淺議化工產(chǎn)品儲存運(yùn)輸系統(tǒng)安全排放技術(shù)

摘 要:化工產(chǎn)品的儲存運(yùn)輸系統(tǒng)在排放可燃性氣體和液體時可能會發(fā)生火災(zāi)爆炸危險。本文針對該問題從設(shè)計和工藝方面提出了安全排放的措施，對于化工產(chǎn)品的安全排放具有參考意義。

關(guān)鍵詞:安全排放可燃?xì)怏w和液體儲藏運(yùn)輸系統(tǒng)

中圖分類號:TE88文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098x(2011)09(c)-0142-02

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速增長，我國的各個行業(yè)都在蓬勃發(fā)展，化工企業(yè)作為一種特殊的行業(yè)，對安全的要求很高。其中在運(yùn)輸階段，經(jīng)常會向外界排放可燃性的氣體或者液體，為了保證排放過程的安全性，需要從設(shè)計以及工藝上對排放設(shè)施采取一定的安全措施。

1 化工產(chǎn)品排放設(shè)施簡介

化工產(chǎn)品的排放設(shè)施通常分為兩種。首先是在正常情況下的排放，運(yùn)輸過程中為了保證系統(tǒng)在安全和工藝的需求，需要把可燃性的氣體和液體排入大氣中。其次是發(fā)生事故時的排放。當(dāng)壓力超過預(yù)定值時會將安全閥進(jìn)行動作放空，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時，需要把危險區(qū)域內(nèi)的易燃易爆的物品放空，防止發(fā)生爆炸。排放系統(tǒng)通常會設(shè)置專門的設(shè)施或者工藝管路或者容器來進(jìn)行排放。一般在儲運(yùn)容器的頂端安裝放空管來排放可燃性的氣體。通常使用排放罐或者事故存液池來排放可燃性的液體。

2 可燃性氣體的排放

2.1 采取措施防止排除的氣體達(dá)到爆炸的濃度

當(dāng)可燃性氣體排放時，它的周圍會存在許多火源，例如檢修所用的明火、摩擦靜電火花等。這些可能的引火源是不可能完全消除的，因此需要保證排放氣體和空氣混合后達(dá)不到爆炸濃度。

根據(jù)理論知識，當(dāng)放空的可燃性氣體的流量不等于50000m3/h的時候，地面的可燃性的混合氣體的最大濃度為:

Cmax=AG/u(H±△H)(1)

其中Cmax——地面的可燃性混合氣體的最大濃度;

G—— 可燃性氣體的排放流量;

U—— 風(fēng)速;

H—— 放空管高度;

A—— 放空管的位置系數(shù)，A=0.36;

△H—— 放空管的附加高度。

△H=1.9dV/u(2)

其中:d—— 放空管的出口處直徑;

V—— 排出的氣體的流速;

U—— 常數(shù)，在最不利的條件為0.5～1。

綜合式(1)和(2)可以得出，當(dāng)放空管的排放口的位置高，氣體的排放速度快以及風(fēng)速大的條件下，有利于地面上的混合氣體的最大濃度的降低。

2.2 放空管的高度

由2.1的結(jié)論可知，當(dāng)放空管達(dá)到一定的高度時，可以減低混合氣體的最大濃度。以汽油蒸汽為例，根據(jù)經(jīng)驗公式可以計算出不出現(xiàn)危險濃度的最小高度。

H=5，2+2.012×10-3+8.14×10-2V-2.04U+0.946×10-2C-55.96×10-5 GV+3.79×10-5GC (3)

其中C—— 放空氣體中的可燃性氣體的濃度。

根據(jù)式(3)能夠計算出排放那個汽油蒸汽所需要的放空管的最小高度，但是在實際過程中，采用的放空管的高度會比計算值高出一倍左右。

2.3 保證必需的排放能力

放空管的直徑至少在100mm以上，才能夠保證在發(fā)生爆炸等事故之前將可燃性氣體通過放空管路排放掉，從而降低儲存罐爆炸的危險。

2.4 選擇合適的排放速度

當(dāng)放空管垂直向上時，可燃性氣體以垂直向上的湍流速度排除，氣體擴(kuò)散時受到的不利影響較小，放出的氣流自己能夠提供使混合氣體迅速擴(kuò)散的能量，不容易達(dá)到爆炸濃度范圍。倘若采取滯流的方式緩慢排入大氣中，會導(dǎo)致可燃性氣體擴(kuò)散緩慢，易形成爆炸濃度，不安全。

2.5 設(shè)置安全裝置

為了防止可燃性氣體在放空管道的出口處著火，需要在放空管上安裝限制火焰的設(shè)備。同時由于放空管口都安裝于建筑物的頂端，排放出的可燃性氣體產(chǎn)生的氣柱較高，容易遭受雷擊，所以放空管口應(yīng)該放置在防雷的范圍內(nèi)。當(dāng)放空氣體流速過快時會產(chǎn)生靜電，這時需要保持放空管接地。

2.6 采取分散排放的措施

若放空管都安裝在同一位置，放空時排放的可燃性氣體很多，達(dá)到爆炸濃度的可能性就越大，發(fā)生爆炸時的爆炸力也就越大。因此可以考慮將放空管安裝在不同的位置，相互之間需要有足夠的距離來避免排除氣體匯集。

2.7 防止造成大氣污染

可燃性氣體以及腐蝕性的氣體若直接排放至空氣中會造成大氣污染，因此排除的可燃性氣體需要經(jīng)過火炬燃燒處理。腐蝕性氣體需要經(jīng)過氣液分離后再進(jìn)行火炬燃燒處理。

3 可燃性液體的排放

3.1 事故存液池應(yīng)該設(shè)置在安全的位置

儲罐和事故存液池的距離應(yīng)該大于30m，同時導(dǎo)液溝和事故存液池明火的距離應(yīng)該大于30m，相鄰的儲罐組之間應(yīng)該大于25m，而且應(yīng)該留存約7m寬的消防空地。

3.2 事故存液池應(yīng)該具有足夠大的容積

事故存液池需要具有足夠大的容量。通常情況下一個事故存液池和若干個儲罐相連，此時事故存液池的容量不應(yīng)小于儲罐組內(nèi)最大固定頂罐的容量。同時不能夠小于儲罐組內(nèi)的最大的浮頂罐和內(nèi)浮頂罐的容積的一半。

3.3 采用合適的排放方式

事故放空既可以采取自流式，也可以采取惰性氣體氣體壓放式。如果需要在短時間內(nèi)處理事故，推薦使用壓放的方式。采用惰性氣體壓放既可以加快排放速度，也可以防止在容器內(nèi)發(fā)生爆炸。通常情況下事故閥門設(shè)立在易接近且相對安全的位置。假如閥門擁有遠(yuǎn)距離傳動裝置，就可以將事故閥門設(shè)立在需要放空的儲罐附近，啟動按鈕則設(shè)立在儲罐區(qū)外的出口旁。事故的放空可以采用自動打開閥門的方式，并且與裝置設(shè)備停止轉(zhuǎn)動的設(shè)施聯(lián)動。用來啟動的自動傳感器則需安裝在可能發(fā)生火災(zāi)爆炸的地方。

3.4 事故的放空時間需要符合要求

啟動事故的放空系統(tǒng)需要的時間和儲罐放空時間之和應(yīng)該小于儲罐的安全排放時間。

針對臥式的圓柱形的油罐，當(dāng)液體的運(yùn)動呈紊流的狀態(tài)時，放空所需要的時間:

(4)

球形儲存罐放空所需要的時間:

(5)

其中:L—— 儲罐的長度，m;

D—— 儲罐的直徑，m;

d—— 出口處的放流管的直徑，m;

a—— 系統(tǒng)的流量系數(shù)

A—— 由于儲罐內(nèi)本身具有壓力，可以縮短放空之間。

3.5 防止事故存液池發(fā)生爆炸

事故存液池或者排放罐都是密閉式的，在使用過程中可能會積存凝結(jié)水，假如放進(jìn)高溫的液體，就會使得水迅速的氣化，內(nèi)壓就會迅速上升而發(fā)生物理性爆炸。所以事故存液池應(yīng)該設(shè)置有排水設(shè)施，并且定期將積存的水排掉。排放罐的底部需要設(shè)置成斜坡狀，以便于水的排出。為了防止高溫的液體流到封閉式的事故存液池或者是排放罐內(nèi)而與空氣接觸后形成爆炸性的物質(zhì)最終導(dǎo)致發(fā)生爆炸，需要在排放高溫的液體之前，使用惰性氣體來吹掃事故的排放管及其相關(guān)管道。

3.6 排放系統(tǒng)的安裝要求

為了便于液體的排放，排放管道需要向事故存液池或者是排放罐的方向傾斜，同時要盡可能的減少彎曲來取直線。除了設(shè)備的閘閥以外，所有的事故放空管道上都不允許安裝閘閥。事故的放空管道需要用水封做保護(hù)來防止火焰的蔓延。

4 結(jié)語

化工行業(yè)的安全相當(dāng)重要。化工產(chǎn)品在存儲運(yùn)輸中容易發(fā)生火災(zāi)爆炸事故，因此需要從工藝和設(shè)計上進(jìn)行改進(jìn)來降低發(fā)生火災(zāi)爆炸的危險性。本文分別針對可燃性氣體和可燃性液體提出了優(yōu)化排放的方式。針對可燃性氣體的排放，可以采取設(shè)置足夠高度的、不同位置的排空管等措施來降低爆炸的危險。針對可燃性液體的排放，可以采取將足夠體積的事故存液池設(shè)置在安全位置等措施，這對于化工產(chǎn)品的排放系統(tǒng)的設(shè)計安裝具有參考意義。

參考文獻(xiàn)

[1] 國家技術(shù)監(jiān)督局.石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范.北京:中國設(shè)計出版社，2008.

[2] 牛關(guān)衛(wèi).關(guān)于我國石油化工儲運(yùn)工藝設(shè)備快速發(fā)展的研究.工程技術(shù)，2009(5).