低壓濕式氣柜工程設(shè)計應(yīng)用的安全措施淺談

余建鋒（浙江省天正設(shè)計工程有限公司，浙江 杭州 310012）

1 概述

氣柜是儲存各種工業(yè)氣體的設(shè)備，目前在實際生產(chǎn)中利用氣柜存儲有毒有害氣體較為普遍，這就要求我們對氣柜的安全生產(chǎn)加以重視。有關(guān)氣柜的安全設(shè)計國家規(guī)范也規(guī)定的比較詳細，在此不再贅述。本文結(jié)合設(shè)計過程中的實際情況，就低壓濕式氣柜工程設(shè)計應(yīng)用過程中所需要采取的一些主要安全措施簡單談一下看法。

1.1 氣柜的選擇

氣柜可以分為低壓氣柜和高壓氣柜兩大類。前者有濕式氣柜與干式氣柜兩種。濕式低壓氣柜設(shè)計壓力一般在4000Pa以下，是最簡單常用的一種氣柜。它由水封槽和鐘罩兩部分組成。鐘罩是沒有底可以上下活動的圓筒形容器，若儲氣量大時，鐘罩可以單層改成多層筒式，各節(jié)之間以水封環(huán)形槽密封。

濕式低壓氣柜按導(dǎo)軌形式可以分為螺旋氣柜、外導(dǎo)架直升式氣柜和無外導(dǎo)架直升式氣柜。三種氣柜有各自的特點，選擇合適的氣柜用于生產(chǎn)顯得非常重要。螺旋氣柜優(yōu)點是節(jié)約材料。由于沒有外導(dǎo)架，用鋼量少，氣柜越大，省材越多；缺點是抗傾覆性能不及外導(dǎo)架直升式氣柜，導(dǎo)軌加工難度較大，制造、安裝精度要求較高。外導(dǎo)架直升式氣柜的優(yōu)點是有外導(dǎo)軌，抗傾覆性能好，尤其適用于高烈度地震區(qū)；導(dǎo)軌制作、安裝比較容易；缺點是鋼材耗量較螺旋氣柜多15％～25％。無外導(dǎo)架直升式氣柜的優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，導(dǎo)軌制作容易；鋼材耗量少，與螺旋氣柜相當；缺點是抗傾覆性能較差，臺風(fēng)區(qū)、高烈度地震區(qū)不宜采用。一般僅用于單節(jié)氣柜。因此，在工程設(shè)計中首先要根據(jù)建設(shè)地點的氣象、地質(zhì)情況和所存儲氣體的物化性質(zhì)，選著合適的氣柜。例如在非臺風(fēng)區(qū)、高烈度地震區(qū)存儲氫氣可以選用無外導(dǎo)架直升式氣柜，也可選用其余兩種形式氣柜，協(xié)同造價等經(jīng)濟因素綜合考慮；若存儲磷化氫氣體宜選用外導(dǎo)架直升式氣柜，因為磷化氫氣體遇到空氣自燃、有毒，若氣柜鐘罩在運行過程中傾覆或卡軌，容易造成氣體泄漏引起安全事故。外導(dǎo)架直升式氣柜可有效避免此類事故的發(fā)生。

1.2 氣柜設(shè)備的設(shè)計

氣柜設(shè)備設(shè)計技術(shù)較為成熟，可以根據(jù)《鋼制低壓濕式氣柜》HG20517-92標準來設(shè)計。在此，我認為還有兩點安全措施值得我們重視。一是水槽鋼平臺應(yīng)根據(jù)實際情況設(shè)置內(nèi)欄桿。濕式低壓氣柜水槽上部有平臺，根據(jù)標準設(shè)置有外圍欄桿，但沒規(guī)定設(shè)置內(nèi)環(huán)欄桿，這是存在安全隱患的。因為鐘罩和水槽之間有空隙，對于小容積氣柜，空隙較小，操作人員在水槽平臺上行走，不會掉入此空隙；但對于較大容積氣柜，此空隙較大，人員易跌入，由于壁陡且深，很難再爬上來，所以宜在水槽平臺內(nèi)側(cè)也裝上欄桿，以防止人身傷害事故的發(fā)生。二是水槽的高度有時也要根據(jù)生產(chǎn)的實際情況進行調(diào)整。一般來說，水槽高度與鐘罩的筒體上端平（未上浮時），即鐘罩封頭高出水槽。但對于整個氣柜需要水置換的時候，就需要加高水槽，使鐘罩能夠完全沒入水中。例如磷化氫氣體遇到空氣自燃且有毒，因此氣柜置換時要求系統(tǒng)內(nèi)不能有空氣存在，一般的惰性氣體置換不能滿足要求，較為有效的方法是用水置換，這就要求置換過程中鐘罩完全沒入水中，以排出里面空氣，故設(shè)計時應(yīng)適當增加水槽高度使得鐘罩能完全浸沒水中。

1.3 氣柜裝置平面布置要求

氣柜裝置的平面布置應(yīng)該符合《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》。對存儲可燃氣體氣柜儲存設(shè)施內(nèi)，泵和壓縮機的旋轉(zhuǎn)設(shè)備或其房間與儲罐的防火間距不應(yīng)小于15m。裝置內(nèi)氣柜與控制室、機柜間、變配電所、化驗室、辦公室或明火設(shè)備的距離不應(yīng)小于15m。水槽式氣柜罐組內(nèi)儲罐的防火間距應(yīng)不小于相鄰較大儲罐的直徑的0.5倍。

1.4 氣柜的導(dǎo)氣管的排凈

氣柜的進出氣管道應(yīng)做到"步步高"或"步步低"，防止氣管內(nèi)積液。一般氣柜都設(shè)置有進出氣導(dǎo)氣管，由于進出氣口在氣柜底部，故管道勢必會形成"U"彎，在其底部易積液，堵塞管路，影響安全生產(chǎn)。故做好導(dǎo)氣管的安全排水顯得尤為重要。目前導(dǎo)氣管的排水方式一般有兩種，一種是旁路式，即在導(dǎo)氣管（進氣或出氣管）底部設(shè)置一組旁路閥進行定期排水，如圖1。

圖1

另一種是水封式，即在導(dǎo)氣管（進氣或出氣管）底部設(shè)置水封進行排水，要求水封高度大于氣柜內(nèi)氣壓，如圖2。

圖2

旁路式安裝、施工簡單，適用于無毒危險性小的氣體管排凈，不適用氣體夾帶固體顆粒或粘稠液體的管道排凈。水封式土建工作量稍大，適用于有害氣體管道的排凈，也適用氣體夾帶固體顆?；蛘吵硪后w管道排凈，但應(yīng)在水封槽上設(shè)置引風(fēng)裝置，使夾帶的少量有害氣體高空排放。另外為使鐘罩運行平穩(wěn)，進出導(dǎo)氣管保持盡可能遠的距離，導(dǎo)氣管的氣速宜小于15m/s。

1.5 DCS控制技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)代控制技術(shù)較發(fā)達，故應(yīng)充分利用DCS控制技術(shù)，確保氣柜安全生產(chǎn)。濕式低壓氣柜若存儲有毒有害氣體，則在氣體進出管線應(yīng)設(shè)置雙閥，并盡量采用自動控制閥。氣柜的水槽應(yīng)該設(shè)置低液位報警，防止水槽水過少引起氣體的泄漏。氣柜（鐘罩）宜設(shè)高低液位報警，對于特別危害介質(zhì)，可設(shè)置雙液位計系統(tǒng)，確保氣柜不自動排空。氣柜（鐘罩）宜設(shè)置壓力表，設(shè)置高低壓力報警，并與進氣閥和出氣閥連鎖，防止氣柜負壓或超壓。另在氣柜裝置現(xiàn)場應(yīng)設(shè)置可燃氣體報警或有毒氣體報警裝置。

1.6 氣柜的防雷

氣柜一般體積較大，高度較高，故做好氣柜的防雷也十分重要。氣柜防雷應(yīng)按第一類工業(yè)建筑物防雷要求進行設(shè)計。氣柜鐘罩頂板厚度大于或等于4mm時，方可作為閃接器。頂板厚度等于3mm時，必須另設(shè)避雷網(wǎng)，其網(wǎng)格不大于5～10m。氣柜的導(dǎo)軌與導(dǎo)輪的接觸及水封掛圈內(nèi)的水，使各塔節(jié)與水槽成為通路，故氣柜本體可以做為引下線。

當然輸送有毒有害易燃易爆氣體我們也要做好防火防爆、消防、靜電接地等的設(shè)計。同時應(yīng)設(shè)置洗眼器、醫(yī)藥箱等勞動安全用品。

2 結(jié)束語

工程設(shè)計是一項系統(tǒng)工程，有關(guān)安全措施也涉及方方面面，在此不能都一一述及?？傊?，根據(jù)設(shè)計規(guī)范，做好安全設(shè)計，并不斷總結(jié)實際生產(chǎn)中的經(jīng)驗，采取合理的措施是關(guān)鍵所在。當然，合理的施工、規(guī)范的檢驗檢測和嚴格的生產(chǎn)管理也是安全生產(chǎn)的保證。

［1］HG20517-92鋼制低壓濕式氣柜［S］.

［2］GB50160-2008.石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范［S］.