CN111473253A - 一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统与处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统与处理方法，所述液态乙烷通过液态乙烷管道输送，所述液态乙烷管道上设置有进站截断阀、出站截断阀以及增压泵，所述安全处理系统包括非计划泄放处理系统、计划性放空系统、回收系统和控制系统。本发明基于液态乙烷长输管道泵站运行特点，结合常规油品管道中间泵站安全保护理念，针对乙烷回收经济价值较好、泄放后温度较低等特点，采取非计划性泄放介质直接燃烧、计划性放空介质高效回收的策略，建立两套独立的泄放介质处理模式，从而避免建设高压储罐接收非计划性泄放介质，亦实现干线管存介质的高效回收。

Description

一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统与处理 方法

技术领域

本发明属于液态乙烷输送技术领域，特别涉及一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统与处理方法。

背景技术

随着天然气处理工艺发展和天然气高效利用技术开发，天然气中乙烷回收效率不断提高，其长距离输送技术亟待大力发展，以扩展应用范围。乙烷产品作为天然气附属产品中摩尔质量较轻的一类，饱和蒸气气压较高，临界温度约为32℃，临界压力约为4.5MPa，因此有条件以气相或液相状态进行单相输送。相比气态乙烷管道输送方式，液态输送具有管径小、输送效率高的显著特点，适合乙烷产品规模化、管网化输送。

在长输管道运行过程中，中间泵站是常设的增压站场。相比于其他站场，泵站的压力保护点相对更多，也可涵盖其他各类站场的安全保护功能。对于典型液体输送管道，需要在泵站设置用于水击泄放和泵后超压保护的储罐，以防止管道内部压力超过设计压力。例如原油或成品油管道，由于介质在进入管道输送前基本实现了常压稳定，因此储罐按照常压进行设计，满足预期排入体积即可实现泄放和接收功能。

相比之下，液态乙烷为带压输送介质，一般输送压力高于5MPa，以保持液相状态；液态乙烷在泄放过程中，受泄放背压影响(接近常压)，可能产生极低的温度(绝热泄压至大气压时，介质温度约为-90℃)。同时，液态乙烷临界压力仅为32℃，若温度超过该值，介质将进入超临界区或气相区，造成密度大幅降低，这也对储罐安全存储造成安全隐患。此外，除前述水击超压泄放和泵后超压泄放，液态乙烷泵站还需要考虑露空管道停输超压泄放、上下游干线检修放空等问题。

由于乙烷具有较高的经济价值，应在充分考虑介质特性的基础上，提出合理的泄放介质处理方案。

目前，尚无较为全面的液态乙烷泵站介质泄放安全处理的报道。相关专利201911098154.8提出了在线回收管道泄放乙烷的思路，即对泄放介质实时加热并进行回收。由于管道中乙烷储量一般较大，选择高压气柜存储气相乙烷所需建设投资较高；另一方面，采用压缩机对气态乙烷加压的方案进行槽车高压介质回收，可能存在一定的运输风险。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，为了进一步推动液态乙烷管道输送技术发展，保障运行安全，提供一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统与处理方法。

本发明的主要技术思路是基于液态乙烷长输管道泵站运行特点，结合常规油品管道中间泵站安全保护理念，分别设置非计划泄放处理系统、计划性放空系统、移动式回收系统和控制系统。通过上述设置，根据计划性放空和非计划性泄放的操作特性和安全优先等级，结合经济性考虑，以形成较为合理、可靠的液态乙烷中间泵站泄放介质安全处理系统与方法，从而既满足液态乙烷在中间泵站的介质安全泄放，亦有效提升管道检修时的介质回收效率，并相比现有技术降低回收能耗。

本发明采用的技术方案是：一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，所述液态乙烷通过液态乙烷管道输送，所述液态乙烷管道上设置有进站截断阀、出站截断阀以及增压泵，其特征在于：所述安全处理系统包括非计划泄放处理系统、计划性放空系统、回收系统和控制系统；

所述非计划泄放处理系统包括进站截断阀上游管道泄放单元、露空管道泄放单元以及增压泵下游管道泄放单元；所述进站截断阀上游管道泄放单元用于在进站截断阀上游管道水击超压工况下对超压介质进行安全泄放，并直接排入火炬系统燃烧处理；所述露空管道泄放单元用于在站场停输下对露空管道的停输介质进行由于温度升高引起的介质膨胀致超压泄放，并直接排入火炬系统燃烧处理；所述增压泵下游管道泄放单元用于对增压泵下游管道的超压保护和对超压介质的泄放，直接排入火炬系统燃烧处理；

所述计划性放空系统包括进站截断阀上游放空单元和出站截断阀下游放空单元，所述计划性放空系统用于对计划内管道内存乙烷介质安全放空，所述计划性放空系统与回收系统连接；所述控制系统用于实时监测管道、设备的工作状态。

本发明所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其所述进站截断阀上游管道泄放单元包括设置于进站截断阀上游的水击泄放阀以及与液态乙烷管道连通的上游泄放支路；

所述露空管道泄放单元包括设置于站内露空管道的热力泄放阀以及与液态乙烷管道连通的站内管道泄放支路；

所述增压泵下游管道泄放单元包括设置于增压泵下游的泵后泄放阀以及与液态乙烷管道连通的泵后泄放支路；

所述上游泄放支路、站内管道泄放支路以及泵后泄放支路均与火炬系统连接，所述进站截断阀上游管道泄放单元、露空管道泄放单元以及增压泵下游管道泄放单元在非计划状态下泄放的介质均直接排入火炬系统燃烧处理。

本发明所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其所述上游泄放支路、站内管道泄放支路以及泵后泄放支路分别与泄压支管连接，所述泄压支管通过放空总管与火炬系统连接，所述泄压支管用于将各路泄放介质汇集后送至放空总管。

本发明所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其所述进站截断阀上游放空单元包括设置于进站截断阀上游的上游调节放空阀以及与液态乙烷管道连通的上游放空管路；

所述出站截断阀下游放空单元包括设置于出站截断阀下游的下游调节放空阀以及与液态乙烷管道连通的下游放空管路；

所述上游放空管路和下游放空管路均通过调节放空总管与回收系统连接，所述进站截断阀上游放空单元和出站截断阀下游放空单元在计划状态下对管道内存介质安全放空，放空介质去往回收系统。

本发明所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其所述控制系统包括设置在调节放空总管上的压力变送器和温度变送器。

本发明所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其所述回收系统包括缓冲调压罐、制冷系统、泵系统以及低温储存系统；

所述缓冲调压罐用于向上游计划性放空提供预定背压，控制液态乙烷在泄放至额定背压下的温度范围；所述制冷系统用于对回收气态乙烷进行再液化；所述泵系统用于对再液化的乙烷提供进入低温存储系统的动力；所述低温储存系统用于接收并存储再液化的低温常压乙烷。

本发明所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其所述缓冲调压罐、制冷系统、泵系统以及低温储存系统成撬为移动式整体结构。

一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理方法，其特征在于：所述液态乙烷在中间泵站的泄放介质采用非计划性放空及计划性放空的泄放方式；

所述非计划性放空包括对进站截断阀上游管道水击超压的泄放、站内露空管道受热超压的泄放以及增压泵下游管道泵后超压的泄放，所述非计划性放空的介质均直接送火炬系统燃烧处理；

所述计划性放空包括进站截断阀上游的放空和出站截断阀下游的放空，所述计划性放空的介质均送至移动式回收系统处理并储存。

本发明所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理方法，其在液态乙烷中间泵站设置非计划泄放处理系统、计划性放空系统、移动式回收系统和控制系统，在泵站和管道正常运行时，保持计划性放空系统中的调节放空阀关闭，保持非计划泄放处理系统中的水击泄放阀、热力泄放阀以及安全阀在线待用；

所述非计划性放空的方式具体包括：

当进站截断阀意外关闭或停泵时，若上游管道出现水击超压，水击泄放阀自动开启，同时火炬系统启动点火程序，保证介质安全燃烧；

当出站截断阀意外关闭或下游管道阀门意外关闭时，若泵后压力超过下游管道设计压力，泵后泄放阀自动开启，并向控制室继续发出停泵警报，同时火炬系统启动点火程序，保证介质安全燃烧；

在管道停输后，若站内管道发生管道受热引起内压升高，且超过热力泄放阀的设定压力后，热力泄放阀自动开启，同时火炬系统启动点火程序，保证介质安全燃烧；

所述计划性放空的方式为：当液态乙烷管道上游干线或下游干线需停产检修时，将移动式回收系统运输至泵站，并进行组装调试，对管道内存乙烷介质安全放空，放空介质去往可移动回收系统。

本发明所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理方法，其所述可移动回收系统的处理方法具体为：

首先，向缓冲调压罐预充入乙烷气体，压力控制在1.5～1.8MPa.g，开启上游调节放空阀和下游调节放空阀，干线内存的乙烷降压并充入缓冲调压罐，形成压力平衡；

然后，启动制冷系统和低温储存系统，缓冲调压罐内的乙烷在进入制冷系统，并调压至自流压力后进一步获取冷量，再完成乙烷-乙烯冷剂换热，液化后的乙烷直接越过泵系统，进入低温储存系统；

最后，当上游管道压力降低至乙烷自流压后，启动泵系统为制冷系统流出的低温液态乙烷增压，保障其进入低温储存系统，该步骤下的管道乙烷放空速率应通过安装于干线管道上的温度变送器指示温度调整，当干线管道压力接近常压时，停止该步骤操作。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明基于液态乙烷长输管道泵站运行特点，结合常规油品管道中间泵站安全保护理念，针对乙烷回收经济价值较好、泄放后温度较低等特点，采取非计划性泄放介质直接燃烧、计划性放空介质高效回收的策略，建立两套独立的泄放介质处理模式，从而避免建设高压储罐接收非计划性泄放介质，亦实现干线管存介质的高效回收。进一步地，设置可移动式回收系统，降低了站场日常运行风险，也通过装置复用，提高了经济性能。另外，合理利用管内乙烷压力提供回收预冷量，优化了系统能耗。

具体表现为：

(1)设置科学

本系统重点针对液态乙烷泵站泄放和放空的特点，设置了两套独立的泄放介质处理模式。对于非计划性泄放，优选了泄压并气化后直接火炬处理的思路，满足了紧急工况下的介质安全泄放要求，有效降低了站场储罐的建设投资、运营费用与安全风险。对于计划性放空，优选了背压控制下的放空介质缓冲与降压预冷回收模式，有效降低了乙烷在低压下低温对站场管路、缓冲调压罐的材料要求，亦尽量利用剩余压力气化后预冷加乙烯循环制冷的方案实现乙烷常压再液化，并最终通过罐车外运回收。

(2)经济合理

本系统基于泄压工况的特点，以降低基建投资和乙烷高效回收为目标，对瞬时储量需求较大的水击泄放、泵后泄放等工况排出的介质直接燃烧，降低了高压储液罐的建设和投资成本；对大储量、放空时间要求稍微宽松的干线管道储存乙烷进行再液化回收，避免了直接燃烧浪费。进一步地，设置可移动式回收系统，提高了设备使用效率，降低了工程总投资。另外，充分利用乙烷放空的原始压力和降压冷量，降低了再液化回收的能耗。

(3)推动技术发展

鉴于液态乙烷管道在我国发展尚处于起步阶段，本发明有助于液态乙烷站场介质泄放安全回收技术进一步发展，也有助于移动处理系统在特殊介质管道输送工程下的理念推广。

附图说明

本发明将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中

图1为本发明的工艺流程示意图。

图中标记：1为液态乙烷管道，2为进站截断阀，3为出站截断阀，4为增压泵，5为火炬系统，6为水击泄放阀，7为上游泄放支路，8为热力泄放阀，9为站内管道泄放支路，10为泵后泄放阀，11为泵后泄放支路，12为泄压支管，13为放空总管，14为上游调节放空阀，15为上游放空管路，16为下游调节放空阀，17为下游放空管路，18为调节放空总管，19为压力变送器，20为温度变送器，21为缓冲调压罐，22为制冷系统，23为泵系统，24为低温储存系统。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1所示，一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，所述液态乙烷通过液态乙烷管道1输送，所述液态乙烷管道1上设置有进站截断阀2、出站截断阀3以及增压泵4，所述安全处理系统包括非计划泄放处理系统、计划性放空系统、回收系统和控制系统。

其中，所述非计划泄放处理系统包括进站截断阀上游管道泄放单元、露空管道泄放单元以及增压泵下游管道泄放单元；所述进站截断阀上游管道泄放单元用于在进站截断阀2上游管道水击超压工况下对超压介质进行安全泄放，并直接排入火炬系统5燃烧处理；所述露空管道泄放单元用于在站场停输下对露空管道的停输介质进行由于温度升高引起的介质膨胀致超压泄放，并直接排入火炬系统5燃烧处理；所述增压泵下游管道泄放单元用于对增压泵4下游管道的超压保护和对超压介质的泄放，直接排入火炬系统5燃烧处理。

所述计划性放空系统包括进站截断阀上游放空单元和出站截断阀下游放空单元，所述计划性放空系统用于对计划内管道内存乙烷介质安全放空，所述计划性放空系统与回收系统连接，如在泵站上游、下游埋地管道在检修前对内存乙烷介质的安全放空，放空介质去往可移动回收系统，所述回收系统用于对所述计划性放空系统排出的乙烷进行调压、液化和储存回收；所述控制系统用于实时监测管道、设备的工作状态，并上传数据。

在本实施例中，所述进站截断阀上游管道泄放单元包括设置于进站截断阀2上游的水击泄放阀6以及与液态乙烷管道1连通的上游泄放支路7；具体地，所述上游泄放支路在进站截断阀上游开口并引出，材质为碳钢，管径宜为DN100，所述水击泄放阀连接上游泄放支路，型式为两相介质泄放阀，用于上游管道水击超压工况下介质的泄放，材质为不锈钢。

所述露空管道泄放单元包括设置于站内露空管道的热力泄放阀8以及与液态乙烷管道1连通的站内管道泄放支路9；具体地，所述站内管道泄放支路在内干线管道上开口并引出，材质为碳钢，管径宜为DN50，所述热力泄放阀连接站内管道泄放支路，型式为两相介质泄放阀，用于站内管道停输后介质升温引起超压的泄放，材质为不锈钢。

所述增压泵下游管道泄放单元包括设置于增压泵4下游的泵后泄放阀10以及与液态乙烷管道1连通的泵后泄放支路11；具体地，所述泵后泄放支路在泵后干线上开口并引出，材质为碳钢，管径不得小于干线管径75％，所述泵后泄放阀连接泵后泄放支路，型式为两相介质泄放阀，用于泵后超压介质的全量泄放，材质为不锈钢。

所述上游泄放支路7、站内管道泄放支路9以及泵后泄放支路11分别与泄压支管12连接，所述泄压支管材质为不锈钢，压力等级为Class 150，所述泄压支管12通过放空总管13与火炬系统5连接，所述放空总管材质为不锈钢，压力等级为Class 150，所述泄压支管12用于将各路泄放介质汇集后送至放空总管13，所述进站截断阀上游管道泄放单元、露空管道泄放单元以及增压泵下游管道泄放单元在非计划状态下泄放的介质均直接排入火炬系统5燃烧处理。

其中，所述进站截断阀上游放空单元包括设置于进站截断阀2上游的上游调节放空阀14以及与液态乙烷管道1连通的上游放空管路15；具体地，所述上游调节放空阀材质为碳钢，安装于上游泄放支路的分支上，在上游干线管道需要放空时开启，所述上游放空管路连接上游调节放空阀，材质为碳钢，运行温度不低于-20℃。

所述出站截断阀下游放空单元包括设置于出站截断阀3下游的下游调节放空阀16以及与液态乙烷管道1连通的下游放空管路17；具体地，所述下游调节放空阀材质为碳钢，安装于下游泄放支路上，在下游干线管道需要放空时开启，所述下游放空管路连接下游调节放空阀，材质为碳钢，运行温度不低于-20℃。

所述上游放空管路15和下游放空管路17均通过调节放空总管18与回收系统连接，所述调节放空总管的运行温度不低于-20℃，所述控制系统包括设置在调节放空总管18上的压力变送器19和温度变送器20，所述压力变送器和温度变送器依次安装于调节放空总管，用于分别指示计划性放空系统放空总管末端的介质温度和压力，所述进站截断阀上游放空单元和出站截断阀下游放空单元在计划状态下，用于泵站上游、下游埋地管道在检修前对管道内存介质安全放空，放空介质去往回收系统。

其中，所述回收系统包括成撬缓冲调压罐21、制冷系统22、泵系统23以及低温储存系统24形成移动式整体结构，即移动式回收系统，用于对所述计划性放空系统排出的乙烷进行调压、液化和储存回收。

所述缓冲调压罐21用于向上游计划性放空提供预定背压，控制液态乙烷在泄放至额定背压下的温度范围，一方面避免温度过低，另一方面也提供有利的预冷效果，亦用于为下游操作提供介质缓冲；具体地，所述缓冲调压罐为配有接口阀门、接口管路、出口管路的钢制立式储罐，材质为碳钢，运行压力不低于1.5MPa.g，用于连接计划性放空系统后预充压，以形成不低于1.5MPa.g的计划性放空系统的背压，使干线管道内的液态乙烷放空至该压力下，其介质温度高于-15℃，也用于下游制冷系统的稳定供料。

所述制冷系统22为小型乙烯制冷、乙烯-甲烷换热及配套压缩系统，用于对回收气态乙烷进行再液化；具体地，所述制冷系统包括成撬的进料二次调节、冷剂增压、冷剂空冷、冷剂膨胀制冷、乙烷-冷剂换热等子系统，冷剂优选为乙烯；进料二次调节用于进一步对缓冲调压罐出口的乙烷进行调压和控流，调压至0.1MPa.g为宜，并利用二次调压产生低温，作为乙烷再液化回收的预冷量；冷剂增压、冷剂空冷、冷剂膨胀制冷、乙烷-冷剂换热等系统用于对冷剂进行循环增压-膨胀制冷，提供乙烷在微正压下液化所需的主要冷源，系统动力采用可移动回收系统自带发电设备供电。

所述泵系统23为低温离心泵系统，用于对再液化的乙烷提供进入低温存储系统24的动力；具体地，所述泵系统为低温离心泵及配套管件，在制冷系统出口压力高于0.1MPa前不启动，液态乙烷可利用余压进入低温储存系统，在制冷系统出口压力低于0.1MPa后启动，用于将液态乙烷注入低温储存系统。

所述低温储存系统24为再液化乙烷的存储装置，用于接收并存储再液化的低温常压乙烷，并进行安全转运；具体地，所述低温储存系统为车载的全冷冻常压卧式罐，可提供-100℃的制冷温度，保障液态乙烷在常压下的相态稳定，充装系数不得高于0.85。

本系统的工作原理及工作过程为：

(1)液态乙烷正常输送时，泵站提供干线流动通道，并提供增压动力。

(2)在泵站进站截断阀关闭、泵本体停转或泵下游阀门关闭后，可能引起水击超压、泵后超压或密闭管道受热超压等非计划性超压工况，考虑到液态乙烷泄放后气化与低温的问题，优选/设置了所述非计划泄放处理系统，快速地将超压的液态乙烷通过泄放阀门引入火炬系统燃烧，控制系统压力，并安全处理泄放介质。

(3)在泵站上下游干线管道需要进行检修放空时，充分利用检修放空的时间计划性特点，提前部署可移动回收系统，连接至计划性放空系统，对经济价值较高的乙烷进行回收。由于乙烷在管道内输送为液态，压力一般在6MPa.g以上，乙烷放空时，干线内呈现压力迅速降低至3.8MPa.g(离开液相区，进入气液两相区)，随后缓慢降低至2.2MPa.g(离开气液两相区，进入气相区)，直至降至常压(气相区)的规律。绝热泄放时，液相或气液两相状态下的乙烷泄压至常压时，温度可低至-90℃；干线内乙烷由于压力不断降低，也会出现明显的温降。因此，首先利用缓冲调压罐预充入乙烷，将缓冲调压罐、上游放空管路(或下游放空管路)压力提高至1.5MPa.g以上；随后开启上游调节放空阀(或下游放空管路)，此时干线、放空管路和缓冲调压罐的压力平衡，乙烷进入气液两相区，在接通的过程中，由于背压大于1.5MPa.g，因此缓冲调压罐里的最低介质温度不会低于-20℃。随后，启动制冷系统和低温储存系统，缓冲调压罐里面的乙烷缓慢排出，进入制冷系统，并控制二次调压的背压为0.1MPa.g(该背压由低温储存系统预充压获得)，乙烷经二次调压后，温度进一步降低，以获得预冷量，同时，制冷系统采用乙烯循环制冷，可提供低至-100℃的冷却温度，并与乙烷换热，直至乙烷温度冷却至-90℃左右时完全液化；液化后的乙烷利用余压进入低温储存系统；随着缓冲调压罐内的乙烷压力逐渐降低，二次调压获得的乙烷预冷量有所减少，需要及时监测乙烷温度，以调整乙烯循环量和乙烷排出速度。当液化的乙烷无法自流进入低温储存系统时，开启泵系统，提供举升动力。在放空过程中，重点监测干线附近的温度变送器，应充分控制乙烷放空速度，使干线内介质与周围环境充分换热，保持干线介质温度高于-20℃。当干线压力低于0.05MPa.g时，停止乙烷回收，剩余气态乙烷通过置换方式排出干线。

如图1所示，一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理方法，所述液态乙烷在中间泵站的泄放介质采用非计划性放空及计划性放空的泄放方式。

其中，所述非计划性放空包括对进站截断阀上游管道水击超压的泄放、站内露空管道受热超压的泄放以及增压泵下游管道泵后超压的泄放，所述非计划性放空的介质均直接送火炬系统燃烧处理；所述计划性放空包括进站截断阀上游的放空和出站截断阀下游的放空，所述计划性放空的介质均送至移动式回收系统处理并储存。

具体地，在液态乙烷中间泵站设置非计划泄放处理系统、计划性放空系统、移动式回收系统和控制系统，在泵站和管道正常运行时，保持计划性放空系统中的调节放空阀关闭，保持非计划泄放处理系统中的水击泄放阀、热力泄放阀以及安全阀在线待用。

所述非计划性放空的方式具体包括：

当进站截断阀意外关闭或停泵时，若上游管道出现水击超压，水击泄放阀自动开启，同时火炬系统启动点火程序，保证介质安全燃烧。

当出站截断阀意外关闭或下游管道阀门意外关闭时，若泵后压力超过下游管道设计压力，泵后泄放阀自动开启，并向控制室继续发出停泵警报，同时火炬系统启动点火程序，保证介质安全燃烧。

在管道停输后，若站内管道发生管道受热引起内压升高，且超过热力泄放阀的设定压力后，热力泄放阀自动开启，同时火炬系统启动点火程序，保证介质安全燃烧。

所述计划性放空的方式为：当液态乙烷管道上游干线或下游干线需停产检修时，将移动式回收系统运输至泵站，并进行组装调试，对管道内存乙烷介质安全放空，放空介质去往可移动回收系统。

在本实施例中，所述可移动回收系统的处理方法具体为：

首先，向缓冲调压罐预充入乙烷气体(该部分乙烷气体由回收系统自带，非管道系统取气)，压力控制在1.5～1.8MPa.g，优选1.5MPa.g，开启上游调节放空阀和下游调节放空阀，干线内存的乙烷降压并充入缓冲调压罐，形成压力平衡。

然后，启动制冷系统和低温储存系统，缓冲调压罐内的乙烷在进入制冷系统，并调压至自流压力(满足乙烷液化后自流进入装车罐的压力)后进一步获取冷量，再完成乙烷-乙烯冷剂换热，温度降至-100℃，即液化后的乙烷，直接越过泵系统，进入低温储存系统。

最后，当上游管道压力降低至0.1MPa(即乙烷自流压)后，启动泵系统为制冷系统流出的低温液态乙烷增压，保障其进入低温储存系统，该步骤下的管道乙烷放空速率应通过安装于干线管道上的温度变送器指示温度调整，避免干线乙烷放空速度过快，影响干线管道与周围环境换热，导致干线管道内温度低于钢材的使用温度，当干线管道压力接近常压时，停止该步骤操作。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，所述液态乙烷通过液态乙烷管道(1)输送，所述液态乙烷管道(1)上设置有进站截断阀(2)、出站截断阀(3)以及增压泵(4)，其特征在于：所述安全处理系统包括非计划泄放处理系统、计划性放空系统、回收系统和控制系统；

所述非计划泄放处理系统包括进站截断阀上游管道泄放单元、露空管道泄放单元以及增压泵下游管道泄放单元；所述进站截断阀上游管道泄放单元用于在进站截断阀(2)上游管道水击超压工况下对超压介质进行安全泄放，并直接排入火炬系统(5)燃烧处理；所述露空管道泄放单元用于在站场停输下对露空管道的停输介质进行由于温度升高引起的介质膨胀致超压泄放，并直接排入火炬系统(5)燃烧处理；所述增压泵下游管道泄放单元用于对增压泵(4)下游管道的超压保护和对超压介质的泄放，直接排入火炬系统(5)燃烧处理；

所述计划性放空系统包括进站截断阀上游放空单元和出站截断阀下游放空单元，所述计划性放空系统用于对计划内管道内存乙烷介质安全放空，所述计划性放空系统与回收系统连接；所述控制系统用于实时监测管道、设备的工作状态。

2.根据权利要求1所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其特征在于：所述进站截断阀上游管道泄放单元包括设置于进站截断阀(2)上游的水击泄放阀(6)以及与液态乙烷管道(1)连通的上游泄放支路(7)；

所述露空管道泄放单元包括设置于站内露空管道的热力泄放阀(8)以及与液态乙烷管道(1)连通的站内管道泄放支路(9)；

所述增压泵下游管道泄放单元包括设置于增压泵(4)下游的泵后泄放阀(10)以及与液态乙烷管道(1)连通的泵后泄放支路(11)；

所述上游泄放支路(7)、站内管道泄放支路(9)以及泵后泄放支路(11)均与火炬系统(5)连接，所述进站截断阀上游管道泄放单元、露空管道泄放单元以及增压泵下游管道泄放单元在非计划状态下泄放的介质均直接排入火炬系统(5)燃烧处理。

3.根据权利要求2所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其特征在于：所述上游泄放支路(7)、站内管道泄放支路(9)以及泵后泄放支路(11)分别与泄压支管(12)连接，所述泄压支管(12)通过放空总管(13)与火炬系统(5)连接，所述泄压支管(12)用于将各路泄放介质汇集后送至放空总管(13)。

4.根据权利要求1所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其特征在于：所述进站截断阀上游放空单元包括设置于进站截断阀(2)上游的上游调节放空阀(14)以及与液态乙烷管道(1)连通的上游放空管路(15)；

所述出站截断阀下游放空单元包括设置于出站截断阀(3)下游的下游调节放空阀(16)以及与液态乙烷管道(1)连通的下游放空管路(17)；

所述上游放空管路(15)和下游放空管路(17)均通过调节放空总管(18)与回收系统连接，所述进站截断阀上游放空单元和出站截断阀下游放空单元在计划状态下对管道内存介质安全放空，放空介质去往回收系统。

5.根据权利要求4所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其特征在于：所述控制系统包括设置在调节放空总管(18)上的压力变送器(19)和温度变送器(20)。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其特征在于：所述回收系统包括缓冲调压罐(21)、制冷系统(22)、泵系统(23)以及低温储存系统(24)；

所述缓冲调压罐(21)用于向上游计划性放空提供预定背压，控制液态乙烷在泄放至额定背压下的温度范围；所述制冷系统(22)用于对回收气态乙烷进行再液化；所述泵系统(23)用于对再液化的乙烷提供进入低温存储系统(24)的动力；所述低温储存系统(24)用于接收并存储再液化的低温常压乙烷。

7.根据权利要求6所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理系统，其特征在于：所述缓冲调压罐(21)、制冷系统(22)、泵系统(23)以及低温储存系统(24)成撬为移动式整体结构。

8.一种液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理方法，其特征在于：所述液态乙烷在中间泵站的泄放介质采用非计划性放空及计划性放空的泄放方式；

所述非计划性放空包括对进站截断阀上游管道水击超压的泄放、站内露空管道受热超压的泄放以及增压泵下游管道泵后超压的泄放，所述非计划性放空的介质均直接送火炬系统燃烧处理；

所述计划性放空包括进站截断阀上游的放空和出站截断阀下游的放空，所述计划性放空的介质均送至移动式回收系统处理并储存。

9.根据权利要求8所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理方法，其特征在于：在液态乙烷中间泵站设置非计划泄放处理系统、计划性放空系统、移动式回收系统和控制系统，在泵站和管道正常运行时，保持计划性放空系统中的调节放空阀关闭，保持非计划泄放处理系统中的水击泄放阀、热力泄放阀以及安全阀在线待用；

所述非计划性放空的方式具体包括：

当进站截断阀意外关闭或停泵时，若上游管道出现水击超压，水击泄放阀自动开启，同时火炬系统启动点火程序，保证介质安全燃烧；

当出站截断阀意外关闭或下游管道阀门意外关闭时，若泵后压力超过下游管道设计压力，泵后泄放阀自动开启，并向控制室继续发出停泵警报，同时火炬系统启动点火程序，保证介质安全燃烧；

在管道停输后，若站内管道发生管道受热引起内压升高，且超过热力泄放阀的设定压力后，热力泄放阀自动开启，同时火炬系统启动点火程序，保证介质安全燃烧；

所述计划性放空的方式为：当液态乙烷管道上游干线或下游干线需停产检修时，将移动式回收系统运输至泵站，并进行组装调试，对管道内存乙烷介质安全放空，放空介质去往可移动回收系统。

10.根据权利要求9所述的液态乙烷管道中间泵站泄放介质安全处理方法，其特征在于：所述可移动回收系统的处理方法具体为：

首先，向缓冲调压罐预充入乙烷气体，压力控制在1.5～1.8MPa.g，开启上游调节放空阀和下游调节放空阀，干线内存的乙烷降压并充入缓冲调压罐，形成压力平衡；

然后，启动制冷系统和低温储存系统，缓冲调压罐内的乙烷在进入制冷系统，并调压至自流压力后进一步获取冷量，再完成乙烷-乙烯冷剂换热，液化后的乙烷直接越过泵系统，进入低温储存系统；

最后，当上游管道压力降低至乙烷自流压力后，启动泵系统为制冷系统流出的低温液态乙烷增压，保障其进入低温储存系统，该步骤下的管道乙烷放空速率应通过安装于干线管道上的温度变送器指示温度调整，当干线管道压力接近常压时，停止该步骤操作。

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