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淺談大型儲罐安全附件的設(shè)計

文檔作者：徐昀程剛吳曉梅宋天寶文檔來源：安徽省化工設(shè)計院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年01月08日
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· 化工設(shè)備與自動化·
淺談大型儲罐安全附件的設(shè)計
徐昀，程剛，吳曉梅，宋天寶
(安徽省化工設(shè)計院，安徽合肥230009)
摘要：針對甲醇儲罐易爆炸的特性，提出介質(zhì)為易燃、易爆大型儲罐的安全附件設(shè)計的注意要點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：大型儲罐；事故；安全附件
中圖分類號：X933 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008—553X(2010)02—0056—02
1前言
隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，化工行業(yè)儲罐設(shè)計日益大型
化。在儲罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計中如果忽略了安全附件的設(shè)計，
極易引發(fā)爆炸事故。2008年某一企業(yè)發(fā)生甲醇儲罐爆
炸，事故發(fā)生的主要原因就是安全附件的設(shè)置存在缺
陷，密封不嚴(yán)，靜電接地不良，導(dǎo)致儲罐氣相空間里的甲
醇(含乙炔)遇空氣形成爆炸性混合氣體，爆炸性氣體遇
液位計鋼絲繩與滑輪升降活動產(chǎn)生靜電火花(著火源)，
從而引發(fā)罐內(nèi)氣體爆炸，最終發(fā)展為罐區(qū)空間大爆炸的
惡性事故。為防患于未然，對于盛裝易燃、易爆介質(zhì)的大
型儲罐，在其設(shè)計過程中作好安全附件的設(shè)置是甚為必
要的。
2 安全附件的設(shè)計要點(diǎn)
2．1靜電接地至關(guān)重要
對有靜電積聚危險儲罐的管法蘭，其它的金屬部分
(設(shè)備殼體、支架、構(gòu)件)應(yīng)全部接地(或接零)并連接成
整體構(gòu)成系統(tǒng)，使已產(chǎn)生的靜電荷盡快對地逸散。接地
(或接零)干線應(yīng)在不同方向且不少于兩處與接地系統(tǒng)
相連，接地電阻盡量減小(不大于5l1)，并符合相關(guān)規(guī)
范要求(對于氣相含乙炔的儲罐必需設(shè)置靜電接地網(wǎng))。
接地連接要牢固可靠，同時還應(yīng)設(shè)置控制流速、導(dǎo)除靜
電的系統(tǒng)和靜電消除器、添加防靜電劑等有效的防靜電
措施。
2．2 控制環(huán)境溫度和儲液溫度
溫度越高，儲液蒸發(fā)越劇烈，蒸汽壓就越大，既增大
了損耗，又增加了燃爆的風(fēng)險。設(shè)置溫度測控裝置，當(dāng)溫
度高達(dá)限定值時，自動報警。對于固定頂儲罐，必要時可
設(shè)置噴淋冷卻系統(tǒng)。
2．3尾氣不能直接無序放空
尾氣應(yīng)設(shè)置回收裝置，避免爆炸性混合氣體形成并
無序擴(kuò)散。目前采用的回收工藝主要有吸收法、吸附法、
冷凝法和膜分離法等。在可燃易爆氣體可能泄漏區(qū)域設(shè)
置氣體監(jiān)測報警儀。當(dāng)可燃易爆氣體或液體發(fā)生泄漏而
操作人員尚未發(fā)現(xiàn)時，監(jiān)測報警儀能在設(shè)定的安全濃度
范圍內(nèi)發(fā)出警報，便于及時處理泄漏點(diǎn)，從而避免重大
事故的發(fā)生。
2．4儲罐間應(yīng)設(shè)置足夠的防火間距
貯罐區(qū)設(shè)置防火墻、防火堤、隔離帶等設(shè)施并與其
它裝置隔開；防火、防爆場地內(nèi)不設(shè)動力電纜、動力設(shè)備
(防電火花)；甲乙類物料儲罐應(yīng)設(shè)置有效的氮?dú)饷芊獗?
護(hù)；大儲罐的并聯(lián)使用應(yīng)設(shè)自動監(jiān)控緊急切斷閥。對于
已構(gòu)成重大危險源的貯罐區(qū)，作好重大危險源的應(yīng)急救
援預(yù)案工作。
3設(shè)計中應(yīng)關(guān)注的問題
3．1液位計的選型
對于盛裝易燃、易爆危險介質(zhì)的容器采用就地液面
計時應(yīng)慎重，一般選用本安型、帶隔爆裝置的磁翻板液
位計，盡可能地避免靜電火花的產(chǎn)生。對于大型立式圓
筒形儲罐，在選擇儀表時更應(yīng)慎重，優(yōu)選雷達(dá)式液位計，
以保證儀表不與易燃、易爆、高黏度、強(qiáng)腐蝕性等介質(zhì)直
接接觸。
3．2儲罐的選型
當(dāng)物料的閃點(diǎn)≤28℃，該物料在常溫下易燃燒，易
揮發(fā)，發(fā)生火災(zāi)的危險性大，必須選用儲存損耗很少的
內(nèi)浮頂儲罐。對于閃點(diǎn)為28—60~C的介質(zhì)，宜選用內(nèi)浮
頂罐(同時考慮當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件和環(huán)境監(jiān)督部門的意
見)或采用固定頂加氮封結(jié)構(gòu)。所謂氮封，就是用氮?dú)庋a(bǔ)
充罐內(nèi)氣體空間，因氮?dú)獾拿芏纫话阈∮趦σ猴柡驼?
汽，而浮于介質(zhì)物料之上故而形成氮封。當(dāng)呼氣時，呼出
罐外的是氮?dú)舛皇俏锪险羝．?dāng)罐內(nèi)壓力低時，氮?dú)?
收稿日期：2009—11—24
作者簡介：徐昀(1974一)，女，工程師，1998年畢業(yè)于大慶石油學(xué)院，目前從事化工設(shè)計工作，13956046558，fenger6288@sina．corn。
徐昀，等：淺談大型儲罐安全附件的設(shè)計 57
自動進(jìn)罐補(bǔ)充氣體空間，既減少蒸發(fā)損失，又避免了物
料接觸氧氣而形成爆炸性混合氣體。當(dāng)物料閃點(diǎn)>
6O℃ ，可選用固定頂結(jié)構(gòu)。
3．3消除靜電的措施
3．3．1管徑適當(dāng)放大
易燃物料進(jìn)入儲罐的管徑應(yīng)適當(dāng)放大，這是因?yàn)楣?
內(nèi)液體或氣體流速的降低可有效降低靜電的聚集速度
(一般情況靜電聚集的速度與流體流速的平方成正比)。
為減少儲罐內(nèi)易燃液體的攪動，管內(nèi)物料安全進(jìn)罐的最
高流速應(yīng)控制在lm／s以下。
3．3．2避免從罐頂進(jìn)料
避免從罐頂濺人進(jìn)料，盡可能將進(jìn)入儲罐的物料管
口設(shè)置在靠近底部的罐壁處，以消除靜電。
3．3-3物料的儲存
易燃、易爆物料的儲存，宜采用浮頂罐。這對防止靜
電聚集，降低發(fā)生火災(zāi)的危險大有益處。對外浮頂罐，可
消除自由空間，浮頂接地電阻低且接地良好，浮盤與液
體表面接觸，液體就不會聚集電荷；對內(nèi)浮頂罐，浮盤上
方與罐頂之間存在自由空間，浮盤上方介質(zhì)氣體與空氣
混合物可能存在著火或爆炸的危險，為此內(nèi)浮盤上方空
間應(yīng)有良好的通風(fēng)措施：①罐頂中心和罐壁上方開通氣
孔；②罐頂中心和罐頂邊緣開通氣孔。上述二種方法，由
于開孔的對流作用以及浮盤的升降作用，可使浮盤上方
蒸氣得到充分稀釋，使氣體組成遠(yuǎn)離爆炸極限。
3．4 呼吸閥和安全閥
呼吸閥安裝在固定頂儲罐的頂部，用以調(diào)節(jié)儲罐的
正壓或真空度。它使罐內(nèi)空間與大氣隔絕，只有內(nèi)壓力
達(dá)到呼吸閥額定呼出正壓時，罐內(nèi)蒸汽才能排出；同樣，
只有罐內(nèi)真空度達(dá)到額定吸人負(fù)壓時，空氣才能進(jìn)入。
通過呼吸閥排出的罐內(nèi)氣體，與空氣遇有明火就有可能
產(chǎn)生爆炸和燃燒的可能性，并將波及整個儲罐的安全，
此時阻火器和呼吸閥配套使用，能阻止火焰由外部向儲
罐內(nèi)混合氣體進(jìn)行傳播。為防止呼吸閥因銹蝕或氣溫較
低時出現(xiàn)堵塞和凍結(jié)現(xiàn)象，阻礙呼吸閥正常工作，必要
時罐頂還要設(shè)置液壓安全閥。
3．5加強(qiáng)密封
采取提高法蘭壓力等級以及采用對焊法蘭的結(jié)構(gòu)
型式提高密封性能。當(dāng)介質(zhì)為易燃、易爆、有毒或強(qiáng)滲透
性介質(zhì)，采用凹凸面或榫槽面法蘭。同時對墊片型式及
材料的選取也予以關(guān)注，對易燃、易爆、有毒或強(qiáng)滲透性
介質(zhì)，選用纏繞墊，這種墊片回彈性好，有一定的自緊作
用，對密封面缺陷不敏感，使密封的可靠性大大增強(qiáng)。由
于有外環(huán)的保護(hù)，不易沖破沖脫，不存在層間泄漏，不會
因溫度的改變而造成失效。在介質(zhì)不允許微量纖維混入
的場合(如航空汽油或煤油)，不應(yīng)選用石棉橡膠板和其
它纖維性墊片，而應(yīng)選用以膨脹石墨或聚四氟乙烯作填
料的纏繞式墊片。介質(zhì)為環(huán)氧乙烷時，不得采用含石棉
的墊片。墊片規(guī)格尺寸及對法蘭密封面粗糙度的要求，
按HG／T20606～20612—2009標(biāo)準(zhǔn)選用。
螺栓對墊片的作用也不容忽視。螺栓對墊片的壓緊
力起主要作用。如果壓緊力達(dá)不到要求，就可能在擰緊
過程中為求得密封效果而用力過大，造成螺栓彎曲變
形，留下安全隱患，因而必須選用高強(qiáng)度螺栓與優(yōu)質(zhì)墊
片匹配，以保證達(dá)到密封的可靠性。
4 結(jié)束語
隨著儲罐發(fā)展的大型化，人們在設(shè)計過程中更多地
關(guān)注儲罐主體，在不同程度上忽視了安全附件和防靜
電、防雷等安全技術(shù)措施的設(shè)計，留下安全隱患，所以我
們強(qiáng)調(diào)設(shè)計時必須周詳?shù)乜紤]增設(shè)安全附件和靜電接
地系統(tǒng)的設(shè)置。除此之外，還要掌握儲罐結(jié)構(gòu)、材料等知
識，了解與儲罐工藝系統(tǒng)相關(guān)的知識，以利于更全面地
考慮儲罐設(shè)計和運(yùn)行的各種問題。合理的結(jié)構(gòu)形式和必
要的安全附件是保證儲罐安全運(yùn)行的前提。口
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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