曾碧海，盧恩蒼

（1.廈門華潤燃氣有限公司，福建廈門 361000；2.成都華潤燃氣設計有限公司，四川成都 610045）

廈門原東渡LPG灌瓶站因地處廈門市自貿(mào)區(qū)內(nèi)，安全條件難于保證，故市政府根據(jù)城市總體規(guī)劃要求該站另擇地遷建。為此，廈門華潤燃氣有限公司早在2015年就著手搬遷工程的前期工作，并與設計方成都華潤燃氣設計有限公司密切配合，開展站址調(diào)研和技術方案論證，最終確定將東渡LPG灌瓶站搬遷到石湖山LPG儲配站內(nèi)原預留的綠化帶用地，并對其進行功能重組、全方位技改和擴建，使其功能齊全、技術先進、安全可靠，形成集灌瓶充裝和球罐儲配為一體的儲配站。項目工程費約1 900萬元，2018年10月開工，工期420 d，預計2019年底完工。

1 儲配站功能組成及總圖布置

技改后的LPG儲配站由原有的儲罐站區(qū)和新建的灌瓶站區(qū)組成。原有儲罐站區(qū)已有完整的LPG儲罐（7個 LPG儲罐，總容量 4 000 m3）、槽車、裝卸臺、倒罐裝備等，并配有相應的消防設施、泄漏報警系統(tǒng)、輔助生產(chǎn)用房、辦公樓等。在充分利用原有資源的基礎上，主要技改內(nèi)容有：1）新增LPG灌裝區(qū)，主要包括LPG灌裝設備、空瓶及實瓶庫及室外裝卸區(qū)、回車場等；2）新增輔助生產(chǎn)用房1座；3）新增空氣壓縮機房1座；4）對原供配電系統(tǒng)進行改造，增設供配電系統(tǒng)，主要滿足新增灌瓶區(qū)的用電需求；5）配合新建管道，改造原有工藝管道系統(tǒng)及配合新建系統(tǒng)改造原有儀表、自動化控制系統(tǒng)（包括工藝運行參數(shù)采集和自動控制、遠程控制、聯(lián)鎖控制和越限報警等）?？倛D布置方案，如圖1所示。

圖1 總圖布置方案

由圖1可知：1）新增灌瓶站區(qū)設在原儲罐區(qū)的東南側，其間用環(huán)形道路相分隔，環(huán)形通道為消防通道兼作生產(chǎn)用車道，并在站區(qū)西端增設1個消防出口通道。環(huán)形車道交通順暢，不構成干擾、堵塞。該灌裝平臺面積約600 m2，空瓶，實瓶區(qū)實行分區(qū)管理。2）在南大門附近，新建1座生產(chǎn)輔助用房，主要用于解決新增員工對用房的需求。3）新增灌瓶站區(qū)所需的消防水泵房及消防水池設在原消防泵房的北側，并對原儲配站消防系統(tǒng)不產(chǎn)生干擾。

2 灌瓶工藝方案

15 kg轉盤灌裝生產(chǎn)工藝流程，如圖2所示，15 kg（或5 kg）自動灌裝裝置功能詳述，如表1所示。LPG灌裝輸送設備采用自動化程度較高、安全可靠的自動灌裝生產(chǎn)流水線設備，除卸車瓶組上線流水線、上下灌裝槍設備、人工檢漏等操作外，其余均能滿足自動化的需求。整個LPG灌裝流水線能夠保障較好的人工操作配合，滿足各作業(yè)流程需求，達到減輕作業(yè)勞動強度、安全可靠的工藝需求[1]。

圖2 15 kg轉盤灌裝生產(chǎn)工藝流程

表1 15 kg（或5 kg）自動灌裝裝置功能詳述

3 灌瓶工藝比選

3.1 灌裝技術方案比選

灌裝裝置分為兩大類：手動灌裝裝置和自動灌裝裝置。

1）手動灌裝裝置。經(jīng)簡單的烴泵加壓輸送至手動灌裝區(qū)域，通過人工手動搬運鋼瓶倒殘、灌裝、稱重、復檢，再手動搬運至實瓶區(qū)。主要優(yōu)點：手動灌裝適合灌裝量較小，人工勞動成本較低的區(qū)域。技術相對簡單、可靠，需要維護保養(yǎng)的設備較少，投資較少。主要缺點：勞動強度較大，不適合大規(guī)模高強度的生產(chǎn)過程，需要操作人員更多。容易超裝、過期鋼瓶需要人工確認檢查登記。鋼瓶的出入庫管理、安全檢查、精確灌裝等方面難于保證。

2）自動灌裝裝置。自動灌裝裝置是流水線式、機電一體化的灌裝裝置，自動化程度高、安全可靠。其工作特點是通過傳送帶將運送來的鋼瓶進行掃碼、定位后進入自動罐瓶轉盤，灌裝后通過傳動帶依次通過稱重復檢、掃碼儀、封口機、提瓶機等工序后傳送至實瓶庫進行裝車外運。主要優(yōu)點：灌瓶效率高，人工勞動強度低、人員配置少，安全性和準確性提高，實現(xiàn)了精確灌裝。解決了鋼瓶信息采集等問題。主要缺點：一次投入大，設備需定期維護。

綜合本技改工程的特點，擬選擇自動灌裝裝置。

3.2 自動灌瓶裝置比選[2]

目前，國內(nèi)外典型的自動灌瓶裝置有丹麥crisplant、天津長龍、天津艾比基等品牌。表2為3種典型的自動灌瓶裝置比較。綜合一次性投資，運行維護，生產(chǎn)安全等因素，擬選天津長龍自動灌瓶裝置。

3.3 其他設備選擇[3]

1）20位5 kg、15 kg自動灌裝1套。主要性能：灌裝生產(chǎn)量為700～800瓶/h；灌裝臺操作最短時間＞3 s；灌裝精度為Ⅲ級；灌裝合格率＞99.5%；驅(qū)動方式為無級變速、磨擦傳動。

2）LPG裝、卸車泵。Corken Z4500型葉片泵2臺，額定流量55 m3/h。

3）LPG灌裝泵。SIHI CEHA5106型多級離心泵2臺，工作壓力 2.5 MPa、額度定流量 15 m3/h。

表2 3類典型自動灌瓶裝置比較

4 灌瓶裝置性能要求

4.1 功能要求

1）灌裝轉盤按20工位設置，其中1臺機位作檢修預留空位，其余19臺機位皆配備電子灌裝秤。

2）灌裝轉盤速度為轉 1 圈/80～90 s（可調(diào)），設計生產(chǎn)能力不小于800瓶/h。

3）灌裝轉盤應充分考慮操作便利需求、美觀需求和節(jié)約用地需求，轉盤的最大設計直徑不宜大于6 m，電子灌裝轉盤應在轉盤進入口處和充裝完畢離處充分考慮工人上槍、人工下槍處的操作工位。

4）自動上瓶采用氣動邏輯控制，能配合輸送鏈條和轉盤的轉速驅(qū)動。

5）鋼瓶下瓶系統(tǒng)為拖瓶器自動下瓶保證下瓶平穩(wěn)，不卡瓶、不倒瓶。鋼瓶不灌滿不下瓶。

6）灌裝轉盤上應配置相應的氣動角閥啟閉裝置，其氣動開關能保證力矩在3～30 N·m范圍內(nèi)可調(diào)，且工作力矩不超過設定值的20%。

7）灌裝轉盤邏輯采用單進單出順序控制邏輯，即保證進出生產(chǎn)線的瓶組順序不發(fā)生變化。

4.2 控制要求[4-5]

1）灌裝轉盤宜配置現(xiàn)場控制柜收集相關控制數(shù)據(jù)，控制柜配有多個可選的串行口，包括RS232/RS422（485）/20 mA，數(shù)據(jù)格式為連續(xù)/命令/主機方式可選?？赏ㄟ^主機方式遠程控制所有控制器，便于與主機進行交流。

2）灌裝轉盤的自動生產(chǎn)線應配置遠程計算機控制系統(tǒng)，并配備就地控制裝置。

3）灌裝轉盤應設置相應的事故緊急停機按鈕，并與灌裝轉盤的制動裝置聯(lián)鎖，納入遠程計算機控制系統(tǒng)。轉盤的制動操作宜在3 s內(nèi)完成。同時切斷相應的LPG灌裝總閥，并保持灌裝嘴處的閥門始終處于關閉狀態(tài)。

4）當發(fā)生LPG大面積泄露，消防噴淋已啟動時，可通過遠程控制系統(tǒng)進行自動停車。

5 結論

1）LPG自動罐瓶裝置具有生產(chǎn)效率高、安全可靠的特點，是大中型LPG儲配站灌瓶方案的首選。

2）本技改工程的實施表明，對于技術裝備相對落后、安全條件嚴竣，功能單一的LPG站，通過重組、升級改造，可以建成功能齊全、安全可靠、技術先進的LPG站，且具有投資少、周期短的優(yōu)點。