埋地液化氣儲(chǔ)罐用于液化石油氣(LPG,常見(jiàn)為丙烷/丁烷及其混合物)的地下儲(chǔ)存與穩(wěn)壓緩沖,適用于加氣站、瓶裝供應(yīng)站、工業(yè)用戶集中供氣、調(diào)峰儲(chǔ)備及各類(lèi)需要降低地面占用、提升防護(hù)等級(jí)的場(chǎng)景。與地上儲(chǔ)罐相比,埋地布置在滿足同等儲(chǔ)存與供給功能的同時(shí),可以通過(guò)土層覆蓋獲得更穩(wěn)定的環(huán)境溫度與更好的外部防護(hù)條件,減少日照與風(fēng)荷載影響,也能在一定程度上降低外部撞擊、明火輻射等風(fēng)險(xiǎn)對(duì)儲(chǔ)罐本體的直接作用。工程上選擇埋地方案的關(guān)鍵,不是“埋起來(lái)更安全”這么簡(jiǎn)單,而是要把土建、腐蝕防護(hù)、檢維修可達(dá)性、排水與應(yīng)急處置一并納入系統(tǒng)設(shè)計(jì),確保長(zhǎng)期運(yùn)行可控、可檢、可維護(hù)。
在典型供氣系統(tǒng)中,埋地LPG儲(chǔ)罐通常作為儲(chǔ)存與緩沖節(jié)點(diǎn),上游可通過(guò)槽車(chē)卸液或管輸補(bǔ)液進(jìn)入儲(chǔ)罐,下游通過(guò)泵送/自壓輸送向氣化裝置或用戶管網(wǎng)供液,或者經(jīng)汽化后穩(wěn)壓供氣。由于下游負(fù)荷往往存在峰谷差(加氣高峰、工業(yè)用氣波動(dòng)、裝置啟停等),若缺少合適的儲(chǔ)存緩沖單元,容易出現(xiàn)供氣壓力波動(dòng)、泵啟停頻繁、氣化器負(fù)荷驟變等問(wèn)題。埋地儲(chǔ)罐通過(guò)提供足夠的可用庫(kù)存與穩(wěn)定的介質(zhì)來(lái)源,使“補(bǔ)液—儲(chǔ)存—供給”在時(shí)間上解耦,便于按卸車(chē)窗口、站內(nèi)運(yùn)行策略與安全管理要求組織運(yùn)行,同時(shí)為應(yīng)急供給預(yù)留一定冗余。
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埋地液化氣儲(chǔ)罐的工程關(guān)注點(diǎn)首先來(lái)自介質(zhì)特性。LPG屬易燃易爆介質(zhì),泄漏后易形成可燃?xì)庠疲以诘屯萏幘奂膬A向較明顯;同時(shí)LPG在儲(chǔ)存狀態(tài)下通常為加壓液體,儲(chǔ)罐壓力隨溫度變化而變化,進(jìn)出料、環(huán)境溫度波動(dòng)及異常工況都可能導(dǎo)致壓力波動(dòng)。由此決定了儲(chǔ)罐系統(tǒng)必須具備完整的壓力控制與安全泄放路徑,并在站區(qū)總體布置中落實(shí)安全間距、通風(fēng)條件、導(dǎo)靜電與防雷、防火防爆分區(qū)等要求。埋地并不意味著可以弱化風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別,相反由于罐體不可見(jiàn)、泄漏不易被第一時(shí)間發(fā)現(xiàn),工程上更強(qiáng)調(diào)監(jiān)測(cè)、檢驗(yàn)與應(yīng)急處置鏈條的完整性,例如閥組區(qū)的集中布置、可達(dá)性、巡檢便利性以及必要的泄漏報(bào)警與聯(lián)鎖策略等。
從結(jié)構(gòu)與受力角度看,埋地LPG儲(chǔ)罐多為臥式圓筒形壓力容器結(jié)構(gòu),常見(jiàn)配置包括罐體本體、鞍座或支撐結(jié)構(gòu)、閥門(mén)儀表集成的管口區(qū)(常見(jiàn)為閥井/閥室形式)、安全閥/緊急切斷等安全附件接口、液位與壓力溫度測(cè)點(diǎn)等。埋地工況下,儲(chǔ)罐除了承受內(nèi)部壓力、介質(zhì)自重與充裝工況引起的載荷,還要考慮土壓力、地下水浮力、回填土沉降及車(chē)輛荷載傳遞(按道路與站內(nèi)布置條件判斷)的影響。尤其在地下水位較高或雨季回水條件下,浮力控制往往是埋地罐設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收的關(guān)鍵點(diǎn)之一,需要通過(guò)抗浮措施(如配重、錨固、抗浮梁/基礎(chǔ)等方案)與排水系統(tǒng)協(xié)同解決,避免罐體上浮導(dǎo)致接口拉裂、閥井損壞或應(yīng)力集中?;A(chǔ)與回填若控制不當(dāng),也可能引起罐體局部受力不均,長(zhǎng)期運(yùn)行中表現(xiàn)為接管區(qū)滲漏、焊縫二次應(yīng)力或局部涂層破壞,因此埋地罐的基礎(chǔ)處理、回填材料與分層夯實(shí)質(zhì)量,工程意義不亞于罐體制造本身。
埋地儲(chǔ)罐長(zhǎng)期運(yùn)行的另一核心,是外防腐與陰極保護(hù)體系的可靠性。地下土壤環(huán)境復(fù)雜,含水率、鹽分、雜散電流、酸堿度及土壤電阻率都會(huì)影響腐蝕速率;一旦外防腐體系失效,罐體外壁腐蝕往往隱蔽且難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)。工程上通常采用“外防腐涂層/包覆 + 陰極保護(hù)(犧牲陽(yáng)極或外加電流)+ 定期檢測(cè)”組合策略:涂層負(fù)責(zé)提供第一道屏障,陰極保護(hù)用于抑制涂層缺陷處的電化學(xué)腐蝕,同時(shí)通過(guò)定期檢測(cè)(如電位測(cè)試、通斷電測(cè)試等按方案執(zhí)行)驗(yàn)證保護(hù)效果。施工階段對(duì)涂層表面處理、補(bǔ)口補(bǔ)傷、節(jié)假日天氣施工控制、回填前檢查與記錄等要求較高,回填材料應(yīng)避免尖銳硬物劃傷涂層,必要時(shí)設(shè)置保護(hù)層或砂墊層以降低機(jī)械損傷風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于站內(nèi)存在雜散電流或接地系統(tǒng)復(fù)雜的工況,還需在方案階段充分評(píng)估并落實(shí)電氣隔離與測(cè)試點(diǎn)設(shè)置,避免陰極保護(hù)“做了但不起作用”。
閥井/閥室及管口區(qū)的布置,是埋地LPG儲(chǔ)罐“可操作性”和“可維護(hù)性”的集中體現(xiàn)。常見(jiàn)做法是將進(jìn)液、出液、氣相平衡、放空/回收(按方案)、安全閥、緊急切斷閥、液位計(jì)、壓力表等集中在閥井內(nèi)或地面可達(dá)的閥組區(qū),并考慮防雨、防水、防凍、防積液與通風(fēng)要求。閥井結(jié)構(gòu)若排水不暢,積水會(huì)加速閥件腐蝕并影響檢修安全;井內(nèi)若通風(fēng)不良,泄漏氣體可能聚集形成爆炸性環(huán)境,增加作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。因此閥井需要在土建設(shè)計(jì)階段同步落實(shí)排水坡度、集水與抽排措施、井口密封與通風(fēng)路徑,必要時(shí)預(yù)留檢測(cè)與報(bào)警接口,確保巡檢時(shí)能快速識(shí)別異常。對(duì)經(jīng)常操作的閥門(mén)與儀表,應(yīng)優(yōu)先保證可達(dá)性和可讀性,減少“必須下井才能操作”的場(chǎng)景,從而降低運(yùn)行人員暴露在潛在風(fēng)險(xiǎn)環(huán)境中的頻次。
埋地LPG儲(chǔ)罐的充裝與運(yùn)行管理,還需關(guān)注充裝率、溫度壓力控制與安全保護(hù)路徑的匹配。LPG具有較高的熱膨脹特性,充裝過(guò)滿在環(huán)境溫度上升時(shí)可能導(dǎo)致壓力快速上升,增加安全閥頻繁動(dòng)作或超壓風(fēng)險(xiǎn),因此工程上通常會(huì)根據(jù)介質(zhì)組成、設(shè)計(jì)壓力、站區(qū)運(yùn)行策略與相關(guān)規(guī)范要求,確定合理的最大充裝量并落實(shí)液位監(jiān)測(cè)與聯(lián)鎖控制邏輯。卸車(chē)操作時(shí)的回氣/平衡路徑、緊急切斷邏輯、靜電接地與操作順序,直接影響現(xiàn)場(chǎng)安全與卸車(chē)效率;供液/供氣切換、泵啟停與閥位管理也應(yīng)與氣化能力、下游壓力控制策略協(xié)同,避免出現(xiàn)抽空、液擊或非計(jì)劃放空等情況。對(duì)于可能存在頻繁啟停的站型,更建議在方案階段把“如何穩(wěn)壓、如何削峰、如何減少安全閥動(dòng)作與損耗”作為運(yùn)行目標(biāo),反推閥組與控制策略配置。
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在制造與檢驗(yàn)方面,埋地液化氣儲(chǔ)罐既要滿足壓力容器本體的強(qiáng)度與焊接質(zhì)量控制要求,也要兼顧埋地工況對(duì)外表面處理、接管區(qū)密封、附件適配與現(xiàn)場(chǎng)施工配合的要求。設(shè)計(jì)階段應(yīng)結(jié)合設(shè)計(jì)壓力、設(shè)計(jì)溫度、介質(zhì)性質(zhì)與使用工況,合理確定材料選用與腐蝕裕量,并在接管區(qū)、鞍座/支撐區(qū)等應(yīng)力集中部位進(jìn)行結(jié)構(gòu)與工藝細(xì)化。制造過(guò)程中按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及合同技術(shù)條件執(zhí)行材料驗(yàn)收、焊接工藝評(píng)定、焊縫無(wú)損檢測(cè)、耐壓試驗(yàn)、氣密性檢驗(yàn)(按需)等關(guān)鍵環(huán)節(jié),確保本體強(qiáng)度與密封可靠;交付前應(yīng)完成外防腐施工與質(zhì)量檢查,并對(duì)閥件、儀表接口的保護(hù)與封堵進(jìn)行加固,避免運(yùn)輸過(guò)程中損傷。到貨驗(yàn)收與安裝階段,應(yīng)重點(diǎn)核對(duì)銘牌參數(shù)、隨機(jī)資料、外防腐完好性、接口方位與閥組清單,并對(duì)基礎(chǔ)尺寸、標(biāo)高、抗浮措施、回填材料與分層夯實(shí)記錄進(jìn)行過(guò)程控制,確保“設(shè)備質(zhì)量”能夠在“安裝質(zhì)量”中不被削弱。
總體而言,埋地液化氣儲(chǔ)罐的選型與落地實(shí)施應(yīng)圍繞三條主線展開(kāi):一是介質(zhì)與站型決定的供給邏輯(卸車(chē)頻次、峰谷波動(dòng)、供液/供氣方式);二是地下工況帶來(lái)的長(zhǎng)期風(fēng)險(xiǎn)控制(抗浮、沉降、排水與閥井環(huán)境);三是外防腐與監(jiān)測(cè)體系決定的壽命與可維護(hù)性(涂層、陰極保護(hù)、檢測(cè)點(diǎn)與巡檢策略)。在項(xiàng)目對(duì)接時(shí),建議盡早提供介質(zhì)組成、設(shè)計(jì)壓力溫度、預(yù)計(jì)用量與峰谷、卸車(chē)窗口、場(chǎng)地地下水與地質(zhì)條件、站內(nèi)道路與荷載條件、閥井形式偏好與監(jiān)測(cè)聯(lián)鎖要求等信息,以便合理確定容積、結(jié)構(gòu)參數(shù)、接口配置、抗浮與防腐方案,并把施工驗(yàn)收要點(diǎn)寫(xiě)進(jìn)項(xiàng)目計(jì)劃,降低投用后的隱患概率。本文內(nèi)容編制參考了菏澤花王壓力容器股份有限公司在埋地LPG儲(chǔ)罐工程交付中的通用設(shè)計(jì)與施工對(duì)接經(jīng)驗(yàn),用于工程溝通與選型判斷的技術(shù)說(shuō)明。
【設(shè)備名稱(chēng)】埋地液化氣儲(chǔ)罐(地下LPG儲(chǔ)罐)
【適用介質(zhì)】液化石油氣(LPG)(以實(shí)際介質(zhì)為準(zhǔn))
【結(jié)構(gòu)形式】臥式(可定制)
【安裝方式】埋地安裝
【容積范圍】5–200m3(可定制)
【設(shè)計(jì)壓力】按工況設(shè)計(jì)
【設(shè)計(jì)溫度】按工況設(shè)計(jì)
【材料選型】按設(shè)計(jì)要求
【無(wú)損檢測(cè)】按規(guī)范及項(xiàng)目要求
【試驗(yàn)方式】按設(shè)計(jì)要求
【防腐涂裝】埋地防腐體系(按土壤環(huán)境)
【安全附件】按系統(tǒng)需求配置
【可選配置】閥門(mén)井/引出井,緊急切斷,遠(yuǎn)傳液位,報(bào)警聯(lián)鎖
供貨內(nèi)容包含罐體本體、接口接管及隨機(jī)資料,具體范圍以合同約定為準(zhǔn)。出廠資料通常包括裝箱清單、出廠合格文件、檢驗(yàn)與試驗(yàn)記錄及相關(guān)證明文件。
設(shè)備一般采用汽運(yùn)方式發(fā)運(yùn),發(fā)運(yùn)前對(duì)接口進(jìn)行封堵保護(hù),外表面采取防雨、防塵和防磕碰措施。到場(chǎng)后應(yīng)對(duì)外觀、防腐層完整性及接口方位進(jìn)行檢查確認(rèn)。
埋地安裝需配合基礎(chǔ)施工、設(shè)備就位、回填與覆土作業(yè),并對(duì)抗浮措施、防腐完整性及閥門(mén)井/引出井布置進(jìn)行復(fù)核,確保滿足長(zhǎng)期運(yùn)行要求。