液化石油气研究

液化石油气研究（共8篇）

液化石油气研究 篇1

随着社会经济的发展,液化石油气的应用越来越普及,用气量越来越大。随之而来的是液化石油气在运输过程中出现的泄漏事故也越来越多。由于液化石油气爆炸下限低,约为2% ~10%,点火能小,一旦发生 泄漏遇点火源极易发生爆炸,造成人员伤亡和财产损失。因此, 液化石油气槽车发生泄漏后,及时控制危险源是事故救援的重要任务,而堵漏是控制危险源的主要措施。

1液化石油气槽车事故统计

笔者收集整理了2001-2014年发生的25起液化石油气槽车泄漏事故,如表1所示。

2泄漏事故救援实例分析

2.1泄漏部位分析

液化石油气槽车由车底盘和罐体两大部分构成,在罐体上设有安全阀、阀门箱、紧急切断装置、液位计、温度计、压力表、装卸阀门、人孔、导静电接地装置,防冲板、铭牌等部件。分析25起液化石油气槽车泄漏事故的泄漏部位,其各自占比见图1所示。容易发生泄漏的部位为安全阀、罐体、液相阀、罐体尾部阀门、压力表、液位计。

2.2处置措施分析

分析25起液化石油气槽车泄漏事故的处置措施,占比见图2所示。在25起事故的处置中,有13起采用了堵漏的方法控制了危险源,占52%,而12起堵漏未成功, 只能采取放空或倒罐的方法进行处置,占48%。

3液化石油气槽车泄漏的堵漏措施

液化石油气槽车泄漏后,应根据不同的泄漏部位和泄漏形式,采取相应的堵漏措施。

3.1安全阀

安全阀泄漏主要是 受外力撞 击损坏和 失效开启 两种,绝大多数是因受外力撞击损坏,如槽车通过桥梁、隧道、涵洞超过限高,撞断安全阀。此种情形可采用上罩法进行堵漏,常用的堵漏工具如包容泄压型堵漏工具SFGJ -M-X-570×570,其由包容泄压型堵漏器、夹钳、捆扎带、加力棒组成。堵漏时,在罐体上 垫上橡胶 板等密封 垫,然后将包容泄压型堵漏器迅速扣在泄漏安全阀断开的法兰上,用捆扎带固定、加力棒拉紧,即可实现堵漏。

3.2罐体裂缝

液化石油气槽车由于受外部力量撞击,导致罐体破裂发生泄漏,泄漏形状一般为条形裂缝。罐体裂缝的泄漏可采用木楔、捆绑式堵漏器和磁压式堵漏器进行堵漏。 捆绑式堵漏器由专用胶块、钢丝绳拉紧器、捆绑式堵漏器组成。堵漏时,将捆绑式堵漏器捆扎在泄漏部位的罐体上,专用胶块垫在泄漏口上,用钢丝绳拉紧器拉紧即可堵漏。磁压式堵漏器是一种特效、快速的堵漏器材,它以超强永磁体对钢铁容器的强大吸附力,将快速堵漏胶压在泄漏口上,达到制止泄漏的目的。磁压式堵漏器有BFCY磁压式快速堵漏器、八角软体堵漏工具、软体堵漏工具、硬体堵漏工具等。

3.3法兰连接密封面

液位计、法兰阀门、压力表等组件长期使用易腐蚀老化 、开裂,加上槽车长途行驶的长时间振动,更易引起液化石油气的泄漏。法兰连接密封面泄漏可以采用法兰注胶堵漏法,常用的有BF-ZR型注入式堵漏器材,该工具采用进口无火花材料制作,由手动高压泵、注胶枪及1组注胶接头构成。使用注入式堵漏工具堵漏时,先将高压棒、高压油管、高压注胶枪、旋塞阀依次接好,并在高压枪膛内填入密封堵漏胶棒 。堵漏时须先设制1个包容泄漏口的型腔,用该工具将堵漏胶棒注入型腔,型腔注满泄漏即被阻止。

3.4连接管

液位计、压力表等的连接管由于管径较小,可采用卡箍堵漏器、管道径向轴向堵漏工具(通常称为八号工具、 哈呋套管)堵漏。卡箍堵漏器有标准规格7件,特殊规格2件(0.5和4英寸)。使用时将密封垫压在管道的泄漏口处,再套上卡 箍,上紧卡箍 上的螺栓,直至泄漏 停止。 管道径向、轴向堵漏工具由管 道径向、轴向堵漏 器、2个哈呋环、6个T型螺栓、2根接杆螺栓组成。使用时在每个哈呋环上旋入3个T型螺栓,每隔120°旋1个,然后松开1个哈呋环的脚链螺栓,使哈呋环套住管道,再装上脚链螺栓。拧紧3个T型螺栓,使管道定位于哈呋环中心轴线上,即可将其他工具安装在此工具上实施堵漏。

3.5气、液相物料阀门

气、液相物料阀门泄漏可使用阀体堵漏工具组、注入式堵漏胶进行堵漏。阀体堵漏器配合仿形压板涂堵漏胶堵漏时,先将阀体堵漏器固在泄漏的阀体上,然后将涂有堵漏胶的仿形压板插入泄漏部位,用T形螺栓压紧,待胶固化即可。

4结论

液化石油气槽车容易发生泄漏的部位由高到低为安全阀、罐体、液相阀、罐体尾部阀门、压力表、液位计。安全阀泄漏可采用上罩法进行堵漏,罐体裂缝的泄漏可采用木楔、捆绑式堵漏器和磁压式堵漏器进行堵漏,法兰连接密封面泄漏可以采用法兰注胶堵漏法,液位计、压力表等的连接管由于管径较小,可以采用卡箍堵漏器、管道径向轴向堵漏工具堵漏,气、液相物料阀门泄漏可使用阀体堵漏工具组、注入式堵漏胶进行堵漏。

液化石油气研究 篇2

关键词：液化石油气,二氧化碳,氮气,抑爆性能

液化石油气是开采和炼制石油过程的副产品,主要由碳氢化合物组成,已成为我国城镇燃气最主要的气源之一。由于液化石油气是易燃易爆产品,在生产、储存、 运输和使用过程中,容易发生泄漏、火灾和爆炸事故,造成人员伤亡和财产损失。近年来,国内外学者从试验、理论和数值模拟等多方面研究了可燃性气体,但是多集中在单一气体如甲烷、氢气和一氧化碳等的研究,而对混合气体如液化石油气、煤气和天然气的研究相对较少。对于液化石油气安全技术方面,主要是从储存运输设备、安全附件的可靠性、减少人为失误、加强消防应急等方面进行研究与实践,而对液化石油气爆炸抑爆材料的研究并不多见。工业生产中,燃烧产生的废气主要成分是CO2, 相比其他抑爆剂,CO2具有抑爆性能优良、对环境无污染且来源广泛、无毒等特点,因此日渐受到人们的关注。笔者就二氧化碳对液化石油气的抑爆效果进行研究,以期为液化石油气安全使用提供参考。

1实验装置和测试条件

1.1实验装置

采用HY12474型爆炸极限测试装置,反应管用硬质玻璃制成,管长1 400 mm。系统主要由爆炸反应器、配气系统、点火系统和测量系统四部分组成,爆炸极限装置原理见图1所示。

1.2测试条件

点火能:5J;温度:爆炸前初 始温度(15±1)℃;压强:爆炸前初始压强P0=101kPa(绝对压力);反应器密闭,混合气体为静止无紊流。

2液化石油气爆炸极限测定

首先,使用气相色谱仪(Varian star3400cx)测量液化石油气的成分,见表1所示。

1. 安全塞 ; 2. 反应管 ; 3. 电磁阀 ; 4. 真空泵 ; 5. 干燥瓶 ; 6. 放电电极 ; 7. 电压互感器 ; 8. 泄压电磁阀 ; 9. 搅拌泵 ; 10. 压力测量系统 ; M1 、 M2. 电动机

由表1可以看出,本次实验液化气的主要成分为:甲烷、乙烷、丙烷和异丁烷。根据所测液化石油气成分,采用Le ChateLier法估算爆炸极限,见式(1)所示。

式中:X为混合气体的爆炸上(下)限;Vi为各组分 可燃气体体积分数;Xi为各组分可燃气体的爆炸上(下)限;n为可燃气体的组分数。

根据公式估算,该样本气 体的爆炸 极限为2.2% ~ 10.1%。依GB/T 12474-2008《空气中可燃气体爆炸极限测定方法》测量液化石油气的爆炸极限,实验所测爆炸极限值为2.2%~10.8%,与理论公式估算值基本吻合。

3二氧化碳抑爆实验

3.1实验现象

实验使用高速摄影仪(TS3-100S)拍摄火焰传播情况,以液化石油气体积分数7%为例,逐步通入CO2,实验现象如表2所示。

3.2实验结果

实验时真空度为600Pa,向爆炸管道中通入液化石油气,然后通入不同体积分数的二氧化碳抑爆,各气体的体积分数实验结果,如表3所示。

由表3画出二氧化碳抑爆三角形,见图2所示。

由图2可以直观地看出,抑爆△ABC的3个顶点坐标分别为 (2.2%,20.5%)、(3.0%,12.8%)、(10.8%, 18.7%)。点A、B为空气环境中未通入二氧化碳时的液化石油气的爆炸上下限值;随着二氧化碳体积分数增加, 爆炸下限上升,爆炸上限下降,爆炸极限范围迅速缩小。 在逐步通入二氧化碳过程中,液化石油气爆炸下限附近的点由于过量空气的冷却稀释作用,下限点上升,幅度较小;在液化石油气爆炸上限点附近,氧气体积分数刚好满足液化石油气反应,充入二氧化碳,由于缺少氧气,上限点下降幅度较大。最后上下限重合于C点,临界氧体积分数为12.8%,临界二氧化碳体积分数为36%。

4氮气抑爆实验

4.1实验现象

同样以液化石油气体积分数为7%为例,逐步通入氮气,火焰颜色逐渐变淡,声音变小,传播速度变慢。与通入二氧化碳比较,具体实验现象如表4所示。

4.2实验结果

实验时真空度为600Pa,向爆炸管中通入液化石油气,然后通入不同体积分数的氮气抑爆,各气体的体积分数实验结果,如表5所示。

根据表5绘制抑爆三角形,如图3所示。

由图3可以直观 地看出,三角形的 三个顶点 为 (2.2%,20.5%)、(3.0%,10.7%)、(10.8%,18.7%),临界氧体积分数为10.7%。随着氮气体积分数的增加,液化石油气体爆炸下限上升,上限迅速下降,爆炸极限范围迅速缩小,其中下限上升幅度不大,而上限急剧下降。使用氮气抑爆的临界点体积分数为46.0%,比二氧化碳使用的多。

5实验结果分析

将实验所得二氧化碳抑爆三角形与氮气抑爆三角形放在同一个坐标系下,比较两种气体对液化石油气的抑爆性能,见图4所示。

由图4可以看出,△ABC与△DEF的3条边的整体趋势相似,但是二氧化碳的抑爆三角形△ABC的面积比氮气抑爆三角形△DEF要小,且二氧化碳的抑爆三角形 △ABC比氮气抑爆三角形 △DEF的临界氧 体积分数 偏高。也就是当可燃气体是多元混合气体液化石油气时, 二氧化碳的抑爆性能明显比氮气要好,即当燃烧三要素同时达到时,如果要达到相同的抑爆效果,二氧化碳的用量要比氮气少。

6结论

(1)常温常压下,可燃气体为液化石油气时,实验得到二氧化碳抑爆三角形的3个顶点为(2.2%,20.5%)、 (3.0%,12.8%)、(10.8%,18.7%),临界氧体 积分数为12.8%,当二氧化碳体积分数超过36%时混合气体退出爆炸范围;氮气抑爆 三角形的3个顶点为 (2.2%, 20.5%)、(3.0%,10.7%)、(10.8%,18.7%),临界氧体 积分数为10.7%,当氮气体积分数超过46%时混合气体退出爆炸范围。

(2)可燃气体为液化石油气时,比较二氧化碳抑爆三角形和氮气抑爆三角形,两者整体趋势相同,都是随着惰性气体增加,爆炸下限上升,爆炸上限降低,最后汇聚到一点,混合气体退出可爆范围。但是二氧化碳的抑爆三角形比氮气的抑爆三角形面积要小,二氧化碳的抑爆性能优于氮气。

车用液化石油气介绍 篇3

2010年01月05日 14:05凤凰网汽车【大 中 小】 【打印】 共有评论0

条

液化石油气概述 中文名称： 液化石油气

英文名称： LIQ[综述 图片 论坛]uefied petroleum gas 中文名称2： 压凝汽油

英文名称2： Compressed petroleum gas 理化特性

主要成分： 乙烯、乙烷、丙烷、丙烯、丁烷、丁烯等。外观与性状： 无色气体或黄棕色油状液体, 有特殊臭味。闪点(℃)：-74 引燃温度(℃)： 426～537 爆炸上限%(V/V)： 33 爆炸下限%(V/V)： 5 主要用途： 用作石油化工的原料, 也可用作燃料。1.形状、情况：

液化石油气主要用作石油化工原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。其主要质量控制指标为蒸发残余物和硫含量等，有时也控制烯烃含量。液化石油气是一种易燃物质，空气中含量达到一定浓度范围时，遇明火即爆炸。LPG主要是由丙烷(C3[综述 图片 论坛]H8)、丁烷(C4[综述 图片 论坛]H1[综述 图片 论坛]0)组成的，有些LPG还含有丙烯(C3H6)和丁烯(C3H8)。LPG一般是从油气田、炼油厂或乙烯厂石油气中获得。LPG与其他燃料比较，具有以下独特的优点。

①污染少。LPG是由G3[综述 图片 论坛](碳三)、G4(碳四)组成的碳氢化合物，可以全部燃烧，无粉尘。在现代化城市中应用，可大大减少过去以煤、柴为燃料造成的污染。

②发热量高。同样重量LPG的发热量LPG的发热量相当于煤的2倍，液态发热量为45 185～45 980kJ/M3[综述 图片 论坛]。

③易于运输。LPG在常温常压下是气体，在一定的压力下或冷冻到一定温度可以液化为液体，可用火车(或汽车)槽车、LPG船在陆上和水上运输。

④压力稳定。LPG管道用户灶前压力不变，用户使用方便。

⑤储存设备简单，供应方式灵活。与城市煤气的生产、储存、供应情况相比，LPG的储存设备比较简单，气站用LPG储罐储存，又可装在气瓶里供用户使用，也可通过配气站和供应管网，实行管道供气；甚至可用小瓶装上丁烷气，用作餐桌上的火锅燃料，使用方便。

由于LPG有上述优点，所以被广泛用作工业、商业和民用燃料。同时，它的化学成分决定了LPG也是一个非常有用的化工原材料，因而也广泛用于生产各类化工产品。

2.加工工艺情况: 液化石油气是炼油厂在进行原油催化裂解与热裂解时所得到的副产品。催化裂解气的主要成份如下(%)：氢气5-

6、甲烷

10、乙烷3-

5、乙烯

3、丙烷16-20、丙烯6-

11、丁烷42-

46、丁烯5-6，含5个碳原子以上的烃类5-12。热裂解气的主要成份如下(%)：氢气

12、甲烷5-

7、乙烷5-

7、乙烯16-

8、丙烷0.5、丙烯7-

8、丁烷0.2、丁烯4-5，含5个碳原子以上的烃类2～3。这些碳氢化合物都容易液化，将它们压缩到只占原体积的1/250-l/33，贮存于耐高压的钢罐中，使用时拧开液化气罐的阀门，可燃性的碳氢化合物气体就会通过管道进入燃烧器。点燃后形成淡蓝色火焰，燃烧过程中产生大量热(发热值约为92 100 kJ/m3-121 400 kJ/m3)。

3.液化气的用途

随着石油化学工业的发展，液化石油气作为一种化工基本原料和新型燃料，已愈来愈受到人们的重视。在化工生产方面，液化石油气经过分离得到乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等，用来生产合塑料、合成橡胶、合成纤维及生产医药、炸药、染料等产品。用液化石油气作燃料，由于其热值高、无烟尘、无炭渣，操作使用方便，已广泛地进入人们的生活领域。此外，液化石油气还用于切割金属，用于农产品的烘烤和工业窑炉的焙烧等。

作为汽车燃料

据2000年我国城市环境状况公告显示，监测的338个城市中，超过国家大气质量二级标准的城市占到63。5%，其中超过三级的有112个，我国大气污染已由工业废物、煤烟气型向光化学烟雾型转变，大城市中汽车排放尾气成为大气的主要污染源之一。目前，城市空气污染源中约有70%来自汽车的废气排放。为解决这一问题，自20世纪[综述 图片 论坛]末，我国各大中城市相继建起了汽车加气站，用液化石油气替代汽油作汽车燃料，这一燃料品种的改变，极大地净化了城市空气质量，也是液化石油气利用的又一大发展方向。

液化石油气的相关知识

随着我国石油工业的发展，许多城镇已开始使用液化石油气做燃料。

液化石油气虽然使用方便，但也有不安全的隐患。万一管道漏气或阀门未关严，液化石油气向室内扩散，当含量达到爆炸极限(1.7%～10%)时，遇到火星或电火花就会发生爆炸。为了提醒人们及时发现液化气是否泄漏，加工厂常向液化气中混入少量有恶臭味的硫醇或硫醚类化合物。一旦有液化气泄漏，立即闻到这种气味。而采取应急措施。

相关新闻：车用液化石油气标准修订试验启动

“车用液化石油气”国家标准修订2009年08月21日在延吉启动行车试验。来自延吉和龙井两地的30辆试验车辆将为“车用液化石油气”国家标准修订提供为期半年的试验数据。

据了解，现行的“车用液化石油气”国家标准是2003年颁布实施的。在运行过程中，这一标准遇到了油气残液、磨损、气源紧张等问题。我州的龙井众诚能源发展有限公司和长春一家能源公司于2005年提出对现行的“车用液化石油气”国家标准进行修订并做了前期准备工作。今天，国家“车用液化石油气”国家标准修订专家组一行六人来延启动行车试验。

液化石油气研究 篇4

二甲醚( DME) 又称甲醚,化学式CH3OCH3,相对分子量46. 07,在常温和常压下是一种无色易燃、有轻微醚香味的气体,密度为2. 06kg/m3,比空气重,具有惰性、无毒。常温下其饱和蒸汽压是0. 51MPa,易液化,沸点为- 24. 9℃,液体密度( 20℃ ) 为0. 67g/cm3,比水轻,比液化石油气略重。其主要理化参数如表1 所示。[1,2,3]

随着近年来国际油价不断攀升,液化石油气( LPG) 的价格也一路飙升,而二甲醚( DME) 作为一种新型的清洁能源日益受到关注。[4]由于二甲醚具有无色、无毒、无致癌性,并且燃烧过程中无残渣、无黑烟,对环境几乎无污染,所以在21 世纪能源短期的时代,二甲醚是一种取代液化石油气的理想清洁燃料。[5]也因此,部分液化石油气充装单位在LPG中非法掺入DME,此类行为严重违反了 《气瓶安全监察规程》的相关规定,此举措施可能导致LPG钢瓶阀门漏气[6],严重影响了消费者的人身、财产安全。在2008 年( 质检特函 〔2008〕17 号) 通知中,国家质检总局出台文件明确表示: 不得在民用液化石油气中掺入二甲醚后充入液化石油气钢瓶或焊接气瓶中擅自加入不明化学添加剂。

2 二甲醚检测方法

目前,关于LPG中DME的检测仍无国家标准方法,只有以下几个相关检测标准: HG/T 3934—2007 《二甲醚》、CJ / T 259—2007 《城镇燃气用二甲醚 》、 GB / T 10410—2008《人工煤气和液化石油气常量组分气相色谱分析方法》以及SH / T 0230—1992 《液化石油气组分测定法》 等检测方法。[7]但是HG/T 3934—2007 和CJ/T 259—2007 检测方法只检测纯二甲醚产品,而不是液化石油气产品; GB/T 10410—2008 和SH / T 0230—1992 检测方法也只检测液化石油气组分而不包括二甲醚。因此,文章希望通过LPG中DME的分析检测方法进行总结,从而为LPG中DME的分析检测标准的确定奠定基础。

2. 1 LPG中DME的物理辨别方法

判别LPG中是否掺有DME的简易方法有3 种:[8]一是看燃烧火焰的颜色,LPG火焰是亮蓝色,添加了DME后,由于燃烧率低,火焰呈黄红色,很少有蓝色,且冒黑烟; 二是闻气味,LPG本身无色无味,为防止漏气,正规公司在LPG中加入了乙硫醇等添加剂加臭。DME具有比较强的聚气功能,对极易挥发的乙硫醇等添加剂有聚集作用,闻起来煤气味道比纯LPG臭味更浓; 三是观察使用时间,DME的燃烧值低,如果使用时间较短,不耐烧,甚至熄火,就有可能混合了DME。

2. 2 LPG中DME的色谱分析方法

目前,在众多DME分析检测方法中,以色谱法居多,而近年关于气相色谱法( Gas Chromatagraphy,GC) 检测LPG中DME的报道较多,余德清等[7]分别选用PLOT/Q、HP - 5 和HP - PLOT / Al2O3不同型号规格的毛细管色谱柱检测LPG中DME的含量。实验结果表明选HP - 5 柱,LPG组分无法分离,DME色谱峰拖尾严重; 无法准确定量; 选用HP - PLOT / Al2O3柱,LPG组分分离良好,但DME色谱峰拖尾严重,无法准确定量; 选用PLOT/Q柱,丙烷、丙烯、正戊烷、异戊烷、DME和LPG烃类等组分都可获得良好的分离效果。同样,AN Hua[9]也对DME检测的三个标准中所给出的检测方法做了比较,经实验进一步确认了PLOT/Q柱的可行性。黄银波等[10]也采用HP - PLOT - Q柱,恒温水浴汽化后六通阀进样,程序升温来检测LPG中DME的含量,最终实现了空气、甲烷、二氧化碳、C2- C5的烷烃完全分离。该色谱柱键合聚苯乙烯- 二乙烯基苯,极性介于Porapak - Q柱和Porapak - N柱之间,是该研究的一大亮点。

2. 3 LPG中DME的快速检测方法

除色谱法外,业内人士也积极研究了其他快速检测DME组分的方法。常侠等[11]利用DME与石油产品水溶性的差异,采用水吸收法测定石油产品中DME的含量,此方法简单易行。张凤利等[12]使用傅立叶红外光谱法在一分钟内即可快速检测LPG中的DME含量,在0. 25% ~ 10. 5% 含量范围内,DME特征峰峰斜率与浓度有很好的响应关系。与GC法比较,红外光谱法具有准确、快速、简便、重复性高、消耗成本低等优点,更适合于质量监督检验部门和中小型液化气站产品质量监控的快速检测。基于DME气体通过石英加热管表面时的化学发光现象,张润坤等[13]设计了检测DME的传感器,此传感器可方便快速地测定空气中的DME气体,实验过程发现,苯、甲醛等气体通过此传感器时,不会引起检测干扰。黄品鲜等[14]采用加速度量热仪测定LPG、LPG/DME的热分解初始温度和反应活化能,考查它们的热稳定性,分析其氧化反应产物,为LPG/DME贮存、运输和安全使用提供理论基础。

3 结论

DME作为燃料,有天然气、液化石油气不可比拟的综合优势。[15]由于其物理性质,目前不能人为的掺入到液化气里去,但是目前虽有很多色谱方法对LPG中DME进行检测,但尚无LPG中DME的检测国家标准方法,希望今后能尽快建立和统一检测方法。

摘要：文章对二甲醚的性质、钢瓶腐蚀性以及液化石油气中二甲醚检测方法进行研究与展望,为液化石油气中二甲醚检测方法拓展进一步奠定了基础。

液化石油气研究 篇5

关键词：液化石油气站,火灾危险性,消防技术要求,分析研究

物流园区是由多个物流(配送)中心组成的集物流、商流、客流、信息流、资金流为一体的基地。为了防止“肥水”外流,许多物流园区从自身经济效益和发展出发,经有关职能部门批准,在园区内自备购建了比石油污染小、价格低、能有效节约能源的液化石油气加气站或压缩天然气加气站。为有效地防止火灾事故的发生,使园区安全健康顺利地运转和发展,本文就液化石油气加气站(LPG Flling station)的消防安全问题进行探讨、分析和研究。

1 液化石油气加气站的等级划分

目前我国液化石油气加气站给汽车加气的基本方法是:从液化气贮罐通过加气机向汽车上固定钢瓶充装液化石油气。其危险性与加气站的规模大小有直接关系,因此,我国根据液化石油气贮罐量和建设形式的不同,将加气站分成不同等级,并以此作为加气站选址和确定防火间距的重要依据。详见表1、表2。

2 液化石油气加气站的火灾危险性分析

液化石油气是一种易燃易爆物品,其主要成分为:丙烷、丙烯、正丁烷、异丁烷、丁烯、异丁烯等底分子烃。在常温常压下为气态,相对密度为空气的1.5~2倍,在空气中的爆炸极限为1.5%~9.5%,最小点火能量低于0.3毫焦耳,燃烧热值为92092~13139千焦/立方米,其电阻率为1011~1014欧厘米,从管道中喷出时产生的静电位可达9000伏。以上参数说明,液化石油气爆炸下限比较低,发生燃烧和爆炸所需的最小点火能量非常小,因此,少量气体泄露就有可能形成爆炸性混合气体;遇到一点明火,就会发生燃烧爆炸。另外,由于气体形态的液化石油气比空气相对要重,因此,一旦从输送系统中泄露,不易飘散,而易沿地面低洼处聚积使之达到爆炸极限。

液化石油气的电阻率高,在装卸、输送过程中极易产生静电,一旦发生静电放电,就会酿成火灾爆炸事故。

液化石油气泄露时,能沿地面迅速扩散,极易造成大范围爆炸性混合物。l公斤液化气全部气化后体积可达500升,若以2%浓度计算可组成25m3爆炸性气体,其爆炸威力相当于10公斤TNT爆炸的当量;炸速可达2000~3000m/s,爆炸时形成的强大气浪不仅会造成建筑物倒塌,而且瞬间形成大体积空间火焰。若液化气罐体受到外界高温作用,则极易发生物理性爆炸,其碎片可达数百米;此时由于罐体爆炸,大量液化气逸出,极易造成第二次爆炸,并形成大面积燃烧。

以上情况表明,液化石油气加气站属于甲类易燃易爆场所,而物流园区是公共聚集场所,其自备液化石油气站若发生火灾爆炸事故,极易造成严重人员伤亡和重大经济损失,酿成不良后果。

因此,对其应按甲类易燃易爆场所的消防技术规范要求,进行科学、安全、规范的建设和管理,有效地控制和消除发生火灾的条件,努力减少和避免事故的发生。

3 液化石油气加气站的消防技术要求

3.1 物流园区自备石油气加气站的选址及规模要求

加气站是为物流园区汽车运输服务的,其选址一定要方便使用、合理布设,并要充分考虑城市规划及防火安全要求,需要着重注意的问题有以下几个方面:

其一,加气站的站址分为园区内和园区外两种情况,无论何种情况,都必须首先符合城市总体规划的要求,并满足消防安全、环保及方便使用的要求。

其二,园区内不应建设一级加气站及合建站,其规模宜为三级;园区外人员密集地段设置的加气站或新建、改建的合建站规模亦宜为三级。

其三,无论园区内还是园区外,在重要的公共建筑和其他影响国计民生的重要建构物周围100米内不得建设加气站及合建站。

其四,由于液化石油气比空气重,故加气站应设在园区或工商企业及居民区全年最小风向的上风侧。

其五,园区内所建加气站或合建站,从防火间距和安全管理的角度考虑,液化石油气站和石油气贮罐均宜采用卧式罐地下埋设。

其六,加气机的设置数量,一般是合建站为2台;独立的三级站为2~4台,二级站为4~6台,一级站为6~8台。

3.2 物流园区自备石油气加气站的总平面布置及建筑要求

为了便于经营及管理,通常将加气站和合建站的布置分为贮存区和经营区。其中储存区包括贮罐、卸车站、泵房等,此区为严禁明火区;经营区包括加气机、站房、配电室等,此区也必须严禁明火。由于加气或加油车辆的出入,排气管常会产生火花,因此必须采取有效措施,防止事故的发生,站内建筑设施的合理布置显得尤为重要。加气站的总平面布置应着重考虑液化石油气贮罐与站内、外建、构筑物及设施的防火间距。详见表3、表4:

液化气石油气站布局除满足上述要求外,必须注意的问题还有以下几点:

第一,为了避免液化石油气的积聚,加气站或合建站内严禁设置其它地下或半地下建、构筑物;

第二,液化石油气贮罐是高压容器,为了有效防止发生事故相互渗漏,相邻地下液化气贮罐间应用防渗混凝土墙隔开,且贮罐之间间距不应小于2米;

第三,站内建筑物的耐火级别不应低于二级,建筑物的门窗应向外开启,防爆泄压比应不小于0.2(m2/m3)。

第四,加气站、合建站与站外建筑物相邻的一侧,应设高度不低于2.2米的非燃烧实体墙。

3.3 物流园区自备石油气加气站的安全措施及电气装置要求

加气站的贮罐与加气系统都属高压装置,液化石油气贮罐的设计压力通常为1.8Mpa,加气系统的设计压力为2.4Mpa,1升液化石油气在常温常压下气化后体积会膨胀250~300倍。在日常经营中,管道或阀门的泄露是发生事故的常见原因。因此,加气站的消防安全核心问题是防止液化气泄露。为确保加气站安全运行,必须设置相应的安全措施和电气装置:

(1)贮罐应设置全启封闭式弹簧安全阀,且安全阀上设的放散管管口应高出地面2.5米以上,与周围的距离不应小于3米。

(2)贮罐出液管上应设置紧急切断装置。包括紧急切断阀、远控装置和易熔塞金属自动切断装置。紧急切断阀宜选择用气动型。

(3)为防止槽车未卸开接管时行驶,致使拉断管线造成大量气体泄露,应在连接槽车液相管道上设置拉断阀和紧急切断阀,气相管道上设置拉断阀。

(4)每台加气机的液相管上应设置紧急切断阀。

(5)贮罐区、卸车点、配电间、加气岛等危险场所应设可燃气体浓度查漏仪,并与加气站供电系统相联锁。一旦气体浓度超标,自动切断供电。

(6)加气站易有液化石油气散发的场所,电气设施均应采用防爆型。

(7)站内建、构筑物应作防雷保护,防雷接地电阻应不大于10欧姆。

(8)由于整个装卸、储存、运输、加气等过程中容易产生大量静电。因此,加气站的贮罐、加气机、加气枪、液化气泵及输送管道等均应作防静电接地;槽车卸车点应设静电接地栓,以导除卸车时产生静电,防止因静电导致火灾事故的发生。

3.4 物流园区自备石油气加气站消防设施器材及监管要求

为防止加气站火灾的发生和一旦发生火灾能及时有效地将其扑灭,加气站还应按消防规范要求设置必要的消防设施,并建立健全消防监管体系。

一是设置良好的消防给水设施。采用地下贮罐的加气站,其中一级站的消防用水量不应小于20L/s,二级站不应小于15 L/s,三级站不应小于10L/s,其水源无论是用市政消火栓还是用自备消防水池或是用天然水源,必须保证3个小时的用水量。

二是配备足够的消防器材。加气站内应按《建筑灭火器配置设计规范》的标准配备手提式和推车式灭火器材及其他堵漏器材。消防器材要做到布局合理,取用方便,灵敏有效,置于干燥通风阴凉处,避免高温、曝晒和雨淋,冬季要采取保暖措施,做到防冻、防晒、防潮、防结冻块、防腐蚀、防变质,同时要按规定经常进行检查维护保养,定期更换新药,使其始终处于良好的备用状态。

三是建立和落实完善的消防安全规章制度。如组织领导制度、安全教育培训制度、安全检查制度、值班巡逻制度、激动车辆和人员进出制度。火源管理制度、安全用电制度、消防器材设施管理使用制度、安全操作制度、各级岗位防火目标责任制度等等。通过这些规章制度的建立完善和落实,增强加气站员工的防火意识,提高作好防火工作的自觉性;增强加气站员工的消防素质,提高防火灭火的本领和能力,积极主动为营造一个良好的消防安全环境作出自己的应有贡献。

参考文献

[1]高振林.企业消防管理手册[M].山东:山东科学技术出版社,1996.

[2]惠中玉,等.现代消防管理手册[M].北京:企业管理出版社,1996.

[3]王精忠,等.消防管理学概论[M].北京:中国人民公安大学出版,1998.

[4]王根堂,等.消防安全管理[M].北京.新华出版社,1998

[5]应松年,等.消防法实务手册[M].北京:中国法制出版社,1998

液化石油气研究 篇6

1 砂土液化现象及其危害

砂土液化是指某些类型的土壤失去其强度且呈高粘流体的一种现象[1], 其实质是土体抗剪强度消失, 超孔隙水压力不断增大而有效应力不断减小, 当有效应力为零时, 砂土就完全液化, 最终使土粒全部处于悬浮状态, 土的抗剪强度全部丧失而没有任何承载能力。相关资料表明[2], 在冲击荷载下, 饱和、疏松、细颗粒到中颗粒的粉土和砂土是最易引起液化的土壤类型。

瑞丽油气合建站为严重液化场地, 地震时将导致站内建 (构) 筑物等发生地基液化沉陷, 直接威胁到油气站场的安全, 而采用振冲碎石桩法利用振冲器成孔和制成的桩, 与桩间土共同形成复合地基, 通过振冲碎石桩振冲挤密砂土提高地基承载力, 有效消除砂土液化[3]。

2 施工步骤及检测技术指标

2.1 施工步骤

瑞丽油气合建站场区采用振冲碎石桩进行地基处理, 施工工艺为大功率振冲设备+外接水管+外接气管, 桩径1m, 桩间距2m, 正三角形布桩, 扩出基础外边缘10m, 桩顶凿除1m长虚桩层, 然后桩顶铺设0.3m厚碎石垫层, 夯填度不大于0.9。瑞丽油气合建站振冲碎石桩处理地基砂土液化的施工方法如下[4、5]:

2.1.1 材料准备

桩体材料可用含泥量不大于5%的碎石、卵石等其他性能稳定的硬质材料, 不宜使用风化易碎的石料。

2.1.2 定位

施工机具就位, 振冲器对准桩位 (误差应小于10cm) , 开启水泵, 待振冲器下端喷水口出水后, 启动振冲器, 检查水压、电压和振冲器的空载电流是否正常。

2.1.3 成孔

启动吊车卷扬机下放振冲器, 使其以0.5~2.0m/min速度贯入地基中, 成孔过程应使振冲器保持垂直状态。在振冲器下沉过程中, 电流值若超过电机额定电流值, 则需暂停下沉或减速下沉, 采用高压水松动土层, 电流值下降到额定电流内继续下沉。

2.1.4 留振时间和上拔速度

当振冲达到设计深度后可在此留振30s, 将水压和水量降至孔口有一定量回水但无大量细小颗粒带走程度。若遇中部硬夹层, 应适当通孔, 每深入1m应停留扩孔5m~10m, 达到深度后, 振冲器再往返1~2次进行扩孔, 振冲器留在孔底以上50cm处准备填料。

2.1.5 清孔

成孔后, 因返水中含泥量较高、孔口被泥淤堵塞及孔中有强度较高黏性土导致成孔直径小时, 一般需清孔, 即将振冲器提出孔口或需清孔的位置, 再重复 (3) 、 (4) 步骤1~2遍, 借助于循环水清除孔内泥土, 保证填料畅通。

2.1.6 填料

采用连续填料时, 振冲器成孔后停留在设计加固深度以上50cm处, 向孔内不断填料, 并在整个制桩过程中石料均处于满口状态。如此反复, 直到制桩完成。

2.1.7 成桩

制桩加固至桩顶设计标高以上时, 应先关闭振冲器, 再关闭供水泵, 然后移至新孔位。

2.1.8 填写施工记录表。

2.2 检测技术指标

振冲施工结束后, 应间隔7天后, 由具有资质的检测单位采用静载荷试验、动力触探试验和标准贯入试验对复合地基进行检测 (见表1) [6], 并及时提供检测成果报告。

3 结论

瑞丽油气合建站振冲碎石桩施工的现场应用表明:采用振冲碎石桩处理地基施工速度快, 施工质量易于控制, 技术可靠, 机具设备简单, 操作技术易于掌握, 充分利用了原状地基土, 增大地基变形模量, 减小基础沉降, 可有效消除地震时地基的砂土液化, 在类似工程建设中值得推广应用。

摘要：通过对砂土液化现象及其危害进行分析, 结合中缅油气管道瑞丽油气合建站地基砂土严重液化的工程特点, 采取振冲碎石桩法对该站场地基进行砂土液化处理, 并介绍了该方法的施工步骤及检测技术指标。该法不仅具有施工速度快, 施工质量易于控制等特点, 而且可有效消除地震时地基的砂土液化, 对于确保油气站场的安全运行具有重要的现实意义, 在类似工程建设中值得推广应用。

关键词：油气合建站,砂土液化,地基处理,振冲碎石桩

参考文献

[1]张永国, 陆朝荣, 于佰俭.防止埋地管道上浮的措施[J].油气储运, 1999, 18 (8) :48-49

[2]张建萍.土壤液化及其对海底管道的影响[J].国外油气储运, 1995, 13 (2) :59-62

[3]黄华通.振冲碎石桩处理砂土液化地基的工程应用研究[J].中国水运, 2007, 5 (4) :59-61

[4]吴增利.谈振冲碎石桩处理砂土液化地基的应用[J].中国高新技术企业, 2009, 119 (8) :181-182

[5]鲁安结.碎石桩施工与复合地基的综合检[J].企业技术开发, 2010, 29 (10) :150

液化石油气研究 篇7

1 试验设备和方法

试验所用二甲醚发动机是在上海柴油机股份公司生产的D6114ZLQB柴油机基础上开发的,试验所用二甲醚发动机是在上海柴油机厂生产的D6114ZLQB柴油机基础上开发的,发动机型式为六缸、直喷、增压中冷,主要技术参数如表1所示。通过对发动机的改造,二甲醚发动机动力性能优于原柴油机(图1)。

往二甲醚中掺混不同比例的LPG,研究二甲醚中LPG含量对发动机燃烧和排放特性的影响。燃烧特性包括缸压、放热率、着火时刻以及燃烧持续期,缸压由KISTLER公司生产的型号为6115AFD36Q04缸压传感器测量,放热率曲线由缸压计算获得,着火时刻是由放热率曲线获得,燃烧持续期为累计放热率5%~95%之间的曲轴转角。二甲醚发动机的NOx,HC和CO排放用CEBⅡ气体分析仪测量,用化学发光法测量NOx,不分光红外气体分析仪测量CO,氢火焰离子法测量HC。试验时混合燃料中LPG的质量含量分别为0%,15%,30%,45%,60%。选取两个典型转速:1 400 r/min和2 200 r/min进行试验。

2 试验结果与分析

2.1 掺混LPG对缸压和放热率的影响

图2为发动机转速1 400 r/min下负荷改变时混合燃料中LPG含量对缸内压力和放热率的影响。从图2(a)可以看出,在BME P=0.38 MPa工况下,随着燃料中LPG含量的增加,最高燃烧压力略有上升,燃料的着火始点推迟。在对应工况下的放热率图上,随着燃料中LPG含量的增加,开始放热时刻和放热率峰值时刻推迟,但放热率峰值增大。当LPG率为60%时,放热率峰值为252.7 J/℃A,比纯DME时增大了1.55倍,放热率峰值对应的位置也比纯二甲醚晚6℃A。这主要是由于LPG的十六烷值比DME低得多,不易压燃,LPG的掺入延长了燃料的滞燃期,LPG的含量越大,滞燃期越长,滞燃期内积聚的燃料也增多,此外LPG的低热值比DME高,预混合燃烧放出的热量增大,相应的放热率峰值显著增大。

由图2(b)、图2(c)可知,负荷增大时,LPG含量增大对缸压和放热率的影响规律和低负荷时相似。随着LPG含量的增大,最高燃烧压力略有上升,燃料的着火始点推迟,放热率峰值增大。不同之处在于负荷增大时,LPG含量对最高燃烧压力和放热率峰值影响程度减小,燃料着火始点推迟的幅度也不如低负荷下明显。

研究表明,当发动机转速增大时,最高燃烧压力变化不明显。但高转速LPG含量对燃烧的影响比低转速下大,当LPG的含量为60%时,最高燃烧压力反而下降,2 200 r/min时最高燃烧压力下降比较明显。在n=2 200 r/min,BME P=0.30 MPa工况下,纯DME时的最高燃烧压力为6.68 MPa;掺混60%LPG时的最高燃烧压力降为5.30 MPa,下降了20.7%。压力峰对应的时刻也推迟了10℃A。可见,转速升高时,LPG含量引起的燃料着火始点推迟的幅度更大,燃烧推迟到上止点后进行,会导致发动机油耗率上升。

2.2 掺混LPG对着火时刻的影响

图3为二甲醚发动机各工况下LPG含量对燃料着火时刻和燃烧持续期的影响。从图3中可以看出,在同一平均有效压力下,着火时刻随LPG含量增加而推迟,当负荷增大时,着火延迟减少。以1 400 r/min为例,在BME P=0.76 MPa负荷下,纯DME的着火时刻为2.1℃A ATDC,和纯DME相比,含15%LPG混合燃料的着火时刻推迟了1℃A,含30%LPG的推迟了1.9℃A,含45%LPG的推迟了2.3℃A,而当混合燃料中LPG含量为60%时,着火时刻推迟了4.5℃A。在BME P=1.52 MPa负荷时,含60%LPG混合燃料的着火时刻比纯DME的推迟4℃A,而在BME P=0.30 MPa负荷时,含60%LPG混合燃料的着火时刻比纯DME的推迟6.5℃A。其他转速下LPG含量对着火时刻的影响也呈相似的规律。

LPG含量的增大降低了燃料的十六烷值,燃料的着火性变差。而负荷增大时,缸内温度和压力升高,有缩短着火延迟的作用,LPG含量对着火延迟的影响减弱。

2.3 掺混LPG对燃烧持续期的影响

燃烧持续期(累计放热率5%~95%之间的曲轴转角)的趋势与着火时刻变化的趋势相反。由图4可知,随着LPG含量的增加,燃烧持续期缩短,低负荷下LPG对燃烧持续期的影响更为明显。以1 400 r/min为例,当BME P=0.76 MPa时,纯DME的燃烧持续期为30.6℃A,和纯DME相比,含15%LPG混合燃料的燃烧持续期缩短了0.8℃A,含30%LPG的缩短了1.5℃A,含45%LPG的缩短了2.0℃A,而当混合燃料中LPG含量为60%时,燃烧持续期缩短了2.8℃A。当BME P=1.52 MPa时,含60%LPG混合燃料的燃烧持续期比纯DME缩短了1.3℃A。当BME P=0.30 MPa时,纯DME的燃烧持续期为26.5℃A,60%LPG的燃烧持续期为21.6℃A,缩短了4.9℃A。其他转速下LPG含量对燃烧持续期的影响也呈相似的规律。

这主要是因为随燃料中LPG含量增加,着火延迟增加,预混合气增加,燃烧速率加快;同时由于LPG的热值比DME高,30%LPG的混合燃料的热值为33.71 MJ/kg;60%LPG的混合燃料的热值为39.02 MJ/kg。随着LPG含量的增加,混合燃料的低热值增加,达到相同平均有效压力所需要的燃料的总量减少,相当于提高的燃料喷射速率,这使得燃烧速率加快,燃烧速率加快直接导致燃烧持续期缩短。低负荷时缸内温度低,LPG含量对燃料着火延迟影响更大,导致燃烧持续期的变化比高负荷时更明显。

2.4 掺混LPG对二甲醚发动机燃油消耗率的影响

图5为LPG含量对发动机燃油消耗率的影响。燃油消耗率是以等热值的柴油当量比油耗来比较的,柴油的当量比油耗按照下式计算:

从图5中可以看出,不同工况下,随着混合燃料中LPG含量的增加,二甲醚发动机的燃油消耗率先下降后上升,LPG含量为30%时发动机的燃油消耗率最低;以n=1 400 r/min为例,中等负荷下,即当BME P=0.76 MPa时,与燃用纯DME时发动机的燃油消耗率233.1 g/(k W·h)相比,燃用含15%LPG的混合燃料时发动机的燃油消耗率下降了0.8%,燃用含30%LPG的混合燃料时发动机的燃油消耗率下降了4.4%,而后随着LPG掺加量的继续增加,发动机的燃油消耗率又开始升高,燃用含60%LPG的混合燃料时发动机的燃油消耗率为225.7 g/(k W·h),比燃用含30%LPG的混合燃料时发动机的燃油消耗率增加5.1%,但仍比燃用纯DME时低;高负荷下,即当BME P=1.52 MPa时,混合燃料中LPG含量超过30%后,发动机的燃油消耗率略有上升;而低负荷下,即当BME P=0.38MPa时,混合燃料里的LPG含量增加到60%时,发动机的油耗率却上升很快,远超过了纯DME时的油耗率。这是因为,一方面,掺混LPG后混合燃料的热值提高,喷射持续期缩短,导致燃烧持续期缩短,使发动机的热效率提高,油耗率降低;另一方面,掺混LPG延长了混合燃料的滞燃期,使燃烧延后、后燃增加,降低了热效率。当LPG含量超过30%后,后者的影响逐渐超过前者,会导致燃油消耗率又呈上升趋势。低负荷时,由于缸内温度和压力相对较低,LPG的含量对滞燃期影响更大,引起燃油消耗率的变化幅度也更大。

2.5 掺混LPG对NOx排放影响

图6为LPG含量对NOx排放的影响。从图6中可以看出,在低负荷,NOx排放随着混合燃料中LPG含量的增大呈上升趋势;中高负荷时NOx排放随LPG含量变化规律相对复杂,随着LPG含量的增大,NOx排放先增大后减少。不同转速下的变化规律相似。以1 400 r/min为例,在BME P=0.38 MPa负荷下,纯DME的NOx浓度排放为353×10-6;30%LPG的NOx浓度排放为391×10-6;60%LPG时的NOx浓度排放为502×10-6。随LPG含量的增加NOx浓度排放呈逐步上升趋势。在BME P=1.52MPa负荷下,纯DME的NOx浓度为747×10-6;30%LPG的NOx浓度为857×10-6,比纯DME时上升了14.7%;而60%LPG时的NOx浓度为715×10-6,比30%LPG时下降了141×10-6,下降幅度为16.6%,随LPG含量的增加NOx浓度排放先增大后减小。其他转速下的变化规律也相似。

在低负荷下,缸内温度较低,LPG加入后起主要作用是对滞燃期的影响,滞燃期延长,滞燃期内积聚的燃料增大,着火后一起燃烧,最高燃烧温度升高,导致NOx排放增大。中高负荷时,LPG对燃烧有两方面的影响,一是混合燃料的热值增大引起燃烧最高温度升高,二是LPG的加入引起滞燃期延长,燃烧延后最高燃烧温度降低。当LPG量较少时,前者影响占主导地位,NOx排放升高。LPG过大时,使得滞燃期明显增大,后者影响占主导地位,反而会导致NOx排放下降。

2.6 掺混LPG对HC排放的影响

图7为LPG含量对HC排放的影响。从图7中可以看出,在发动机的各个运转工况下,随着混合燃料中LPG含量增大HC排放有所上升。但增压发动机增压后的燃烧室内温度和压力相对较高,可以加速烃类氧化反应速度,总体上HC排放处于较低水平。

2.7 掺混LPG对CO排放的影响

图8为LPG含量对CO排放的影响。从图8中可以看出,在发动机的各个运转工况下,CO排放随着混合燃料中LPG含量的增大呈上升趋势,高负荷时CO排放显著增大。

当n=1 400 r/min时,BME P=0.38 MPa负荷下,纯DME的CO浓度排放为73×10-6;30%LPG时CO浓度排放增加58.9%;60%LPG时的CO浓度排放比纯DME时上升了1.45倍,呈逐步上升趋势。在BME P=1.52 MPa工况下,纯DME的CO浓度排放为116×10-6;30%LPG时CO浓度排放比纯DME时增加58.6%;而60%LPG时CO浓度排放比纯DME时上升了2.09倍。

高转速时,各负荷下CO排放随LPG含量增加上升更明显。2 200 r/min时,BME P=0.38 MPa负荷下,纯DME的CO浓度排放为176×10-6;30%LPG时CO浓度排放纯DME时增加1.19倍;60%LPG时的CO浓度排放比纯DME时上升了5.45倍,上升幅度很大。

主要是由于LPG的加入后,混合气中氧的浓度减少,燃烧温度降低,燃烧不完全,从而导致CO排放增加。而高负荷时过量系数较小,LPG的加入对不完全燃烧影响更加明显,CO排放显著增加。

3 结论

(1)随着混合燃料中LPG含量的增加,滞燃期延长,着火始点延后,燃烧持续期缩短,低负荷时变化更大。

(2)随着混合燃料中LPG含量的增加,燃油消耗率先减少后增大,LPG含量过高或过低都会导致油耗率升高。在二甲醚中掺混30%LPG时油耗率最低,发动机经济性最佳。

(3)LPG对NOx排放影响较为复杂,低负荷时,随LPG含量的增大,NOx排放上升。中高负荷时,随LPG含量增大,NOx排放先增大后减小。

(4)随着LPG含量增大,发动机HC排放略有升高,CO排放迅速增加,高负荷时CO排放增幅更大。

参考文献

[1] Oguma M,Goto S.Research and development of a medium duty DMEtruck,NSFC/JSPS Workshopin AIST,Tsukuba,Japan March7,2006

[2] Kin’M Y,Yoon’S H,Ryu’B W,et al.Combustion and emission characteristics of DME as an alternative fuel for compression ignition engines with a high pressure injection system.Fuel,2008;87(12)2779-2786

[3]盛新堂,黄瑾,王小荣,等.自然吸气二甲醚发动机排气再循环NOX满足国Ⅳ、Ⅴ排放标准的研究.西安交通大学学报,201347(7):18-22Sheng X T,Huang J,Wang X R,et al.Investigation of dimenthyl ether engine NOxreduction to China IV and V regulation by exhaust gas recirculation.Journal of Xi'an Jiaotong University,2013;47(7):18-22

[4]吴君华,张光德.甲醇含量对二甲醚发动机性能和排放的影响.武汉科技大学学报,2014;37(1):50-53Wu J H,Zhang G D.Effect of menthannol content in DME fuel on performance and emissions of DME engine.Journal of Wuhan University of Science and Technology,2014;37(1):50-53

[5]张俊军,乔信起,管斌,等.柴油机燃用二甲醚复合燃烧试验.农业机械学报,2008;39(6):13-16Zhang J J,Qiao X Q,Guan B,et al.Experiment on CCCI combustion in a engine fueled with DME.Transactions of Chinese Society for Agricultural Machinery,2008;39(6):13-16

[6]张俊军,乔信起,管斌,等.柴油机燃用二甲醚复合燃烧优化控制试验研究.内燃机学报,2008;26(3):193-199Zhang J J,Qiao X Q,Guan B,et al.An Experimental investigation of optimizing control of compound charge compression ignition(CCCI)combustion in an engine fueled with DME.Transactions of CSICE,2008;26(3):193-199

[7]张光德,李梦,谢露,等.二甲醚发动机低压共轨系统轨压特性研究.武汉科技大学学报,2012;35(3):211-214Zhang G D,Li M,Xie L,et al.Preference-based decision-making model for product design.Journal of Wuhan University of Science and Technology,2012;35(3):211-214

对液化石油气检测的探讨 篇8

关键词：色谱,气化,微库仑,残留,蒸发

概述:液化石油气主要成分是由碳三、碳四组成, 其是一种非常便利的加热燃料, 但是其属于易燃易爆品。在常温情况下其比较容易气化。由于其自身的特色特征导致了其质量的好与坏将直接影响使用群体的利益。目前, 在液化石油气的储存和运输过程中一般采用瓶装, 是将液化石油气高压成液体, 因此, 在分析液化石油气的质量时, 就需要从瓶中取部分样本加以分析, 其过程中就涉及到了气化, 为了提高检测的准确性就必须取到具有代表性的气体样品。目前, 所给出的分析方法的标准中没有作细致的说明。因此, 笔者结合自身的工作实践以及相关文献对液化石油气的分析测定过程中容易出现结果的偏差进行了经验性总结以供参考。

一、组份

1、进行各组份的分析

进行分析的最终目的就是要求出气体中所含碳五含量。本方法是在利用气相色谱法和导检测器两者中完成的。而在数据的处理上选择的是校正面积归一法。这种方法的要求是所有的物质都必须有响应, 且能够逐一找到进行定性的因子后才可以求出各种物质的含量。但是, 实际检验的过程中, 往往会遇到出现一些不明身份的色谱峰。因此, 在处理上要具体分析后而定, 如果其含量较低时则对其的影响不大, 但是, 如果含量高时就要进行定性分析了。事实是如果进行定性, 其工作量是比较大, 具体而言需要在大批量样品的分析上花费大量时间, 这也是我们所不能接受的。通常的做法是将占总峰面积的百分比小于、等于0.01%的可以忽略不计, 对于而大于0.01%的, 可对其定性采取不予考虑。

2、气化的问题

采用不同的取样方法:一种是从气瓶的顶部获取气体的样品, 另一种是在均匀液体经过充分气化后提取的气体。实验对上面两种样品进行了对比分析。实验的结果显示第一种气体样品中碳二、碳三的含量会表现为偏高, 而第二种的气体中碳四、碳五的组份也表现为偏高。通过这两种气体实验的比较我们认为碳原子数相对较少的组份在气化上容易实现, 也就是说通常情况在气瓶顶部的气体所含碳原子数多容易气化, 而在底部的气体就不容易气化。这个结果为我们在气化采取时提供了一些参考:

2.1在对液化石油气进行气化取样时需摇匀后再进行。

2.2取样的管道选用上要使用透明塑料毛细管, 为了提高其耐压性应要尽量短与细, 这样做的目的是使残留道中的样品尽量减少, 并且在节流阀的选用上应尽量靠近气化装置。

2.3样品提取过程中, 液体从气瓶中的流出应该均匀且不需减压。不能用减压阀对液体进行减压后的再取样, 其原因就在于重组份非常容易在减压阀内发生沉积, 从而导致测定结果发生偏低, 不仅如此还会对下各样品产生不必要的污染

二、总硫含量的测定

对硫含量的测定本文采用微库仑分析法, 其测定的原理是样品中的硫会在高温管中与氧气燃烧而生成二氧化硫 (SO2) , SO2会由氮气直接导入滴定池内并与I-3发生氧化还原反应, 导致浓度相应性的降低。由仪器电解电流后并所产生I-3在量与降低部分上呈现为相等状态, 这种状态就是最初平衡状态。对于样品硫含量测定过程中需注意以下几个问题:

1. 气 (N2) 与燃烧气 (O2) 的流量。

为了使石油气的转化率控制在75~110%之间, 就必须加以反复的调试, 也就是当仪器稳定后再调到合适比例。通常的指标是N2为80~150ml/min, O2为70~120ml/min。

2. 加热管的各段温度问题。

这里所指的石英玻璃管内即石油气的气化、燃烧、稳定等阶段的温度。通过前期的实验验证了较合适的温度范围应该为:气化的温度应该在400~650℃之间, 燃烧的温度应为750~800℃之间, 稳定段的温度应为680~750℃之间。如果在测试过程中超过上述温度, 那么会因过高烧坏石英玻璃管;相反, 要是温度过低又会对转化率提高产生影响。

3. 微库仑分析的平衡状态是一种动态性的, 在稳定性上的表

现出的并不是十分的理想, 会因多次的进样表现出稳定性上的差异。为此, 通常会常常用标样对其进行反标, 从而证实其准确性。可以说, 这一步非常关键。实际中往往会由于操作者的经验不足而忘记这一步的操作, 而导致测定的结果出现较大的偏差较大。

4. 关于样品的进样量大小的问题。

通过实践, 我们发现样品量的大小应要做到其峰面积与标样峰面接近, 其目的就是为了获得更加准确、更加可靠的测定数据。同时, 我们也会发现在标样量大小上也会受到转化率的影响, 因此往往会对品总硫含量测定采取通过转化率加以求得。

5. 样品的气化和进样的问题。

通过实践, 我们会发现样品气化的过程会与分析组份的气化过程上十分相似。也就是说进样时因为采用的针管所取的样品是气态, 这就导致其易散失, 所以当采用针管的形式进行取样, 并且要记住样品取完之后马上要用胶粒将针头封好, 其目的就是为了防止相应的扩散和不必要的损失。

三、残留的测定

对于残留物可以从两个不同的指标进行考核, 这两个指标分别就是残留量和油渍。残留的测定具体过程如下:先取出已经在-55℃的环境下冷却好的取样管, 取出100ml的液化石油气。第二步, 将其放到有刻度显示的离心管内进行蒸发。其间, 观察残留液体的体积变化。稍后向取样管中的残液中加入异戊醇后并取出一定量的体积液体滴于滤纸之上, 并仔细观察试纸上油渍变化情况。

但是, 在测定的标准中没有说明蒸馏的具体时间和具体的参考温度。为此, 笔者对这两个变量进行试验探究, 其进行的实验残留量的结果与温度和时间关系如下:

从上表的数据对比中我们可以分析到:在温度和时间两个变量条件上, 都会对残留量产生直接性影响。在表中, 我们也看到了在温度为25℃, 时间为4小时的蒸馏是最具有合理性。通过, 根据工作的实践经验, 在冬天里蒸馏的时间控制上最好要多于8个小时。不仅如此, 在实际的操作过程中当残留量相对较少的时候, 我们在蒸发时间上要适当的减少。

四、值得商榷的几个问题

一个问题是在液化石油气的考核指标上有一个关于碳五和碳五以上的组成含量界定问题。笔者对其所持的观点是应改将界定修改至几个碳, 例如, 碳九或者碳十等。因为, 在实践的过程总发现用这种分析法对碳五以上组份似乎行不通或者说不够准确。

另一个问题就是在对残留物的分析中, 蒸发时间以及蒸发的温度上应给出具体的参考与参考值, 因为, 没有具体的范围和参考值就容易导致实验室间获得结果的误差。

参考文献

[1]GB11174-2011《液化石油气》

[2]SH/T023-1992《液化石油气组份测定法 (色谱法) 》

[3]SH/T0222-1992《液化石油气总硫含量测定法 (电量法) 》