所储存介质的物理特性及火灾危险性类别，根据介质的火灾危险性类别来确定储罐型式。

易挥发介质特别是储量大时，应采用浮顶罐，它可以大大减少物料蒸发损耗，并减轻对大气环境的污染，虽然浮顶罐投资大，但综合考虑，浮顶罐的选择是合理、经济的。对于有特殊要求的甲B、乙A类液体物料，如2-甲基呋喃、苯乙烯等易氧化或易聚合的液体物料，一般选用固定顶罐加氮封储存；对于拔头油、轻石脑油等饱和蒸汽压较高的物料，可通过降温采用固定顶罐储存。常用的降温措施主要包括固定式冷却水喷淋（雾）系统、气体放空或气体冷凝回流、加氮封或涂刷隔热涂料等。

3.储罐容积的确定

储罐的型式确定后，则需要确定储罐的容积和个数。储罐的总容积除以储罐的个数是每个储罐的容积，储罐的个数应满足不同生产操作的要求。每种介质储罐的总容积应满足装置对介质贮存天数的要求。计算公式为V=(w1-w2)·n·η

式中，V为储罐总容积，m3；w1为介质进入罐区的流量，m3/d；w2为介质流出罐区的流量，m3/d；n为介质的贮存天数；η为储罐的贮存系数。

储罐的贮存系数一般如下:储罐容积≥1000m3的固定顶罐取0.9，储罐容积小于1000m3的固定顶罐取0.85，浮顶罐或内浮顶罐取0.85，球罐或卧罐可取0.9。

4.储罐的布置

在布置储罐时应熟悉现场地形，充分利用地形，合理布置，减少占地。还应考虑配管和操作的需要，连接管线数量较多或管线较大的储罐布置在靠近罐区管廊的进出口处。储罐的布置应符合《石油化工企业设计防火规范》(2008年版)及《建筑设计防火规范》(2006年版)等相关规范要求。

可燃液体的地上储罐的布置特别规定如下:（1）储罐应成组布置。在同一罐组内，宜布置火灾危险性类别相同或相近的储罐；沸溢性液体的储罐不应和非沸溢性液体储罐同组布置；液化烃的储罐不应和可燃液体储罐同组布置。多品种的液体罐组内，应按要求设置隔堤。（2）罐组应设防火堤，防止罐中流出液体的漫流及火灾的大面积蔓延，防火堤宜采用砖、石或混凝土结构，防水堤和隔堤应能承受所容纳液体的静压及物料流出时对其的冲击力。相邻罐组防火堤的外堤脚线之间，应留有不小于7m的消防通道。（3）管道穿堤处应采用非燃料材料严密封闭，在防火堤内雨水沟穿堤处，应设防止可燃液体流出堤外的设施，各隔堤内的雨水沟不能相通，分别单独设置。罐组的专用泵(或泵房)均应布置在防火堤外，罐和泵(或泵房)的防火间距应满足防火规范的要求。

5.储罐的配管

罐区内管线宜地上敷设，采用管墩敷设时墩顶高出地面不宜小于300mm。主管带上的固定点宜靠近罐前支管处设置。在管带适当的位置应设跨桥，桥底面最低处距管顶(或保温层顶面)不应小于80mm。储罐的进料管应从罐体下部接入，若必须从上部接入应延伸至距罐底200mm处。确定罐前支管线上的管墩(架)顶标高时，应考虑基础下沉的影响。储罐在使用过程中基础有可能继续下沉时，其进出口管道应采用金属软管或其它柔性连接。罐前支管线应有坡度并应从罐前坡向主管带。浮顶罐的中央排水管出口应安装闸阀。常压固定顶罐应按照规范要求，设置呼吸阀或通气孔。储罐一般设置倒罐管线以便于罐的维修。

安全阀开启压力(定压)不能大于罐的设计压力，当各压力储罐设计压力相同，储存介质性质相近时，储罐之间宜设气相平衡管，平衡管直径不宜大于储罐的气体放空管直径，也不宜小于40mm。

对于高温管线或需要用蒸气吹扫的管线应做好热应力计算，应确定好固定支架位置，可采用自然补偿或在适当位置设补偿器，以确保管线运行安全。

6.泵的布置

液化烃泵、可燃液体泵宜露天或半露天布置。若在封闭式泵房内布置，泵房设计应符合下列规定:液化烃泵、操作温度等于或高于自燃点的可燃液体泵、操作温度低于自燃点的可燃液体泵应分别布置在不同房间内，各房间之间的隔墙应为防火墙；甲、乙A类可燃液体泵房的地面不应有地坑或地沟，并在侧墙下部采取通风措施。泵房的门均应向外开启，甲、乙、丙类泵房的安全疏散门不应少于两个。泵房、泵棚和露天泵站地面高出周围地坪不小于200mm，泵的基础高度不应低于100mm。泵机组的布置应符合相关的间距要求。

7.泵的配管

泵房、泵棚及露天泵站的管线宜采用地上敷设。泵吸入管和排出管的直径应经计算确定，但吸入管直径不得小于泵进口接口管的直径。水平安装的泵进出口管线应由泵向外坡，坡度宜取3‰。

在泵进口阀与泵之间的管线最高点应设排气阀。泵进口应设过滤器。离心泵出口管线应设止回阀。离心泵进口管需要变径时应选用偏心异径管，安装时下吸式应取顶平，上吸式应取底平。当输送石油液化气、液氨等介质时泵进出口管线均应设排气阀并接至放空系统。对输送易凝介质的泵应设固定式过滤器，对输送不易凝介质的泵应设临时过滤器。过滤器安装在切断阀与泵入口接口管之间，应便于安装、拆卸。

凡伴热管线在泵房内可不设伴热线，但应有其它防凝措施。泵进出口管线应设必要支撑，必要时应进行推力计算，作用于泵入口接口管处的力不得超过泵入口接口管的允许受力。