HAN橇装式防爆加油装置的设计和制造

2020-03-16曹建鸥曹嘉璇广东赣粤容器制造有限公司

石油石化节能 2020年1期

曹建鸥曹嘉璇（广东赣粤容器制造有限公司）

1 概述

HAN阻隔防爆橇装式加油装置（以下简称“加油装置”）是一台集防爆储油罐、加油机、箱体和附属设备于一体的机电一体化设备（图1），将槽车运来的油品通过加油装置的卸油系统输送到加油装置的储油罐中，再通过加油装置的加油系统实现向外加油[1-2]。

图1 阻隔防爆橇装式加油装置

加油装置可方便地安装在城镇人口密集区、港口、码头、机场、公交站场、大型工地、大型工厂、边远地区、高速公路边、企业内部加油站等地方，可方便快捷地建成安全性好、建设费用低的橇装式汽车加油站。具有防火防爆、投资少、建站时间短、设备移位方便、维护简便、抑制渗油和挥发等一系列优点[3]。

2 技术思路和研究方法

1）加油装置结构：是一种集地面双壁储油罐和内部阻隔防爆材料；加油机；底座；仓室；栏杆、顶棚；油气回收装置；输油管路；撬装站液位仪控制台；电气系统；消防安全装置等部件于一体的地面加油系统（图2）。

图2 阻隔防爆橇装加油装置内部结构

2）加油装置有许多地埋式加油站所没有的消防安全装置。如悬挂式灭火装置、紧急泄压装置、高低液位自动报警、油气浓度检测、静电接地报警、高温自动断油保护阀、渗漏检测装置、内部燃烧抑制装置等。

3）加油装置油气回收设计：配备有一级（汽油包含二级）油气回收装置，双壁储罐杜绝了泄漏和污染因素，储罐夹层的检测仪提高了泄漏监测力度。阻隔防爆撬装加油装置从设计上保证了安全和环保性能。

4）阻隔防爆设计原理：在储油罐中放置特种铝合金网状防爆材料后，由于防爆材料叠层中的网眼组成蜂窝状结构，把容器内腔分成许多很小的“小隔室”，这些“小隔室”可以遏制火焰的传播，同时具有极好的导热导静电性能，可以迅速吸收燃烧释放出来的绝大部分热量，反应气体的膨胀程度大为缩小，容器的压力值增高不大，达到抑制爆炸的目的[4]（图3）。

图3 内部阻隔防爆材料设计结构

5）加油装置设计与制造标准：应符合现行国家标准《汽车加油加气站设计与施工规范》GB 50156—2012、石油行业标准《采用橇装式加油装置的汽车加油站技术规范》SHT/3134——2002、安全行业标准《阻隔防爆撬装式汽车加油(气)装置技术要求》AQ3002—2005进行[5]。一般用于政府有关部门许可的企业自用、临时或者特定场所。

6）制造实例：该次阻隔防爆橇装式加油装置总容积为50 m3，双层结构，储油罐内装填阻隔防爆材料；内部放置2 台，左侧罐为单腔，容积20 m3，盛装油品为柴油，右侧罐为双腔，容积为30 m3，盛装油品为汽油。加油机为三显三枪撬装（自吸泵）加油机，左右两头各放置一台，每枪只能单独加注对应仓的油品，相应管线配置按规范要求执行。加油装置放置基础为水平硬化地面，带防雷静电接地装置并严格配备消防安全装置和设施（图4）。

图4 50 m3阻隔防爆橇装式加油装置

3 技术效果

1）加油装置的结构组成。设备底座；箱体和仓室；防火防爆双壁储油罐和HAN 阻隔防爆材料；输油管路系统（含一二次油气回收系统）；数显自吸泵加油机；防爆配电箱和电气系统；撬装站液位仪控制台（高低液位自动报警、油气浓度检测、静电接地报警、渗漏检测装置）；人孔紧急泄压装置；悬挂式自动干粉灭火装置；防溢流防静电装置；高温自动断油保护阀；排污系统；卷帘门、仓室门、透气扇；爬梯、栏杆部件等。

2）设备底座设计。设备底座框架采用矩形钢管制作，底座上表面必须平齐，采用气保焊满焊施工，焊后打磨光滑平整。储油罐体放置部分铺设钢板作为支撑平台、其他隔室部分地面铺设花纹钢板，以方便人员操作。

3）箱体和仓室设计。该次加油装置设计为左右两头设置加油机，可左右同时对车辆进行加油。因此仓室结构设计为1#加油室；1#阀室；1#油罐区；中间控制室；2#、3#油罐区；2#阀室；2#加油室（图5）。仓室再通过安装型钢骨架和钢板组合成加油装置的箱体。

4）储油罐和内部HAN 阻隔防爆材料设计。该次50 m3撬装加油装置，内部双壁储油罐分为20 m3+30 m3两台左右放置，储油罐制作应符合《钢制焊接常压容器》NB/T47003.1 规范的要求。根据规范SHT/3134—2002 要求，当单罐容积大于25 m3时，罐内应设置隔仓。该次加油装置放置地不属于城市建成区，因此30 m3储油罐设置为15 m3+15 m3两个隔仓。储油罐内部装填满铝合金材质的HAN阻隔防爆材料。

HAN材料可有效消除金属装载容器的静电。可以抑止汽油、甲烷、丙烷、柴油、丙酮、甲苯、乙烷、石油等溶剂及类似的物质发生爆炸。不磨损容器内壁，材料本身不污染油质，在容器中不变形，在油料等溶剂中不腐蚀、不损耗、不破碎、不会堵塞各种油路[6]。一次装入可长期使用，采用填装方式，可适合特殊形状的容器。装填容量仅占被充填容器容积：圆柱体小于或等于0.8%，球体小于或等于1.0%，加入量为28～32 kg/m3。

5）输油管路系统设计。油罐槽车运输的油品经过中间控制室的门，通过齿轮油泵进入卸油系统，再把不同油品送入左右不同品种储油罐中。如是输送汽油，必须通过一次油气回收系统，连接槽车和储油罐，防止油气外泄，达到安全环保、防止大气污染的作用[7]。所有输油管路均采用20#无缝钢管安装焊接（图6）。

图5 隔仓室结构设计

给车辆加油时，通过加油机自吸泵从储油罐出油系统输出所需要的油品，并通过加油机的二次油气回收系统，把加油时产生的油气送回储油罐内。储油罐内部油气通过通气管上部的阻火呼吸阀，和大气相通。

图6 30 m3双壁储油罐和输油管路、油气回收系统（2#和3#）

6）数显自吸泵加油机。该加油装置配备两台税控三油品三枪三显撬装自吸泵加油机（二汽一柴，2把汽枪带分散式油气回收装置），加油机配置TOKHEIM流量计、TOKHEIM泵、OPW油枪、金属按键，大液晶显示，两级过滤器，防作弊系统，正面一面挂3 把枪，配紧急开关、静电释放器。配OPW 油气回收枪、OPW 拉断阀、德国DURR 真空泵、OPW 油气回收胶管。以及感应IC 卡装置和加油站感应卡管理系统。

7）防爆配电箱和电气系统设计。该加油装置采用BEP56防爆配电箱，配电箱材质为铝合金，表面喷塑处理。配电箱防爆等级：Exde IIB T6 Gb；安装方式：户内挂式；进出线口方式：上进上出。配电箱控制油泵电动机、加油机电源、防爆照明、顶棚照明、液位仪控制台和备用电源等电气系统（图7）。

8）撬装站液位仪控制台。可同时监控1～4 个油仓，直观显示油高、油体积、水高、水体积、标准体积和油品，五点平均温度及油罐周围气体的浓度；自动监测卸油情况；逐点导入容积表，充分保证油品体积的准确性；具有声光报警功能（实现高低液位报警、预警、以及水位高报警、油气浓度检测报警、静电接地报警）；高低液位制动和气体浓度过高制动；油罐渗漏检测；网络上传。

图7 橇装控制箱电气图

9）人孔紧急泄压装置。安装在储罐顶部人孔处，在阻火呼吸阀正常工作情况下，紧急泄压人孔基本保持密封状态，储罐处于正常压力。当呼吸阀正常工作满足不了因意外原因造成储罐内压力急剧超压，大于设计压力的90%时，泄压人孔的泄压盖自动顶开，进行紧急泄压，使罐内压力保持正常；当罐内压力急剧减压或超真空时，吸入阀便开启，急剧吸入大气，维护罐内正常压力；当吸入大气带有火花、火焰时，阻火层起到“器壁效应”的作用来阻止火焰的通过，以保护储罐的安全。

10）悬挂式自动干粉灭火装置。是通过两节杆、支架等以吊挂或壁装的形式将超细干粉自动灭火装置置于被保护物上方。其感温元件敏锐，启动迅速，其喷射后的灭火剂通过向上的后座力，在保护物或空气中弥散均匀、快速；不占空间，可以合理规划于狭小的空间内，其灭火装置下方灭火支撑物。

由于充装的灭火剂粒径小，流动性好，有良好抗复燃性、弥散性和电绝缘性，灭火剂与火焰反应产生的大量玻离状物质吸附着在被保护物表面形成一层隔离层；因此既能应用于相对封闭空间全淹没灭火，也可用于开放场所局部保护灭火[8]。

11）防溢流防静电装置。防溢流防静电传感器能够有效防止液体溢出，与储油罐的卸油管相连，当油罐内的液位升到油罐容量的95%时，能自动关闭卸油管，同时保证静电接地电阻符合安全标准规定，组成加油装置防溢流防静电传感器系统。通过标准接线插座和插头实现油罐车和加油装置的对接，配套加油装置防溢流防静电控制系统，确保输油灌装过程中的安全和环保。

12）高温自动断油保护阀。位于储油罐的出油管道和加油机的进油管道上，受熔断片控制的阀门。该阀正常情况下处于开启状态，发生火灾时其熔断片感受火焰的热量会熔化导致阀门自动关闭。

13）排污系统设计。储油罐内部需要清理清洗时，应设置排污系统，对清洗完的储罐内部进行排污。应在罐内底部中间位置设置排污槽，上面用镀锌多孔板和不锈钢网覆盖焊接牢固，起到过滤的作用，通过排污管和排污阀通向储油罐外部[9]。