張志輝

（湖北省緣達(dá)化工工程有限公司，湖北 武漢 430073）

化工儲(chǔ)罐是石油化工裝置和儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)施的重要組成部分，化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)中化學(xué)品數(shù)量大、種類多，而且大多為易燃易爆、有毒有害的介質(zhì)，一旦發(fā)生事故，將給人民生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重危害或者威脅。近年來(lái)，我國(guó)化學(xué)品罐區(qū)多次發(fā)生泄漏、火災(zāi)或爆炸事故，其中有些事故造成了重大的社會(huì)影響，暴露出部分企業(yè)在安全管理、日常運(yùn)行、安全設(shè)計(jì)等方面仍存在突出問(wèn)題。因此，設(shè)計(jì)中做好儲(chǔ)罐的安全設(shè)計(jì)是非常有必要的，本文就將對(duì)化工儲(chǔ)罐幾個(gè)常用安全附件設(shè)置進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。

1 呼吸閥

1.1 呼吸閥作用及選用原則

呼吸閥的作用：呼吸閥是用于降低儲(chǔ)罐內(nèi)揮發(fā)性液體蒸氣損耗并用來(lái)保護(hù)儲(chǔ)罐不受超壓或真空破壞的安全設(shè)施，同時(shí)也有利于減少氣體向外散發(fā)。

呼吸閥選用原則：①介質(zhì)閃點(diǎn)小于60 ℃的儲(chǔ)罐，通常應(yīng)設(shè)置呼吸閥；②設(shè)置了氮封的儲(chǔ)罐，通常應(yīng)設(shè)置呼吸閥；③可燃介質(zhì)呼吸閥應(yīng)配置阻火器，但設(shè)置了防火型呼吸閥時(shí)除外；④呼吸閥的大小，應(yīng)按儲(chǔ)罐最大進(jìn)出液量來(lái)確定，進(jìn)出液量大時(shí)可選用兩個(gè)呼吸閥。

1.2 呼吸閥開(kāi)啟壓力

通氣過(guò)程中，當(dāng)呼吸閥的閥盤(pán)呈連續(xù)“呼出”或“吸入”狀態(tài)時(shí)的壓力稱為呼吸閥的呼氣開(kāi)啟壓力或呼吸閥的吸氣開(kāi)啟壓力。呼吸閥開(kāi)啟壓力范圍通常為-265～+1 765 Pa。

1.3 呼吸閥的安裝

呼吸閥應(yīng)安裝在儲(chǔ)罐頂?shù)母唿c(diǎn)，通常設(shè)置在罐頂中心。有毒介質(zhì)儲(chǔ)罐呼吸閥排氣口不應(yīng)直排大氣，應(yīng)集中處理或回收；易燃介質(zhì)儲(chǔ)罐呼吸閥排氣口設(shè)置應(yīng)符合安全要求。當(dāng)儲(chǔ)罐所在地區(qū)最冷月環(huán)境平均溫度低于或等于0 ℃時(shí)，呼吸閥應(yīng)有防凍功能或者應(yīng)采取防凍措施。在環(huán)境溫度下介質(zhì)有結(jié)晶可能時(shí)，呼吸閥應(yīng)采取防止結(jié)晶的措施。

2 阻火器

2.1 阻火器作用及安裝

阻火器是一種能夠通過(guò)氣體、具有許多細(xì)小通道或縫隙的材料組成的阻火元件?；鹧孢M(jìn)入阻火器會(huì)被元件分成許多細(xì)小的火焰流，由于傳熱或器壁效應(yīng)，造成火焰熄滅。易燃、可燃液體儲(chǔ)罐呼吸閥上游應(yīng)設(shè)置阻火器。需要注意的是，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)在實(shí)際工況下的MESG 值和火焰?zhèn)鞑ニ俣葋?lái)選擇合適規(guī)格的阻火器，這些數(shù)據(jù)可從工藝數(shù)據(jù)表中查到，若缺少資料，則需要進(jìn)行實(shí)際測(cè)試得出相關(guān)數(shù)據(jù)。

當(dāng)儲(chǔ)罐所在地區(qū)最冷月環(huán)境平均溫度低于或等于0 ℃時(shí)，阻火器應(yīng)有防凍功能或者應(yīng)采取防凍措施。在環(huán)境溫度下介質(zhì)有結(jié)晶可能時(shí)，阻火器應(yīng)采取防止結(jié)晶的措施。

2.2 阻火器分類

阻火器按性能分為阻爆燃型阻火器和阻爆轟型阻火器。阻爆燃型阻火器用于阻止亞聲速傳播的火焰蔓延；阻爆轟型阻火器用于阻止聲速傳播的火焰蔓延。按安裝位置不同阻火器又分為管端型和普通型阻火器。阻火器按結(jié)構(gòu)分為充填型阻火器、板型阻火器、金屬網(wǎng)型阻火器、液封型阻火器和波紋型阻火器，其中，應(yīng)用最多的是波紋型阻火器。

圖1 呼吸閥

3 液壓安全閥

3.1 液壓安全閥的作用與設(shè)置

液壓安全閥也是儲(chǔ)罐一個(gè)重要的安全附件，在寒冷地區(qū)不能保證呼吸閥時(shí)刻正常工作時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置液壓安全閥。液壓安全閥開(kāi)啟壓力高出呼吸閥開(kāi)啟壓力5%～10%。液壓安全閥是在呼吸閥出現(xiàn)故障時(shí)保證儲(chǔ)罐不超壓的第二重安全設(shè)施，安全閥中心管應(yīng)通過(guò)法蘭和阻火器連接，防止火花進(jìn)入儲(chǔ)罐。其開(kāi)啟壓力范圍通常為-490～+1 960 Pa。

3.2 液壓安全閥的使用與維護(hù)

在工作過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)液封油揮發(fā)的情況，因此，在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，應(yīng)定期檢查液壓安全閥的工作情況，重點(diǎn)檢查閥體有無(wú)泄漏以及液封油高度是否符合規(guī)定，否則應(yīng)進(jìn)行閥體加油，同時(shí)應(yīng)檢查液封油是否合格、封口網(wǎng)是否完好無(wú)損等，確保液壓安全閥能正常工作。

4 泄壓人孔

4.1 泄壓人孔的作用

泄壓人孔也稱緊急泄壓人孔，是石油化工儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用的安全設(shè)施。泄壓人孔一般與呼吸閥配對(duì)使用，在呼吸閥正常工作情況下，泄壓人孔基本保持密封狀態(tài)，儲(chǔ)罐處于正常壓力。當(dāng)因意外原因造成儲(chǔ)罐內(nèi)部急劇超壓時(shí)，若單獨(dú)靠呼吸閥滿足不了儲(chǔ)罐緊急泄壓的要求，泄壓人孔的泄壓蓋自動(dòng)頂開(kāi)，進(jìn)行緊急泄壓，使罐內(nèi)壓力保持正常；或者當(dāng)儲(chǔ)罐不論何種原因發(fā)生火災(zāi)或爆炸時(shí)，應(yīng)保證介質(zhì)先從罐頂泄放，以確保罐體不被破壞，緊急泄壓人孔可以起到儲(chǔ)罐在事故狀態(tài)下的緊急泄壓作用，可以避免儲(chǔ)罐罐底板焊縫被撕裂，以保護(hù)儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)不向外泄漏。

4.2 泄壓人孔設(shè)置原則

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50160—2008）規(guī)定了采用氮?dú)饣蚱渌麣怏w氣封的甲B 和乙類液體的儲(chǔ)罐還應(yīng)設(shè)置事故泄壓設(shè)備，氣封儲(chǔ)罐在設(shè)計(jì)中通常在罐頂部設(shè)置泄壓人孔。

5 罐頂人孔、透光孔

5.1 罐頂人孔

罐頂人孔安裝在儲(chǔ)罐罐頂，主要由短節(jié)、法蘭、法蘭蓋、墊片及緊固件等組成。罐頂人孔一般為DN500、DN600、DN750，作為儲(chǔ)罐檢修的人員進(jìn)出通道。罐頂人孔多采用常壓人孔，人孔應(yīng)設(shè)置在方便進(jìn)出罐的位置，并且應(yīng)避開(kāi)罐內(nèi)附件設(shè)施。

5.2 透光孔

透光孔同樣由短節(jié)、法蘭、法蘭蓋、墊片及緊固件等組成，一般為DN500，用于儲(chǔ)罐安裝和檢修時(shí)的采光和通氣。透光孔應(yīng)設(shè)置在罐頂距離罐壁1 m 左右位置處，小型儲(chǔ)罐只設(shè)置一個(gè)通光孔時(shí)，應(yīng)把通光孔安裝在罐頂梯子及操作平臺(tái)附近，大型儲(chǔ)罐設(shè)置兩個(gè)或者兩個(gè)以上透光孔時(shí)，可以沿罐頂圓周均勻進(jìn)行布置。透光孔宜與人孔相對(duì)設(shè)置，但是應(yīng)保證至少有一個(gè)透光孔是安裝在罐頂梯子及操作平臺(tái)附近的。

6 氮封閥

6.1 氮封閥的作用與設(shè)置

化工裝置儲(chǔ)罐多為易揮發(fā)介質(zhì)，通常會(huì)設(shè)置氮封以減少有毒或易燃介質(zhì)的揮發(fā)；同時(shí)氮封也阻止了外部空氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，從而避免空氣與罐內(nèi)介質(zhì)混合達(dá)到爆炸極限，保證了儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。氮封閥是控制罐內(nèi)氮封壓力的一種閥門。

6.2 氮封閥的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

氮封閥是用來(lái)調(diào)整儲(chǔ)罐內(nèi)壓力的一種自力式調(diào)節(jié)閥門，它采用壓力平衡先導(dǎo)式，供氣壓力不會(huì)影響閥門動(dòng)作設(shè)定值。氮封閥具有傳統(tǒng)的自力式調(diào)節(jié)閥門的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也克服了一般自力式調(diào)節(jié)閥容易受儲(chǔ)罐壓力波動(dòng)影響的缺點(diǎn)，在儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

7 靜電接地設(shè)施

7.1 靜電接地設(shè)施的作用

石油化工儲(chǔ)罐多為易燃易爆介質(zhì)，在裝卸、運(yùn)輸、生產(chǎn)、檢查等過(guò)程中都有可能產(chǎn)生靜電，靜電有可能直接導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸，造成生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失。防止靜電的措施有安裝靜電接地設(shè)施、添加抗靜電劑、控制介質(zhì)流速等，最常用和最有效的辦法就是安裝靜電接地設(shè)施。

7.2 靜電接地設(shè)施的設(shè)置

儲(chǔ)罐接地用的金屬接地板截面不宜小于50 mm×10 mm，長(zhǎng)度一般大于110 mm。如果設(shè)備有保溫層，接地板應(yīng)伸出保溫層外110 mm。接地板材質(zhì)通常采用不銹鋼。儲(chǔ)罐直徑大于等于2.5 m或容積大于等于50 m3時(shí)，接地點(diǎn)不應(yīng)少于2 處，接地點(diǎn)應(yīng)沿著設(shè)備圓周均勻布置，同時(shí)間距不大于30 m。

8 壓力、溫度、液位測(cè)量?jī)x表

8.1 壓力測(cè)量?jī)x表

化工儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置壓力測(cè)量就地指示儀表和壓力遠(yuǎn)傳儀表。壓力測(cè)量就地指示儀表與壓力遠(yuǎn)傳儀表分別各用一個(gè)管口，就地指示儀表的作用是可以把現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)罐的壓力與DCS 遠(yuǎn)傳壓力進(jìn)行對(duì)照，防止遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)發(fā)生故障而造成超壓或負(fù)壓的危險(xiǎn)。壓力表安裝位置應(yīng)能保證儲(chǔ)罐在最高液位時(shí)，壓力表仍能準(zhǔn)確測(cè)量氣相壓力，同時(shí)應(yīng)便于觀察和維修。

8.2 溫度測(cè)量?jī)x表

化工儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置溫度測(cè)量?jī)x表，如果介質(zhì)在儲(chǔ)存過(guò)程中需要達(dá)到一定溫度或工藝采取了蒸汽或熱水盤(pán)管加熱以防止罐內(nèi)介質(zhì)結(jié)晶等時(shí)，就需要同時(shí)對(duì)儲(chǔ)罐加設(shè)溫度報(bào)警設(shè)施，以防止超溫或低溫時(shí)事故的發(fā)生。儲(chǔ)罐溫度計(jì)宜安裝在距罐底1 m 左右位置。

8.3 液位測(cè)量?jī)x表

儲(chǔ)罐應(yīng)考慮設(shè)置兩套液位測(cè)量裝置，即一套遠(yuǎn)傳液位計(jì)和一套就地液位計(jì)，就地液位計(jì)不得選用玻璃管液位計(jì)，當(dāng)儲(chǔ)罐所在地區(qū)最冷月環(huán)境平均溫度低于或等于0 ℃時(shí)，液位計(jì)應(yīng)采取防凍措施。

設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮將儲(chǔ)罐的液位、溫度、壓力測(cè)量信號(hào)統(tǒng)一傳送至控制室集中顯示，便于遠(yuǎn)傳監(jiān)控管理，在儲(chǔ)罐工作參數(shù)異常時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。

9 結(jié)束語(yǔ)

作為油品和各種化學(xué)品的儲(chǔ)存容器，儲(chǔ)罐在化工生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，隨著化工技術(shù)發(fā)展及裝置大型化，儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)制造也在朝著大型化方向發(fā)展，倘若發(fā)生事故，儲(chǔ)罐越大，對(duì)周圍環(huán)境及人員生命安全的危害程度也越大。因此，儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)、制造及運(yùn)行中要盡可能從本質(zhì)上保證儲(chǔ)罐的安全，除了要保證設(shè)備強(qiáng)度及剛度滿足要求外，還應(yīng)考慮各種安全附件的正確設(shè)置，從而做到儲(chǔ)罐能真正的安全運(yùn)行。