厦门石湖山LPG储配站技改工程灌瓶技术分析

厦门石湖山LPG储配站技改工程灌瓶技术分析曾碧海;卢恩苍【摘要】针对东渡LPG灌瓶站搬迁技改工程,介绍了主要技改内容、总图布置方案,着重阐述了LPG灌装流水线和相关设备的比选论证.实践证明,通过重组、技术改造,该站从功能单一、技术装备相对落后的LPG站升级为功能齐全、安全可靠、技术先进的LPG站,选用的LPG自动灌装生产流水线设备生产效率高、安全可靠.【期刊名称】《有色冶金设计与研究》【年(卷),期】2019(040)003【总页数】5页(P47-50,53)【关键词】LPG储配站;自动灌瓶;方案比选;工艺流程【作者】曾碧海;卢恩苍【作者单位】厦门华润燃气有限公司,福建厦门 361000;成都华润燃气设计有限公司,四川成都 610045【正文语种】中文【中图分类】TU996厦门原东渡LPG灌瓶站因地处厦门市自贸区內，安全条件难于保证，故市政府根据城市总体规划要求该站另择地迁建。

为此，厦门华润燃气有限公司早在2015年就着手搬迁工程的前期工作，并与设计方成都华润燃气设计有限公司密切配合，开展站址调研和技术方案论证，最终确定将东渡LPG灌瓶站搬迁到石湖山LPG储配站內原预留的绿化带用地，并对其进行功能重组、全方位技改和扩建，使其功能齐全、技术先进、安全可靠，形成集灌瓶充装和球罐储配为一体的储配站。

项目工程费约1 900万元，2018年10月开工，工期420 d，预计2019年底完工。

1 储配站功能组成及总图布置技改后的LPG储配站由原有的储罐站区和新建的灌瓶站区组成。

原有储罐站区已有完整的LPG储罐（7个 LPG储罐，总容量 4 000 m3）、槽车、装卸台、倒罐装备等，并配有相应的消防设施、泄漏报警系统、辅助生产用房、办公楼等。

在充分利用原有资源的基础上，主要技改内容有：1）新增LPG灌装区，主要包括LPG灌装设备、空瓶及实瓶库及室外装卸区、回车场等；2）新增辅助生产用房1座；3）新增空气压缩机房1座；4）对原供配电系统进行改造，增设供配电系统，主要满足新增灌瓶区的用电需求；5）配合新建管道，改造原有工艺管道系统及配合新建系统改造原有仪表、自动化控制系统（包括工艺运行参数采集和自动控制、远程控制、联锁控制和越限报警等）。

总图布置方案，如图1所示。

图1 总图布置方案由图1可知：1）新增灌瓶站区设在原储罐区的东南侧，其间用环形道路相分隔，环形通道为消防通道兼作生产用车道，并在站区西端增设1个消防出口通道。

环形车道交通顺畅，不构成干扰、堵塞。

该灌装平台面积约600 m2，空瓶，实瓶区实行分区管理。

2）在南大门附近，新建1座生产辅助用房，主要用于解决新增员工对用房的需求。

3）新增灌瓶站区所需的消防水泵房及消防水池设在原消防泵房的北侧，并对原储配站消防系统不产生干扰。

2 灌瓶工艺方案15 kg转盘灌装生产工艺流程，如图2所示，15 kg（或5 kg）自动灌装装置功能详述，如表1所示。

LPG灌装输送设备采用自动化程度较高、安全可靠的自动灌装生产流水线设备，除卸车瓶组上线流水线、上下灌装枪设备、人工检漏等操作外，其余均能满足自动化的需求。

整个LPG灌装流水线能够保障较好的人工操作配合，满足各作业流程需求，达到减轻作业劳动强度、安全可靠的工艺需求[1]。

图2 15 kg转盘灌装生产工艺流程表1 15 kg（或5 kg）自动灌装装置功能详述序号功能需求说明1 人工卸车从气瓶车将运至平台上的空瓶卸至空瓶堆放区或输送链条内，使空瓶能平稳的进入输送链条内，空瓶进入输送链条处能有平稳装入及防倒伏措施，同时有较宽敞的作业面2 自动扫码（进系统）能实现充装前空瓶自动扫码一次，根据扫码结果自动匹配已有的灌装瓶数据库，并根据扫码结果将过期瓶及待检倒残瓶区别出来，通过分支线离开去往过期瓶区和倒残区3 定位旋瓶器控制进入自动充装转盘的空瓶数量，同时自动旋转瓶口至充装位置，保证进入转盘的空瓶能较方便的上下灌装枪4 拖瓶上转盘采用自动拖瓶方式将空瓶拉入转盘中的充装称位中，保证平稳上瓶5 手动上枪采用人工方式进行手动上枪，开始正式充装，根据灌装秤及枪内控制阀控制充装量6 手动下枪采用人工方式进行手动下枪7 拖瓶下转盘采用自动拖瓶方式将重瓶拉出转盘，保证平稳上链条8 手动充装线来瓶设置有支线分支链条链接至手动灌装线区域，可进入后续主线流程，在转盘半自动充装线正常检修时，可接收由手动充装线来瓶，进入后续1 5 k g（或5 k g）充装流程9 人工检漏人工利用肥皂水进行检漏，相应链条长度应满足检漏观察操作所需时间和人工将泄漏瓶拖离自动工区的操作时间1 0 检斤秤检斤根据检斤秤检查进行充装状况自动检斤，对欠充钢瓶进入欠充处理秤分支进行补重处理。

对超充钢瓶进入倒残处理。

符合要求的钢瓶自动进入下一步流程1 1 气动启瓶装置采用气动扳手开启角阀，其气动扳手的开启力矩可调，并能通过设置最大力矩等措施避免力矩过大损坏角阀1 2 气动关瓶装置用气动扳手关闭角阀，其气动扳手的开启力矩可调，并能通过设置最大力矩等措施避免力矩过大损坏角阀能实现充装后实瓶自动扫码1次，将出站钢瓶相应条码自动写入数据库内，扫码器应有现场操作面板，可通过人工输入配送站编码号、配送数量对配送出厂钢瓶进行人工编组控制，并可语音和闪光提示编组开始和结束的钢瓶的位置，便于对即将出站的钢瓶进行人工出厂堆瓶控制，保证配送去配送站的钢瓶可查可控1 4 封口机封口钢瓶角阀自动封口机进行自动封口功能1 5 码瓶机码瓶输送车辆钢瓶采用双瓶上下叠放输送，采用专用码瓶机将双瓶上下叠放布置。

并可选链条输往实瓶堆放区及人工装车区1 6 人工装车人工采用小堆车将上下叠放布置的实瓶装运至运瓶车1 3 出站扫码3 灌瓶工艺比选3.1 灌装技术方案比选灌装装置分为两大类：手动灌装装置和自动灌装装置。

1）手动灌装装置。

经简单的烃泵加压输送至手动灌装区域，通过人工手动搬运钢瓶倒残、灌装、称重、复检，再手动搬运至实瓶区。

主要优点：手动灌装适合灌装量较小，人工劳动成本较低的区域。

技术相对简单、可靠，需要维护保养的设备较少，投资较少。

主要缺点：劳动强度较大，不适合大规模高强度的生产过程，需要操作人员更多。

容易超装、过期钢瓶需要人工确认检查登记。

钢瓶的出入库管理、安全检查、精确灌装等方面难于保证。

2）自动灌装装置。

自动灌装装置是流水线式、机电一体化的灌装装置，自动化程度高、安全可靠。

其工作特点是通过传送带将运送来的钢瓶进行扫码、定位后进入自动罐瓶转盘，灌装后通过传动带依次通过称重复检、扫码仪、封口机、提瓶机等工序后传送至实瓶库进行装车外运。

主要优点：灌瓶效率高，人工劳动强度低、人员配置少，安全性和准确性提高，实现了精确灌装。

解决了钢瓶信息采集等问题。

主要缺点：一次投入大，设备需定期维护。

综合本技改工程的特点，拟选择自动灌装装置。

3.2 自动灌瓶装置比选[2]目前，国内外典型的自动灌瓶装置有丹麦crisplant、天津长龙、天津艾比基等品牌。

表2为3种典型的自动灌瓶装置比较。

综合一次性投资，运行维护，生产安全等因素，拟选天津长龙自动灌瓶装置。

3.3 其他设备选择[3]1）20位5 kg、15 kg自动灌装1套。

主要性能：灌装生产量为700～800瓶/h；灌装台操作最短时间＞3 s；灌装精度为Ⅲ级；灌装合格率＞99.5%；驱动方式为无级变速、磨擦传动。

2）LPG装、卸车泵。

Corken Z4500型叶片泵2台，额定流量55 m3/h。

3）LPG灌装泵。

SIHI CEHA5106型多级离心泵2台，工作压力 2.5 MPa、额度定流量 15 m3/h。

表2 3类典型自动灌瓶装置比较?4 灌瓶装置性能要求4.1 功能要求1）灌装转盘按20工位设置，其中1台机位作检修预留空位，其余19台机位皆配备电子灌装秤。

2）灌装转盘速度为转 1 圈/80～90 s（可调），设计生产能力不小于800瓶/h。

3）灌装转盘应充分考虑操作便利需求、美观需求和节约用地需求，转盘的最大设计直径不宜大于6 m，电子灌装转盘应在转盘进入口处和充装完毕离处充分考虑工人上枪、人工下枪处的操作工位。

4）自动上瓶采用气动逻辑控制，能配合输送链条和转盘的转速驱动。

5）钢瓶下瓶系统为拖瓶器自动下瓶保证下瓶平稳，不卡瓶、不倒瓶。

钢瓶不灌满不下瓶。

6）灌装转盘上应配置相应的气动角阀启闭装置，其气动开关能保证力矩在3～30 N·m范围内可调，且工作力矩不超过设定值的20%。

7）灌装转盘逻辑采用单进单出顺序控制逻辑，即保证进出生产线的瓶组顺序不发生变化。

4.2 控制要求[4-5]1）灌装转盘宜配置现场控制柜收集相关控制数据，控制柜配有多个可选的串行口，包括RS232/RS422（485）/20 mA，数据格式为连续/命令/主机方式可选。

可通过主机方式远程控制所有控制器，便于与主机进行交流。

2）灌装转盘的自动生产线应配置远程计算机控制系统，并配备就地控制装置。

3）灌装转盘应设置相应的事故紧急停机按钮，并与灌装转盘的制动装置联锁，纳入远程计算机控制系统。

转盘的制动操作宜在3 s内完成。

同时切断相应的LPG灌装总阀，并保持灌装嘴处的阀门始终处于关闭状态。

4）当发生LPG大面积泄露，消防喷淋已启动时，可通过远程控制系统进行自动停车。

5 结论1）LPG自动罐瓶装置具有生产效率高、安全可靠的特点，是大中型LPG储配站灌瓶方案的首选。

2）本技改工程的实施表明，对于技术装备相对落后、安全条件严竣，功能单一的LPG站，通过重组、升级改造，可以建成功能齐全、安全可靠、技术先进的LPG 站，且具有投资少、周期短的优点。

参考文献【相关文献】[1]寇虎，严铭卿，廉乐明，等.液化石油气泡点的直接计算及其应用[J].煤气与热力，2001（5）：443-445.[2]寇虎，廉乐明，严铭卿，等.液化石油气气化过程分析和气化能力的探讨[J].煤气与热力，2001（6）：507-509.[3]崔建华，单岩妍.液化石油气管道供应有关问题的探讨[J].煤气与热力，2002（3）：262-263.[4]田贯三，朱斌靳，冬青.LPG气化压力与温度用CSD方程的分析[J].煤气与热力，2000（6）：448-450.[5]煤气设计手册编写组.煤气设计手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1983.。