液氨球罐區設備和配管布置分析

李 幸

（上海電氣集團國控環球工程有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

相較于其他液氨存儲設備，使用球罐存儲液氨，無需占據大規模空間，且該結構存儲罐受力均勻，符合化工企業的液氨存儲需要。因此化工行業相關人員應重視球罐在液氨存儲中的運用，研究液氨球罐區設備和配管布置規范，完善工作制度，要求布置人員嚴格按照規范，完成布置任務，使球罐在液氨存儲中發揮應有作用。

1 液氨球罐區設備布置

1.1 防火措施

火災是液氨球罐區頻發的安全事故，為此化工行業相關人員在布置液氨球罐區設備時，應重視防火設計，提升球罐區的防火能力，降低發生火災的概率，球罐區設備布置防火設計如下：第一，結合化工企業的發展需要，確定液氨球罐區需達到的防火標準，液氨為可燃液體，由于液氨正常情況下為氣態，火災危險性較強，因此可將液氨看作乙A 類可燃液體。第二，確定設備的防火間距，如設備存在用于處理事故的裝置，控制防火間距超過球罐直徑的0.5 倍，否則防火間距需高于球罐直徑的1 倍。

為提升液氨球罐區的防火能力，工作人員在布置設備時，應設置防火堤，防火堤設置注意事項如下所述：第一，設計防火堤的容積，測量液氨球罐區最大存儲設備的容積，確保設置的防火堤容積高于該數值。第二，堤腳線距離設計，根據安裝設備的規格與型號，科學設置堤腳線的距離，如使用設備為立式球罐，堤腳線間距至少為管壁的一半，臥式球罐堤腳線間距不應小于3 m。第三，防火堤上設置人行區域，每個防火堤上設計至少2 個行人區域，且人行通道間距應控制在60 m 以內。例如，某化工企業液氨球罐區設備布置中，依據設備的型號設置防火堤容積為2 000 m3，并控制堤腳線間距離為3.4 m，符合該化工企業液氨球罐區防火安全需要，保證液氨球罐區的安全，充分發揮防火堤的作用，避免液氨球罐區發生火災[1]。

1.2 設備布置要求

液氨性質特殊對球罐區設備布設要求較高，工作人員在布置設備時，需考慮液氨的化學性質，規范設備布置方式，確保布設設備后的液氨球罐區滿足液氨存儲需要。第一，識別液氨球罐區可能發生的安全事故，分析安全事故發生對周邊環境的影響，使液氨球罐區的地勢適當低于周邊區域，同時研究化工企業的運營模式，確保設備安裝與生產需要相符，可順利為生產環節輸送液氨，保證設備布設方案的便利性。第二，液氨具有極強的腐蝕性，一旦泄露會引發嚴重的安全事故，因此設備布置中應重視泄露控制，布置設備的同時確定圍堤的修建位置，通常情況下，用于防止液氨泄漏的圍堤容積不應小于球罐容量的60%，各化工企業需根據自身液氨存儲需要設計球罐容量，以免液氨泄漏危害周邊環境安全。第三，考慮介質非可燃的性質，完成液氨球罐的結構設計，包括球罐的容積與尺寸等，深入研讀有關文件的內容，按照文件標準設計球罐，確保設計的液氨球罐結構合理，符合化工企業的液氨存儲需要。

1.3 安裝高度

重視液氨球罐區設備安裝高度的設計，該區域需安裝的設備以球罐和泵組為主，高度的設計會對液氨球罐區的運行效果產生影響，應引起布置人員的重視，確保區域內各設備安裝位置合理，達到化工企業液氨球罐區布設要求，提升布設方案的實際可行性。

儲罐是液氨球罐區的主要設備，其安裝高度決定安全位置的合理性，因此工作人員在安裝球罐時，要控制球罐的安裝高度。第一，考慮導淋閥操作需要，在設置設備安裝高度時，預留充足的空間，保證導淋閥操作空間充足，以便液氨球罐區在化工企業生產中發揮應有作用，彰顯球罐存儲液氨的優勢。第二，分析儲罐需安裝的配管，配管安裝于儲罐前方，計算配管安裝所需位置，科學設計儲罐的安裝高度，以免配管安裝可用空間狹窄，增加配管安裝難度，降低液氨球罐區設備與配管布置效率，阻礙化工企業的迅速發展。

泵組安裝高度控制，計算使用泵組的吸液高度，測量泵組吸液高度與基準面的距離，以此為依據設計泵組的高度，避免液氨球罐區運行中出現汽蝕現象，保證液氨存儲設備完好。汽蝕問題是設備布置中急需解決的問題，只有泵組安裝高度合理，控制設備被汽蝕的程度，保證泵組安裝質量，避免液氨存儲過程中性能發生變化。

1.4 罐型選擇

液氨球罐區設備安裝中，儲罐型號的選擇需作為工作人員的工作重點，合理的選型是設備布置與安裝工作順利進行的關鍵，在選擇球罐型號時，要考慮以下問題。第一，球罐的形式，用于存儲液氨的球罐有立式與臥式兩種，適用條件不同，安裝方式也存在差異，同時依據企業液氨存儲需要，確定需安裝球罐的數量，以保證安裝球罐的液氨存儲容量符合企業生產需要。第二，罐體材質的選擇，檢驗設備的抗腐蝕性，能夠抵御液氨的侵蝕，用于液氨存儲使用壽命較長，避免設備被腐蝕導致液氨泄漏。第三，增加備用儲罐，備用球罐內充氮氣，需使用時排出氮氣[2]。

以某化工企業液氨球罐區設備布置為例，工作人員分析企業的運營模式，確定安裝球罐數量4 個，其中3 個球罐用于日常存儲液氨，空余1 個作為備用儲罐。為滿足企業的液氨存儲需要，設計球罐的直徑為12 300 mm，儲罐容積可達974 m3，可承受溫度范圍為-10～50 ℃。經檢驗，按照該標準選擇的球罐安裝后滿足企業的液氨存儲需要，球罐存儲液氨的優勢得以完全展現，當企業存儲液氨量增加時，安裝備用球罐可迅速投入使用，在化工企業發展中發揮重要作用，液氨存儲環境良好，且能夠避免液氨存儲過程中發生安全事故。

2 液氨球罐區配管布置

2.1 配管材質選擇

配管的材質決定配管的性能，用于液氨球罐區的配管對性能要求較高，為此工作人員要根據液氨的特性，合理選擇使用配管的材質，選擇配管材質標準如下。首先，檢驗配管可適應的溫度，分析化工企業的液氨存儲方式，選擇能夠適應該存儲溫度材質的配管，確保該配管在液氨存儲過程中始終處于良好狀態。其次，驗證配管的抗腐蝕性，配管為運輸液氨的通道，如配管材質抗腐蝕性能力差，長期用于運輸液氨會造成配管破裂，液氨泄漏危害球罐區的安全。最后，分析使用配管的經濟性，同等性能條件下選擇性價比更高的配管，降低配管的安裝成本，同時降低維護工作的開展難度，減輕化工企業工作人員完成液氨存儲任務的流程。

某化工企業液氨球罐區配管設計中，結合企業的液氨存儲需要，確定使用配管應具備的性能，以此為標準選擇管材，為配管安裝工作開展創造基礎條件。經分析，該化工企業采用熱氨存儲方式，分析多種配管材質的性能，得出20#鋼材最適合用于制作配管，且該材料制成的配管性價比高，使用成本低，與該化工企業液氨存儲需要相符。完成配管布置，液氨球罐區投入使用后，球罐在化工企業生產中發揮重要作用，化工企業生產環境優化，工作人員的人身安全得到保障，企業發展速度提升[3]。

2.2 各類配管布置要點

2.2.1 規范配管布設流程

配管布置是液氨球罐設計與安裝的關鍵環節，布置方案的合理性直接影響液氨球罐區的運行效果，為此化工企業應完善配管布置管理制度，規范配管的布置方式，作為布置人員的工作開展依據，要求工作人員按照規范完成配管布置工作。第一，確定液氨球罐配管的安裝方式，通常選用難度小的安裝方式，這種安裝方式對工作人員的技術水平無過高要求，布置配管前組織工作人員簡單學習安裝方式即可，配管安裝速度快。第二，綜合考慮液氨球罐區的運行需要，結合球罐的使用方式，設計液氨球罐區配管的布設方案，與技術人員分析配管布置方案的實際可行性，發現配管布置方案中存在的問題，在實施方案前優化配管布置方案，確保配管布置方案順利完成，安裝的配管可發揮其應有作用。

科學的配管布置流程能保證配管的安裝效果，降低實際使用液氨球罐過程中開展運維工作的難度，延長配管的使用壽命，減少化工企業的運營成本。某化工企業為保證液氨球罐配管布置工作順利開展，制定管理制度規范配管的布置流程，工作人員需依據規范開展工作，學習科學配管布置理念，高質量完成液氨球罐配管的布置。

2.2.2 提升布置人員技術水平

人員是配管布置工作的執行者，其綜合素質直接影響配管布置工作的質量，化工企業為保證配管布置工作的完成質量，應重視工作人員素質的提升，完善工作人員培訓制度，打造高水平的人才隊伍。第一，組織面向配管布置人員的培訓活動，以滿足實際工作需要為目標，科學設置培訓活動的形式與內容，確保工作人員通過學習可掌握液氨球罐配管的布置要點，工作能力得到強化，符合液氨球罐配管布置工作需要。第二，建立與培訓制度相匹配的考核制度，檢驗配管布置工作人員的學習情況，分析現行培訓制度存在的問題，以便化工企業對培訓制度作出調整，幫助工作人員明確自身能力不足之處，針對性制定學習計劃，引導配管布置工作人員養成良好的學習習慣，保持學習熱情。第三，制定獎懲措施，并設置配管布置人員獲取獎勵的標準，以實際獎勵激勵配管布置人員學習相關知識，同時引起工作人員對培訓制度的重視，主動參與培訓活動，與其他配管布置人員交流工作經驗，如配管布置工作出現問題，追究相關人員的責任并予以適當處罰，告誡其他工作人員認真完成工作。

2.2.3 其他管道

管道設計是高質量完成液氨球罐區配管布設的關鍵，考慮到液氨的特性，該區域內使用的管道應具有以下特點，以適應液氨球罐區的運行需要，保證球罐區配管的布設質量。第一，防腐設計，選擇抗腐蝕能力強的配管，并增加防腐層，減小液氨對管道的腐蝕程度，延緩管道的老化、磨損速度。第二，保冷設計，消除外界環境對管道的影響，以免液氨球罐區溫度變化，導致管道內出現冷凝水，提升管道的腐蝕速度。第三，管道閥門設計為截止閥或球閥，此類閥門可避免催化劑堆積，保持管道順暢，閥門始終可發揮應有作用[4]。

與此同時，還要明確配管的布設原則，具體原則如下所述。第一，堅持集中布置原則，整體分析液氨球罐區的特點，統一規劃配管的布設位置，如管道布置方式為管墩敷設，墩頂應高于地面300 mm 以上。第二，切斷閥設置在防火堤外側，盡量按照集中布置的原則設計閥門的位置，提升工作人員操作閥門的便捷性。第三，球罐進出口管道設計，規范管道的連接方式，增強管道連接位置的嚴密性，通常采用撓性連接或彈性連接，連接管道更牢固，配管布置質量達到球罐區建設標準。

3 結語

綜上所述，球罐在液氨存儲中具有較高的應用價值，應作為化工行業的研究重點，實現球罐在液氨存儲中的科學運用，為液氨營造良好的儲存環境。相關人員需關注化工企業的發展需要，學習先進的球罐區設計理念，科學布置設備與配管，提升設備與配管布設方案的合理性，降低液氨球罐區發生安全事故的可能性，為化工企業發展奠定基礎。