CN102062294A - 安全连续生产型轻烃燃气供气站 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种燃气供气站，属于燃气能源设备技术领域，特指一种具备安全连续生产性能的轻烃燃气供气站，其特点是主要包括全密闭接卸车单元、原料油储存单元、压力式供油单元、蒸发气化混气釜单元、空气单元、补热单元、重碳烃储存单元以及燃气混合单元。本发明形成了规模化的供气系统，且较之现有技术安全系数更高、可靠性更强，具有广阔的市场前景。

Description

安全连续生产型轻烃燃气供气站 

技术领域

本发明涉及一种燃气供气站，尤其是一种具备安全连续生产性能的轻烃燃气供气站，属于燃气能源设备技术领域。 

背景技术

轻烃燃气是利用液态的石油副产品--烷烃类戊烷、己烷作为原料，通过专用蒸发设备气化并与部分空气混合后得到的空烃混合燃气。其通过管道输送到各用户，可供炊事、洗浴、取暖、中央空调以及工业加热设备作燃料。轻烃燃气工程是现代化城镇燃气配套基础设施项目，它同天然气、液化石油气一样，同属石油能源，作为一种优良环保型燃料，在城镇居民生活、工业加热工艺中的用能范畴正扮演着越来越重要的角色。 

而现有技术中制造轻烃燃气的设备构成，通常包括气化器、原料油储罐、供空系统、供原料系统、供热系统、电气控制系统、安全防护系统和输配管网等，例如专利号为ZL0327208.3、名称为“一种轻烃气化装置”的实用新型，以及专利号为ZL00246392.X、名称为“酒店及工业用轻烃燃气设备”的实用新型。但都具有如下弊端：1、设备功能相对单一，仅仅能对装置内现存的原料进行生产，未考虑原料补充环节，难以形成轻烃燃气的连续生产，仅仅实现了制造气体的功能，难以形成规模化的供气系统；2、未充分考虑生产实时监控的需求，难以满足现代工业智能化、安全化、可靠性强的生产需求。 

因此，能否设计一种新型的轻烃燃气供气站，从而克服上述缺陷，为本领域技术人员开辟了崭新的思路。 

发明内容

本发明旨在提供一种具备连续生产能力和很高安全性、可靠性的轻烃燃气供气站。 

为了解决上述问题，本发明公开了一种安全连续生产型轻烃燃气供气站，其主要包括有：全密闭接卸车单元、原料油储存单元、压力式供油单元、蒸发气化混气釜单元、空气单元、补热单元、重碳烃储存单元以及燃气混合单元；其中，所述全密闭接卸车单元、原料油储存单元、压力式供油单元、蒸发气化混气釜单元、以及燃气混合单元顺次连接，所述空气单元分别连接到所述原料油储存单元、蒸发气化混气釜单元和重碳烃储存单元，所述燃气混合单元和重碳烃储存单元还连接到所述补热单元，所述补热单元连接到所述蒸发气化混气釜单元。 

优选地，还包括与所述燃气混合单元连接的燃气计量及输送单元。 

优选地，所述全密闭接卸车单元包括卸车烃泵、接卸车气相软管、接卸车液相软管以及接卸阀门。 

优选地，所述原料油储存单元包括直埋卧式椭圆封头钢质储罐，并实现罐内原料油的液位控制和罐内气相空间内压力值的控制。 

优选地，所述蒸发气化混气釜单元包括蒸发气化混气釜、泄流装置和液位计，并实现釜内液位控制和釜内液体工作温度范围的控制。 

优选地，所述空气单元包括空气压缩机、空气压力储罐、空气调压装置及管路、阀门系统，所述空气压缩机、空气压力储罐、空气调压装置通过管路顺次连接。 

优选地，所述补热单元包括油气两用常压锅炉、盖水箱、管道泵，它们顺次连接。 

优选地，所述补热单元还包括太阳能热水制备系统、高位油箱和燃气供给系统。 

优选地，所述燃气计量及输送单元包括顺次连接的燃气计量单元和燃气管输系统。 

优选地，所述重碳烃储存单元包括至少一个重碳烃储罐，所述燃气混合单元包括混气平衡罐。 

与现有技术相比，本发明具有如下优点： 

1、本发明采用冗余设计，所有自动控制都是双路，并且自动检测故障，检测到故障后另一路自动控制在短时间之内自动补上和工作，因此故障时不需停气，具备了连续生产能力； 

2、提高了安全系数和可靠性，同时保护了环境。 

附图说明

图1：本发明的安全连续生产型轻烃燃气供气站的结构示意图； 

图2：图1中的全密闭接卸车单元的结构示意图； 

图3：图1中的原料油储存单元的结构示意图(带空气单元部分)； 

图4：图1中的蒸发气化混气釜单元的结构示意图(带原料油储存单元部分)； 

图5：图1中的蒸发气化混气釜单元的异常事故液位控制示意图； 

图6：图1中的蒸发气化混气釜单元的釜内液温控制示意图； 

图7：图1中的空气单元的结构示意图； 

图8：图1中的补热单元的结构示意图； 

图9：图1中的重碳烃储存单元的结构示意图。 

符号说明： 

1、全密闭接卸车单元；2、原料油储存单元；3、压力式供油单元；4、蒸发气化混气釜单元；5、空气单元；6、补热单元；7、重碳烃储存单元；8、燃气混合单元；9、燃气计量及输送单元；11、卸车烃泵；12、接卸车气相软管；13、接卸车液相软管；14、接卸阀门；21、原料罐；51、空气压缩机；52、空气压力储罐；53、空气调压装置；61、油气两用常压锅炉；62、盖水箱；63、管道泵；64、太阳能热水制备系统；91、燃气计量单元；92、燃气管输系统。 

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种安全连续生产型轻烃燃气供气站，它主要包括全密闭接卸车单元1、原料油储存单元2、压力式供油单元3、蒸发气化混气釜单元4、空气单元5、补热单元6、重碳烃储存单元7以及燃气混合单元8；其中，全密闭接卸车单元1、原料油储存单元2、压力式供油单元3、蒸发气化混气釜单元4、以及燃气混合单元8顺次连接，空气单元5分别连接到原料油储存单元2、蒸发气化混气釜单元4、重碳烃储存单元7为它们供给空气，燃气混合单元8和重碳烃储存单元7还连接到补热单元6为其供给能源，补热单元6连接到蒸发气化混气釜单元4为其供给热水。 

该安全连续生产型轻烃燃气供气站还可以包括燃气计量及输送单元9，其与燃气混合单元8连接，用于对生成的轻烃燃气进行计量并输送到各终端用户。 

下面结合附图2-9，对该安全连续生产型轻烃燃气供气站内的各主要部件的组成及具体功能作详细阐述。 

1、全密闭接卸车单元 

全密闭接卸车单元1用于实现该供气站与运油槽车的全密闭接卸，保证原料油的持续、安全供应。其主要包括卸车烃泵11、接卸车气相软管12、接卸车液相软管13以及接卸阀门14，具体结构及连接示意如图2所示。 

操作时，连接卸车烃泵11的接卸车液相软管13一端连接运油槽车，一端与站内原料罐的进液管连接；作业时运油槽车在站内停车泊位停靠稳妥，并将防静电线连接完毕，便可开始接卸车作业，将连接站内原料罐的接卸车气相软管12与运油槽车的气相管相连，并且与混气罐相连，这样便形成了全密闭接卸车系统，在接卸原料油过程中，不会有任何气/液体外逸。 

为了系统安全和运行正常，卸车烃泵11还可以设置成两台烃泵一用一备的冗余模式，当一台接卸烃泵发生故障时，只需采用手动或自动切换方式启动另一台接卸烃泵投入工作即可。 

2、原料油储存单元 

原料油储存单元用于储存产生轻烃燃气的原料，主要包括原料罐21、各类接管、阀门、放散管等，其大致结构如图3所示。 

原料罐21例如采用直埋卧式椭圆封头钢质储罐，共3个，直径Φ3m，长度12m，每个储罐水容积85m³，充装系数Φ＝0.85，一次可最大充装原料油72m³。3个原料罐21单独使用。 

原料油储存单元的控制主要有两项： 

一是罐内原料油的液位控制。设有液位上限、上上限、下限、下下限的位式控制，检测元件为液位计，例如投入式液位计。在液位上限，发出声光提示信号；在液体上上限，除发出声光提示信号外，还将正在卸油的卸车烃泵11断电，停止卸车作业，以防止原料油溢出原料罐21；在液位下限、发出 声光提示信号，提醒作业人员注意；在液位下下限，再次发出声光提示信号，警示并通告操作人员手动切换倒罐作业。 

二是罐内气相空间内压力值的控制，应保证位于设定范围内。检测元件为压力表，例如电接点式压力表，数量两块，量程范围设定为互为监测形式。执行元件为电磁阀，数量2个，互为备用，使得当一个电磁阀发生故障后，另一个电磁阀可自动投入使用。原料罐内气相空间内压力是后级的压力式供油单元3的动力源，即利用该压力可将原料罐21内的原料油供给蒸发气化混气釜单元4。控制模式为两点位式控制，设制了压力上限和下限：在压力下限，电接点压力表发出信号，电磁阀得电开启，由空气单元5供出的空气充入原料罐21内气相空间，罐内压力上升；至压力上限，电磁阀失电关闭，切断空气通路。如此复始运行，确保原料罐21气相空间压力值符合设定要求。 

如果在压力下限，电磁阀本应开启但未开启，控制系统可在一定时间内，自动启动备用电磁阀，同时关闭正在使用的、已发生故障的电磁阀。 

原料罐内的液位、气相空间的压力参数可在供气站的控制柜上加以显示，以便于操作人员的监控。 

3、压力式供油单元 

压力式供油单元3主要用于根据原料罐内气相空间内压力控制向后级的蒸发气化混气釜单元的供油，其主要包括输油管道、电磁阀、切断阀等，结构比较简单，原理上面已作阐述，在此不再赘述。 

4、蒸发气化混气釜单元 

如图4所示，蒸发气化混气釜单元4主要包括蒸发气化混气釜、泄流装置、液位计等，其与补热单元6、空气单元5、压力式供油单元3协同工作，用于将油料加工成轻烃燃气。 

蒸发气化混气釜例如为立式椭圆封头钢质储罐，并可以设置成多个，例如六个，每两个为一组，共三组，其中两组工作，一组备用。如其中一组发生故障(补热单元6、空气单元5、压力式供油单元3)时，要求控制系统在一定时间内将备用机组投入运行，同时切断正在运行但已经发生故障的机组。 

蒸发气化混气釜单元4的控制主要有两项： 

一是蒸发气化混气釜内工作液位高度范围的控制。液位检测元件例如为磁翻板式液位计，执行机构为压力式供油单元3的电磁阀。磁翻板液位计每个混气釜上设置一个、两个互为监测，互为备用；电磁阀数量2个，一开一备。蒸发气化混气釜的工作液位控制，采用两点位式控制，设置有液位下限与上限。在液位下限，液位计发出信号，电磁阀得电开启，开始向釜内供液，至工艺设定的液位上限，液位计发生信号，电磁阀失电关闭，停止向釜内供液。 

当正在工作状态的电磁阀发生故障时，备用状态下的电磁阀可立即投入到工作状态，同时关闭已发生故障的正处于工作状态下的电磁阀。 

另外，蒸发气化混气釜还设置了异常液位快速泄流系统。结构示意图如图5，在泄流管上安装有泄流电磁阀，一开一备。当釜内液位突然异常超高，此时磁翻板液位计发出信号，两个电磁阀得电开启，将釜内超高部分液体泄流至釜外，至正常液位时，泄流电磁阀失电关闭。 

二是蒸发气化混气釜内液体工作温度范围的控制。结构示意图如图6，温度检测元件为铂电阻，执行机构为补热单元6中设置的电磁阀。测温铂电阻每个混气釜上设置一个、两个互为监测，互为备用。电磁阀数量2个，一开一备。蒸发气化混气釜内液体温度控制采用两点方式控制，设置了温度上、下限。在温度设定下限，釜内测温铂电阻发出信号，供水支管上的电磁阀与 供水总管上的热水管道循环泵得电，热水循环泵运转，电磁阀得电开启，釜内热水开始循环流转，加热釜内液体，至液体温度上升到设定温度上限，电磁阀失电关闭，停止加热。而管道热水循环泵当无其他蒸发气化混合釜正在工作，同时停止管道热水循环泵工作；当有其他蒸发气化混气釜正在工作状态，不能停止其继续工作。 

蒸发气化混气釜工作组与备用组自动切换控制，处于工作状态的蒸发气化混气釜如遇供液单元中电磁阀或补热单元中电磁阀发生故障时，控制系统能够在规定时间内将备用组投入，同时切断处于工作状态中已发生故障工作组中控制执行元件(电磁阀)。 

5、空气单元 

空气单元5主要用于给蒸发气化混气釜单元4供气、向剩余重碳烃储罐7气相空间充气、向原料罐21内气相空间充气、以及向油槽车气相空间充气，其主要包括空气压缩机51、空气压力储罐52、空气调压装置53及管路、阀门系统等，空气压缩机51、空气压力储罐52、空气调压装置53通过管路顺次连接，如图7所示。 

空气单元5的控制为空气压缩机启闭运行控制。空气压缩机51出口总管与空气压力储罐52进气总管相连，在空气压力储罐出口总管上设置了两套空气调压装置53(一开一备)，空气经调压后送至蒸发气化混气釜单元4；另外，空气未经调压供给原料罐21、重碳烃储存单元7及运油槽车。 

在空气压力储罐52上安装有电接点压力表，每个储罐上安装一块，两块压力表互为监控、互为备用。设定压力上、下限，压力下限值为空气调压装置53入口压力值，压力上限值略低于空气压缩机51最大出口力，位于压力 下限值时，空气压缩机51得电运行，向空气压力储罐52内充气，至压力设定值上限，空气压缩机51失电停止运行。 

空气压缩机51、空气压力储罐52、空气调压装置53均采用一备一用的冗余模式，当工作的一台发生故障，备用的另一台可自动投入运行。 

两个空气调压装置53互为备用，其中一个的入口压力设定，应比另一个空气调压器的入口压力略大。 

6、补热单元 

如图1和8所示，补热单元6主要用于为蒸发气化混气釜内设置的螺旋管式加热装置供热水，以补充釜内液体蒸发气化所需的汽化潜热，其主要包括油气两用常压锅炉61、盖水箱62、管道泵63，它们通过管路顺次连接，还可以包括太阳能热水制备系统64、高位油箱、燃气供给系统等。 

太阳能热水制备系统64主要是为节约运行，利用太阳能资源优势，制备一定温度的热水并储存在热水箱内。若太阳能制备的热水温度达到补热单元6的出水水温要求，太阳能热水可直接并入供热总管上；若太阳能制备的热水温度达不到补热单元出水水温要求，则太阳能热水并入锅炉进水水管上。 

补热单元6中可设置两台油气两用常压锅炉，一开一备。锅炉燃烧机为两用型，既可以燃用站内剩余重碳烃，也可使用站内自产燃气。燃用剩余重碳烃时，剩余重碳烃由重碳烃储存单元7中的剩余重碳烃储罐供出，在补热间的燃料间设置了高位油箱，由高位油箱直接供给燃烧机；使用燃气时，燃气由燃气混合单元8中的混气平衡罐接出，经锅炉炉前设置的调压阀组供给燃烧机；高位油箱上设置液位计，并设置液位上下限，在液位上下限时，均发出声光报警信号，通告操作人员处置；盖水箱上也设置液位计；锅炉进水管、回水管上设置有测温装置，将数值传送至仪表盘；太阳能热水制备系统 64的水箱上也设置有水温测温装置，将数值传送至仪表盘。 

在锅炉出水总管上安装了两套管道泵63，一开一备。 

补热单元6的控制主要包括： 

1)油气两用常压锅炉工作状态控制： 

两台锅炉，一开一备。 

①每台锅炉两种燃料切换控制 

如果锅炉正使用重碳烃作为燃料，重碳烃燃料供给系统发生故障时，应立即启动燃气供给系统。检测信号由锅炉燃烧机给出(例如检火针)，执行机械为管路上的电磁阀；如果锅炉正使用燃气作为燃料，燃气供应系统发生故障，也应立即启动重碳烃燃料供给系统，检测信号由锅炉燃烧机上检火针检测，执行机构为重碳烃管路上的电磁阀。 

②两台锅炉切换控制 

两台锅炉可以相互切换，要求锅炉切换时，先切断正在使用的运行锅炉，再自动将备用状态下的锅炉投入运行，投入运行时，先投两种燃料系统中任一种均可。 

2)管道泵控制 

锅炉水位、蓄热水箱水位，进、回水水温等参数均可在仪表盘上显示，其中，锅炉水位、蓄热水箱水位还可采用声光报警。 

7、重碳烃储存单元控制 

如图9所示，重碳烃储存单元7主要包括至少一个重碳烃储罐(例如可以是两个，每个单独使用)、阀门管路系统等，它是接收蒸发气化混气釜中产生的剩余重碳烃并储存，然后将储罐内储存的重碳烃(性质按近于轻柴油) 通过压力式供液系统供至补热间内燃料间设置的高位油箱，经高位油箱供给锅炉燃油燃烧机使用。 

重碳烃储存单元7的控制主要包括： 

1)液位控制与显示 

在每个储罐内设置有投入式液体计，并设置有液位上、下限，在液位上、下限均可发出声光报警信号，通告操作人员。处于液位上限时还可自动切断进油电动阀门，以防溢出储罐。 

2)储罐气相空间内压力控制 

储罐内气相空间压力是保证将重碳烃供至高位油箱的关键。因此，应将气相空间压力维持在设定范围内。检测元件例如为电接点压力表，两块，一开一备；执行机构为充气管路上设置的电磁阀，每个储罐上可各设置两个，互为备用，当其中一个故障无法工作时，立即启动另外一个。 

用电接点压力表设定两个压力限值点，一个为上限，另一个为下限。在压力下限，电接点压力表发出信号，电磁阀得电开启，空气进入罐内；至压力上限，电接点压力表发出信号，电磁阀失电关闭，切断空气通路，停止向罐内充气。 

8、燃气混合单元 

燃气混合单元8用于将多个蒸发气化混气釜产生的燃气混匀后供出，其主要包括混气平衡罐、阀门管路等。 

燃气混合单元8的控制主要是对罐内液体控制，罐内设置一个投入式液位计，并设液位上限。罐内液位达到设定上限时，由液位计发出信号，控制系统发出声光报警信号，通告操作人员处置。 

9、燃气计量及输送单元 

燃气计量及输送单元与燃气混合单元8连接，用于将燃气混合单元8内生成的燃气进行出站计量和输出到终端用户，其主要包括顺次连接的燃气计量单元91和燃气管输系统92。其还可对输出的燃气进行压力显示。 

上面以举例方式对本发明进行了说明，但本发明不限于上述具体实施例，凡基于本发明所做的任何改动或变型均属于本发明要求保护的范围。 

Claims (10)

1.一种安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，包括有：全密闭接卸车单元(1)、原料油储存单元(2)、压力式供油单元(3)、蒸发气化混气釜单元(4)、空气单元(5)、补热单元(6)、重碳烃储存单元(7)以及燃气混合单元(8)；其中，所述全密闭接卸车单元(1)、原料油储存单元(2)、压力式供油单元(3)、蒸发气化混气釜单元(4)、以及燃气混合单元(8)顺次连接，所述空气单元(5)分别连接到所述原料油储存单元(2)、蒸发气化混气釜单元(4)和重碳烃储存单元(7)，所述燃气混合单元(8)和重碳烃储存单元(7)还连接到所述补热单元(6)，所述补热单元(6)还连接到所述蒸发气化混气釜单元(4)。

2.根据权利要求1所述的安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，还包括与所述燃气混合单元(8)连接的燃气计量及输送单元(9)。

3.根据权利要求1所述的安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，所述全密闭接卸车单元(1)包括卸车烃泵(11)、接卸车气相软管(12)、接卸车液相软管(13)以及接卸阀门(14)。

4.根据权利要求1所述的安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，所述原料油储存单元(2)包括直埋卧式椭圆封头钢质储罐，并实现罐内原料油的液位控制和罐内气相空间内压力值的控制。

5.根据权利要求1所述的安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，所述蒸发气化混气釜单元(4)包括蒸发气化混气釜、泄流装置和液位计，并实现釜内液位控制和釜内液体工作温度范围的控制。

6.根据权利要求1所述的安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，所述空气单元(5)包括空气压缩机(51)、空气压力储罐(52)、空气调压装置(53)及管路、阀门系统，所述空气压缩机(51)、空气压力储罐(52)、空气调压装置(53)通过管路顺次连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，所述补热单元(6)包括油气两用常压锅炉(61)、盖水箱(62)、管道泵(63)，它们顺次连接。

8.根据权利要求7所述的安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，所述补热单元(6)还包括太阳能热水制备系统(64)、高位油箱和燃气供给系统。

9.根据权利要求2所述的安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，所述燃气计量及输送单元(9)包括顺次连接的燃气计量单元(91)和燃气管输系统(92)。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的安全连续生产型轻烃燃气供气站，其特征在于，所述重碳烃储存单元(7)包括至少一个重碳烃储罐，所述燃气混合单元(8)包括混气平衡罐。

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