液化烃球罐安全设计
来源:用户上传
作者:
摘 要：介绍液化烃球罐在设计过程中的工艺、自控、消防、电气电信采取的安全措施。
关键词：液化烃;设计;安全
液化烃：在15℃时，蒸汽压大于0.1MPa的烃类液体及其他类似液体为液化烃，不包括液化天然气（根据《石油化工企业设计防火规范》规范定义）。液化烃易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。液化烃可用作石油化工基本原料，如裂解制乙烯、丙烯、丁烯也可用作燃料。某炼化公司在新建60万吨/年异丁烷装置基础上，对公司内现有液化烃罐区进行改造，新建一个单罐罐容4000m3液化烃球罐罐组，球罐直径19.7m。液化烃主要成分为C3、C4烷烃。
1 工艺安全设计
1.1 储罐
液化烃储罐按储存方式又可分为常温压力储存、低温压力储存和低温常压储存。目前，我国石化行业普遍采用球罐常温压力储存方式储存液化烃。
1.2 安全阀
①液化烃球形储罐应设置全启式安全阀，安全阀的开启压力（定压）不得大于球罐的设计压力。本项目液化烃球罐设计压力按50℃丙烷考虑，查询《石油化工装置工艺管道安装设计手册》得50℃丙烷饱和蒸汽压为17.001atm（A），汽化热为2991卡/克分子。本次设计球罐设计压力为1.62MPa（G），安全阀定压1.62MPa（G）;②安全阀按《压力容器第1部分：通用要求》（GB150.1- 2011）附录B进行计算，球罐的受热面积：
球罐采用常温加压储存，无绝热保护层，计算安全泄放量：
③安全阀出口管应接至火炬系统。本项目所在公司有火炬排放系统，放空总管DN600，背压0.4MPa（G）。因为：
泄放过程属于临界流动，安全阀喷嘴面积：
由于背压大于定压的10%，而小于30%，因此选用平衡波纹管安全阀，安全阀喉径150mm，公称直径DN200。
2 自控安全设计
液化烃球罐区采取了较高的仪表控制设计要求，工艺过程控制采用分散型式控制系统（DCS）在中控室进行监视、控制和管理，并设置独立的安全仪表系统（SIS）。
①液位控制：设置就地、远传液位指示和高高液位开关，实现“三取二”联锁切断液相进出口紧急切断阀，联锁控制进入罐区SIS系统;②温度控制：罐底设置双金属就地温度指示和热电偶远传温度指示，安装位置保证在最低液位时能够测量到液相的温度，并且便于观测和维护;③压力控制：在罐本体顶部设置就地、远传压力指示，并单独设置压力高限报警。安装位置保证在最高液位时能够测量到气相的压力，并且便于观测和维护;④罐区内设置可燃气体检测器，报警信号接入现场声/光报警设施，信号接至罐区SIS系统。
3 其它安全设施
3.1 消防
固定式消防冷却水系统采用着火罐供水强度为10L/min*m2，供给范围为着火罐罐壁表面积;距着火罐罐壁1.5倍着火罐直径范围内的邻近罐供水强度为10L/min*m2，供给范围为着火罐罐壁表面积的一半。消防水系统根据罐区和其他装置的需要，设计了一个稳高压消防水站。内设消防主泵2台，稳压泵2台，稳压罐l台，消防供水能力为486m3/h，扬程为l13m，稳压罐平时维持管网系统压力约0.7MPa。
3.2 注水防漏设施
液化烃球形储罐应视存储物料的性质设置合理的注水设施，当储罐发生泄漏时，向罐内注水，使液化烃液面升高，将破损点置于水面以下，可以减少或防止液化烃的泄漏，为堵漏赢得时间和创造便利条件，避免更大灾害的发生。注水水源采用稳高压消防水系统作为事故状态下球罐的注水水源，在进行稳高压消防水系统管网的设计时需考虑球罐泄漏状态下50～100t/h的用水需求。由于液化烃压力储罐的泄漏和起火部位通常是发生在进出口管道的阀门处，而阀门阀体本身泄漏和破坏的可能性非常小，因此设计中一般考虑阀门法兰密封被破坏或泄漏的因素。法兰密封破坏近似地看做容器壁上开一孔口，泄漏近似看做孔口出流，则泄漏量按下式计算：
以球罐区现有的2000m3的丙烯罐和新建的4000m3的丙烷罐的为基准，破损后的泄漏量计算结果如表1所示：
3.3 电气电信安全设计
①爆炸危险区域范围内电气、仪表设备均采用防爆型;②储罐及管道均采取防雷、防静电接地措施;③防火堤外人行踏步处、球罐扶梯入口处均设置消除人体静电装置。④罐区设置工业电视监控系统;⑤罐区四周设置周界报警系统，周界报警系统应能与工业电视监控系统联动。
综上所述，该罐区已经运行了一年，各项指标良好。实际生产效果表明，对该罐区设计所采取的工艺和安全措施是必要的，也是成功的。
参考文献：
[1]张德姜，王怀义等.石油化工装置工艺管道安装设计手冊[M].北京：中国石化出版社，2000.
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14890923.htm
