防治液化石油氣球罐泄漏的安全設(shè)施設(shè)計(jì)

潘巧媛 楊云峰（大連大化工程設(shè)計(jì)有限公司 遼寧 大連 116031）

引言

液化石油氣在我國(guó)已廣泛使用，因液化石油氣球罐泄漏而造成的事故頻發(fā)。1998年3月5日，陜西省西安市煤氣公司液化氣管理所1000立儲(chǔ)罐排污管第一道法蘭口墊片呲裂，液化氣大量泄漏，在人員搶修時(shí)閃爆后引起大火，造成13人死亡，多臺(tái)儲(chǔ)罐燒毀的惡性事故。2006年12月4日，撫順市液化氣有限公司值班工人在用手工操作閥門(mén)排放液化石油氣儲(chǔ)氣罐底部的積水時(shí)，沒(méi)有及時(shí)關(guān)閉閥門(mén)，造成罐內(nèi)存放的低溫液化石油氣經(jīng)由排水閥門(mén)大量外泄，由于搶救及時(shí)未引發(fā)爆炸事故，該公司兩名職工被外泄的液化石油氣凍傷。為能有效防止此類(lèi)事故發(fā)生，在工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段就應(yīng)充分進(jìn)行安全設(shè)施設(shè)計(jì)，特別是涉及液化石油氣存儲(chǔ)的項(xiàng)目要注重球罐的安全設(shè)施設(shè)計(jì)。

一、LPG球罐泄漏部位及危險(xiǎn)性分析

液化氣沸點(diǎn)很低，在常溫常壓下極易由液態(tài)揮發(fā)為氣態(tài)，使體積迅速膨脹。又由于其密度比空氣大，氣化后停留在地面低洼處不易被風(fēng)吹散，與空氣混合易形成爆炸性物質(zhì)，遇到明火就會(huì)爆炸。1 L液化氣能形成12.5m3爆炸混合物，其引燃能量為0.2 MJ。

引起液化石油氣泄漏主要原因有球罐泄漏以及人為誤操作。液化石油氣球罐可能發(fā)生泄漏的部位有：液化石油氣球罐的接管部位，如液相進(jìn)口/出口、氣相進(jìn)口/出口、排污口、人孔等；緊鄰罐體的第一個(gè)閥門(mén)/法蘭；以及管道泄漏等。當(dāng)離球罐相對(duì)較遠(yuǎn)的管道或法蘭出現(xiàn)泄漏點(diǎn)時(shí)，液化氣的泄漏速度較慢，泄漏或燃燒點(diǎn)離罐體遠(yuǎn)，危險(xiǎn)性較小?？刹捎猛Ｖ馆斔蜌怏w、慢慢關(guān)閉泄漏點(diǎn)相鄰部位的閥門(mén)的方法切斷泄漏源排除危險(xiǎn)。當(dāng)球罐底部泄漏或緊鄰罐體的閥門(mén)或法蘭泄漏時(shí)，液化氣泄漏速度快，泄漏量大，泄漏點(diǎn)處于罐區(qū)之內(nèi)，搶險(xiǎn)救援的難度高、主動(dòng)控制事故的可能性小、發(fā)生爆炸性火災(zāi)的可能性大。

二、防治液化石油氣泄漏采取的安全措施

1.液化石油氣球罐注水設(shè)施設(shè)計(jì)

中華人民共和國(guó)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)庠O(shè)施運(yùn)行、維護(hù)和搶修安全技術(shù)規(guī)程》（CJ51-2006）第6.2.1.6規(guī)定“在液化石油氣儲(chǔ)罐底部加裝注膠卡具或加裝高壓注水連接裝置，罐區(qū)應(yīng)備有高壓注水設(shè)施，注水管道應(yīng)與獨(dú)立的消防水泵相連接”；《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》（GB50160-2008）中第6.3.16條規(guī)定“全壓力式儲(chǔ)罐應(yīng)采取防止液化烴泄漏的注水措施”；《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SH/T3007-2007）中第6.5.5條規(guī)定“常溫液化烴儲(chǔ)罐應(yīng)采取防止液化烴泄漏的注水措施”?？梢?jiàn)注水設(shè)施的設(shè)置是最為有效治理球罐泄漏的措施之一。液化石油氣球罐注水設(shè)計(jì)的原理是當(dāng)全壓力式液化氣球罐發(fā)生泄漏時(shí)，通過(guò)管道向球罐注水以使液化氣液面升高，將破損點(diǎn)置于水面以下，使從破損點(diǎn)泄漏的液體是水而不是液化氣，這樣可以減少液化氣向周?chē)孤?，延遲了爆炸性混合物的形成，為實(shí)施堵漏、倒罐爭(zhēng)取時(shí)間。

目前，液化石油氣球罐注水可利用液化氣泵來(lái)實(shí)現(xiàn)注水[1]或是利用用消防水直接注水（為保證注水系統(tǒng)的有效啟動(dòng)，需在消防水管線(xiàn)旁路設(shè)置注水接力泵），以上兩種方法的注水水源均來(lái)自罐區(qū)周?chē)南浪芫W(wǎng)。由于注水水源接口位置均遠(yuǎn)離罐區(qū)，可采用半固定式連接，以防止液化氣壓力高時(shí)倒流至消防水管網(wǎng)中而造成危險(xiǎn)。

2.LPG球罐切水設(shè)施設(shè)計(jì)

液化石油氣在生產(chǎn)與儲(chǔ)存過(guò)程中須經(jīng)常將存于其中的水切出生產(chǎn)裝置和儲(chǔ)罐外，此過(guò)程俗稱(chēng)切水?！妒突て髽I(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》GB50160-2008中第6.3.14條規(guī)定“全壓力式液化烴儲(chǔ)罐宜采用有防凍措施的二次脫水系統(tǒng)”。目前國(guó)內(nèi)液化氣球罐的切水作業(yè)部分是靠人工進(jìn)行操作，由于誤操作或脫崗而釀成的跑氣、爆炸等事故已發(fā)生過(guò)數(shù)起，造成了嚴(yán)重的人身傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。為有效防止人為事故，切水器可選用全自動(dòng)脫水器，該類(lèi)型切水器利用水和液態(tài)烴的密度差及液體在容器內(nèi)壓力均勻分布的原理，通過(guò)浮子沉浸在水合液態(tài)烴中的浮力差實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)，借助力的放大機(jī)構(gòu)放大浮力差，以此為動(dòng)力來(lái)控制無(wú)壓閥的開(kāi)啟和關(guān)閉，并將切水器罐內(nèi)分離的液態(tài)烴自動(dòng)快速返回到球罐內(nèi)，從而達(dá)到切水自動(dòng)控制的目的。切水器由自動(dòng)切水器的殼體、浮子、杠桿及浮力放大機(jī)構(gòu)、無(wú)背壓二次密封閥等主要部分組成。該自動(dòng)切水器可有效減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度以及對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)于多個(gè)液化石油氣球罐，可共用一個(gè)切水器，通過(guò)人工干預(yù)對(duì)球罐交替切水。

3.其他安全措施

為有效防止液化石油氣泄漏，除在球罐底部設(shè)置注水、切水系統(tǒng)外，還應(yīng)注意自控設(shè)計(jì)以及電氣設(shè)計(jì)。①液化石油氣球罐設(shè)置安全閥、壓力表、液位計(jì)、溫度計(jì)，并裝有帶壓力、液位、溫度遠(yuǎn)傳記錄和報(bào)警功能的安全裝置，并設(shè)置緊急切斷閥。②注意防雷、防靜電。液化石油氣儲(chǔ)罐按《建筑物防雷設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50057-2010）的規(guī)定設(shè)置防雷、防靜電設(shè)施。如LPG球罐（罐頂蓋厚大于4毫米）作防雷接地，接地電阻小于10歐姆；液化石油氣管道、設(shè)備和管架均作防靜電接地；法蘭、閥門(mén)等有絕緣體連接處，做跨接處理，對(duì)長(zhǎng)距離無(wú)分支的管道防靜電接地間距不大于100米。

結(jié)論

液化石油氣屬于國(guó)家安全監(jiān)管總局首批重點(diǎn)監(jiān)管的危險(xiǎn)化學(xué)品，具有火災(zāi)、爆炸、中毒等危害。液化石油氣泄漏引發(fā)的火災(zāi)爆炸事故后果極其嚴(yán)重，為能有效防止危害發(fā)生、提高企業(yè)安全生產(chǎn)水平，在液化石油氣球罐設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行管理中應(yīng)制定完善的安全防范措施，防止發(fā)生由泄漏引發(fā)的火災(zāi)、爆炸事故。在液化石油氣球罐底部設(shè)置注水系統(tǒng)、自動(dòng)切水系統(tǒng)是防止球罐泄漏事故擴(kuò)大和發(fā)生火災(zāi)爆炸事故的一項(xiàng)重要安全措施。

[1]黨玉坤.全壓力式液化石油氣儲(chǔ)罐防泄漏注水工藝方案的探討.化學(xué)工業(yè)與工程技術(shù),2011,32(3):40～42.