液化烃球罐区安全注水系统设计规定

液化烃球罐区注水系统设计规定液化烃球罐紧急切断阀选型设计规定中国石化2011年5月20日目录液化烃球罐区注水系统设计规定........................................................3液化烃球罐紧急切断阀选型设计规定........................10液化烃球罐区注水系统设计规定1总则为了规范液化烃球罐区安全注水系统的设计、运行管理，做好防范重大特大事故发生的补救措施，特制定本规定。本规定适用于股份公司各分（子）公司、控股公司所属炼化企业液化烃球罐的注水系统的设计和运行管理，参股公司参照本规定执行。本规定提出了液化烃球罐注水系统安全设计的原则和技术要求，液化烃球罐的安全注水系统设计、运行管理除执行本规定外，还应符合国家和行业现行有关标准规范及中国石化集团公司相关技术和安全监督管理规定。已有液化烃球罐的注水系统设计可以结合实际情况，参照本规定执行。2规范性引用文件下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规范。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规定。GB50160-2008石油化工企业设计防火规范SH/T3007-2007石油化工储运系统罐区设计规范3术语和定义液化烃在15℃时，蒸气压大于的烃类液体，不包括液化天然气。全压力式液化烃储罐以常温压力存储的液化烃储罐。4适用范围全压力式液化烃储罐。5注水系统的安全设计注水系统的设计原则注水设施的设计应以安全、快速有效、可操作性强为原则，在此前提下，尽可能减少注水设备的一次性投入，节省注水设备的运营费用和设备的检维修费用。注水水源可采用稳高压消防水系统作为事故状态下球罐的注水水源。在进行稳高压消防水系统管网的设计时需考虑球罐泄漏状态下50~100吨/小时的用水需求。注水点5.3.1注水点位置当物料泵的参数满足表1和表2中对注水水量的规定可以借用进行注水时则需分以下两种情况:对于需要进行注水作业的液化烃球罐可以采用直接注水或借用工艺泵注水的方案。采用何种方案，用户在操作时要根据事故状况下高压消防管网压力和液化烃罐的压力指示进行综合判断后确定。当确定采用直接注水时，通过物料泵入口侧管线完成向球罐的注水操作。当确定采用间接注水时，则需通过物料泵提压后通过泵的出口倒罐线或泵进、出料管道的跨通线利用泵的入口管道完成向球罐的注水。两注水方式的接入点位置均设在泵入口过滤器与切断阀之间。直接注水及借用工艺泵注水系统示意流程见图1。在利用物料泵完成注水时应满足本规定5.4.1条和条中对注水压力和流量的基本要求，同时要考虑进行注水操作时电机能否满足其负荷的需要。5.3.1.2当物料泵不能满足本规定条和条中对注水压力和流量的基本要求时，则需设置专用注水泵完成注水。专用注水泵的参数需符合本规定的要求，与专有注水泵相连接的管线的管路等级与需注水的工艺物料的管路等级保持一致，与物料管线接入点位置见注水系统示意流程图，设置专用泵注水系统示意流程见图2。5.3.2注水点的连接方式注水点宜采用半固定式连接，需要注水时连接快装接头，实现迅速注水。快装接头及连接软管宜采用LPG装卸车专用系列产品。实现半固定连接时除在连接端设双阀外还应加设单向阀（单向阀流向为从消防水管道流往工艺管道）及检查阀。当采用半固定连接方式时,对要进行注水物料管线的快装接头需集中布置,加强管理。具体连接方式见注水系统示意流程图。注水系统设计及控制要求需将稳高压系统的消防管线甩头接至注水点附近，其距物料管线注水连接点的距离不宜大于5m。需消防管线提供的注水量应视液化烃管线的尺寸确定，宜为50t/h~100t/h，参见本规定条的有关内容。注水阀前后应设压力测量仪表。注水泵排量及注水压力的选择设计原则通过注水管道向储罐内注入的水量应大于等于从泄漏处流出的水量，以保证从泄漏处流出的是水而不是液化烃，从而防止液化烃的泄漏。罐内液位不上升，从泄漏处流出的完全是水时的水量就是保证注水管道能有效工作的最小水量。注水管道内的水必须具备足够的压力，此压力应大于沿程摩阻、局部摩阻，升高的位能（注水点到球罐最高液位的位能差）、破损处的压力（为液化烃在操作温度下的饱和蒸气压和该处的位能差引起的压力之和）。注水水量及破损处压头的确定由于液化烃压力储罐的泄漏和起火部位通常是发生在进出口管道阀门处，而阀门阀体本身泄漏和破坏的可能性非常小，因此设计中一般应考虑阀门法兰密封会被破坏或泄漏的因素。可以把因法兰密封的破损而引起的泄漏近似地看作容器壁上开一孔口，把此种泄露近似看作孔口出流，泄漏量按公式1计算。ρ/ρghPPA5091Q0…………………………（1）式中：P—气相饱和蒸汽压，Pa（a）；P。—大气压，Pa；p—密度，kg/m3;Q─泄漏量，m3/h；μ─流量系数,；g─重力加速度,s2；h—从罐的最高液位到泄漏点的高差，mA─破损处泄漏面积，m2。以最常用的1000m3、2000m3、3000m3的球罐高度,以混合C4和丙烯罐的操作压力为例，将球罐底部常用管径DN150、DN200、DN250破损后泄漏量的计算结果列于表1（C4泄漏量计算表）和表2（丙烯泄漏量计算表）。表中的实际泄漏量即为可参考的注水量。请相关企业和设计单位在进行C3和C4类物料注水泵流量的确定时，可参考此表1和表2的数据。表1C4泄漏量计算表储罐容积（m3）球罐直径（m）最高液位到泄漏点的高差（m）计算泄漏量（泄漏管DN150）计算泄漏量（泄漏管DN200）计算泄漏量（泄漏管DN250）备注m3/hm3/hm3/h1000200030001835注1：表1以C4为例，物料密度为580；罐底和管线的高差确定为米，罐的操作压力(g).,注2：实际泄漏量宜按缠绕式垫片的破损裂缝一般不会超过圆周的1/7（对应于圆心角约51°）进行计算。表2丙烯泄漏量计算表储罐容积（m3）球罐直径（m）最高液位到泄漏点的高差（m）计算泄漏量（泄漏管DN150）计算泄漏量（泄漏管管200）计算泄漏量（泄漏管管径250）备注m3/hm3/hm3/h10002000547290300018注1：表2以C3丙烯物料为例，物料密度为512；罐底和管线的高差确定为米，罐的操作压力(g)；注2：实际泄漏量宜按缠绕式垫片的破损裂缝一般不会超过圆周的1/7（对应于圆心角约51°）进行计算。注水压力的确定对于操作压力低于（表压）的液化烃球罐，由于环罐组四周的高压消防水系统压力基本稳定在~之间，因此，稳高压消防水管网的系统压力完全可以满足操作压力低于（表压）的液化烃球罐的注水压力要求。当高压消防水系统压力不能保证稳定时，需考虑借用物料泵或设置专有泵进行提压的方案。对于操作压力高于（表压）的液化烃球罐，借用工艺泵完成注水时，注水流量应大于或等于表1和表2的计算泄漏量，压力应大于需要注水液化烃球罐的最高操作压力和沿程阻力降（包括升高的位能和增大的动能）之和。如果不能满足上述两点要求，则需要设置专有泵完成注水。其它补充说明现有企业注水点已采取固定式连接而又不方便整改的，则必须在水与液化烃管线之间增设盲板，但不推荐使用。寒冷地区的注水管道需采取必要的防冻措施，如：保温、伴热等。6注水系统的示意流程图直接注水及借用工艺泵注水系统示意流程图1LILI设置专有泵注水系统示意流程图2LILI液化烃球罐紧急切断阀选型设计规定1范围本规范规定了液化烃球罐紧急切断阀的选型设计原则和最低要求。本规范适用于中国石化新建、扩建及改建石油炼制、石油化工工程项目的液化烃球罐紧急切断阀的选型设计。2规范性引用文件下列文件对于本规范的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本标准。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。GB19666-2005阻燃和耐火电线电缆通则GB50160-2008石油化工企业设计防火规范SH3020-2001石油化工仪表供气设计规范SH3038-2000石油化工企业生产装置电力设计技术规范TSGR0004-2009固定式压力容器安全技术监察规程ISO5211IndustrialValves-Part-TurnActuatorAttachmentsISO5752MetalValvesforUseinFlangedPipeSystems-Face-to-FaceandCentre-to-FaceDimensionsIEC60085Electricalinsulation–ThermalevaluationanddesignationIEC60529DegreesofProtectionProvidedbyEnclosures(IPCode)IEC60534-4Industrial-ProcessControlValves-Part4:InspectionandRoutineTestingAPI598ValveInspectionandTestingAPI607FireTestforSoft-seatedQuarter-turnValvesAPI609ButterflyValves:Double-flanged,Lug-andWafer-typeAPI6FASpecificationforFireTestforValvesAPI6DSpecificationforPipelineValvesASMEPipeThreads,GeneralPurpose(Inch)ASMEPipeFlangesandFlangedFittingsNPS1/2ThroughNPS24Metric/InchStandardASMEFace-to-FaceandEnd-to-EndDimensionsofValvesASMEButtweldingEndsASMEValves-Flanged,ThreadedandWeldingEndASMESurfaceTexture(SurfaceRoughness,Waviness,andLay)ASTMA193StandardSpecificationforAlloy-SteelandStainlessSteelBoltingforHighTemperatureorHighPressureServiceandOtherSpecialPurposeApplicationsASTMA320StandardSpecificationforAlloy-SteelandStainlessSteelBoltingforLow-TemperatureServiceFCI70-2ControlValveSeatLeakageUL1709ULStandardforSafetyRapidRiseFireTestsofProtectionMaterialsforStructuralSteel3术语和定义下列术语和定义适用于本规范。紧急切断阀（emergencyshutoffvalve）专用于安装在液化烃球罐的进出口管道上，当罐区内发生火灾、泄漏等事故时能够快速及紧密切断（TSO）和隔离易燃及有毒物料的开关阀。当球罐液位达到或超过高高液位限时，紧急切断阀能用于防止物料溢罐。从紧急切断阀到球罐管口之间除了接管外不得安装任何其它管件或阀门，其间距应符合配管安装、阀门维修和工艺要求。紧急切断阀应具有自动和手动关闭功能，手动关闭功能应包括控制室遥控手动关闭及现场手动关闭。关断时间（shutofftime）紧急切断阀依靠气动、电动或电液执行机构关闭时，由控制系统、安全仪表系统（SIS）或操作员发出关闭阀门信号开始至液流完全关断为止所经历的时间，以秒（s）为单位。4紧急切断阀选型设计选型设计原则当液化烃球罐区有可靠的仪表空气系统时，应选用气动紧急切断阀。当液化烃球罐区无仪表空气系统、但有负荷分级为一级负荷的电力电源系统时，应选用电液执行机构或电动执行机构驱动的紧急切断阀。一级负荷电力电源系统的设计应符合SH3038-2000规范。紧急切断阀的防火要求应符合GB50160-2008的相