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液化石油气气瓶充装站主讲：尚巍自治区特种设备检验研究院自治区特种设备检验研究院第一节液化石油气及液化石油气气瓶充装站一、液化石油气及液化石油气的化物特性所谓液化石油气，顾名思义，就是石油气液化成的液体。它是采和炼制石油过程中的副产品。特别是液化石油气作为燃料已成为当今社会进步、经济发展、人们生活中的必需品，它对节约能源、改善环境、促进经济发展起着巨大的作用，在我国，液化石油气的生产、运输、贮存和销售已经成为一个专门的工业。我国液化石油气发展成为一个独立的燃料供应部门，1956年北京成立了我国第一家液化石油气公司，发展了约5000用户，随后相继在上海、天津、沈阳、南京、哈尔滨、石家庄等地建立。液化石油气的主要成分有：丙烷（C3H8），丙烯（C3H6），正丁第2页自治区特种设备检验研究院烷（C8H10），异丁烷（C4H10），丁烯-1（C4H8），顺丁烯-2（C4H8），反丁烯-2（C4H8），异丁烯（C4H8）等八种（C代表碳，H代表氢，例如C3表示3个碳原子，H8表示8个氢原子，其它依次类推），液化石油气各成分的分子式与结构式如表7.1。表7-1液化石油气各成分的分子式与结构式第3页自治区特种设备检验研究院还含有戊烷（即残液）、硫化物和水等杂质。1980年我国对液化石油气的质量标准作了明确规定。见表7.2。第4页自治区特种设备检验研究院3.液化石油气的化物特性在一定压力条件下的液化气体，液化石油气无色透明汽化后的石油气有一种特殊的臭味，由于它比空气重，在气态下比空气重2倍左右，易在地面扩散，积聚在低洼处。(1)、在空气中的爆炸界限1.8—9.5%。爆炸范围虽然不宽，但因其下限小，容易引起爆炸。一旦泄漏易在地面及低洼处积存更容易形成爆炸隐患。(2)、自燃点446—480℃。(3)、毒性使人因缺氧而引起窒息，液体触及皮肤可能造成冻伤。最高容许浓度：1000PPM（1800mg/m3）。(4)、液化石油气的饱和蒸气压随温度的升高而急剧增加，以丙烷为例，10℃时丙烷的饱和蒸气压为0.65MPa，20℃时即为0.85MPa，30℃时为1.09MPa，40℃时1.40MPa，60℃时为2.14MPa。第5页自治区特种设备检验研究院(5)、液态的液化石油气膨胀系数也比较大，一般是水的10—16倍。由于液态的液化石油气膨胀系数大，在满液的气瓶中，温度每升高1℃，压力将增大10—20kg/cm2。(6)、液化石油气的充装系数0.425kg/L。(7)、液化石油气气液比在250以上，即1升的液体液化石油气完全气化后，体积在250升以上。(8)、临界温度：丙烷的临界温度95.6℃，在15℃时将丙烷加压0.7—0.8MPa丙烷气即可液化。丁烷的临界温度152.8℃，在15℃时将丁烷加压0.4—0.5MPa，丁烷气即可液化。第6页自治区特种设备检验研究院二、充装站设备国家将液化石油气的充装、运输、贮存、使用等的管理从液化气体中分出来，形成一个专门的管理系统，并有相应的国家标准，法律、法规。因此，液化石油气气瓶充装站也有相应的验收细则及要求。1、接收和贮存液化石油气；2、接收空瓶；3、回收残液；4、残液处理；5、灌装钢瓶；发送重瓶；6、检修钢瓶；7、站内设备的定期检查和日常维修。第7页自治区特种设备检验研究院液化石油气气瓶充装站按其规模分类，可分为：1、大型充装站。日灌瓶量在3000瓶以上；2、中型充装站。日灌瓶量为1000—3000瓶；3、小型充装站。日灌瓶量在1000瓶以下。按机械化、自动化程度分1、机械化、自动化充装站。2、半机械化、半自动化充装站。3、手工充装站（简易灌瓶站）。（一）贮存设备心脏设备。一般分4种，即：低温常压贮存设备，低温压力贮存设备，常温球形贮存设备和常温卧式贮存设备。第8页自治区特种设备检验研究院第9页图7.1球罐各部分名称支柱各部分名称自治区特种设备检验研究院第10页自治区特种设备检验研究院（二）贮罐安全附件1、安全阀安全阀是一种由进口静压开启的自动泄压防护装置，它是压力容器最为普通最为重要的安全附件之一。它的功能在于：容器内的压力超过某一定值时，依靠介质自身的压力自动开启阀门，迅速排出一定数量的流体。当容器内的压力降到允许值时，阀又自动关闭，使容器内的压力始终低于允许压力的上限，自动防止因超压而可能出现的事故，因此安全阀又叫安全门，保险阀，所以安全阀也被称为压力容器的最终保护装置。安全阀开放排气时，由于气体从阀中高速喷出，发出较大的响声，因而也能起到自动报警的作用。（见图7.3）弹簧式安全阀主要由阀体、阀芯、阀座、阀杆、弹簧、弹簧压盖、调节螺丝、销子、外罩等组成。第11页自治区特种设备检验研究院第12页图7.3弹簧式安全阀结构自治区特种设备检验研究院2、液位计（液面计）超量灌装是液化石油气液体贮罐发生破裂事故的主要原因，贮罐的液体存量多少以及是否超量灌装，主要依靠液位计来观测的。因此，液位计的设计、安装是否合理，质量优劣至关重要。液位计主要有：玻璃板式液体计，浮球磁力液位计，浮球液位计，翻球式浮力液位计，磁性翻板液位计。第13页图7.4玻璃板式液位计自治区特种设备检验研究院第14页图7.5翻球式浮子液位计图7.6磁性翻板液位计自治区特种设备检验研究院3、压力表（图7.7）压力表是测量贮罐或管道内压力大小的仪表。在贮罐上装设压力表，可以直接指示贮罐内的压力值，以便监视和控制罐内的压力不超过允许值，保证贮罐的安全使用。贮罐上使用的压力表精度应为1.5级，压力表表盘直径应为100—150mm之间，压力表量程应为工作压力的1.5—3倍。第15页图7.7扇形齿轮传动的弹簧管压力表1、接头；2、刻度盘；3、指针；4、机座；5、弹簧管；6、传动机构；7、连杆；8、中心齿轮；9、游丝；10、下夹板；11、扇形齿轮；12、轮；13、调整螺丝自治区特种设备检验研究院4、温度计温度计是用来测量液化石油气贮罐内温度变化的仪表。对于液化石油气的存贮，其温度是一个重要参数。其饱和蒸气压随温度的变化而迅速变化，因此必须有可靠、准确的测温仪表观测罐内的温度变化。严禁超温操作。液化石油气贮罐常用的温度计有玻璃管液体温度计、双金属温度计（见图7.8）和压力式温度计。第16页图7.8双金属温度计1、指针；2、度盘；3、保护管；4、调轴；5、自由端；6、感应元件；7、固定端自治区特种设备检验研究院5、截止阀液化石油气贮罐的进液口、出液口、气相口、排污口、排气口、安全阀口、回流口等均需装设阀门。一般均装用截止阀。因J41N-40型截止阀的密封面材料为尼龙1010，填料为聚四氟乙烯，其密封性和耐蚀性最好。截止阀的作用是利用阀芯（又称阀瓣）的开度来调节液体流量和开、关流体通路。截止阀的优点是：结构简单，密封性能好，制造和维修方便。安装截止阀时，必须使液化石油气的流向与阀体上箭头指示的方向一致，即由下向上流过阀芯与阀座之间的空隙，以减小流动阻力，便于阀门开启。第17页自治区特种设备检验研究院第18页图7.9截止阀的结构1、手轮；2、阀杆；3、阀盖；4、填料；5、阀芯；6、阀体；7、阀座自治区特种设备检验研究院6、过流阀过流阀是一种安全装置，管道正常工作时，通过规定的流量，过流阀打开。当管道或附件破裂或其他原因造成液化石油气管内流量急增时，阀门自动关闭，从而避免事故的发生。（三）管道1、液化石油气管线设计的一般原则A先进安全B经济合理C便于维修2、液化石油气贮罐站工艺管道A安装敷设要求①站内的液化石油气管道应选用无缝钢管。由于工艺要求局部采用耐第19页自治区特种设备检验研究院油橡胶管时，其允许压力不应小于管道设计压力的4倍。②敷设在生产区的所有管道，不允许以管沟方式敷设。当局部地方必须采用管沟时，必须在管沟内充填沙子，以防液化石油气漏入管沟。③埋地管道应在冰冻线以下，且不得小于0.8m。同时要做好防腐处理。④管道与道路交叉时可采用高架敷设，但管底距路面不应小于4.5m。管架一定要牢固可靠，要用非燃烧材料制成。⑤管道的间距应便于施工、安装和检修。⑥管道弯头应采用煨制弯头，弯头曲率为管径的4—5倍。⑦管道焊缝应全部进行无损探伤。管道连接采用焊接和法兰连接，要考虑到便于检修和更换管道。管径小于20mm的管道及阀门，可以采用螺纹连接。⑧经常操作的阀门可集中布置。两阀门之间的封闭液相管道上要装第20页自治区特种设备检验研究院设管道安全阀。⑨阀门及附件应比液化石油气管路系统设计压力高一级。严禁采用灰铸铁阀门。⑩管道应设导静电装置，平行敷设的管道每隔20—30m应跨接一次。法兰连接处一定要有良好的跨接，接地电阻不大于10Ω。B贮罐区管道①贮罐区的工艺管道应考虑操作方便、便于检修、能互相倒罐及发生事故便于抢救。②贮罐区的工艺管线布置应力求短。管带要单层、低支架敷设，管底距地面一般取0.3-0.5m。③管道最低点应设排水阀；最高点应设排气阀；进液总管上应设取样阀；贮罐液气相出口管道应设紧急切断阀。C灌瓶间管道①灌瓶间的工艺管线有液化石油气的气、液相管道，残液和压缩空气管道等四种第21页自治区特种设备检验研究院第22页自治区特种设备检验研究院第23页图7.10ZG—0.75/16—24型循环压缩机外形1—压缩机；2—电机；3—仪表盘；4—进口管；5—出口管；6—底座；7—地脚螺栓自治区特种设备检验研究院（四）灌装秤是控制充装量的重要设备，由于液化石油气超过规定数量充装十分容易造成液化石油气钢瓶爆炸事故的发生，因此《气瓶充装许可监督管理规则》中规定大型液化石油气充装站必须安装超装自动切断气源的灌装秤，小型充装站必须安装超装自动报警装置。灌装秤是在台秤上安装灌装控制系统，液化石油气灌装秤分为机械控制灌装秤和气动控制灌装秤。1、台秤第24页1—承重板；2—承重板支脚；3—轮子；4—长承重杠杆；5—联结环；6—短承重杠杆；7—秤座；8—立柱筒；9—联结杆；10—调整铊；11—顶板；12—止动器；13—固定的平衡指标；14—增铊盘；15—刻度标尺；16—计量杠杆；17—游铊自治区特种设备检验研究院2.机械控制灌装秤第25页图7.12机械控制系统示意图1.卡轮；2.滚轮；3.卡爪；4.支架螺栓；5.中钩；6.卡板；7.弹簧板；8.制锁杆；9.手柄；10.接头；11.弹簧阀；12.调节螺丝3.气动控制灌装秤图7.13气动控制示意图1．分水滤气器；2.减压阀；3.贯穿发讯器；4.挡片；5.单向放大器；6.气阀；7.气阻；8.计量杠杆自治区特种设备检验研究院（五）灌瓶嘴1、气动灌瓶嘴（1）.安全使用方法①用钩子钩住角阀阀体后侧，将接头对正角阀口，将灌瓶嘴装在角阀内，按动压缩空气手阀，即可灌装。②灌装完毕后，握住气动灌瓶嘴，反向按动压缩空气手阀将灌瓶嘴卸下。③在使用时，要保证接头和角阀连接部位无泄漏。（2）.安全使用注意事项①操作工人必须是经过专门培训后合格的人员。②经常检查和维修，以保证各部机件灵活完好，密封无损，无泄漏。③使用时以保证灌瓶嘴连接在角阀上有足够的夹紧力和液化石油气第26页自治区特种设备检验研究院角阀的开启度。2、机械灌瓶嘴（六）机械化、自动化灌装转盘液化石油气机械化、自动化灌装转盘，是贮灌站（厂）最为理想的先进灌装设备。它具有生产效率高、运动温度低、事故隐患少、安全可靠、适用性强等优点。被国内外大型液化石油气公司（厂）应用。外传动和中心传动两种。充装工艺及工艺流程(一)充装站的基本流程充装站虽然有大、中、小型之分和机械化、自动化程度不同，但其基本工艺流程是相同的。充装站的基本工艺流程如图7.14所示。第27页自治区特种设备检验研究院第28页图7.14充装站的基本工艺流程示意图自治区特种设备检验研究院（二）液化石油气接收工艺将液化石油气输入贮灌的工艺叫接收，俗称“进液”。接收的方式有汽车罐车、铁路罐车、船舶运送和管道输送四种。铁路罐车和汽车罐车的卸车工艺基本相同。这里把这两种罐车统称为“罐车”。1、利用压缩机卸车这是目前国内常用的卸车方法之一。它工艺简单，卸车损失小，可几台罐车同时卸车。罐车升压需要一定时间，需罐区运行岗位和压缩机岗位配合作业。工艺原理利用压缩机抽贮罐气，升压后