天然气掺氢对站场放空系统的影响规律分析

为了掌握天然气掺氢后对站场放空系统的影响规律,利用ASPEN HYSYS流程模拟软件,分析天然气掺氢后放空系统的适应性。结果表明：天然气掺氢后安全阀额定泄放量始终大于所需泄放量,原安全阀能满足泄放要求;天然气掺氢不会导致放空系统运行温度超出设计范围,反而对放空管道的低温工况有明显的抑制作用;天然气掺氢会使安全阀背压轻微减小,不会导致安全阀背压及放空系统运行压力超压;天然气掺氢后放空系统管径均满足泄放要求;随着掺氢比例的提高,放空火炬的辐射热距离逐渐减小。     

非燃烧方式氢气放空系统本质安全设计研究

氢放空系统是在正常生产或紧急情况下，将氢安全、可靠地排放至大气的系统。但是氢气为易燃易爆气体，点火能低，微小的静电、微弱的火星就能点燃氢气。氢排放系统的本质安全设计要选择合适的排放方式，在合适排放方式的基础上，还要考虑到燃爆、静电、雷电、排放管材料、排放管内氢气流速、排放口高度及方向、阻火器等因素的影响。国家现行标准对氢气放空系统设计的规定相对简单，为了氢能产业的健康发展，建议加强对相关标准的研究，完善标准中的安全条款，开发专用的氢气放空系统。     

天然气处理厂火炬放空阻火设施的设置

为了防止火炬放空时发生回火,引发火灾、爆炸等事故,有必要对火炬放空系统阻火设施的设置进行研究。通过分析火炬放空过程中发生回火的工况,以及防止火炬回火和爆炸所采取的措施,调研了中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司设计的几个天然气处理厂及炼油厂的火炬放空系统阻火设施的设计、使用情况,对国内外相关标准中关于阻火设施的设置规定进行了分析对比。列举了国内阻火设施发生故障的案例。天然气处理厂火炬放空系统中阻火设施的设置是极其重要的。火炬头应选择带有吹扫气的阻火设施,放空系统设置阻火器需慎重。     

液化气球罐区设计中易疏漏的几个问题探析

结合工程实际对球罐区设计中容易疏漏的液化气管道的安全泄放装置、管道的绝热措施、放空总管阻火器的设置、脱水系统和警戒液位设置等几个问题加以探讨 ,并给出相应的解决方案。     

储气库放空系统优化技术研究

地下储气库工程的放空系统由放空管网及火炬组成,放空量的确定是决定放空系统的关键要素。放空系统泄放量不应是集注站最大处理量,应综合分析计算各种泄放工况下的泄放量及各种工况同时发生的概率后确定。秦皇岛—沈阳天然气管道储气库工程集注站放空系统为事故状态下放空,满足注采集输管线、集注站、双向输气管道的放空需求。通过集注站平面分区布置、工艺系统划分、高低压分开设置的方法对天然气站场放空进行分析计算和设备选型,确定高压放空和低压放空分开设置的放空系统方案,解决了天然气站场放空规模过大,放空设施浪费的问题。该方法属国内首次应用,目前已被其他同类型储气库借鉴。     

工艺装置中阻火器的选用

阻火器是保证石油化工装置、天然气处理装置安全性的防火设备,作为管道和设备发生火灾后的最后一道安全屏障,阻火器发挥着极其重要的作用。为了保证其应有的阻燃阻爆效果,阻火器的正确选用具有重要的现实意义。首先分析了常用阻火器的特性,从阻火器的阻火原理出发,同时结合国内外阻火器的相关标准,分析了各类阻火器选型的关键因素,提出了阻火器选用的方法。研究结果对阻火器在工程应用中的准确选型有一定借鉴作用。     

氢气-空气预混气体火焰在管道阻火器内传播特性试验研究

通过建立试验装置，对氢气-空气预混气体火焰在不同管径波纹管道阻火器中的传播特性进行了试验研究。试验结果显示，氢气-空气预混气体在管道阻火器内的爆炸过程分为等压燃烧、压力快速上升和压力振荡3个阶段。爆炸过程中压力剧烈波动，随着管径的增大压力波动愈发明显，而火焰传播速度没有明显的变化规律。管径15 mm管道阻火器内压力上升速率急剧增大，升压持续时间仅0.5 ms。随着长径比的增大，阻火速度呈近似线性增大趋势。长径比为30时，阻火单元能使火焰淬熄，长径比增大到40时部分阻火器阻火失败。在相同的氢气体积分数下，火焰传播速度沿管道长度方向基本呈递增趋势，最大火焰传播速度发生在氢气体积分数为30%时。当阻火单元厚度增大到原阻火单元厚度的2倍时，虽然爆炸压力略有增大，但火焰传播速度呈现递减趋势，阻火器的阻火能力明显提高，双层阻火单元下的火焰淬熄效果明显优于单层阻火单元。     

波纹补偿器在火炬放空系统中的应用

论述波纹补偿器用于火炬放空总管中的优点及可行性。通过对波纹补偿器及火炬放空总管的计算选用合适的补偿器。介绍了在火炬放空总管中波纹补偿器结构特点和安装要求。     

天津浮式LNG工程全容式LNG储罐总布置设计

全容式LNG储罐是LNG接收站的核心,储罐总图布置对储罐设计施工及安全运营起到关键作用。对全容式LNG储罐系统主工艺及储罐上下游工艺流程进行了分析研究,确定储罐各系统、各设备功能要求。针对各个系统的功能及储罐内部结构,结合标准要求,同时考虑主要工艺管道布置及储罐整体施工工艺,进行储罐罐顶设备布置,以及罐顶平台设计。该设计方案在天津浮式LNG项目得到成功应用,并经过第三方日本IHI公司平行设计审查批准。通过挪威船级社(中国)有限公司对PSV安全阀泄放以及储罐BOG放空等设备布置进行的量化风险评估(QRA),储罐总图设计方案满足设计要求。该全容式LNG储罐总图设计思路及方法,为LNG储罐设计提供了参考指导作用。     

超临界流体安全阀泄放的动态模拟研究

针对某液化天然气接收站的超临界液化天然气管线安全阀火灾泄放工况,阐述了应用传统计算方法解决类似复杂工况的局限性。提出采用Hysys Dynamic流程模拟软件,建立超压泄放的动态模型,通过模型计算验证火灾工况下所选安全阀喉径面积的合理性,并基于此模型研究了安全阀泄放过程中系统压力、温度、泄放流量等参数随时间的动态响应过程。计算结果表明,建立的动态模型可仿真模拟液化天然气管线安全阀的实际放空过程,准确地验证液化天然气管线所选取的安全阀喉径面积是否能够满足泄放要求,同时为安全阀的准确选型提供一种较为准确合理的程序和方法 。     

安全阀泄放工况分析与计算

国际工程对生产中安全系统要求较高，安全阀设计要求较严格，目前国内所采用的安全阀计算方法远不能满足其要求。介绍国际工程安全阀设计中的安全阀泄放工况的分析与计算，并联系泄压管网系统，阐述安全阀积聚压力及其背压的确定方法。     

石油气体管道阻火器阻火性能测试系统研制

目前国内外关于阻火器阻火性能的测试研究主要集中在某一特定条件下的火焰传播规律方面,缺乏较为系统的阻火性能测试研究及装置研制。依据国内外阻火器测试研究成果,自行设计加工了一套石油气体管道阻火器阻火性能测试系统,制定了测试方案。采用该测试系统对阻爆燃和阻爆轰阻火器分别进行了13组实验测试和分析。在阻爆燃测试中,引爆段火焰传感器监测到爆燃火焰,火焰平均传播速度处于爆燃阶段。而保护段未监测到火焰信号,火焰未通过阻爆燃阻火器。在阻爆轰测试中,引爆段火焰传感器监测到爆轰火焰,火焰平均传播速度达到爆轰阶段,火焰无法通过阻爆轰阻火器进入保护段,阻火器能够有效使用。实验测试分析证明该测试系统可以有效可靠地检测石油气体管道阻火器的阻火性能。     

液化石油气储罐安全阀的工艺计算

在液化石油气储罐安全阀的工艺计算中，应按火灾时液化石油气吸热蒸发的气体量确定安全阀的泄放量。再按泄放量计算安全阀的喷嘴面积，比较繁琐，因此根据液化石油气的特性，导出了液化石油气储罐安全阀喷嘴面积的简化专用计算公式，并简要介绍了安全阀的选型和安装要点。     

阻火器的原理及选用

介绍了阻火器的类型与阻火原理，结合有关国家标准和行业标准论述了选用阻火器的步骤和注意事项。     

合理选择火炬放空系统防回火措施

火炬放空系统是保证工厂各装置开、停工和正常生产的公用工程之一,防止系统回火设施的正确选择和设计,是保证系统安全的重要措施。隔离、阻火设施选择和设计不当,会造成人员伤亡和装置相关设备的严重损坏。火炬放空系统防回火措施的选择关系到安全、设计和生产成本。对于EPC工程,既要满足业主低成本运行的要求,也要顾及承包单位的利益。设计上需要精益求精,合理选择放空系统的阻火措施。在安全的前提下,落实国家节能减排的要求,并兼顾各方需求。介绍了可供选择的阻火设施,给出工程中防回火措施选择的实际案例,为火炬及放空系统的防回火措施的合理选择提供参考。     

某输气管道首站ESD放空系统模拟计算和分析

输气管道站场ESD(Emergency Shutdown Device紧急关断)放空系统的阻力特性决定着放空系统的能力,利用Aspenplus软件对某输气管道首站ESD放空系统现有设施进行放空模拟计算和分析,研究放空管路相关参数的变化规律,同时针对现有放空设施不能满足GB 50251规定提出了相应的设计整改措施,并对其进行了工艺模拟分析,指出了放空系统的最高流速、ESD放空系统启动时放空管路内介质最低温度出现的位置,并对放空管的管径、放空管路长度等给出了优化建议。     

丙烷制冷冰机机组安全阀泄放与装置火炬系统的配合

在化工装置中常有不同品级的冷冻水作为换热使用,而冰机连续制冷满足工艺要求即可获得所需的冷冻水;使用丙烷(R290)作为制冷剂的冰机,因为介质丙烷是液态烃,危险性较大,在装置设有火炬系统的情况下,要将冰机安全阀泄放气接入装置火炬系统,以减少危险;必须强调,规范冰机厂家的设计使其安全阀泄放满足装置火炬系统的设计要求至关重要。     

低压安全泄放系统管路设计

根据绝热流动原理,建立了低压安全泄放系统管路计算模型,采用LappleCE推导出的管路流体方程,结合对安全阀喷嘴的研究,得到了方程间的关系.利用牛顿-拉夫森法与二分法相结合的混合算法,通过改变管道长度、直径及布局对管路系统进行了合理设计.     

超量放空时放空立管工况分析与垂直反力计算

在站场放空系统设计中，设计人员有可能忽略紧急放空时出现的管道系统安全问题。近年来，先导式安全阀与ESD放空阀的使用加快了放空系统的瞬间泄放速度，设计人员应认真考虑紧急放空时，放空系统管道的安全和放空立管的承受能力问题。根据德国著名流体力学专家普朗特的相关理论并结合现场实际情况，研究了紧急放空出现超量排放时放空立管的管口声障和爆震激波现象，从工程应用的角度出发，提出如何确定放空立管垂直反力计算时的相关参数以及相应的简化计算方法。     

海上平台冷放空系统在低放空量下的安全分析

在海洋石油平台冷放空系统的设计中,选择泄放管径时一般以平台最大泄放量为基准,使放空口流速达到150m/s。若平台实际放空量远小于设计放空量,则放空口的气体流速难以达到设计值,此时可燃气体的稀释效果有待验证,冷放空系统的安全性需重新评估。利用FLUENT软件,通过数值模拟的方式,验证了海上平台冷放空系统在低放空量下的安全性,并对冷放空系统的设计提出了建议。