什么是天然气矿场集输?
天然气的主要成分是可燃的烃类气体,一般包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等,其中甲烷的比例远远高于其他烃类气体。除了可燃的烃类气体外,天然气中还可能含有少量的CO2、N2、H2S、水蒸气以及微量的其他气体。
同油田一样,从井口到天然气外输之间所有的生产过程均属气田集输生产范畴。气田集输系统的作用是收集天然气,经降压、分离、净化使天然气达到符合管输要求的条件,然后输往外输管道首站。
天然气从井口采出后,先经过一级节流降压、水套炉加热,再经过二级节流降压,然后进入分离器中,使天然气中的机械杂质、游离水和凝析油分离开来。天然气经过计量后被送入集气干线,而分离器出来的液体经过油水分离、计量后,将水回注或处理后排放,液烃则运往炼油厂处理。
气井井场的流程分为单井集气流程和多井集气流程两大类。单井常温分离集气工艺流程一般适用于气田建设初期气井少、分散、气井压力不高、用户近、供气量不大、不含或微含硫的单井生产和气处理,对井距远、采气管线长的边远井,这种集气方式仍然十分适宜。
如果把多口井的天然气集中到某一处进行集中处理,则称为多井集气流程或集气站流程。
各个井都是通过放射状集气管线到集气站集中的,其主要流程是二级节流、一级加热、一级分离,适用于气体基本不含固体杂质和游离水(或在井场上已经进行完初步处理)的情况。
多井常温分离的集气站流程与单井集气流程相比,具有所需设备和操作人员较少、人员集中、便于管理的优点,在气田上得到了广泛应用。
气井单井集气流程示意图如图6-23所示。
图6-23 气井单井集气流程示意图
天然气中含有水蒸气,有些还含有H2S和CO2(酸性气体)。酸性气体会使管线和设备腐蚀,同时也不符合化工原料的要求,必须进行脱除。
天然气净化主要包括天然气脱硫、脱水和天然气凝液回收。
(1)天然气脱硫。
天然气脱硫实际上是脱除气体中常含有的有机硫化合物和H2S、CO2等酸性气体,也称天然气净化。
(2)天然气脱水。
从天然气中脱出水分,常规的是溶剂吸收和固体干燥剂吸附两种方法。目前广泛使用的是三甘醇吸收脱水和分子筛吸附脱水。
(3)天然气凝液回收。
天然气凝液(NGL)回收工艺主要有:
①吸附法。利用固体吸附剂对各种烃类吸附容量的不同,使天然气中各组分得以分离。
②油吸收法。利用天然气中各组分在吸收油中溶解度的不同,使不同烃类得以分离。
③冷凝分离法。利用天然气中各种组分冷凝温度不同的特点,在逐步降温过程中,将沸点较高的组分分离出来。
1.隔氧窒息、辐射热阻隔、吸热冷却作用。
2.水溶性液体火灾必须选用抗溶性泡沫液。
3.扑救水溶性液体火灾应采用液上喷射或半液下喷射泡沫,不能采用液下喷射。
4.对于非水溶性液体火灾,当采用液上喷射时,选用蛋白、氟蛋白、成膜氟蛋白或水成膜泡沫液均可;当采用液下喷射时,不得选用蛋白泡沫液。
5.泡沫液储存温度应为0~40℃。
一般由泡沫液储罐、泡沫消防泵、泡沫比例混合器、泡沫产生装置、火灾探测器与启动控制装置、控制阀门及管道等系统组件组成。
1)液上喷射系统:泡沫不易受油的污染,可选用廉价的普通蛋白泡沫液,有固定式、半固定式、移动式三种应用形式。
2)液下喷射系统:泡沫注入液体燃烧层下部之后上升至液体表面扩散开形成一个泡沫层,有固定式和半固定式。
3)半液下喷射系统:泡沫从储罐底部注入,并通过软管浮升到液体表面进行灭火。
1)固定式系统:由固定的泡沫消防水泵、泡沫混合液泵、泡沫比例混合器、泡沫产生装置和管道组成的。
2)半固定式系统:由固定的泡沫产生器和部分连接管道,泡沫消防车或机动泵,用水带连接组成的。
3)移动式系统:由消防车、机动消防泵或有压水源、泡沫比例混合器、泡沫枪、泡沫炮或移动式泡沫产生器,用水带连接组成的。
1)低倍数泡沫灭火系统:发泡倍数小于20的泡沫灭火系统,是甲乙丙类液体储罐及石油化工装置区等场所的首选灭火系统。
2)中倍数泡沫灭火系统:发泡倍数为20~200的泡沫灭火系统,在实际工程中应用较少,且多用作辅助灭火设施。
3)高倍数泡沫灭火系统:发泡倍数大于200的泡沫灭火系统。
1)全淹没系统:防护区封闭或由围挡,并在规定时间内达到一定泡沫淹没深度。
2)局部应用系统:由固定泡沫产生器直接或通过导泡筒将泡沫喷放倒火灾部位。
3)移动系统:车载式或便携式系统。
4)泡沫-水喷淋系统:由喷头、报警阀组、水流报警装置(水流指示器或压力开关)等组件,以及管道、泡沫液与供水设施组成。
5)泡沫喷雾系统:采用泡沫喷雾头,在发生火灾时按预定时间与供给强度喷洒泡沫。
1.甲乙丙类液体储罐区宜选用低倍数泡沫灭火系统。
2.油罐中倍数泡沫灭火系统宜为半固定式。
3.储罐区泡沫灭火系统的选择
1)烃类液体固定顶储罐:可选用液上、液下或半液下喷射系统。
2)水溶性甲乙丙类液体固定顶储罐:应选用液上或半液下喷射系统。
3)外浮顶和内浮顶储罐:应选用液上喷射系统。
4)烃类液体外浮顶、内浮顶储罐、直径大于18m的固定顶储罐以及水溶性液体的立式储罐不得选用泡沫炮作为主要灭火设施。
5)高度大于7m直径大于9m的固定顶储罐不得选用泡沫枪作为主要灭火设施。
6)油罐中倍数泡沫灭火系统:应选用液上喷射系统。
1)封闭空间。
2)设有阻止泡沫流失的固定围墙或其他围挡设施的场所。
1)小型封闭空间场所。
2)设有阻止泡沫流失的固定围墙或其他围挡设施的小场所。
1)四周不完全封闭的A类与B类火灾场所。
2)天然气液化站与接收站的集液池或储罐围堰区。
1)四周不完全封闭的A类火灾场所。
2)限定位置的流散B类火灾场所。
3)固定位置面积不大于100㎡的流淌B类火灾场所。
1)发生火灾的部位难以确定或人员难以接近的火灾场所。
2)流淌的B类火灾场所。
3)发生火灾时需要排烟、降温或排除有害气体的封闭空间。
1)发生火灾的部位难以确定或人员难以接近的较小火灾场所。
2)流散的B类火灾场所。
3)不大于100㎡的流淌B类火灾场所。
1)具有非水溶性液体泄漏火灾危险的室内场所。
2)存放量不超过25L/㎡或超过25L/㎡但有缓冲物的水溶性液体室内场所。
1)独立变电站的油浸电力变压器。
2)面积不大于200㎡的非水溶性液体室内场所。
1)扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量,应按罐内用量、该罐辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和最大的储罐确定。
2)设置固定式泡沫灭火系统的储罐区,应配置用于扑救液体流散火灾的辅助泡沫枪,每支辅助泡沫枪的泡沫混合液流量不应小于240L/min。
3)采用固定式泡沫灭火系统的储罐区,宜沿防火堤外均匀布置连接泡沫枪的泡沫消火栓,且间距不应大于60m。
4)固定式泡沫灭火系统的泡沫混合液流量大于或等于100L/s时,系统的泵、比例混合装置及管道上的控制阀、干管控制阀宜具备远程控制功能。
5)储罐区的固定式泡沫灭火系统应具备半固定式系统功能。
6)固定式泡沫灭火系统的设计应满足在泡沫液泵或泡沫混合液泵启动后,将泡沫混合液或泡沫输送到保护对象的时间不大于5min。
1)固定顶储罐的保护面积,应按储罐横截面面积计算。
2)非水溶性液体储罐液上喷射泡沫系统泡沫混合液供给强度和连续供给时间:
①固定、半固定式:蛋白(6L/min·㎡、甲乙类40min、丙类30min);氟蛋白、水成膜、成膜氟蛋白(5L/min·㎡、甲乙类45min、丙类30min)。
②移动式系统:蛋白、氟蛋白(8L/min·㎡、甲乙类60min、丙类45min);水成膜、成膜氟蛋白(6.5L/min·㎡、甲乙类60min、丙类45min)。
3)非水溶性液体储挂液下或半液下喷射系统,其泡沫混合液供给强度不应小于5L/min·㎡,连续供给时间不应小于40min。
4)水溶性和其他对普通泡沫有破坏作用的甲乙丙类液体储罐液上或半液下喷射系统泡沫混合液供给强度及连续供给时间:
①丙酮、异丙醇(12L/min·㎡、30min)。
②甲醇、乙醇、丁酮、丙烯腈、醋酸乙酯(12L/min·㎡、25min)。
③含氧添加剂含量体积比大于10%的汽油(6L/min·㎡、40min)。
5)泡沫产生器数量大于1个时,应选用相同规格的且应沿罐周均匀布置。
6)水溶性液体储罐,应设置泡沫缓冲装置。
1)钢质单盘式与双盘式外浮顶储罐的保护面积,应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定。
2)非水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于12.5L/min·㎡,供给时间不应小于30min。
3)外浮顶罐泡沫堰板的设计:
①泡沫喷射口设在上面,泡沫堰板应高出密封圈0.2m;设在下面,堰板高度不应小于0.3m
②泡沫喷射口设在罐壁顶部,泡沫堰板与罐壁的间距不应小于0.6m;设在浮顶上时,泡沫堰板与罐壁的间距不宜小于0.6m。
③应在泡沫堰板最低部位设排水孔,面积宜按每1㎡环形面积280m㎡确定,排水孔高度不宜大于9mm。
4)泡沫喷射口设在罐壁顶部时,应配置泡沫导流罩。
5)直径不大于45m的外浮顶储罐,需设置带闷盖的管牙接口;直径大于45m的外浮顶储罐,需设置二分水器。管牙接口或二分水器应由管道介质防火堤外。
1)钢质单盘式、双盘式与敞口隔舱式内浮顶储罐的保护面积,应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定,其他内浮顶储罐应按固定顶储罐对待。
2)钢质单盘式、双盘式和敞口隔舱式内浮顶储罐:
①泡沫堰板与罐壁的距离不应小于0.55m,高度不应小于0.5m。
②单个泡沫产生器的保护周长不应大于24m。
③非水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于12.5L/min·㎡,水溶性液体的泡沫混合液供给强度不应小于固定顶储罐的1.5倍,供给时间不应小于30min。
3)按固定顶储罐对待的内浮顶储罐:
①非水溶性液体的泡沫混合液供给强度和连续供给时间均同固定顶储罐。
②水溶性液体的泡沫混合液供给强度和连续供给时间,当设有泡沫缓冲装置时均同固定顶储罐;未设泡沫缓冲装置时,泡沫混合液供给强度同固定顶储罐,供给时间不小于固定顶储罐的1.5倍。
1)火车装卸栈台的泡沫混合液量不应小于30L/s、汽车装卸栈台不应小于8L/s,泡沫混合供给时间不应小于30min。
2)保护设有围堰的非水溶性液体流淌火灾场所时,其保护面积应按围堰包围的地面面积与其中不燃结构占据的面积之差计算。
泡沫混合液供给强度与连续供给时间:
①蛋白、氟蛋白(6.5L/min·㎡、甲乙类40min、丙类30min)。
②水成膜、成膜氟蛋白(6.5L/min·㎡、甲乙类30min、丙类20min)。
3)甲乙丙类液体泄漏导致的室外流淌火灾产所设置泡沫枪、泡沫炮系统的泡沫混合液与供给强度:
①蛋白、氟蛋白(6.5L/min·㎡、15min、非水溶性液体)。
②水成膜、成膜蛋白(5L/min·㎡、15min、非水溶性液体)。
③抗溶泡沫(12L/min·㎡、15min、水溶性液体)。
1)由固定的泡沫发生器、比例混合装置、固定泡沫液与供水管路、水泵及相关设备组成。
2)应为封闭或设置灭火所需的固定围挡区域:
①泡沫围挡应为不燃结构,且在系统设计灭火时间内具备围挡泡沫能力。
②门窗等位于设计淹没深度以下的开口,应在泡沫喷放前或同时关闭。
③对于不能自动关闭的开口,全淹没系统应对其泡沫损失进行补偿。
④在泡沫淹没深度以下设置窗口时,宜在窗口设置网孔尺寸不大于3.15mm的钢丝网或钢丝纱窗。
⑤利用防护区外部空气发泡的封闭空间,应设置排气口,其位置应避免燃烧产物或其他有害气物回流到泡沫发生器进气口。排气口应能自动、手动开启,排气速度不宜超过5m/s。
⑥防护区内应设置排水设施。
3)高倍数泡沫淹没深度:
①扑救A类火灾,淹没深度不应小于最高保护对象高度的1.1倍,且应高于最高保护对象最高点以上0.6m。
②扑救B类火灾,汽油、煤油、柴油或苯类火灾的淹没深度应高于起火部位2m。
4)高倍数泡沫淹没时间:
①闪点不超过40°C的液体(单独2min、联合3min)。
②闪点超过40°C的液体(单独3min、联合4min)。
④低密度可燃物(单独3min、联合4min)。
⑤高密度可燃物(单独5min、联合7min)。
⑥系统喷放泡沫延时不宜超过1min,超过1min时,应从上述时间中扣除超出的时间。
5)高倍数泡沫系统的泡沫液和水的连续供给时间:
①扑救A类火灾,不应小于25min。
②扑救B类火灾,不应小于15min。
6)A类火灾淹没体积的保持时间:
①单独使用时,应大于60min。
②联合使用时,应大于30min。
1)保护范围应包括火灾蔓延的所有区域;对于多层或三维立体火灾应提供泡沫封堵设施;对于室外场所应考虑风等气候因素的影响。
2)高倍数泡沫的供给速率:
①淹没或覆盖保护对象的时间不应大于2min。
②淹没或覆盖A类火灾保护对象的厚度不应小于0.6m。
③对于汽油、煤油、柴油或苯,覆盖起火部位厚度不应小于2m。
3)扑救A类和B类火灾时,泡沫连续供给时间不应小于12min。
4)设置在液化天然气集液池或储罐围堰区时:
①应选择固定式系统,并设施导泡筒。
②宜采用发泡倍数为300~500倍的泡沫发生器。
③泡沫混合液供给强度缺乏试验数据时,才采用大衣7.2L/min·㎡。
④系统泡沫液和水的连续供给时间不宜小于40min。
⑤保护场所应由适合设置导泡筒的位置。
5)中倍数泡沫灭火系统,对于A类火灾:
①覆盖保护对象的时间不应大于2min。
②覆盖保护对象最高点的厚度由试验确定。
③泡沫连续供给时间不应小于12min。
6)中倍数泡沫灭火系统,对于流散的或流淌面积不大于100㎡的B类火灾:
①沸点不低于45°C的非水溶性液体,泡沫混合液供给强度应大于4L/min·㎡。
②室内场所的最小泡沫供给时间应大于10min。
③室外场所的最小泡沫供给时间应大于15min。
④水溶性液体、沸点低于45°C的非水溶性液体应由试验确定。
1)高倍数泡沫的淹没和覆盖时间、供给速率与供给时间由保护对象的类型和规模确定。
2)高倍数泡沫系统的泡沫液和水的储备量:
①辅助高倍数全淹没或局部应用系统时,在其储备量中增加5%~10%。
②在消防车上配备时,每套系统的储备量不宜小于0.5t。
③用于扑救煤矿火灾时,每个矿山救护大队应储存大于2t的泡沫液。
3)对于沸点不低于45°C的非水溶性液体流散的B类火灾或流淌面积不大于100㎡的B类火灾,中倍数泡沫混合液供给强度应大于4L/min·㎡。
1)系统扑救一次火灾的泡沫混合液设计用量,应按罐内用量、该罐辅助泡沫枪用量、管道剩余量三者之和最大的储罐确定。
2)固定顶与内浮顶油罐的保护面积应为油罐的横截面积。
3)系统泡沫混合液供给强度不应小于4L/min·㎡,供给时间不小于30min。
4)设置中倍数泡沫灭火系统的油罐区,宜设置低倍数泡沫枪与泡沫栓。
5)固定顶与内浮顶油罐中倍泡沫灭火系统的泡沫产生器设置数量大于或等于3个时,可每两个产生器共享1根管道引至防火堤外。
6)油罐中倍数泡沫灭火剂应采用特制8%型蛋白泡沫液。
1)泡沫-水喷淋系统泡沫混合液供给时间不应小于10min,与水的连续供给时间不应小于60min。
2)泡沫-水雨淋与泡沫-预作用系统的控制:
①应同时具备自动、手动和应急机械启动功能。
②机械手动启动力不应超过180N。
③系统自动或手动启动后,泡沫液供给控制装置应自动随供水主控阀的动作而动作,或与之同时动作。
④系统应设置故障监视和报警装置,且应在主控制盘上显示。
3)泡沫液管线埋地敷设或地上敷设长度超过15m时,泡沫液应充满其管线,并应提供检查系统密封性的手段,且泡沫管线及其管件的温度应保持在泡沫液指定的储存温度范围内。
4)应设系统试验接口,管径应满足系统最大与最小流量要求。
5)应设安全排放或容纳设施,且排放或容纳两应按被保护液体最大泄漏量、固定系统喷洒量以及管枪喷射量之和确定。
6)当选用带闭式喷头的传动管传递火灾信号时,传动管长度不应大于300m,公称直径宜为15~25mm,传动管上喷头应选用快速响应喷头,布置间距不宜大于2.5m。
1)保护面积应按保护场所内的水平面面积或水平面投影面积确定。
2)应设置雨淋阀、水力警铃,并应在每个雨淋阀出口管路上设置压力开关,喷头数小于10个的单区系统可不设雨淋阀和压力开关。
3)自雨淋阀开启至系统各喷头达到设计喷洒流量的时间不得超过60s。
4)任意四个相邻喷头组成的四边形保护面积内的平均泡沫混合液供给强度不应小于设计供给强度。
1)系统的作用面积应为465㎡,不足时按实际面积确定或采用试验值。
2)系统供给强度不应小于6.5L/min·㎡。
3)系统输送的泡沫混合液应在8L/s至最大设计流量范围内达到额定的混合比。
4)应选用闭式洒水喷头,设在屋顶时公称动作温度应为121~149°C(蓝色),设在中间层面时公称动作温度应为57~79°C(橙、红、黄),环境温度较高时公称动作温度宜高于环境最高温度30°C。
5)任意四个相邻喷头组成的四边形保护面积内的平均供给强度不应小于设计供给强度,且不宜大于设计供给强度的1.2倍。
6)每只喷头的保护面积不应大于12㎡。
7)同一支管上两只相邻喷头或两条相邻平行支管的水平间距不应大于3.6m。
8)充注泡沫预混液系统的环境温度宜为5~40°C.
9)充水时,在8L/s的流量下,自系统启动至喷泡沫的时间不应大于2min,充水系统的环境温度应为4~70°C。
9)泡沫-预作用与泡沫-干式系统的管道充水时间不宜大于1min。
10)泡沫-预作用系统每个报警阀控制喷头数不应超过800只,干式不宜超过500只。
1)保护油浸电力变压器时,系统的保护面积应按变压器油箱本体水平投影且四周外延1m计算确定。
2)泡沫液供给强度不应小于8L/min·㎡,连续供给时间不应小于15min。
3)喷头的设置应使泡沫覆盖变压器油箱顶面,且每个变压器进出线绝缘套管升高座孔口应设置单独的喷头保护,喷头雾化角宜为60°,其他喷头的雾化角不应大于90°。
4)系统所用泡沫灭火剂的灭火性能为I级,抗烧水平不应低于C级。
5)保护非水溶性液体室内场所时,供给强度不应小于6.5L/min·㎡,连续供给时间不应小于10min。
6)喷头应带过滤器,工作压力不应小于其额定压力,且不宜高于其额定压力0.1MPa。
7)当系统采用预混液时,其有效使用期不宜小于3年。
8)系统应同时具备自动、手动和应急机械启动方式。自动控制状态下,灭火系统的响应时间不应大于60s。
1)应选择特性曲线平缓的离心泵。
2)采用水力驱动平衡式比例混合装置时,应将其消耗的水流量计入泡沫消防水泵的额定流量内。
3)采用环泵式比例混合器时,泡沫混合液泵的额定流量应为系统设计流量的1.1倍。
4)泵进口管道上应设置真空压力表或真空表;出口管道上应设置压力表、单向阀和带控制阀的回流管。
1)应保证在设计流量下泡沫液供给压力大于最大水压力。
2)应设置备用泵,规格型号与工作泵相同,工作泵故障时应能自动与手动切换到备用泵。
3)泡沫液泵应耐受时长不低于10min的空载运行。
1)固定安装在泡沫消防泵的旁路上。
2)适用于建有独立泡沫消防泵站的场所,尤其适用储罐规格较单一的甲乙丙类液体储罐区。
3)采用环泵式比例混其时的设置要求:
①水池相对水位不宜过高,以保证泡沫比例混合器出口压力(背压)为零或负压。
②当其进口(即泡沫消防泵出口)压力为0.7~0.9MPa时,出口压力可为0.02~0.03MPa。
③泡沫液入口不应高于泡沫液储罐最低液面1m。
④比例混合器的出口压力大于零时,其吸液管上应设有防止水倒流入泡沫液储罐的措施。
⑤为防止泡沫比例混合器被异物堵塞或其他故障对系统安全性造成影响,要求并联安装一个备用泡沫比例混合器。
4)使用方法:启动消防泵,将水压调到系统所需压力,将比例混合器的指针转到所需要的泡沫混合液量指数上,开启比例混合器的阀门和泡沫液管路的阀门,水与泡沫液即按比例混合,混合液经管道输送到泡沫产生器,即可产生空气泡沫。
1)适用于低倍数泡沫灭火系统,也可用于集中控制流量基本不变的一个或多个防护区的全淹没式或局部应用式高倍数泡沫灭火系统。适用于全厂统一采用高压或稳高压消防给水系统的石油化工企业,尤其适用于分散设置独立泡沫站的石油化工生产装置区。
2)分为无囊式和囊式压力比例混合装置。
3)采用压力时泡沫比例混合器时的设计要求:
①单罐容积不宜大于10m³ 。
②无囊式压力比例混合器,当单罐容积大于5m³ 且储罐内无分隔设施时,宜设置一台小容积压力比例混合器,其容积不应大于0.5m³ ,并能保证系统按最大设计流量连续提供3min的泡沫混合液。
③应考虑囊或储罐内壁材料是否与水成膜泡沫液相适宜。
4)使用方法:混合器使用时,应首先开启排气阀,随后开启进水阀,当排气阀出水时即可关闭,待储罐内压力升到需要值时,可开启储液阀,混合液即可输出。
5)注意事项:混合器使用后,要将出液阀、进水阀分别关闭,然后开启排气阀,待压力表回零后,开启放液阀,将储罐内泡沫液和水放尽。
1)混合精度较高,适用的泡沫混合液流量范围较大,泡沫液储罐为常压储罐,平衡压力流量控制阀与泡沫比例混合器有分体式和一体式两种。
2)平衡式泡沫比例混合器设计要求:
①泡沫液进口压力应大于水进口压力。
②泡沫液进口管道上应设单向阀。
③采用水力驱动式泡沫液泵时可不设备用泵。
④泡沫液管道上应设冲洗及放空管道。
3)平衡式泡沫比例混合器使用条件:
①PHP型平衡式泡沫比例混合器必须垂直安装。
②PHP型平衡式泡沫比例混合器应与消防水泵和泡沫液泵配套使用。
③使用3%或6%型泡沫液时,必须按照泡沫液型号配用。
④使用时两只压力表指示的压力必须相同。
1)利用文丘里管的原理在混合腔内形成负压,安装在主管线上,泡沫液与水直接混合形成混合液。
2)主要用于移动式泡沫灭火系统,与泡沫炮、泡沫枪、泡沫产生器装配为一体使用。
3)管线式泡沫比例混合器设置要求:
①在低倍数泡沫灭火系统中,出口压力应满足克服混合器出口至泡沫产生装置的水头损失和泡沫产生装置进口需要的压力。
②在高倍数泡沫灭火系统中,水的进口压力范围为0.6MPa~1.2MPa,水流量范围为150L~900L/min。压力损失按进口水压力的35%计算。
③PHF系列管线式负压比例混合器进口压力应保持在0.6MPa~1.2MPa,应配用3%或6%泡沫液,应水平安装,与高倍数泡沫灭火系统的安装距离不应超过40m。
1)有横式和竖式两种,均安装在油罐壁的上部,安装形式不同,原理相同。
2)低倍数泡沫产生器的设置要求:
①固定顶储罐和按固定顶储罐对待的内浮顶储罐,宜选用立式泡沫产生器。
②进口工作压力应为额定值±0.1MPa。
③空气吸入口及露天的泡沫喷射口,应设置防止异物进入的金属网。
④横式泡沫产生器的出口,应设置不小于1m的泡沫管。
⑤外浮顶储罐上的泡沫产生器不应设置密封玻璃。
1)是从储罐内部液下喷射空气泡沫扑救油罐火灾的主要设备。
2)高背压泡沫产生器的设置要求:
①进口工作压力应在标定的工作压力范围内。
②出口工作压力大于泡沫管道的阻力和罐内液体静压力之和。
③发泡倍数不应小于2,且不应大于4。
1)发泡原理:水和高倍数泡沫混合液按要求的比例混合后,以一定的压力进入泡沫发生器,通过喷嘴以雾化形式均匀喷向发泡网,在网的内表面上形成一层混合液薄膜,有风叶送进来的气流将混合液薄膜吹胀成大量的气泡。
2)高倍数泡沫产生器应符合的规定:
①在防护区内设置并利用热烟气发泡时,应选用水力驱动型泡沫产生器。
②在防护区内固定设置泡沫产生器时,应采用不锈钢材料的发泡网。
1)发泡原理:分为吸气型和吹气型两种,吸气型和低倍数泡沫产生器相同,吹气型和高倍数泡沫产生器相同,吸气型发泡倍数地狱吹气型的泡沫产生器。
2)种类:有固定式(PZ3型和PZ6型)和手提式(PZ4型和PZ5型)。
3)固定式的安装在可燃、易燃液体储罐上,用来产生并向罐内喷射21~40倍的中倍数泡沫。手提式的与泡沫消防车或手抬泵和PHF型负压比例混合器配套使用。
4)中倍数泡沫产生器应符合的规定:
①发泡网应采用不锈钢网。
②安装在油罐上的中倍数泡沫产生器,进空气口应高出罐壁顶。
而人们长期以来通用的“天然气”的定义,是从能量角度出发的狭义定义,是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物。在石油地质学中,通常指油田气和气田气。其组成以烃类为主,并含有非烃气体。
天然气蕴藏在地下多孔隙岩层中,包括油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气等,也有少量出于煤层。它是优质燃料和化工原料。
天然气主要用途是作燃料,可制造炭黑、化学药品和液化石油气,由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料。天然气主要由气态低分子烃和非烃气体混合组成。
主要由甲烷(85%)和少量乙烷(9%)、丙烷(3%)、氮(2%)和丁烷(1%)组成。主要用作燃料,也用于制造乙醛、乙炔、氨、碳黑、乙醇、甲醛、烃类燃料、氢化油、甲醇、硝酸、合成气和氯乙烯等化学物的原料。天然气被压缩成液体进行贮存和运输。煤矿工人、硝酸制造者、发电厂工人、有机化学合成工、燃气使用者、石油精炼工等有机会接触本品。主要经呼吸道进入人体。属单纯窒息性气体。浓度高时因置换空气而引起缺氧,导致呼吸短促,知觉丧失严重者可因血氧过低窒息死亡。高压天然气可致冻伤。不完全燃烧可产生一氧化碳
天然气是存在于地下岩石储集层中以烃为主体的混合气体的统称,比重约0.65,比空气轻,具有无色、无味、无毒之特性。
天然气在空气中含量达到一定程度后会使人窒息。天然气处于高浓度的状态,并使空气中的氧气不足以维持生命的话,还是会致人死亡的,毕竟天然气不能用于人类呼吸。作为燃料,天然气也会因发生爆炸而造成伤亡。
中国天然气探明储量集中在10个大型盆地,依次为:渤海湾、四川、松辽、准噶尔、莺歌海-琼东南、柴达木、吐-哈、塔里木、渤海、鄂尔多斯。中国气田以中小型为主,大多数气田的地质构造比较复杂,勘探开发难度大。
扩展资料
天然气的用途:
1、天然气也可用作化工原料。以天然气为原料的化工生产装置投资省、能耗低、占地少、人员少、环保性好、运营成本低。
2、天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器、采暖及制冷,也用于造纸、冶金、采石、陶瓷、玻璃等行业,还可用于废料焚烧及干燥脱水处理。
3、天然气汽车的一氧化碳、氮氧化物与碳氢化合物排放水平都大大低于汽油、柴油发动机汽车,不积碳,不磨损,运营费用很低,是一种环保型汽车。
参考资料
百度百科-天然气
矿场油气集输是指把各分散油井所生产的石油及其产品集中起来,经过必要的初加工处理,使之成为合格的原油和天然气,然后分别送往长距离输油管线首站(或矿场原油库)或输气管线首站外输的全部工艺过程。集输工作过程示意图如图6-20所示。
图6-20 集输工作过程示意图
1 油气集输系统
在油田,从井口到原油和天然气外输之间所有的油气生产过程均属油气集输范畴。
油气集输工作的主要内容:
(1)油气计量,包括单井产物油、气、水的计量以及油气在处理过程中、外输至用户前的计量。集油、集气,即将单井计量后的油气水混合物汇集达到处理站(联合站),或将含水原油、天然气分别汇集送至原油处理及天然气集气站场。
(2)油气水分离,即将油气水混合物分离成液体和气体,将液体分离成含水原油及含油污水,必要时分离出固体杂质。
(3)原油脱水,即将含水原油破乳、沉降、分离,使原油含水率符合标准。
(4)原油稳定,即将原油中的C1~C4等轻组分脱出,使原油饱和蒸气压符合标准。
(5)原油储存,即将合格原油储存在油罐中,维持原油生产与销售的平衡。
(6)天然气脱水,即脱出天然气中的水分,保证其输送和冷却时的安全。
(7)天然气轻烃回收,即根据需要脱出天然气中部分C2、C3、C4、C5组分,保证其在管线输送时不析出液烃。
(8)液烃储存。将液化石油气(LPG)、天然气液(NGL)分别装在压力罐中,维持液烃生产与销售的平衡。
(9)输油、输气。将原油、天然气、液化石油气和天然气经计量后外输,或在油田配送给用户。
2 油气集输工程的规模
油田的生产特点是油气产量随开发时间呈上升、平稳、下降几个阶段,原油含水率则逐年升高,反映到地面集输系统中不仅是数量(油、气、水产量)的变化,也会发生质(如原油物性)的变化,所以要考虑在一定时期内以地面生产设施少量的变动去适应油田开发不同阶段的要求。油田油气集输工程的适用期一般为5~10年,按油田开发区规定的逐年产油量、产气量、气油比、含水率的变化,按10年中最大处理量确定生产规模。
1)油气集输流程
油气集输流程是油气在油气田内部流向的总说明,它包括以油气井井口为起点到以矿场原油库或输油、输气管线首站为终点的全部的工艺过程。油气集输流程是根据各油田的地质特点、采油工艺、原油和天然气物性、自然条件、建设条件等制定的。
2)油气分离
从井口出来的井液主要是水和烃类混合物。在油藏的高温、高压条件下天然气溶解在原油中,在井液从地下沿井筒向上流动和沿集输管道流动过程中,随着压力的降低,溶解在液相中的气体不断析出,形成了气液混合物,为了满足产品计量、处理、储存、运输和使用的需要必须将它们分开,这就是油气分离。三级油气分离流程见图6-21。
图6-21 三级油气分离流程示意图
1—来自井口的油气混合物;2—油气分离器;3—平衡气;4—原油;5—储罐;6—泵
如今已投入使用的天然气热值为39.6MJ/m3,液化石油气约为天然气的2.8倍。对于我们来说,可能对液化天然气的了解不是很多,所以为更清楚地了解液化天然气,下面来详细了解一下什么是是液化天然气以及液化天然气的优势,一起来看看吧。
一、什么是液化天然气
液化天然气是石化产品,在石油分馏是的轻成份气体在常温下加压液化,主要成份是碳4,(丁烷),就成为液化石油气。液化气一般是分装灌瓶,就是常见的煤气罐。也有集中减压气化,用管道分配给家庭使用的,家里可能就是这种情况。
二、液化天然气的优势
目前LNG作为天然气的利用方式,越来越多的应用在各个领域。其优越的物化特性让他在同类产品中的优势越来越明显,成为主流的天然气利用形式之一。
1.LNG体积比同质量的天然气小625倍,所以可用汽车、火车、轮船很方便地将LNG运到没有天然气的地方使用。国际贸易的天然气,以液体方式运输的达25%。
2.LNG储存效率高,占地少。投资省,10m3LNG储 存量 就可供1万户居民一天的生活用气。
3.LNG作为优质的车用燃料与汽油相比,它具有辛烷值高、抗爆性能好、发动机寿命长,燃料费用低,环保性能好等优点。它可将汽油汽车尾气中HC减少72%,NOx减少39%,CO减少90%,SOx、Pb降为零。
4.LNG汽化潜热高,液化过程中的冷量可回收利用。
5.由于LNG汽化后密度很低,只有空气的一半左右,稍有泄漏立即扩散,降低了引起爆炸的可能性。
6.由于LNG成分较纯,燃烧完全,燃烧后生成二氧化碳和水,所以它是很好的清洁燃料,有利于保护环境,减少城市污染。经过深冷过程,天然气中的硫成分以固体形式析出、分离,比其他燃料更清洁,燃烧时温室气体排放量更低,是一种“绿色”的能源。
以上就是今天给大家介绍的有关什么是是液化天然气以及液化天然气的优势的全部知识,通过这篇文章,相信大家对液化天然气有所了解了,希望可以给大家带来帮助,如果还想了解相关的知识,可以继续关注我们的网站。
2、天然气不溶于水,密度为0.7174kg/Nm3,相对密度(水)为0.45(液化)燃点(℃)为650,爆炸极限(V%)为5-15。在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。甲烷是最短和最轻的烃分子。
从广义的定义来说,天然气是指自然界中天然存在的一切气体,包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈中各种自然过程形成的气体。而人们长期以来通用的“天然气”的定义,是从能量角度出发的狭义定义,是指天然蕴藏于地层中的烃类和非烃类气体的混合物,主要存在于油田气、气田气、煤层气、泥火山气和生物生成气中。天然气又可分为伴生气和非伴生气两种。伴随原油共生,与原油同时被采出的油田气叫伴生气;非伴生气包括纯气田天然气和凝析气田天然气两种,在地层中都以气态存在。凝析气田天然气从地层流出井口后,随着压力和温度的下降,分离为气液两相,气相是凝析气田天然气,液相是凝析液,叫凝析油。 油田
与煤炭、石油等能源相比,天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少,产生的二氧化碳仅为煤的40%左右,产生的二氧化硫也很少。天然气燃烧后无废渣、废水产生,具有使用安全、热值高、洁净等优势。 但是,对于温室效应,天然气跟煤炭、石油一样会产生CO2。因此,不能把天然气当做新能源。
一、储油库
用于接收、储存、中转和发放原油或石油产品的企业和生产管理单位就是储油库。它是维系原油及其产品生产、加工、销售的纽带,是调节油品供求平衡的杠杆,又是国家石油及其产品供应和储备的基地,对于保障国家能源安全、保障人民生活、促进国民经济发展起着非常重要的作用。
(一)储油库的分类及作用
1.储油库的分类
(1)按管理体制和业务性质不同,可将储油库分为如图7-23所示的独立油库和企业附属油库两类。独立油库是专门从事接收、储存和发放油品作业的独立自主经营核算的企业和生产管理单位。企业附属油库是各企业为了满足本部门生产、经营需要而设置的油库,如油田的原油库(首站)等。
图7-23 油库类型(2)根据油库的储油能力不同,可将油库分为一级、二级、三级、四级和五级油库等。其划分标准见<ahref="B0DC4E6E29E34F15B01F67F688C049AD">表7-1</a>。
表7-1 石油库的等级划分
等级总容量,m3一级油库≥100000二级油库30000~100000
表7-1 石油库的等级划分(续)-1
等级总容量,m3三级油库10000~30000四级油库1000~10000五级油库<1000
除以上的分类外,还可按主要的建库形式分为地面油库、地下油库、半地下油库、山洞油库、水封石洞油库和海上油库等;按运输方式分为水运油库、陆运油库和水陆联运油库等;按照储存油品的种类分为原油库、成品油库、润滑油库等。
2.储油库的作用
储油库的性质不同,其作用也不同,大体可分为以下四个方面:
(1)原油生产基地,用于集积和中转油品。矿场原油库、海上油库是一种集积和中转性质的油库。其业务特点是储存品种单一,收发量大,周转频繁。
(2)油品供应基地,用于协调消费流通领域的平衡。销售企业的分配油库和部队的供应油库都是直接面向油品消费单位的流通部门。其业务特点是油品周转频繁,经营品种较多,每次数量相对较少,一般是铁路或油轮(水运油库)来油,桶装、汽车罐车或油驳向外发油。
(3)作为企业附属部门,用于保证生产。炼油厂的原油库、成品油库以及机场、港口等油库是企业附属油库,主要任务是保证生产的正常进行。
(4)石油战略储备基地,用于保证国家非常时期需要。石油战略储备油库的主要任务是为国家储存一定数量的战略油料,以保证市场稳定和紧急情况下的用油。因储备库大多具有重要的战略意义,对油库本身的防护能力和隐蔽要求都较高。因此,储备库大都建成地下库或山洞库。
(二)储罐的分类、结构和用途
1.储罐的分类
储罐是目前应用最普遍的一种油气储存设备,其种类繁杂。
(1)按照储罐的建筑特点,可分为地上储罐、地下储罐、半地下储罐和山洞罐。
(2)按照储罐的材质,可分为金属储罐和非金属储罐两类。金属罐是用钢板焊成的储存设备,具有施工方便、安全可靠、耐用、适宜储存各类油品等优点。非金属罐类型很多,如砖砌储罐、石砌储罐、钢筋混凝土储罐等,主要用于储存原油和重质油料,其特点是节省钢材,抗腐蚀性好,但施工周期长。
(3)根据储罐的形状,金属罐又分为立式圆柱形、卧式圆柱形和球形三类。立式圆柱形储罐按罐顶的结构又可分为固定顶储罐和活动顶储罐两类。固定顶储罐主要有锥顶罐和拱顶罐。活动顶储罐又可分为外浮顶和内浮顶两类。
(4)按储罐的设计压力,可分为常压储罐(最高设计压力为6kPa)、低压储罐(最高设计压力为103.4kPa)和压力储罐(设计压力大于103.4kPa)。常压储罐主要用于储存原油、汽油、柴油等液体油料;压力储罐主要用于储存液化石油气、液化天然气等气体燃料;低压储罐用来储存常温下饱和蒸气压较高的轻石脑油等。
2.几种常用储罐的结构和用途
1)立式圆柱形钢油罐
立式圆柱形钢油罐由底板、壁板、顶板及一些油罐附件组成。按照罐顶的结构形式,立式圆柱形钢油罐又分成很多种,目前应用最广泛的是拱顶罐、浮顶罐和内浮顶罐。
拱顶罐结构示意图见图7-24。其罐顶为球缺形,球缺半径一般为油罐直径的0.8~1.2倍。罐底由厚度为5~12mm的钢板焊接而成,直接铺在基础上。罐壁由若干层圈板焊接而成。拱顶罐主要用于储存低蒸气压油料。为了保证储油安全、方便操作,拱顶罐还需设置许多附件,如呼吸阀、通气管、测量仪表、量油孔、人孔、投光孔、阻火器、空气泡沫产生器等。
图7-24 拱顶罐结构示意图
浮顶罐的罐壁、罐底与拱顶罐相同,其罐顶浮在液面上,消除了油品上部的气体空间,减少了油品的蒸发损耗。浮顶罐的浮顶是由浮盘和密封装置组成的。浮盘的结构形式有单盘式和双盘式两种。单盘式浮顶的周边为环形浮船,中间为单层钢板;双盘式浮顶有上下两层盖板。
内浮顶罐是在拱顶罐内加装内浮顶构成的,内浮顶罐的油罐附件比外浮顶罐少得多。由于有固定顶盖的遮挡,浮盘上不会聚积雨水,而且可以避免风沙、尘土对油品的污染,因而不必设置排水折管、紧急排水口等。
2)卧式圆柱形钢储罐
卧式圆柱形钢储罐主要是由筒体和封盖组成,见图7-25。其特点是能承受较高的正压和负压,有利于减少油品蒸发损耗;可在工厂成批制造,然后直接运往工地安装;便于搬运和拆迁,机动性较大。这种储罐在油田常用作脱水器、分离器、分离缓冲罐、放空罐等。
图7-25 卧式罐示意图
1—筒体圈板;2—加强圈;3、5—人孔;4—进出油管;6—筒体圈板;7—三角支撑;8—碟形封头
3)球罐
如图7-26所示,球罐主要由球壳、支柱及附件组成,主要用于储存液化石油气、丙烷等石油化工原料。其特点是承压能力强,节省钢材,占地面积少,密封性能好,所储油料的蒸发损耗少。
图7-26 球罐结构示意图
4)常压低温储罐
常压低温储罐主要用来储存液化石油气和液化天然气。目前应用较多的是双金属式低温罐和预应力混凝土低温罐两种类型。
图7-27为储存液化天然气的双拱顶双壳体的金属罐,内罐壳体通常采用耐低温镍钢材料,外罐壳体采用普通碳钢,内外层之间填充珍珠岩绝热层。其内罐是封闭的,因而消除了因超装或地震引起的液体外溢问题。
吊顶双壳体预应力混凝土储罐如图7-28所示,其外壳用混凝土代替金属壳,储罐的内罐提供了一个“开顶”,这种储罐仅有一个压力源,运行安全、操作方便,是目前广泛应用的形式之一。
图7-27 双拱顶双壳体的金属罐
图7-28 吊顶双壳体预应力混凝土储罐
(三)油品的装卸作业
1.铁路装卸作业
1)铁路装卸系统
铁路装卸油方式是目前我国成品油装卸的主要形式,主要有轻油装卸系统和黏油装卸系统。
轻油装卸系统主要用于装卸各种型号的汽油、煤油等密度较小的油品,主要由装卸油鹤管、抽真空设备、放空扫线设施,以及集输油管道等组成,如图7-29所示。
黏油装卸系统主要用于装卸各种型号的润滑油、燃料油等黏度较大的油品,多采用下部装卸,见图7-30。
2)铁路装卸油设施
铁路油罐车是散装油品铁路运输的专用车辆。按其装载油品的性质,可分为轻油罐车、黏油罐车、液化气罐车三种类型。轻油罐车是运输汽油、煤油、柴油等油品的专用车,罐体外一般涂成银白色。黏油罐车用于运送原油、润滑油等黏度较大的油料。大多数黏油罐车设有加热装置和排油装置。一般运输原油的罐车外表涂成黑色,运送成品黏油的罐车外表涂成黄色。
图7-29 轻油装卸系统
1—装卸油鹤管;2—集油管;3—输油管;4—输油泵;5—真空泵;6—放空罐;7—真空罐;8—零位油罐;9—真空管;10—扫舱总管;11—扫舱短管;
图7-30 黏油装卸系统
1—油罐车下卸器;2—软管;3—集油管;4—油泵
液化气罐车用于运送常温下加压液化的石油烃类产品,如丙烷、丙烯等。
栈桥是铁路油罐车装卸油品作业的操作平台,其桥面一般高于轨面3.5m,宽1.5~2m,上部设置安全护栏,两端和沿栈桥每隔60~80m处设置上、下栈桥的梯子。栈桥有单侧操作和双侧操作两种。
鹤管是铁路油罐车上部装卸油品的专用设备,目前常用的有固定式万向鹤管、Dg100-I型轻油装卸鹤管、气动鹤管、卸油臂等。鹤管一般布置在栈桥两侧,鹤管间距一般为6m或12m。
2.水路装卸作业
油品的水路运输具有载运量大、能耗少、成本低、投资少的特点。下面介绍几种水路装卸油设施。
1)油船
油船是油料水上运输的主要工具。根据油船有无自航能力可将其分为油轮和油驳。油轮带有动力设备,可以自航,一般还设有输油、扫舱、加热以及消防等设施。油驳是指自身不带动力设备,依靠拖船牵引并利用油库的油泵和加热设备进行装卸和加热的油船。
2)LNG(LPG)运输船
LNG(LPG)运输船是运送液化天然气(液化石油气)的专用船舶,其上的液货舱是独立于船体的圆柱形或球形结构,一般采用低温的碳钢或镍合金钢制作,通常有全压式、半压/半制冷式、半压/全制冷式、全制冷式四种形式。
3)港口和装卸油码头
港口是供船舶进出、运输、锚泊及装卸作业的场所,主要包括装卸油码头、泊位、装卸设施、辅助设施等。装卸油码头是供船舶停靠进行装卸作业的水工建筑物。其类型很多,主要有近岸式固定码头、近岸式浮码头、栈桥式固定码头、外海油轮系泊码头等。
近岸式固定码头多利用天然海湾顺海岸建筑而成。这种码头整体性好,结构坚固耐久,施工作业比较简单。
近岸式浮码头是由趸船、趸船的锚系和支撑设施、引桥、护岸等部分组成,建在水位经常变动的港口,船舶可随水位涨落而升降。
栈桥式固定码头主要由引桥、工作平台和靠船墩等部分组成。这种码头借助引桥将泊位引向深水处。它停靠的船只多、吨位大,但修建困难。
近年来,油轮的吨位不断增加,十几万吨乃至几十万吨级的油轮已经普遍使用。随着油轮吨位的增加,船型尺寸和吃水也相应加大,近岸式码头已不能适应巨型油轮的需要,因此,油码头开始向外海发展。目前,外海油轮系泊码头主要有浮筒式单点系泊设施、浮筒式多点系泊设施、岛式系泊设施等三种形式。
3.公路装卸作业
油料的公路运输也是我国油料输送系统的一个有效补充,可分为散装运输和整装运输等。公路装卸作业的主要设施有汽车油罐车、装油台和装卸油鹤管。
汽车油罐车是散装油品公路运输的工具,其载油部分主要由罐体、量油孔、装油口、人孔、安全阀、排水阀、排油阀等部件组成,可用于装载各种油料和液化石油气等,载重量3~20t不等。
装油台是为汽车油罐车灌装的工作平台,主要有通过式、倒车式和圆亭式等结构形式。装油台一般设有加油栓和流量表。
向汽车油罐车装汽油、煤油和轻柴油等油品时,应采用能插到油罐车底部的灌油鹤管,这样既可减少油品的蒸发损耗,又可减少静电积聚。汽车油罐车装卸油鹤管与铁路罐车的基本类似,在此不作过多介绍。
(四)储油库安全技术
1.储油库的“五防”
储油库的“五防”主要是指防火、防爆、防雷电、防静电和防毒等。
油气都是易燃易爆物质,在储运过程中,要特别注意防火、防爆。防火、防爆历来是储油库防控的重点,其措施很多,主要有制定防火安全规章制度、加强防范意识、加强火种管理、规范操作程序、完善消防设施等。
雷击也是危及油气站库安全的一大隐患。雷击不仅会造成建筑物及各种设施的损坏,还可能引起火灾、爆炸事故,造成人员伤亡等,后果是严重的。其危害可分为直接雷击、间接雷击和雷电波侵入等。目前,常用的防雷装置有避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器等,其中,在储油罐上广泛应用的是避雷针。避雷针的保护范围与避雷针的高度、数目、相对位置、雷云高度以及雷云对避雷针的位置等因素有关。
在油气储运过程中,介质的流动、搅拌、沉降、过滤、冲刷、喷射、灌注、飞溅、剧烈晃动以及发泡等相对运动,会引起静电的产生。若静电荷不能有效释放,就会积聚放电,引起可燃气体的燃烧或爆炸。其中,危害较大的有接地容器内部的静电引爆、喷射含微粒气体时的静电引爆、灌装绝缘容器时的静电引爆等三种情况。防静电危害的措施主要有控制介质流速、采用合适的加油方式、保证良好的接地、添加抗静电剂、加速静电的泄流等。
油品及其蒸气都具有一定的毒性,特别是含硫油品及添加四乙基铅的汽油毒性更大,可造成呼吸系统的损害、视觉系统的损伤、局部皮肤的损伤等。因此工作中,应做好防毒工作,其措施主要有加强油品的管理,减少油蒸气的挥发,加大检查、监督的力度,及时进行设备的维修和保养,改进和加强工作区域的通风,降低油蒸气浓度等。
2.储油库消防技术
储油库储存大量的油品,库容一般较大,一旦发生火灾,情况复杂,危害较大;而且油罐火灾也不同于其他火灾,有其自身的特点,例如火灾的突发性、高辐射性,燃烧和爆炸交替进行等,因此应高度重视储油库消防技术。下面重点介绍几种常用的有关灭火系统。
1)泡沫灭火系统
泡沫灭火系统是利用泡沫灭火剂来扑灭油罐火灾的方法。目前常用的是空气泡沫灭火系统。按灭火设备的布置情况,可分为固定式空气泡沫灭火系统、半固定式空气泡沫灭火系统、移动式空气泡沫灭火系统等。
固定式空气泡沫灭火系统产要由泡沫液泵、泡沫液储罐、泡沫液比例混合器、泡沫产生器及泡沫混合液管道等部分组成,各部分设备都是相对固定的,如图7-31所示。此系统灭火时不需铺设管线和安装设备,操作简单,启动迅速,出泡沫快;但一次性投资大,且当油罐塌陷或爆炸、安装在油罐上的泡沫发生器遭到破坏时,整个系统将失效。
图7-31 固定式空气泡沫灭火系统示意图
1—蓄水池;2—泡沫液泵;3—泡沫液储罐;4—比例混合器;5—泡沫混合液管道;6—阀门;7—空气吸入口;8—泡沫产生器;9—油罐
半固定式空气泡沫灭火系统在油罐上设有固定的泡沫产生器及部分附属管道,其他设施是可移动的。使用时,将装有泡沫液的消防车开赴现场,自蓄水池或消防栓取水,临时铺设水龙带向固定在油罐上的泡沫产生器供应泡沫混合液,实施灭火。
移动式泡沫灭火系统是由泡沫枪、泡沫炮或泡沫钩管、泡沫管架等设备代替固定在油罐上的泡沫产生器,使用灵活、投资少,但操作复杂,灭火的准备时间长。
2)烟雾自动灭火
烟雾自动灭火是将烟雾剂装在漂浮于油面上的发烟容器内,当油罐着火时,通过自动控制系统使烟雾剂进行燃烧反应,同时产生大量云雾状惰性气体喷射在油面上,从而切断油蒸气向燃烧区扩散,阻止氧气向燃烧区补充,以达到窒息灭火的目的。
图7-32 烟雾自动灭火装置构造示意图
1—探头;2—发烟器头盖;3—喷孔;4—烟雾剂盘;5—发烟器筒体;6—导火索;7—浮漂
烟雾自动灭火装置主要由发烟器和浮漂两部分组成的,如图7-32所示。发烟器主要由头盖、筒体和烟雾剂盘三部分组成。头盖上装有探头、喷孔、密封薄膜、导火索和导流板。探头内装有导火索,用探头帽罩住,再用低熔点合金封闭。当油罐起火后,罐内温度达到110℃左右,探头帽自行脱落,导火索即将烟雾灭火剂引燃。
3.储油库的消防冷却系统
消防冷却系统的作用,一是冷却着火罐,使其温度降低,火势减弱,确保罐壁不因钢板软化而坍塌;二是冷却着火罐的邻近罐,确保其不因热辐射而着火或爆炸。消防冷却系统主要是由消防栓、水龙带、消防泵和水枪等设备组成。
二、天然气的储存
天然气的储存,是调节天然气的生产、运输、销售及应用等各环节之间平衡的必要手段。
(一)储气罐储气
储气罐储气主要是利用储罐等设施来储存天然气的,主要用于加气站、配气站等,调节短期内民用气量的不平衡。目前,常用的储气罐按储气压力可分为低压储气罐和高压储气罐两种。
低压储气罐的特点是其容积随储气量的变化而变化,储气压力不变。按密封方式不同,低压储气罐可分为湿式储气罐和干式储气罐两种。
高压储气罐的储气容积不变,储气压力随储气量的变化而变化。按其形状可分为立式圆柱形、卧式圆柱形和球形。这种储气罐没有活动部件,其结构比较简单。
(二)地下储气库储气
由储气罐构成的储气站,储气量小、调节能力差,一般只能调节用气量在一天中不同时间内的不均衡。对于用气量在一年中不同季节内的用气量不均衡,可通过改变油气田的产气量、建造大型储气库来解决。
1.地下储气库的类型
地下储气库的类型很多。根据其作用的不同,可将地下储气库分为现场储气库和市场储气库两类。其中现场储气库多建于产气区或接近输气干线的首站,主要起补充气源,使管道在平稳量下运行的作用;市场储气库通常建在天然气消费城市附近,用于城市季节用气不平衡的调峰。
按照建库的地质条件或地层特点不同,可将地下储气库分为多孔介质储气库和洞穴储气库两类。多孔介质储气库是利用砂岩晶体及多孔碳酸盐之间的天然孔隙储存天然气,如建在枯竭的油田、气田、凝析气田和含水层的储气库。洞穴储气库是利用地下岩层等建造的储气库。
2.地下储气库的构成
地下储气库主要由地下储气层、与地面集输管线系统相连的注采井、压缩机站和脱水站、与上游气源和下游城市用气相连接的输气干线、观察井、分离器、加臭设施、压力调节及计量设施等部分构成。
地下储气库内的气体主要由气垫气、工作气、未动用气三部分组成。气垫气也称基本气、垫底气或缓冲气,其作用是使储气库保持一定的压力,保证调峰季节储气层能够提供所需的供气量;同时,也可减缓库内水的推进,提高产量,降低压缩机站的功率。工作气也称顶部气、循环气或有效气,是随着采注季节的交替而不断注入或采出的气体。多数储气库并不总是在满负荷下运行。根据当地条件和运行压力可以储存额外的天然气,这部分气体即为未动用气。
三、天然气的液化应用
在常温常压下,天然气是以气态的形式存在的。在一个大气压下,冷却至大约-162℃时,天然气由气态转变成液态,称为液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称为LNG)。LNG无色、无味、无毒且无腐蚀性,其体积约为气态天然气体积的1/600,重量仅为原重量的45%左右,是优质的化工原料和工业及民用燃料。
(一)液化天然气的特点
1.便于运输
天然气液化后的体积与重量都减小了,运输的经济性和可靠性也相应提高。目前,天然气从产地到市场的运输方法有两种:一是通过输气管道将天然气直接送往用户,其输送管径大,设备多,距离长,管理难度大,运行成本高。另一种是先将天然气经过净化处理(除去其中的氧气、二氧化碳、硫化物和水汽等),在-162℃的低温下使其变成液态,成为液化天然气,再用专门的LNG槽车、轮船等运输工具将其运往使用地区,在使用地区建设接收终端,将LNG重新还原为气态,通过配气管道将天然气送往用户。这种方法使边远、沙漠、海上等油气田天然气的远距离运输成为现实,安全可靠,适应性强,投资少,风险性小。
2.储存效率高
由于天然气液化后的体积变为原体积的1/600,其储存成本大幅度降低。据统计,按储存相同的标准气体体积计算,建设液化天然气储存设备的投资仅为建设天然气储存设备投资的1/80。
3.可调节用气负荷
城市居民冬季与夏季用气量的不平衡,以天然气为原料的化工厂检修或输气管网出现故障等,都会造成定期或不定期的供气不平衡,建设LNG储罐可起到削峰填谷的作用。
4.可实现能源综合利用
液化天然气生产过程中释放出的冷量可回收利用。例如可将LNG汽化时产生的冷量用作冷藏、冷冻、温差发电等。按目前LNG生产的技术水平,可回收利用天然气液化生产过程所耗能量的50%。另外,低温液化还可分离C2、C3、C4、C5等轻烃类,以及H2S、H2等化工原料。
5.燃料性能好
LNG是优质的车用燃料。与汽油相比,LNG具有辛烷值高、抗爆性好、燃烧完全、排气污染少、发动机寿命长、降低运输成本等优点;与压缩天然气(CNG)相比,具有储存效率高,加一次气行驶路程远,车装钢瓶压力小、重量轻,建站不受供气管网限制等优点。
6.生产使用安全
LNG的燃点是650℃,比汽油高230多度;爆炸浓度范围为4.7%~15%,比汽油的1%~5%高出2.5~4.7倍;相对密度为0.47左右,比汽油的0.7左右低30%多,与空气相比更轻,稍有泄漏立即飞散,不致引起自燃爆炸。正是由于LNG具有低温、轻质、易蒸发的特性,其使用的安全性较高。
7.有利于环境保护
现代城市的污染物,大量来自烧煤和车辆排放的尾气。若汽车改烧LNG,其有害物的排放大为减少。据测试,LNG汽车与汽油车相比:CH减少72%,NOx减少39%,CO减少24%,SO2减少90%。
(二)天然气液化的工艺流程
天然气液化工艺主要包括天然气的预处理、液化、储存、运输、利用五个环节,其工艺过程如图7-33所示。天然气经过脱水、脱烃、脱酸性气体等净化处理后,通过膨胀制冷工艺,使其在-162℃下变为液体;天然气在液体状态下完成从生产地到使用地的运输,在使用地重新还原为气体后向用户配气。
图7-33 LNG工艺过程
在LNG工艺过程中,天然气的液化是关键环节,目前,多采用膨胀制冷液化工艺,如图7-34所示。该工艺利用天然气输送干线管网的剩余压力,先将天然气送至换热器(1)冷却;被冷却后的天然气,大部分进入涡轮膨胀机膨胀制冷,降温后的气体进入换热器(2);与没有减压的天然气混合换热后,经节流阀节流膨胀,降压液化后进入储罐储存;与此同时,储罐上部蒸发的天然气,由压缩机压缩到输气管网的压力,与涡轮膨胀机出来的天然气混合进入换热器作为冷媒,最后流经换热器送入管网。
图7-34 膨胀法制冷工艺流程
1,2—换热器;3—节流阀;4—储罐;5—压缩机;6—涡轮膨胀机