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