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            浅谈大型储罐安全附件的设计

            文档作者: 徐昀 程刚 吴晓梅 宋天宝        文档来源: 安徽省化工设计院
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            更新时间: 2021年01月08日
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            56 23 0 6 ZU1l U麓 十 ‘},j 期 ANHUI C安HEM徽IC化AL 工IN DUSTRY VAo1D.3r6.2.0N10o. 2 · 化工设备与自动化· 浅谈大型储罐安全附件的设计 徐昀,程刚,吴晓梅,宋天宝 (安徽省化工设计院,安徽合肥230009) 摘要:针对甲醇储罐易爆炸的特性,提出介质为易燃、易爆大型储罐的安全附件设计的注意要点。 关键词:大型储罐;事故;安全附件 中图分类号:X933 文献标识码:A 文章编号:1008—553X(2010)02—0056—02 1前言 随着工业的迅速发展,化工行业储罐设计日益大型 化。在储罐的结构设计中如果忽略了安全附件的设计, 极易引发爆炸事故。2008年某一企业发生甲醇储罐爆 炸,事故发生的主要原因就是安全附件的设置存在缺 陷,密封不严,静电接地不良,导致储罐气相空间里的甲 醇(含乙炔)遇空气形成爆炸性混合气体,爆炸性气体遇 液位计钢丝绳与滑轮升降活动产生静电火花(着火源), 从而引发罐内气体爆炸,最终发展为罐区空间大爆炸的 恶性事故。为防患于未然,对于盛装易燃、易爆介质的大 型储罐,在其设计过程中作好安全附件的设置是甚为必 要的。 2 安全附件的设计要点 2.1静电接地至关重要 对有静电积聚危险储罐的管法兰,其它的金属部分 (设备壳体、支架、构件)应全部接地(或接零)并连接成 整体构成系统,使已产生的静电荷尽快对地逸散。接地 (或接零)干线应在不同方向且不少于两处与接地系统 相连,接地电阻尽量减小(不大于5l1),并符合相关规 范要求(对于气相含乙炔的储罐必需设置静电接地网)。 接地连接要牢固可靠,同时还应设置控制流速、导除静 电的系统和静电消除器、添加防静电剂等有效的防静电 措施。 2.2 控制环境温度和储液温度 温度越高,储液蒸发越剧烈,蒸汽压就越大,既增大 了损耗,又增加了燃爆的风险。设置温度测控装置,当温 度高达限定值时,自动报警。对于固定顶储罐,必要时可 设置喷淋冷却系统。 2.3尾气不能直接无序放空 尾气应设置回收装置,避免爆炸性混合气体形成并 无序扩散。目前采用的回收工艺主要有吸收法、吸附法、 冷凝法和膜分离法等。在可燃易爆气体可能泄漏区域设 置气体监测报警仪。当可燃易爆气体或液体发生泄漏而 操作人员尚未发现时,监测报警仪能在设定的安全浓度 范围内发出警报,便于及时处理泄漏点,从而避免重大 事故的发生。 2.4储罐间应设置足够的防火间距 贮罐区设置防火墙、防火堤、隔离带等设施并与其 它装置隔开;防火、防爆场地内不设动力电缆、动力设备 (防电火花);甲乙类物料储罐应设置有效的氮气密封保 护;大储罐的并联使用应设自动监控紧急切断阀。对于 已构成重大危险源的贮罐区,作好重大危险源的应急救 援预案工作。 3设计中应关注的问题 3.1液位计的选型 对于盛装易燃、易爆危险介质的容器采用就地液面 计时应慎重,一般选用本安型、带隔爆装置的磁翻板液 位计,尽可能地避免静电火花的产生。对于大型立式圆 筒形储罐,在选择仪表时更应慎重,优选雷达式液位计, 以保证仪表不与易燃、易爆、高黏度、强腐蚀性等介质直 接接触。 3.2储罐的选型 当物料的闪点≤28℃,该物料在常温下易燃烧,易 挥发,发生火灾的危险性大,必须选用储存损耗很少的 内浮顶储罐。对于闪点为28—60~C的介质,宜选用内浮 顶罐(同时考虑当地的气候条件和环境监督部门的意 见)或采用固定顶加氮封结构。所谓氮封,就是用氮气补 充罐内气体空间,因氮气的密度一般小于储液饱和蒸 汽,而浮于介质物料之上故而形成氮封。当呼气时,呼出 罐外的是氮气而不是物料蒸汽。当罐内压力低时,氮气 收稿日期:2009—11—24 作者简介:徐昀(1974一),女,工程师,1998年毕业于大庆石油学院,目前从事化工设计工作,13956046558,fenger6288@sina.corn。 徐昀,等:浅谈大型储罐安全附件的设计 57 自动进罐补充气体空间,既减少蒸发损失,又避免了物 料接触氧气而形成爆炸性混合气体。当物料闪点> 6O℃ ,可选用固定顶结构。 3.3消除静电的措施 3.3.1管径适当放大 易燃物料进入储罐的管径应适当放大,这是因为管 内液体或气体流速的降低可有效降低静电的聚集速度 (一般情况静电聚集的速度与流体流速的平方成正比)。 为减少储罐内易燃液体的搅动,管内物料安全进罐的最 高流速应控制在lm/s以下。 3.3.2避免从罐顶进料 避免从罐顶溅人进料,尽可能将进入储罐的物料管 口设置在靠近底部的罐壁处,以消除静电。 3.3-3物料的储存 易燃、易爆物料的储存,宜采用浮顶罐。这对防止静 电聚集,降低发生火灾的危险大有益处。对外浮顶罐,可 消除自由空间,浮顶接地电阻低且接地良好,浮盘与液 体表面接触,液体就不会聚集电荷;对内浮顶罐,浮盘上 方与罐顶之间存在自由空间,浮盘上方介质气体与空气 混合物可能存在着火或爆炸的危险,为此内浮盘上方空 间应有良好的通风措施:①罐顶中心和罐壁上方开通气 孔;②罐顶中心和罐顶边缘开通气孔。上述二种方法,由 于开孔的对流作用以及浮盘的升降作用,可使浮盘上方 蒸气得到充分稀释,使气体组成远离爆炸极限。 3.4 呼吸阀和安全阀 呼吸阀安装在固定顶储罐的顶部,用以调节储罐的 正压或真空度。它使罐内空间与大气隔绝,只有内压力 达到呼吸阀额定呼出正压时,罐内蒸汽才能排出;同样, 只有罐内真空度达到额定吸人负压时,空气才能进入。 通过呼吸阀排出的罐内气体,与空气遇有明火就有可能 产生爆炸和燃烧的可能性,并将波及整个储罐的安全, 此时阻火器和呼吸阀配套使用,能阻止火焰由外部向储 罐内混合气体进行传播。为防止呼吸阀因锈蚀或气温较 低时出现堵塞和冻结现象,阻碍呼吸阀正常工作,必要 时罐顶还要设置液压安全阀。 3.5加强密封 采取提高法兰压力等级以及采用对焊法兰的结构 型式提高密封性能。当介质为易燃、易爆、有毒或强渗透 性介质,采用凹凸面或榫槽面法兰。同时对垫片型式及 材料的选取也予以关注,对易燃、易爆、有毒或强渗透性 介质,选用缠绕垫,这种垫片回弹性好,有一定的自紧作 用,对密封面缺陷不敏感,使密封的可靠性大大增强。由 于有外环的?;?,不易冲破冲脱,不存在层间泄漏,不会 因温度的改变而造成失效。在介质不允许微量纤维混入 的场合(如航空汽油或煤油),不应选用石棉橡胶板和其 它纤维性垫片,而应选用以膨胀石墨或聚四氟乙烯作填 料的缠绕式垫片。介质为环氧乙烷时,不得采用含石棉 的垫片。垫片规格尺寸及对法兰密封面粗糙度的要求, 按HG/T20606~20612—2009标准选用。 螺栓对垫片的作用也不容忽视。螺栓对垫片的压紧 力起主要作用。如果压紧力达不到要求,就可能在拧紧 过程中为求得密封效果而用力过大,造成螺栓弯曲变 形,留下安全隐患,因而必须选用高强度螺栓与优质垫 片匹配,以保证达到密封的可靠性。 4 结束语 随着储罐发展的大型化,人们在设计过程中更多地 关注储罐主体,在不同程度上忽视了安全附件和防静 电、防雷等安全技术措施的设计,留下安全隐患,所以我 们强调设计时必须周详地考虑增设安全附件和静电接 地系统的设置。除此之外,还要掌握储罐结构、材料等知 识,了解与储罐工艺系统相关的知识,以利于更全面地 考虑储罐设计和运行的各种问题。合理的结构形式和必 要的安全附件是保证储罐安全运行的前提???Understanding of Safety Accessories Design for Large Tank XU Yun, CHENG Gang, Xiao-mei, SONG Tian -bao (Anhui Design Institute of Chemical Industry,Hefei 230009,China) Abstract:In accordance with explosion of carbinol tank,the key design points of safety accessories design are put forward for large tank filled by inflammable and explosive medium. Key words:large tank;the accident;safety accessories
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