淺析液化石油氣儲罐的應急搶險

丁廣榮 范永輝

(深圳市燃氣集團股份有限公司,廣東深圳 518049)

淺析液化石油氣儲罐的應急搶險

丁廣榮 范永輝

(深圳市燃氣集團股份有限公司,廣東深圳 518049)

分析了液化石油氣儲罐廠主要泄漏點,并提出了采用高壓注水方法減少事故狀態(tài)下的液化石油氣泄漏量;分析了高壓注水方法的選用方式。

液化石油氣泄漏 儲罐根部閥門 高壓注水方式 水泵

1 問題的提出

隨著科學技術的發(fā)展和管理水平的提高,液化石油氣儲罐的防護措施越來越多：有液位計、壓力表、濃度報警器、電伴熱系統(tǒng)、液位壓力報警等等。但是,萬一儲罐底部第一道截止閥或法蘭發(fā)生泄漏、人員無法靠近時該如何處理？這個問題一直困擾著液化石油氣儲罐廠管理人員。

1985年1月5日凌晨,儲量近6000噸的北京市液化氣公司云崗儲備廠罐區(qū)出現(xiàn)一片白霧,且越來越濃,散發(fā)著刺鼻的液化石油氣特有氣味。經(jīng)查,3#球罐排污管第一道法蘭口墊片呲裂,搶修人員已無法靠近,方圓2公里內(nèi)液化石油氣迅速達到爆炸極限,幸虧采取措施得力,未釀成重大事故。

1998年3月5日16時30分,陜西省西安市煤氣公司液化氣管理所一座1000 m3儲罐排污管第一道法蘭口墊片呲裂,液化石油氣大量泄漏。在該所人員與消防戰(zhàn)士設法搶修之時,突然發(fā)生空間閃爆并起火,大火持續(xù)30多小時。造成13人死亡(包括1名副經(jīng)理和7名消防戰(zhàn)士)、2臺1000m3儲罐和幾臺臥罐均被燒毀的惡性事故。

據(jù)兩次事故均在現(xiàn)場的建設部專家分析,造成泄漏的主要原因是：儲罐下排污管線無伴熱系統(tǒng)或伴熱系統(tǒng)失靈;儲罐第一道法蘭是平焊法蘭,且使用的是石棉墊。而兩次事故不同后果的原因是：云崗儲備廠搶險時現(xiàn)場人員接臨時管線向儲罐內(nèi)注水,措施得當,且警戒范圍控制較好,附近未出現(xiàn)火源;西安液化氣管理所沒有向罐內(nèi)注水設施,造成幾小時的液化氣大量泄漏,附近又出現(xiàn)了火源。

由此,進一步證明液化石油氣儲罐,特別是大型儲備廠、灌瓶廠,建立完善的儲罐高壓注水系統(tǒng),無論冬季夏季,萬一罐底發(fā)生泄漏時啟動,能夠?qū)⑺⑷肭蚬蕖⒁夯蜌馔衅?漏水不漏液,以便人員接近搶修,已勢在必行。

同時,《城鎮(zhèn)燃氣設施運行、維護和搶修安全技術規(guī)程》(CJJ51—2006)第6.5.1條也規(guī)定“當現(xiàn)場條件無法直接使用抱箍、包扎氣帶、注膠等控制泄漏時,宜采取向儲罐底部注水的方法。采取該方法時,應綜合考慮注水的溫度、壓力、水量及流速,確保注入的水維持在控制泄漏的最低限度。”

圖1

圖2

2 方案設計

高壓注水系統(tǒng)就是利用液化石油氣比水輕、并不融于水的性質(zhì),將水注入儲罐內(nèi),用高壓水流將管線內(nèi)的液化石油氣頂入儲罐并托起,甚至從氣相管排出。該工藝雖然簡單,但是,因注水管線直接與液化氣管線連接,管線設計壓力、閥門的應用、水泵的參數(shù)選擇卻非常重要。因無相應的規(guī)范,各種參數(shù)只能在理論計算的基礎上根據(jù)實際經(jīng)驗確定。

2.1 管線壓力等級的確定

水泵進口管線連接的是水源,不須承受較高壓力,可以設定與水源管線壓力相同;水泵出口要承受較高壓力,且與液化石油氣液相管線溝通,因此要與液化氣管線采用相同的壓力等級。

2.2 閥門的選擇

水泵進口管線壓力等級較低,閥門可以使用普通的給水用閘閥。但因出口管線與液化石油氣管連通,為了確保運行可靠,故水泵出口所用截止閥、止回閥等應全部選用液化石油氣專用閥門。

2.3 水泵參數(shù)的確定

水泵是否選用得當,關系到水能否順利注入儲罐、順利搶險,并應不會對液化氣系統(tǒng)設施造成損壞。因此,整個高壓注水系統(tǒng)中,最關鍵的就是水泵參數(shù)的確定。

由流程圖可以看出,水泵須克服的阻力損失為：①儲罐內(nèi)氣體壓力P罐;②儲罐內(nèi)液注的壓力H液;③儲罐底部與泵的高差H差;④管線阻力損失H損。各項阻力損失的具體數(shù)額須根據(jù)實施部位具體確定。

此外,為保證水順利注入儲罐并且不對儲罐和管線形成傷害,水流進罐前應與罐壓有適當?shù)膲翰睢８鶕?jù)實際運行經(jīng)驗,這一壓差應為0.3～0.5Mpa。

故：水泵揚程H≥P罐+H液+H差+H損+0.3～0.5Mpa。

各項參數(shù)確定后,便可進行實施。根據(jù)各單位罐區(qū)工藝情況的不同,高壓注水管線可以有兩種不同的敷設方法。

2.3.1 注水管線敷設至各儲罐(圖1)

方案一是將注水泵安裝在消防水泵房內(nèi),管線敷設至整個罐區(qū),與每個儲罐的液相管或排污管道連接。

2.3.2 水泵出口與儲罐閥門組連接(如圖2所示)

方案二是將注水泵安裝在消防水泵房內(nèi),水泵出口管線與儲罐液相總管相連。

2.3.3 兩種高壓注水方式的比較

采用第二種高壓注水方式,給水管道與液化石油氣液相進液總管連接,雖然名義上可遠離儲罐區(qū)進行注水操作,但是儲罐進液管道上的閥門仍然需要操作人員抵近打開,而且該注水方式和進液總管連接,平時誤操作的可能較大。故不建議采用此種注水方式。

采用第一種高壓水管注水方式,給水管道與液化石油氣管線接口處于儲罐附近,若儲罐發(fā)生泄漏,操作人員需要靠近儲罐開啟水路閥門,打開水路后方可開啟水泵。由于儲罐發(fā)生泄漏時,往往先采取一些常規(guī)的堵漏措施,如木楔,法蘭抱箍等設施先行進行堵漏操作,高壓注水方式是在儲罐泄漏無法控制時的一種不得已措施。實際操作時,搶修人員有足夠的時間能夠?qū)薜呐盼酃芗案邏鹤⑺艿来蜷_,因此,方案一可操作性強。

[1]胡迪.液化石油氣儲罐泄露風險評價的研究.中國石油大學,2010．

[2]陳志平.液化石油氣儲罐使用中應注意的幾個問題.化工裝備技術,1995.05.

[3]江華.液化石油氣儲罐常見問題分析和解決辦法.科技經(jīng)濟市場,2011.2.23.

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