LPG槽车装卸紧急切断的远程控制系统

钟 锋，周荣亮，杨耀威

（1.珠海市钢瓶检验有限公司，广东珠海 519000；2.珠海市煤气有限公司，广东珠海 519000）

1 液化石油气基础性质

1.1 液化石油气的理化性质

液化石油气简称LPG，是丙烷、丙烯、丁烷、异丁烷、丁烯、异丁烯等低分子烃类组成的混合物，是一种无色、透明、低毒、无味的物质。其常温常压下呈气态，在压力容器内是液体，液体的比重比水轻，约是水的0.5倍左右。其气体比空气重，是空气的1.5～2.0倍，容易在地面低洼处积聚，液化石油气的饱和蒸气压随温度升高而急剧增加，其体积膨胀系数也较大，一般为水的10倍以上，气化后体积膨胀250～300倍。

1.2 液化石油气泄漏的特点

（1）扩散迅速，危害范围大。液化石油气的槽车储运都是带有压力的，一旦槽车发生泄漏，会在内部压力的作用下以喷射状泄漏，由液态变为气态，体积迅速扩大，形成大面积泄漏危险区。其危险因素多，处置要求高，难度大。

（2）易发生燃烧爆炸。液化石油气泄漏后与空气混合形成爆炸性混合物，遇高温、明火极易引起燃烧爆炸。燃烧爆炸猛烈，在空气中一经点燃将产生迅猛的混合燃烧，在高温条件下，装有液化石油气的容器也容易发生爆炸。

（3）易沉降积累。液化石油气泄漏后，易积聚于管道井、地沟、低洼处等，有潜在的爆炸危险。泄漏气体会沿地面在风力作用下向外或地势低洼处扩散，遇着火源会引起回燃。

（4）污水有毒性，易污染环境。液化石油气泄漏事故处理中，冷却水用量大，造成污水中往往含有一定的有毒有害物质，污水流到地面、河流和湖泊中，会造成环境污染。

2 液化石油气装卸车存在的风险

LPG 槽车装卸车是LPG 储配站的日常操作，需要每日的人工操作，作业过程安全风险大，属企业生产运行的高风险环节。LPG 泄漏事故有些是由于操作人员没有严格执行装卸车规程，出现了严重操作失误，致使快接接口与槽车液相管未能可靠连接，在开启槽车液相球阀瞬间发生脱离，造成槽车罐体内液化气大量泄漏。按照安全标准要求，槽车或LPG 储配站配置有液压切断系统和气压切断系统，液压切断系统设置在槽车上，气压切断系统设置在LPG 储配站。气压切断系统包括安装在LPG 槽车的气相紧急切断阀，气相紧急切断阀由LPG 储配站控制，以切断LPG 槽车的气压源。液压切断系统包括液相紧急切断阀，液相紧急切断阀由液压系统驱动开启，遇到泄漏情况操作人员需拍下槽车操作箱上的急停键，泄掉液压系统的油压，从而关闭液相紧急切断阀，切断LPG 泄漏源。由于液相紧急切断阀需要手动控制关闭，而在紧急情况下，操作人员由于遇到突发事故时大脑比较混乱，无法及时判断和采取关闭紧急切断阀的操作，容易耽误时间，导致事故情况蔓延，而且LPG 迅速气化后，现场雾气较大，操作人员无法辨别急停键位置，因此导致泄漏无法及时控制，而且人员在没有防护情况下贸然进入危险环境，存在极大的安全风险。

为了克服上述现有技术的不足，文章提供了一种LPG 槽车装卸紧急切断的远程控制系统，可解决操作人员在现场关闭液相紧急切断阀具有安全风险的问题。

3 远程控制系统技术方案

根据槽车现有液压紧急切断系统，通过技术改造，在原有液压系统管路上，增加远程操作泄压管路，加装一个手阀及气动阀，连接气站现有的连锁关断系统，从而实现远程启动槽车紧急切断阀。

本远程控制系统是在LPG 槽车装卸紧急切断的原有液压系统上，增加了一个远程控制泄压系统（如图1所示）。在正常装卸槽车时，油压泵为液相紧急切断阀和气相紧急切断阀提供液压，控制液相紧急切断阀和气相紧急切断阀开启，液压管道为通路，同时开启电磁阀，使储氮瓶为气动阀提供气压，以控制气动阀关闭。此时泄压管线不通，这样LPG 和氮气可以从液相紧急切断阀和气相紧急切断阀中通过；当需要紧急关闭液相紧急切断阀和气相紧急切断阀时，如发生LPG 泄露，则关闭电磁阀，以切断储氮瓶为气动阀提供的气压，这样气动阀就会开启，此时泄压管线为通路，液压管道通过泄压管线的泄压口泄压，这样液相紧急切断阀和气相紧急切断阀在没有液压控制的情况下就会关闭，切断泄漏源，实现液相紧急切断阀和气相紧急切断阀关闭的联动，极大地方便了操作。电磁阀的控制机构可以设置在LPG 储配站的任何地方，控制机构还可以设置多个，这样可以在远离事故现场的LPG 储配站完成液相和气相的紧急切断，能够实现第一时间远程切断泄漏源，且无需操作人员在槽车操作箱进行，降低人员接触泄露风险，大提高了紧急切断操作的安全性，系统简单实用，操作方便，避免事故发生。

图1 槽车卸车作业增加远程紧急切断流程图

4 远程控制系统操作流程

LPG 槽车装卸紧急切断的远程控制系统（如图2所示），包括油压泵、气相紧急切断阀和液相紧急切断阀，油压泵LPG 槽车自带通过液压LPG 槽车自带管道连接气相紧急切断阀LPG 槽车自带的控制端和液相紧急切断阀的控制端，液压管道上通过三通接头连接有泄压管线，泄压管线上设有气动阀，所述泄压管线的末端设有泄压口，气动阀的控制端连接电磁阀的出口，电磁阀的入口连接有储氮瓶，所述电磁阀的启闭由设置在LPG 储配站中的控制机构控制。气相紧急切断阀和液相紧急切断阀均为FC 阀。气动阀为FO 阀。

图2 槽车卸车作业增加远程紧急切断控制图

本系统将原有的液压切断系统和气压切断系统相关联，实现在紧急工况下，可在LPG 储配站一键关闭气相紧急切断阀和液相紧急切断阀，极大方便了操作和安全性。

泄压管线上还设有第一手阀，第一手阀位于气动阀和三通接头之间。气动阀通过气压管线连接电磁阀，气压管线上设有第二手阀。液压管道上设有第三手阀，第三手阀位于三通接头和油压泵之间。这些手阀的运用，可增加系统的可靠性。

而且，泄压管线上设有快速接头，快速接头位于第一手阀和气动阀之间。快速接头方便泄压管线的安装和拆卸，在不使用时，泄压管线和气压管线在LPG储配站中，不用跟随槽车。快速接头为自闭式快速接头。

另外，本系统还包括控制器，电磁阀的控制端与控制器电连接。控制器为PLC。控制机构为机械机构，控制机构与控制器连接，控制机构通过控制器控制电磁阀的启闭。还包括均与控制器电连接的第一可燃气体检测探头、第二可燃气体检测探头、温度传感器、液位传感器和压力传感器，第一可燃气体检测探头设于槽车液相管上，第二可燃气体检测探头设于槽车气相管上，温度传感器、液位传感器和压力传感器设置在槽车罐体内。

温度传感器、液位传感器和压力传感器实时向控制器发送罐体内的温度值、液位值和压力值，确保装卸车过程中上述参数的实际数值一直处于监控中，控制器中设置有温度、液位和压力的高低报警限值，一旦超过控制器接收到的温度值、液位值和压力值超出高低报警限值，控制器或者相应的传感器就会发出警报，以保证安全。例如，若LPG 装卸过程中发生液相管泄漏或者储罐压力、液位出现大幅波动情况，根据第一可燃气体检测探头的可燃气体报警信号以及控制器的实时监控，判断出现LPG 泄漏事故，现场人员可选择就近操作控制机构，切断储氮瓶提供的驱动气源，释放气动阀打开，液压管道通过泄压管线的泄压口泄压，实现远程关闭槽车的气相紧急切断阀和液相紧急切断阀，及时控制住LPG 的泄漏，确保现场人员和设备的安全。

正常装卸车过程中，现场人员首先连接快速接头，同时打开第一手阀和第二手阀，检查状态气动阀是否处于正常关闭状态，接着打开第三手阀，手动加压油压泵，驱动打开气相紧急切断阀和液相紧急切断阀，并检查三通接头和快速接头是否正常，泄压口有无泄漏现象。作业完成后，操作油压泵，卸掉油压，关闭第一手阀，再关闭第三手阀，关闭第二手阀，卸下快速接头。

5 远程控制系统操作风险

（1）误操作造成槽车紧急切断阀关停，影响卸车作业。

（2）误操作打开N-2手阀，氮气泄漏，造成全厂紧急切断系统关停，影响生产。

（3）快速接头断开，造成关停，影响生产。

（4）操作不当造成液压油从气动阀内泄漏出来。

（5）槽车码头装卸作业涉及外部公司对工艺改的挑战和认可度。

6 结束语

本文提供了的LPG 槽车装卸紧急切断的远程控制系统，可以在LPG 装卸过程实现一旦出现泄漏，可通过释放油压，连锁关断液相阀，从而切断泄露源功能，大大降低了LPG 槽车装卸过程的操作风险。