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液化石油氣儲存罐區(qū)設(shè)備安全管理

文檔作者：劉宗良劉東文檔來源：中國石油工程建設(shè)公司技術(shù)服務(wù)分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年08月25日
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第41卷第3期
2012年5月
石油化工設(shè)備
PETRO—CHEMICAL EQUIPMENT
VoL 41 No．3
M ay 2012
文章編號：1000-7466(2012)03—0102—03
液化石油氣儲存罐區(qū)設(shè)備安全管理
劉宗良，劉 東
(中國石油工程建設(shè)公司技術(shù)服務(wù)分公司，山東青島 266071)
摘要：分析了國內(nèi)液化石油氣儲存罐在運行中存在的一些安全隱患及其原因，提出了防止出現(xiàn)安
全隱患的措施，可供現(xiàn)場操作人員和管理者參考。
關(guān)鍵詞：儲存罐區(qū)；液化石油氣；設(shè)備；安全管理
中圖分類號：TE 972 文獻標(biāo)志碼：B
據(jù)不完全統(tǒng)計，全國有二百余座大型液化石油
氣儲存罐區(qū)，這些罐區(qū)多由球形儲罐組成，每個罐區(qū)
的儲量從一兩千噸到上萬噸甚至幾萬噸不等。儲存
的介質(zhì)為單一的丁烷、丙烷、丙烯或這幾種介質(zhì)的混
合物—— 液化石油氣(LPG)，多用作化工原料或民
用燃料。
液化石油氣無色透明，具有烴類的特殊氣味，在
常溫常壓下極易揮發(fā)，汽化后體積能夠迅速擴大
25O～350倍。液化石油氣為易燃易爆物質(zhì)，與空氣
混合能形成爆炸性混合物，遇火星或高熱就有爆炸、
燃燒的危險，爆炸威力大、破壞性強。液化石油氣比
空氣重，泄漏后往往停滯聚集在地面的空隙、坑、溝、
下水道等低洼處，不易被風(fēng)吹散稀釋。
近年來，我國曾經(jīng)先后發(fā)生多起因液化石油氣
泄漏并燃燒爆炸而引發(fā)的大型惡性事故，造成了嚴(yán)
重的人員傷亡和財產(chǎn)損失。例如西安一液化石油氣
儲存站發(fā)生爆炸燃燒，引起十幾萬人大轉(zhuǎn)移；吉林某
液化石油氣罐區(qū)發(fā)生大火，多臺球形儲罐坍塌，造成
特大人身傷亡；北京某化工廠發(fā)生火災(zāi)事故，20余
臺裝有化工物料的球罐被燒毀，整個工廠癱瘓。這
些重、特大事故表明，液化石油氣儲存罐區(qū)是安全事
故多發(fā)區(qū)，液化石油氣罐區(qū)設(shè)備的安全管理顯得尤
為重要。
l 液化石油氣儲存罐區(qū)安全隱患
1．1 介質(zhì)中H s量超標(biāo)
硫是產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕的重要因素之一，日本
JLPA 201 1989《球形儲罐標(biāo)準(zhǔn)》中對液化石油
氣中H S的質(zhì)量濃度進行了限制，對于600 MPa
級高強度鋼，液化石油氣中H。S的質(zhì)量濃度必須
控制在50 mg／L(液體中)以下l1]。GB 11174—
1997《液化石油氣標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，總硫質(zhì)量濃度不
大于343 mg／m 3l 。H2S質(zhì)量分數(shù)50×10 是界
限，當(dāng)今日本市場上出售的LPG的H。S質(zhì)量分數(shù)
不大于10×10一 [引。
我國對LPG儲罐介質(zhì)中H S質(zhì)量濃度控制不
嚴(yán)，曾發(fā)現(xiàn)一些盛裝LPG 中間儲罐的介質(zhì)中H：s
質(zhì)量濃度超過1 000 mg／L。上世紀(jì)80年代，某廠
多臺球罐投用不到2 a，就因內(nèi)壁產(chǎn)生嚴(yán)重裂紋而報
廢。這是由于H。S質(zhì)量濃度超標(biāo)，加之罐內(nèi)有水存
在，濕H S最終導(dǎo)致罐壁焊縫上形成氫致開裂
(HIC)。硫化物應(yīng)力腐蝕開裂除與H s質(zhì)量濃度
有關(guān)外，還與助長裂紋擴展的因素，如母材與焊縫強
度、硬度、化學(xué)成分、殘余應(yīng)力以及缺口等有關(guān)，但
H S質(zhì)量濃度是主要因素。
1．2 球罐未進行定期檢驗
在LPG球罐到規(guī)定的檢驗周期時，一些企業(yè)一
再推遲定期全面檢驗，為設(shè)備安全運行埋下了隱患。
在球罐使用過程中，容器長期承受壓力和其他載荷，
有的還要受到腐蝕介質(zhì)的腐蝕，承壓部件難以避免
會產(chǎn)生各種缺陷，這些缺陷有的在運行中產(chǎn)生，有的
是原材料或制造中的微型缺陷發(fā)展而成，如果不及
早發(fā)現(xiàn)并采取一定措施，任其發(fā)展擴大，必將在繼續(xù)
使用過程中導(dǎo)致斷裂破壞，引發(fā)嚴(yán)重的爆炸和次生
災(zāi)害事故。
收稿日期：2Ol1-11—26
作者簡介：劉宗良(1938)，男，四川I成都人，教授級高級工程師，長期從事煉油廠設(shè)備設(shè)計和技術(shù)管理工作。
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第3期 劉宗良，等：液化石油氣儲存罐區(qū)設(shè)備安全管理
1．3 球罐底部切水閥關(guān)閉不嚴(yán)
在有些儲罐盛裝的丙烯中，部分丙烯來自聚丙
烯退料，丙烯中含有一定的聚丙烯粉料，這些粉料沉
入儲罐罐底，導(dǎo)致脫水閥關(guān)閉不嚴(yán)，介質(zhì)外漏或者內(nèi)
漏，急速蒸發(fā)的丙烯形成低溫，使閥門泄漏處結(jié)冰。
國內(nèi)曾經(jīng)發(fā)生多起脫水閥處泄漏造成重大人身傷亡
的事故。
1．4 球罐淋水裝置起不到消防作用
有的LPG 罐區(qū)的消防水管主管直徑較小
(DN100 mm)，環(huán)形噴管僅設(shè)在罐體赤道上半球，一
旦發(fā)生火災(zāi)作為球罐消防噴淋保護用時，淋水裝置
不能向整個球體表面均勻淋水，無法形成水幕隔離
明火。
按球罐本體表面積計算，每平方米淋水量應(yīng)大
于9 L／min。淋水裝置應(yīng)能保證連續(xù)噴射20 min
以上，并能在5 m 以外的安全位置進行操作。
1．5 球罐支柱防火層破裂脫落
通常對液化石油氣火災(zāi)的延續(xù)時間按6 h計
算，為防止支柱因直接受火過早失去支撐能力坍塌，
對LPG球罐支柱應(yīng)采用非燃性材料進行隔熱保護，
其耐火災(zāi)延續(xù)時間不應(yīng)小于2 h。但在生產(chǎn)現(xiàn)場，
常見支柱防火層開裂、脫落，其上的易熔塞有的用螺
柱塞住，有的用防火泥堵死，沒有起到易熔塞的作
用，給球罐的安全運行帶來危害。
1．6 同一臺泵輸送不同介質(zhì)
某廠LPG球罐區(qū)儲存丁烷、丙烷、丙烯混合液
化石油氣等介質(zhì)，但泵房設(shè)置的泵卻并非輸送同一
介質(zhì)。罐區(qū)內(nèi)同一臺罐灌裝不同介質(zhì)，同一臺泵輸
送不同介質(zhì)，由于各介質(zhì)的密度、蒸汽壓等物性不
同，泵不在最佳狀態(tài)下操作，易出現(xiàn)抽空、泵體振動
等現(xiàn)象，從而存在軸封處介質(zhì)泄漏引發(fā)事故的可能
性。近期惠州煉油廠發(fā)生的火災(zāi)事故就是由泵密封
泄漏油氣引起的。
1．7 操作規(guī)程不規(guī)范
某廠LPG儲罐區(qū)有10余臺1 000 m。球罐，卻
僅有一名操作人員。每臺罐每2 h需切水一次，一
名操作人員根本無法顧及。切水時工人要站在將近
2 m高的平臺上開閥門，無法看見罐底部的液位表，
僅憑出水口的聲音來判斷是否需關(guān)閉閥門，往往造
成LPG噴出，H。s氣體擴散。
按照操作規(guī)程的規(guī)定，切水時現(xiàn)場操作人員不
得少于2人，1人開閥門，1人在地面觀察，但實際僅
1人操作，而且未帶防護工具，一旦發(fā)生H S中毒，
后果不堪設(shè)想。
2 LPG儲罐區(qū)設(shè)備安全管理
2．1 保證罐區(qū)本質(zhì)安全
本質(zhì)安全是指從設(shè)計階段就杜絕發(fā)生危險的可
能因素 ]。一般情況下，過程的安全依賴于多層次
的保護。第一層保護是過程設(shè)計特征，接下來的層
次包括控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)、安全切斷系統(tǒng)、保護系
統(tǒng)、警報和應(yīng)急反應(yīng)計劃。本質(zhì)安全是所有保護層
次的一部分，它直接面向過程設(shè)計。預(yù)防事故的最
好辦法就是確保過程設(shè)計的安全性。本質(zhì)安全的設(shè)
備、單元或工廠，應(yīng)具有盡可能大的容忍操作人員失
誤和不正常情況出現(xiàn)的能力。
對LPG球罐，要保證球罐材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計、
強度計算、工廠制造、現(xiàn)場組裝、焊接和檢查驗收等
每個環(huán)節(jié)都遵循相應(yīng)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求。尤其要注
意檢驗環(huán)節(jié)，它包括原材料檢驗、車間制造檢驗、安
裝焊接檢驗、竣工檢查和使用安全檢查。另外，需設(shè)
置各種安全附件、控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)、安全切斷系
統(tǒng)和應(yīng)急反應(yīng)措施，要由經(jīng)過培訓(xùn)有上崗資格的人
員進行操作，由此保證設(shè)備本質(zhì)安全。
2．2 實行定期檢驗
運行中的LPG球罐的年度檢查和定期檢查必
須按照TSGR 0004-2009{固定式壓力容器安全技
術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和TSGR 7001 2004{壓力容器定期
檢驗規(guī)則》的規(guī)定進行 ]，不能隨意延長定期檢驗
周期。實行定期檢驗是及早發(fā)現(xiàn)缺陷、消除隱患、保
證設(shè)備安全運行之有效的措施。通過定期檢驗，能
達到以下目的：① 了解設(shè)備的安全狀況，及時發(fā)現(xiàn)問
題，及時修理和消除檢驗中發(fā)現(xiàn)的缺陷，保證設(shè)備在
檢驗周期內(nèi)連續(xù)安全運行。② 檢查驗證設(shè)備的結(jié)
構(gòu)、形式是否合理，制造、安裝質(zhì)量是否可靠，以及缺
陷擴展情況等。③及時發(fā)現(xiàn)運行管理中的問題，以
便改進管理和操作 。
除了進行定期檢查外，還需進行年度檢查，即生
產(chǎn)使用中的檢查。應(yīng)檢查球罐外觀，球罐所有焊縫
及法蘭接口處有無泄漏，結(jié)構(gòu)件有無不正常的變形，
安全閥、液位計及其他附屬件工作性能是否正常，盛
裝物料的組成變動情況(特別是Hzs質(zhì)量濃度的變
化)等，以便及時采取必要措施，消除可能給球罐安
全運行帶來的隱患¨9]。
球罐工作時，也可每隔一定時問(0．5 a或1 a)
采用超聲波測厚儀在原定測定點對球片厚度進行測
定，測定點應(yīng)分別在上、下極板，上、下溫帶板，赤道
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石油化工設(shè)備 2012年第41卷
板，經(jīng)過補焊修復(fù)的部位，液位經(jīng)常變動區(qū)域以及容
易產(chǎn)生腐蝕的部位。當(dāng)物料中的H。S質(zhì)量濃度增
大時，這種測定尤為必要。如果球罐外壁有隔熱保
溫體，可以在要測定的部位采用可拆卸隔熱結(jié)構(gòu)，以
方便檢查。
2．3 安全附件須完整好用
(1)液位計球罐上應(yīng)裝設(shè)現(xiàn)場和遠傳液位計，
液位計要有高低液位報警裝置，防止裝灌過量、抽
空。灌裝I PG時更應(yīng)慎重，應(yīng)單獨設(shè)高液位報警和
帶聯(lián)鎖的高高液位報警。
(2)安全閥LPG球罐上必須設(shè)置2個安全
閥，每個都應(yīng)能滿足事故狀態(tài)下最大泄放量的要求。
同時，在球罐的氣相部分還要設(shè)置1個以上的輔助
安全閥，當(dāng)由于火災(zāi)高熱而使罐內(nèi)物料溫度及壓力
上升時，該閥能自動發(fā)生作用，排泄物料，確保球罐
不超壓。
(3)緊急切斷閥LPG球罐底部入口管線上須
設(shè)置緊急切斷閥，并與球罐高高液位報警聯(lián)鎖。
(4)消防噴淋裝置LPG球罐上必須有完善的
消防噴淋裝置，噴管及噴嘴必須覆蓋整個球面，噴淋
水應(yīng)在球面形成水幕，供水強度應(yīng)不小于
9 L／s·m 。此外，在罐區(qū)應(yīng)配置一定數(shù)量的消防
水砘，其射程應(yīng)覆蓋整個罐區(qū)。
(5)球罐支柱防火層 對LPG球罐支柱應(yīng)采用
非燃性材料進行隔熱保護，耐火災(zāi)延續(xù)時問不應(yīng)小
于2 h[3]。要嚴(yán)格要求防火層的施工質(zhì)量，耐火材料
應(yīng)緊貼立柱，不開裂、不脫落，一旦發(fā)現(xiàn)開裂或脫落
應(yīng)及時修復(fù)。
2．4 其他
(1)球罐底部脫水管線應(yīng)采用熱水伴熱，尤其在
北方地區(qū)，要采取防凍措施，脫水口的靜電接地要保
持完好。
(2)泵人口的過濾器要完好，防止粉塵進入罐
內(nèi)，影響閥門關(guān)閉。
(3)LPG泵盡可能選用無泄漏泵(屏蔽泵或磁
力泵)，以防止介質(zhì)泄漏。泵的各密封點應(yīng)密封不
漏，消除因介質(zhì)泄漏而引發(fā)火災(zāi)。
(4)建議在罐區(qū)旁設(shè)置1臺空球罐并維持低壓，
一旦罐區(qū)某罐發(fā)現(xiàn)火情，可立即將該罐介質(zhì)倒向空
罐，降低火災(zāi)風(fēng)險。
(5)I PG罐區(qū)的操作必須按規(guī)程執(zhí)行，現(xiàn)場切
水操作必須2人進行。不能采用F型搬手開關(guān)閥，
要采用不產(chǎn)生火花的搬手。切水時必須帶好防毒面
具，以防H。S中毒。
3 結(jié)語
隨著煉油廠規(guī)模的大型化，其LPG球罐區(qū)的儲
存量也必將擴大，單體球罐的體積也從400 m。、
600 m。、1 000 發(fā)展到2 000 iTI 、3 000 m。、
5 000 m。。隨著儲存罐區(qū)儲存能力的擴大和單體球
罐體積的增大，儲存的危險物料數(shù)量也越來越多，一
旦發(fā)生事故，造成的后果極為嚴(yán)重。因此，對LPG儲
罐區(qū)設(shè)備的安全管理就顯得越來越重要，要求現(xiàn)場相
關(guān)人員要加強日常管理、日常檢查和維護，確保設(shè)備
本體及其附件始終處于良好狀態(tài)_】。 。建議應(yīng)用基
于風(fēng)險的檢驗(RBI)風(fēng)險評估技術(shù)，掌握重點部位設(shè)
備風(fēng)險狀態(tài)，使設(shè)備長周期運行更加可靠口。 。
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(張編)

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