一、儲罐氮封系統(tǒng)存在的常見問題 一是應采用氮封的儲罐未設置氮封系統(tǒng)。 二是后期增加的氮封系統(tǒng)未經(jīng)正規(guī)設計,系統(tǒng)不能正常使用。 三是氮封系統(tǒng)壓力得不到有效管控。如進儲罐前的氮氣管線未設置自力式調(diào)節(jié)閥、無壓力表或壓力表選型過大,僅靠手動閥門控制進氣量,無法監(jiān)控氮封壓力;氮封氣源未采用壓力分程控制,或自力式調(diào)節(jié)閥選型不合理,造成氮封壓力過高、過低,氮封系統(tǒng)不能正常使用;氮氣管線或儲罐上未設置壓力遠傳、報警,壓力得不到有效控制。 四是氮氣管線上的安全設施不足,如氮氣管線上未設置止回閥。 五是儲罐頂部未設置緊急泄放人孔(或緊急泄放閥)等保護措施。 六是因氮封壓力不穩(wěn)定或為了節(jié)約成本,將氮氣管線閥門關閉,氮封系統(tǒng)未投用等。 二、哪些儲罐需要設置氮氣保護系統(tǒng) 對于氮封系統(tǒng)的設置,我們來看看國家標準到底是如何要求的? 國家標準《石油化工企業(yè)設計防火標準(2018年版)》(GB50160-2008)、《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》(GB 51283-2020)、《石油庫設計規(guī)范 》(GB 50074-2014)均對儲罐氮封系統(tǒng)的設置有明確要求。 《石油化工企業(yè)設計防火標準(2018年版)》(GB50160-2008)規(guī)定,當單罐容積小于或等于5000m3的內(nèi)浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時,應設置氮氣保護等安全措施;儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護。 《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》(GB 51283-2020)規(guī)定,當采用固定頂罐或低壓罐(單罐容積不小于100m3)儲存甲B、乙A類液體時,應采用氮氣或惰性氣體密封措施。如常見的甲醇、甲苯等甲B類物質(zhì);再如可燃液體二硫化碳,自燃點、沸點及閃點均較低,具有極強的揮發(fā)性、易燃性和爆炸性,采用固定頂罐水封加氮封儲存比采用單純的內(nèi)浮頂罐儲存更安全可靠。 《石油庫設計規(guī)范 》(GB 50074-2014)規(guī)定,當選用內(nèi)浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時,應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。當采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐儲存沸點不低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油時,應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應設置氮封保護系統(tǒng)。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲存需要,不適宜采用內(nèi)浮頂儲罐,可選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐,但應采取氮封等安全保護措施,典型的易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯儲罐,應設置氮封系統(tǒng),防止空氣進入儲罐。 三、如何設置氮封系統(tǒng) 采用氮封的儲罐,一般為常壓罐或低壓罐,因此,防止儲罐氮氣超壓是一個重要問題。在化工標準《氣封的設置》(HG/T 20570.16-1995)中,給出了氮氣供氣量的計算方式,“儲罐氣封裝置的供氣量應大于或等于由于泵抽出儲罐內(nèi)儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產(chǎn)生的儲罐內(nèi)氣體冷凝和收縮所需補充的氣量之和”。規(guī)范中計算的補氣量只是一個經(jīng)驗值,工作中還需結(jié)合實際,計算出更符合需求的數(shù)值,以此來確定氮氣管線管徑和氮封閥型號。建議專業(yè)技術力量不足的企業(yè),委托設計單位計算合理的補氣量,既能保證氮封要求也不會造成浪費。 《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》(SH/T 3007-2014)規(guī)定,采用氮氣保護的儲罐,其操作壓力宜為0.2Kpa~0.5Kpa;其他設置有呼吸閥的儲罐,其操作壓力宜為1Kpa~1.5KPa。為防止儲罐超壓,除計算符合實際的補氣量外,還應采取其他措施。 (1)罐頂安裝就地壓力表,并設置壓力遠傳功能至DCS或PLC控制系統(tǒng),設定高、低壓報警功能,及時檢測壓力變化情況。 (2)設置雙呼吸閥防止呼吸閥故障。但對于粘度較大、易發(fā)生結(jié)晶的介質(zhì),容易造成呼吸閥堵塞,建議采取其他措施,并對補氣管線、排氣管線進行伴熱處理,降低物料粘結(jié)和結(jié)晶對閥門和管線的影響,提高安全系數(shù)。 (3)設置緊急泄放人孔,事故時打開保護儲罐。根據(jù)《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》(SHT 3007-2014)的規(guī)定:事故泄壓設備的開啟壓力應大于呼吸閥的排氣壓力,并應小于或等于儲罐的設計正壓力;事故泄壓設備的吸氣壓力應小于呼吸閥的進氣壓力,并應大于或等于儲罐的設計負壓力;事故泄壓設備應滿足氮氣管道系統(tǒng)和呼吸閥出現(xiàn)故障時保障儲罐安全通氣的需要;事故泄壓設備宜選用公稱直徑不小于500mm的呼吸人孔。如儲罐設置有備用呼吸閥,事故泄壓設備也可選用公稱直徑不小于500mm的緊急放空人孔蓋。 四、如何管理氮封系統(tǒng) 為了保證氮封系統(tǒng)有效運行,除了正確設置,企業(yè)還需做好以下管理工作: 一是在操作規(guī)程中完善氮封系統(tǒng)的操作步驟和安全要求,明確壓力控制范圍和報警值、偏離正常工況的后果、防止和糾正偏離正常工況的方法及步驟等,并對相關崗位人員進行培訓。 二是監(jiān)控控制系統(tǒng)中的儲罐壓力,規(guī)范設置報警值,監(jiān)控報警信息,分析報警原因并采取改進措施;加強日常巡檢,將氮封系統(tǒng)壓力表、調(diào)節(jié)閥等運行狀態(tài)列入到巡檢要求中,發(fā)現(xiàn)問題及時處置。 三是將氮封系統(tǒng)的檢查納入罐區(qū)隱患排查中,構(gòu)成重大危險源的企業(yè),將氮封系統(tǒng)的檢查納入到操作負責人包保責任的履職檢查表中,通過隱患排查治理,確保系統(tǒng)有效投用。 四是定期對呼吸閥、壓力表等進行檢查和檢驗。確保呼吸閥的外觀無異常銹蝕、泄漏和雜物堵塞,開啟壓力、通氣量和泄漏量滿足設計要求,保證泄壓設施的完好。 |
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