液化气体贮运及装备安全技术

液化气体贮运及装备安全技术液化气体贮运及装备安全技术 液化气体贮罐的安全操作在很大程度上取决于设备的可靠 性 设计和制造液化气体用设备 尤其是要在低温条件下操作 的设备 需要有专门技能 许多国家已编制了有关贮罐设计 制造和操作的专门规程 贮量很大的液化气体使用余压不高的 平底立式圆形贮罐贮存 常压贮罐的操作压力主要是由液化气 体的液柱静压造成的 贮存液氨广泛使用外有保温层的钢制竖式单壁贮罐和壁间 保温的双壁贮罐 贮罐内壁用能耐低温的钢材制成 内外壁间 的空间填有保温材料 双壁贮罐外壁的作用是保护保温层不受 大气影响 内壁损坏时 贮罐仍能贮存液化气体 贮罐内外壁 间的间隔为 0 6 0 9m 壁间填装工业用珠光石 焙烧过 的火山灰 体积质量约为 0 043kg l 单壁和双壁贮罐应考虑 余压不高 700 1000mmh2o 贮存液体表面上方的气相空间保 持真空 50mmh2o 以下 设计条件要考虑最高和最低的大气压 承受的最大风力 强风时在背风一侧形成真空而产生的补充负 荷 雪压负荷和其他负荷等 双壁立式贮罐在外壳上应设有添 加干燥氮气用的管接头 取样阀以及当内壁漏气时排出双壁间 的气体的管接头 液化气体立式等温贮罐上的注入排出用管接 头以及人孑 l 均应安在贮罐下部仅高于冷却贮罐液体液面处 入孔不少于两个 相对配置 通过立式贮罐两壁间隔区的管接 头应设有补偿器 排料管接头应能确保将贮罐内液体完全放空 1mmh2o 9 80665pa 就地焊接的容器通常不经过热处理 避免产生应力 这种 容器应用特种钢材制造 复杂的部件 例如人孔的筒体 在最 后焊接前应经过热处理工序 每个贮罐至少应安装两个安全阀 其中一个备用 安全阀应设有转换装置 联锁装置 保证有一个 安全阀一直与贮罐连通 内罐和外罐都要安装安全阀 外罐安 全阀的作用是 内罐漏气时可以排出气态物料 安全阀的通过 能力应按蒸发物料的最大流量计算 立式贮罐装有真空阀 防 止真空度大于 50mmh2o 贮罐内高于最高液位处应设有喷雾装 置 在贮罐使用前用蒸发气体的方法冷却贮罐 液氨在等温贮 罐内的贮存压力一般为 0 0014mpa 用压缩机排出的氨蒸气维 持 为保证安全生产 安装在仓库里的一台压缩机用电传动 另一台用柴油传动 等温贮罐的液氨人口处和出口处都安装有 遥控操纵的截流阀 一旦发生事故迅速将贮罐与其他管道切断 贮罐设有安全阀 一旦发生事故迅速将贮罐与其他管道切断 当压力升高到 0 01mpa 以上时 安全阀将气体排入本系统的 火炬装置 为防止压力下降 贮罐设有通风阀 出现真空时 通风阀开启 贮罐与大气连通 贮罐内氨蒸汽压力下降到低于 标准指标时 用截流阀停止往氨压缩机中供气态氨 贮罐内产生最高压力时 安装在仓库内的压缩机自动启动 出现最低压力时 压缩机自动切断 以柴油传动的氨压缩机是 备用的 液化气体用的管道 管件 垫板 填料函和其他材料 等 应考虑到贮存物料的特殊物化性能和腐蚀性能 在任何情 况下 可燃气体和有毒气体 氨 氯 天然气等 用的管道和管件 都应符合可燃气体 有毒气体和液化气体用管道的安装和安全 操作规程 根据规程要求 液化气体不允许使用铸铁管件和铸 铁异形管件 所有的管件和接头均应使用钢制品 在氨介质中 不允许使用铜制和铜合金制的管件和接头 管道上的法兰接头 应尽量减少 最好使用焊接管道 接触氨的镀锌零件应刷上油 漆 锌在氨的水溶液中会融化 接触液氨和液氯的垫板材料可 用石棉橡胶板 这种材料在操作温度下具有较高的弹性 不宜 使用橡胶垫板 不管用什么方法贮存液化气体 温度恒定是安全使用贮罐 的重要因素 当环境温度变化时 高压液化气体贮罐内温度和 压力可能剧烈波动 因环境热流所形成的蒸气会在贮槽内部分 冷凝 必须保持稳定槽内压力 液化气体用的容器 贮罐和管道均应安设可靠的保温层 以免受环境的影响 低温液化气体贮罐的保温系统与其他低温 物料用贮槽的保温系统 基本上没有区别 液氨在 33 3 下 贮存 在许多方面 与丙烷的贮存条件相似 后者在 45 5 42 7 下为液态产品 液化气体贮罐保温层应根据液化气体的 操作压力 贮存温度以及周围空气在冬季和夏季的温度等条件 进行计算 所有保温表面的保温层质量应当可靠地保证贮罐 特 别是等温贮罐 和全部设备的正常操作条件 贮罐和其他设备的外表面保温层以及管道的保温层均应是 不透水 不燃烧 应当安装密闭罩 防止雨水渗入 密闭罩可 用皱纹铝板制成 带有顶盖 可防止大气腐蚀作用 立式双壁 等温贮罐的罐壁和罐盖可用内壁有一部分衬矿渣棉弹性橡胶板 两壁间空间填充粒状珠光石 贮罐底部用砌在壁间的珠光石砖 保温等 使用单壁贮罐时 贮罐露在外面的表面要敷设可靠的 防水层 防止水分渗入 泡沫玻璃砖可起防水作用 其连接处 应当密闭 采用类似材料时 在保温层和容器间不允许结冰 即保温层的外保护层必须可靠密闭 为减少外部传热 防止太 阳辐射 液化气体设备应漆成浅色色调 或者包一层反射力很 强的抛光铝板 贮罐底座和管道支架的材料和结构应按液化气 体大量流出或泄出时冷却及因贮存的液化气体冷却而使基础结 冰的情况选择 底座的敷设厚度和对土壤的负荷应避免出现液 化气体流出或泄出时 土壤冻结膨胀而出现不允许的下降 倾 斜和损坏 球形贮罐可使用钢柱支架或不用支架安放在底座上 不用 支架时 其底座应是空心结构 内部有通道 整个支撑是环状 的 在可压缩性强的土壤上设计和建设立式或其他大型贮罐 应仔细测定贮罐附近是否会下沉 采取相应措施 设置在地面 上的液化气体常压贮罐应加以防护 在充水和冻结时受土壤膨 胀作用的影响 在充水地区 贮罐基础和土壤之间应敷设保温 层和加热元件 克服土壤发生膨胀的现象 贮罐必须控制加热 和调节温度 美国约有 25 左右的液氨等温贮罐都设置有这种 加热系统 使用固定在桩子上的贮罐时 下部钢筋混凝土板和 土壤之间应设有供空气循环的空间 可以防止土壤结冰 桩子 埋人深度应超过冻土层深度 也可使用整体浇注混凝土底座 这种底座有必要的强度 不怕冻结 液化气体贮槽 尤其是接近常压的贮罐 不能排除形成真 空的可能 系统中形成真空装置不能防止罐壁免受挤压作用 当贮罐迅速而不均匀冷却时 罐壁金属中会产生很大的应力 贮罐在加料前应该用氮气吹扫 用将要贮存的气态物料将氮气 置换出来 贮罐应冷却到操作温度再注入液化气体 液化气体 通过专用喷雾装置喷人贮罐 使贮罐冷却 设备中的气体量和 气体分布情况应确保气体全部蒸发 确保贮罐金属筒体的温度 均匀下降 喷射的气体量应逐渐增加 严格调节气体的流量 控制容器中的压力 当出现液位时 贮罐的冷却过程即告终止 在冷凝过程中严格控制局部过冷现象 液化气体不能以气流形 式送人罐内 应在贮罐内喷成雾状 有时当贮罐冷却时 为了 防止罐壁受液化气体的作用 罐内安有钢板 接近常压的大型 贮罐 贮存 10000 20000t 液化气体 的冷却过程一般需要好几天 在加料开始阶段 通过冷却系统开车 检查冷却系统的效率 在冷却系统正常起作用的情况下 方可将液化气体加入贮罐直 到安全的液位 在常压液氨贮罐中不能喷水吸收气态氨 在这 种情况下会造成负压 真空阀也来不及动作 贮罐就在大气压 作用下被压坏 液化气体贮罐的安全运转 应注意控制贮罐内的液位和压 力 每个贮罐都应装设两个独立的液位计 精确度不低于 0 25 和两个压力计 精确度 0 25 0 5 装卸液化气 体用的管道上安装快速自动关闭装置 断流器 可用浮标 用软线与指示器连接 测定等温贮罐内液体的液位 但液位计的零件受机械作用容易损坏 记录装置可采用差动发 送器 差动发送器和二次仪表配套可以测量液柱的静压 液氨 贮罐和容器均装有各种液位计 浮标液位计 放射性液位计 等 一般不使用计量玻璃管测量液化气体的液位 常压液化烃 类气体贮罐中安装最高液位和事故液位信号的继电器 液位发 送器是防爆式的 温度发送器的敏感元件是在液体中浮动的部 分 包括一系列测量各层液体温度的温度计 温度发送器的 线路和出口都是防爆式的 安装在贮罐上部和下部器外支柱上 的气动浮标液位计 分别反映贮罐上部和下部液位的信号 当 贮罐内液位下降到距底部标高 500mm 和 300mm 时 下部液位 计发出信号 当贮罐内液位上升到距上部按计算规定的加料液 位 500mm 时 上部液位计发出信号 贮罐内不同高度的物料温 度和罐壁温度可根据安装在贮罐侧面的电阻温度计的读数来测 定 控制室内安装遥控和调节装置 贮罐压力计和液位计 附读 数记录 液化气体进出量的测定仪表以及蒸气冷却站 联锁保 护装置和遥控装置的主要参数极限值的信号仪表等 中压等温 贮罐和中压贮罐的蒸气冷凝用压缩机装置实现自动控制 当贮 罐内的压力达到最高极限或最低极限时 压缩机应自动启动和 关闭 为提高控制和供电的可靠程度 液化气体装有用于控制 和调节仪表线路用的蓄电池 使等温贮罐中气体冷凝及加压的 设备 如液化气体冷凝用压缩机站 有两个供电电源 也可以使用 柴油电动机发电的事故备用发电装置 用泵输送液化烃类气体 液氨和液氯时可能发生以下危险 用泵输送液化烃类气体 液氨和液氯时可能发生以下危险 填料函失效液化气体经填料函泄人大气 发生燃烧和爆炸 泵内输送的物料过热 使不稳定的液化气体发生分解和爆炸 泵和管道内形成气塞 管道因液体冲击使压力上升而发生破裂 系统中吸入空气 或者在停车后或检修后重新开车前 没有全 部排出系统中的空气 由于输送不稳定的液化不饱和烃类气体所选用的泵不符合 要求 泵控制系统缺陷 曾多次发生事故 由于在泵操作过程 中多次调节 使液体丙烯管线内的压力上升 导致管道破裂 丙烯预热炉的火焰控制计量仪表室或配电站内发生的火花都会 成为丙烯 空气混合物着火的原因 泵内的丙烯过热使丙烯蒸 发 形成气塞 使管道内压力上升 没有配置控制压力和控制 切断泵运转的联锁装置用的记录仪表 在液体丙烯的接受器和 贮罐上也没有安装丙烯液位的仪表 使系统压力达到危险极限 输送易爆和有毒液化气体的泵压出管线上装有压力调节仪和超 限切断的联锁装置 输送液化气体的泵在设计和运行过程中会 产生蒸气并有经填料函泄出的可能性 为防止在泵内生成蒸气 输送的液化气体在压人段应具有最大压力 泵安装的标高应低 于贮罐中液化气体的液位 如果压入段难于保证必要的液位差 则应安装在压人段增压不高的条件下进行操作的专用泵 对液 体进行补充冷却处理 为保持液位差 管线应当尽量短 有足 够的管径和可靠的隔热 整个系统配备专用贮罐 以便将生成 的蒸气送入贮罐 泵启动时 整个系统应进行冷却 并注入液 化气体 应设有专用装置 将冷液化气体送往泵的压入和压出 管线 输送液化气体通常采用无填函式密闭泵 竖式或卧式潜 孔泵以及竖式或卧式油泵 输送液氨和液氯应该使用专用泵 输送液化气体不应使用填函式泵 如果必须使用这种泵 泵端 应补加密封 气动输送液化烃类气体 液氨和其他易爆液体物料 一般 都用惰性气体 输送液氯和其他无爆炸危险的气体则使用压缩 空气 用气动方法输送液化气体 可以避免用泵输送液体时物 料可能经填料函泄出的现象 但是 用气动方法输送不能排除 形成易爆混合物的危险 用于输送液化烃类气体的惰性气体中氧含量增加发生过爆 炸事故 工艺设备中的乙炔和其他烃类化合物进入丁输送液氯 用的压缩氮气系统 当这种氮气送入液氨贮槽 氯和乙炔作用 贮罐温度上升 压力随之升高 爆炸破坏了两台液氯贮罐 贮 存有液氯 100t 左右 大量水分随空气和液氯进入液氯容器 容 器腐蚀发生破裂事故 为避免输送物料与惰性气体中杂质生成 危险的混合物 液化气体可采用提高蒸气温度和相应增加蒸气 压力的方法输送 可以采用铁路槽车和公路槽车 蒸气压力的 提高是压缩机的运转达到的 活塞式压缩机的压人管线与贮罐 的蒸气空间相连接 液化气体在压差作用下由槽车输入贮罐 当全部液化气体从槽车输出后 压差减少 压人和压出管线互 相换向 使蒸气由槽车返回贮罐 当槽车中的压力下降到 0 02 0 04mpa 压缩机停止运行 液氯管线用惰性气体吹 扫 液氨和液化烃类气体都可用这种方法输送 贮存易爆液化气体的贮罐卸空时 应采取措施 防止液位 下降时空气进入贮罐 采用各种不同的流程 在这些流程中氮 气既用于输送 也用于 氮气呼吸 当贮罐卸空时将氮气注入 贮罐 液化气体在装入铁路槽车或其他容器前 必须弄清槽车 或容器中确实没有其他气体或液体 新槽车及经洗涤和检修后 的槽车 在装入易爆的液化气体前应该用氮气吹扫到氧含量合 格 从用户处返回的空槽车或其他容器 器内应保持输送气体 的余压 槽车内剩有液化气体 装料前应对这种气体进行分析 如果内装物料的质量符合现行标准和技术条件 槽车就不必卸 空 即可装料至规定量 反之 槽车内装的物料应排入专用容 器 输送过其他物料的槽车 容器 钢瓶等不得再用来装液化 气体 不相容的物料混合而作用 导致容器升温 升压 甚至 破坏等 用铁路槽车和运输容器装液氨和液氯时常常发生这种 事故 装过乙醛的槽车装液氨时发生过槽车破裂 蒸气 空气 混合物爆炸的事故 液氯用铁路槽车和其他容器装料时也发生过类似事故 液 化烃类气体 液氨和液氯是用铁路槽车 公路槽车或钢瓶在压 力下输送 装料和卸料时输送容器应该用软管或可卸式金属管 与固定贮罐连接 软管 可卸式金属管及其连接方式都应使整 个系统保持必要的密闭性和可靠性 装卸过程可能有大量易爆 和有毒气体泄出 1973 年美国亚利桑那州的一座加料站 当从铁路槽车 容积 76m3 卸液体丙烷时泄漏出大量丙烷 它是因卸料管不合格和卸 料管与槽车的连接质量不好而发生的 当时曾试图压紧连接头 用扳手敲打 以排除泄漏 由于撞击火花丙烷 空气混合物着 火燃烧 消防队迅速赶到现场 用水冷却发热的丙烷槽车 十 分钟后仍然发生爆炸 碎片抛出 365m 远 地面火球直径达 45 60m 上升至数百米高的蘑菇云有 300m 宽 在灭火过程中 离爆炸槽车 45m 处的 20 名消防队员死亡 离槽车 300m 处有 95 人受到不同程度的烧伤 大量液氯突然泄出是非常危险的 1978 年 2 月的一个夜晚 美国佛罗里达州扬斯顿市附近某编组列车中有一辆液氯槽车损 坏 有毒气体迅速扩散至附近地区 8 个居民死亡 约有 70 人 送医院抢救 大约有 40t 液氯泄人大气 形成的气雾顺着风向 在厂区内外扩散达 2km 事故原因是由于槽车加料结束后活门 尚未关闭 工人就开始拆卸作业 在法兰松动的情况下液氯经 接头泄出 橡胶垫圈受氯气作用已遭损坏 液氯管道法兰接头 使用橡胶垫圈是错误的 为防止液化气体经过连接管道和软管 泄出 对所用材料是否符合运输介质的要求 管道接点 仓库 贮罐和运输容器的制造质量是否可靠应当特别注意 液化烃气 体和液氯装卸时应该使用能在加压条件下操作的钢管 选用适合 的钢材 和增强的橡皮软管 输送液氨时 槽车与管道连接可使 用耐压 20mpa 的橡胶织物套管 新安装的软管套管以及与其连 接的管接头都应进行水压试验 直径接近 50mm 的软管在 40mpa 压力下试验 直径 50mm 以上的软管试验压力为 2 5mpa 水压试验应当每年进行一次 在每次水压试验后软 管均应钉上铝薄片 薄片上铸有试验压力和试验日期 年 月 日 每次加料前 都应该用压力的方法检查软管和槽车是否密 闭 输送液化烃类气体和液氨用的橡胶软管应该使用在低温下 能保持弹性的丁基橡胶特种橡胶 橡胶软管老化后容易损坏 许多重大事故就是由于软管损坏而引起的 因此 应该限制使 用橡胶软管 将液氯从贮罐输入固定容器 应该使用无缝焊接管道 可 拆卸的接头数目应当尽量少 以保证必要的密闭性 法兰接头 应当做成凸 凹型 衬垫材料应使用石棉橡胶板 不应使用橡 皮 曾发生铁路槽车装料时因进行机车调度作业将液氯管道扯 断 贮罐中液氯和铁路槽