馬尚杰(神華包頭煤化工有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 包頭 014010)
煤制烯烴項(xiàng)目液化烴充裝危險(xiǎn)性分析及整改措施
馬尚杰(神華包頭煤化工有限責(zé)任公司,內(nèi)蒙古 包頭 014010)
煤制烯烴項(xiàng)目屬于新型產(chǎn)業(yè),其生產(chǎn)出的副產(chǎn)品液化烴由于屬易燃易爆物品,傳統(tǒng)槽車充裝過程中存在物料泄露、超裝等問題,存在較大的安全風(fēng)險(xiǎn),文中結(jié)合某煤化工公司生產(chǎn)實(shí)際情況,分析煤制烯烴項(xiàng)目液化烴充裝過程、超裝、槽車缺陷、違章操作中存在的風(fēng)險(xiǎn)性,明確危害因素和產(chǎn)生的原因,根據(jù)分析的結(jié)果,制定出可行有效的解決措施,有效的解決了傳統(tǒng)液化烴充裝過程中存在的安全隱患,在實(shí)際生產(chǎn)中取得了良好的使用效果。
液化烴;充裝作業(yè);危險(xiǎn)性分析;整改措施
某煤化工公司液化烴裝車棧臺(tái)主要負(fù)責(zé)混合碳四、戊烯等液化烴槽車的充裝作業(yè),這屬于一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)性較高的工作,因?yàn)橐夯療N一旦遇到空氣,就會(huì)形成一種具有爆炸特性的混合物,此混合物在有明火和高熱的環(huán)境下就會(huì)發(fā)生爆炸。其蒸氣比空氣重,能在較低處擴(kuò)散,遇火源引著回燃。若遇高熱,容器內(nèi)壓增大,有開裂和爆炸的危險(xiǎn)。因此,為了避免發(fā)生爆炸情況,需要認(rèn)真分析化烴充裝過程中存在的危險(xiǎn)因素,明確其規(guī)律和特點(diǎn),針對(duì)這些不安全因素,提前做好預(yù)防工作。
以某煤化工公司180萬噸煤制烯烴項(xiàng)目為例,各類液化烴槽車每天的充裝量約300-500噸,充裝槽車近20輛/天。充裝過程中由于車輛的不確定性、物料性質(zhì)特殊,產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)較大。
1.1 現(xiàn)有工藝流程
氣相管線和液相管線共同組成了裝車鶴位,前者的作用主要是向火炬放空或者對(duì)氣體進(jìn)行回收,后者裝有CFM(質(zhì)量流量計(jì))和DCV(數(shù)字控制閥),其作用主要是向槽車充裝混合碳四、戊烯,液相管線來自罐區(qū)的液化烴經(jīng)泵輸送到充裝鶴位通過鶴管進(jìn)行充裝,在充裝開始前,空車內(nèi)部的壓力比較低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于線管內(nèi)部的壓力,這樣一來,液化烴在流至空槽車內(nèi)時(shí)會(huì)迅速發(fā)生氣化反應(yīng),伴隨著充裝數(shù)量的不斷增多,槽車內(nèi)部的壓力會(huì)不斷升高,一旦槽車內(nèi)部的壓力達(dá)到一定值時(shí),充裝速度將會(huì)大幅減慢,將槽車氣相與球罐氣相連通閥門打開,使兩者壓力平衡,提升充裝效率和安全系數(shù)。
數(shù)控閥聯(lián)鎖邏輯控制回路
1.2 液化烴充裝危險(xiǎn)性分析
面對(duì)眾多的充裝車輛,曝露出很多問題,如有的駕駛員不按規(guī)定路線行駛,車速過快;駕駛員或押運(yùn)員著裝不規(guī)范;槽車的相關(guān)證件造假、槽車罐內(nèi)氧氣含量超標(biāo)、管線閥門泄漏,槽車本身存在缺陷,鶴管快速接頭“O” 型圈破損、流量計(jì)不準(zhǔn)造成超裝等不安全因素在充裝過程中時(shí)有發(fā)生。
1.3 超裝危險(xiǎn)性分析
在液化烴充裝的過程中,一定要注意避免出現(xiàn)超裝的情況,否則將容易出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)事故。因此,在對(duì)液化烴進(jìn)行充裝時(shí),一定要符合規(guī)定量的標(biāo)準(zhǔn)。在達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡液化氣超量充裝狀態(tài)后,槽車內(nèi)壓力會(huì)隨著溫度上升而快速增加。滿液時(shí)容器內(nèi)介質(zhì)壓力與溫度關(guān)系可由公式估算。
式中:ΔP為壓力升高值,MPa;Δt為溫度升高值,℃;β為液
化烴液態(tài)體積膨脹系數(shù);α為液化烴液態(tài)壓縮系數(shù)。
以上公式當(dāng)中,β值和α值差距非常大,β值遠(yuǎn)大于α值,因此溫度升高,內(nèi)部壓力也會(huì)隨之升高,通過計(jì)算得知,溫度升高l℃,壓力將增加l~2 MPa,當(dāng)溫度上升l0℃時(shí),就可使槽車屈服而發(fā)生爆炸。但是如果充裝時(shí)是按照規(guī)定量進(jìn)行充裝的,即使溫度上升l0℃,其飽和蒸氣壓就不會(huì)增加過多,增加值為0.15 MPa。
a)液化烴超裝的危害是:
①超量或滿液充裝情況出現(xiàn)時(shí),如果溫度上升比較多,就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部的壓力值大幅度增加,當(dāng)壓力超出容器的承受能力就會(huì)發(fā)生爆炸。另外,壓力急劇上升之后,容器材料會(huì)發(fā)生屈服變形的情況,從而引發(fā)危險(xiǎn)。
②化學(xué)性爆炸。超裝是導(dǎo)致容器破裂的主要原因,容器一旦破裂之后,液化烴就會(huì)迅速蒸發(fā)并膨脹,同時(shí)與外界的空氣相結(jié)合而產(chǎn)生具有爆炸性的混合物質(zhì),一旦遇到容器碎片由于撞擊而產(chǎn)生的火花,就會(huì)發(fā)生爆炸。
b)充裝超量的原因有:
充裝超量的原因包括很多方面,主要有體積流量計(jì)算出現(xiàn)誤差,從而導(dǎo)致充裝量超出規(guī)定量;充裝之前對(duì)充裝量設(shè)定不夠準(zhǔn)確;用戶不按要求標(biāo)準(zhǔn)對(duì)槽車進(jìn)行修改;相關(guān)設(shè)備出現(xiàn)故障或者閥門關(guān)閉不及時(shí)。
1.4 槽車缺陷危險(xiǎn)性分析
槽車缺陷危險(xiǎn)性主要包括三個(gè)方面,具體闡述如下:
①各種證件不全,違反有關(guān)法規(guī)。②安全附件缺失或損壞。③槽車罐內(nèi)氧氣含量超標(biāo)。由于部分不法?;窢I運(yùn)者向槽車內(nèi)充壓縮空氣及槽車卸車流程不規(guī)范,導(dǎo)致槽車罐內(nèi)氧氣含量超標(biāo)。
1.5 違章操作危險(xiǎn)性分析
違章操作危險(xiǎn)性極大,主要包括以下幾個(gè)方面:①開關(guān)閥門動(dòng)作粗糙,甚至用鐵器敲打;②槽車在陽光下曝曬;③勞保著裝不合格;④違章用火。
1.6 液化烴泄漏的主要形式
①管線腐蝕穿孔泄漏。由于保冷需要,大部分液化烴管線有保溫層。保溫材料具有較強(qiáng)的吸水性和透氣度,在外部鐵皮破損或施工不規(guī)范的情況下,極易吸收空氣中的水分和雨水,且吸水后不易揮發(fā),容易在管線防腐漆破損處、焊接接頭處產(chǎn)生腐蝕,造成管線局部的腐蝕穿孔。
②管線超壓破裂泄漏。管線如果不落實(shí)相關(guān)的泄壓措施,管線兩端閥門全部關(guān)閉時(shí),夏季環(huán)境溫度升高,使管線內(nèi)物料迅速氣化,管線內(nèi)壓力劇增,易導(dǎo)致管線上承壓能力弱的部位泄漏。另外,若裝車結(jié)束后操作失誤,沒有提前打開回流閥,管線也會(huì)發(fā)生超壓,導(dǎo)致管線破裂發(fā)生泄漏。
③“O”型圈老化破損。由于快速接頭頻繁與槽車對(duì)接,容易破損或本身質(zhì)量差以及老化等原因,易產(chǎn)生裂紋,造成鶴管與槽車連接處密封不嚴(yán),產(chǎn)生泄漏。
2.1 充裝前的安全管控
在槽車充裝前,除加強(qiáng)對(duì)槽車證件及從業(yè)人員的相關(guān)資質(zhì)進(jìn)行檢查外,增加對(duì)槽車外觀、緊急切斷閥、壓力表、液位計(jì)、靜電接地線等安全附件進(jìn)行檢查并做好相關(guān)記錄。由于在前期運(yùn)行過程中,存在槽車車內(nèi)介質(zhì)不明的情況,故建立槽車空車罐內(nèi)氧氣含量檢測(cè)常態(tài)化機(jī)制,車內(nèi)氧氣含量低于0.5%,方可予以充裝,徹底消除因槽車罐內(nèi)氧氣含量超標(biāo)引起的安全風(fēng)險(xiǎn)。
2.2 充裝過程安全控制要求
由于原來采用體積流量計(jì),導(dǎo)致定量裝車系統(tǒng)受環(huán)境溫度的影響較大,因此充裝重量與預(yù)裝量存在很大出入。根據(jù)國家質(zhì)檢總局關(guān)于“開展承壓汽車罐車充裝站專項(xiàng)整治活動(dòng)通知”中的相關(guān)要求,為了從根本上解決充裝質(zhì)量問題,結(jié)合該公司實(shí)際情況,將原有的體積流量計(jì)更換為計(jì)量效果較精準(zhǔn)的質(zhì)量流量計(jì),超壓自動(dòng)控制以及槽車IC卡管理子系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了以現(xiàn)場(chǎng)安全條件為指標(biāo)的充裝過程計(jì)算機(jī)化的管理方式。通過槽車IC卡管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)充裝車輛的管理和監(jiān)控,讀卡器用于對(duì)充裝車輛的車體特征和車檢信息進(jìn)行監(jiān)管,未通過年檢或未年檢的不合格車輛,不允許進(jìn)廠裝車。
2.3 模索槽車充裝液位最佳高度范圍
收集各槽車的充裝高度與充裝量的對(duì)應(yīng)值,選擇出該槽車的最佳充裝高度范圍,做為今后該車充裝的參照。二者相結(jié)合,并根據(jù)國家相關(guān)規(guī)定的要求,在運(yùn)輸車輛上添加IC卡管理子系統(tǒng),以便對(duì)充裝過程進(jìn)行智能化計(jì)算,保證其安全性。
添加槽車IC卡進(jìn)廠后,槽車使用證信息以及其它的各項(xiàng)信息都會(huì)由讀卡器讀取,并將讀取的結(jié)果存入控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫,如果信息不符合要求則不允許車輛進(jìn)廠。
2.4 建立槽車充裝誠信檔案
為了進(jìn)一步加強(qiáng)裝車司機(jī)及押運(yùn)員的管理,從根本上杜絕槽車違規(guī),特建立槽車充裝誠信檔案及向司機(jī)告知書,內(nèi)容包括槽車使用證編號(hào),槽車違規(guī)次數(shù),違章現(xiàn)象,視情節(jié)輕重,對(duì)其進(jìn)行警告,拒絕為其充裝等相應(yīng)的處理,從而實(shí)現(xiàn)安全充裝。
通過對(duì)煤制烯烴項(xiàng)目液化烴充裝危險(xiǎn)性分析,多角度,全方位的剖析了在充裝作業(yè)過程中產(chǎn)生的安全隱患,并提出了相應(yīng)的整改措施。另外,還需要利用槽車IC卡系統(tǒng)對(duì)充裝車輛進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)察,保證運(yùn)輸?shù)陌踩浴?/p>
[1]龐偉國.承壓汽運(yùn)罐車安全充裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].遼寧化工,2009.10(38-10):755-758.
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[3]劉中興,司書軍.液化烴充裝作業(yè)危險(xiǎn)性分析及對(duì)策[J].安全.健康和環(huán)境,2009(9-8):21-23.