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液化氣體貯運(yùn)及裝備安全技術(shù)

  
評論: 更新日期:2011年06月08日


  
  用泵輸送液化烴類氣體、液氨和液氯時(shí)可能發(fā)生以下危險(xiǎn):
  
  填料函失效液化氣體經(jīng)填料函泄人大氣,發(fā)生燃燒和爆炸;泵內(nèi)輸送的物料過熱,使不穩(wěn)定的液化氣體發(fā)生分解和爆炸;泵和管道內(nèi)形成氣塞,管道因液體沖擊使壓力上升而發(fā)生破裂;系統(tǒng)中吸入空氣,或者在停車后或檢修后重新開車前,沒有全部排出系統(tǒng)中的空氣。
  
  由于輸送不穩(wěn)定的液化不飽和烴類氣體所選用的泵不符合要求,泵控制系統(tǒng)缺陷,曾多次發(fā)生事故。由于在泵操作過程中多次調(diào)節(jié),使液體丙烯管線內(nèi)的壓力上升,導(dǎo)致管道破裂,丙烯預(yù)熱爐的火焰控制計(jì)量儀表室或配電站內(nèi)發(fā)生的火花都會成為丙烯—空氣混合物著火的原因。泵內(nèi)的丙烯過熱使丙烯蒸發(fā),形成氣塞,使管道內(nèi)壓力上升。沒有配置控制壓力和控制切斷泵運(yùn)轉(zhuǎn)的聯(lián)鎖裝置用的記錄儀表,在液體丙烯的接受器和貯罐上也沒有安裝丙烯液位的儀表,使系統(tǒng)壓力達(dá)到危險(xiǎn)極限。輸送易爆和有毒液化氣體的泵壓出管線上裝有壓力調(diào)節(jié)儀和超限切斷的聯(lián)鎖裝置;輸送液化氣體的泵在設(shè)計(jì)和運(yùn)行過程中會產(chǎn)生蒸氣并有經(jīng)填料函泄出的可能性。為防止在泵內(nèi)生成蒸氣,輸送的液化氣體在壓人段應(yīng)具有最大壓力。泵安裝的標(biāo)高應(yīng)低于貯罐中液化氣體的液位。如果壓入段難于保證必要的液位差,則應(yīng)安裝在壓人段增壓不高的條件下進(jìn)行操作的專用泵,對液體進(jìn)行補(bǔ)充冷卻處理。為保持液位差,管線應(yīng)當(dāng)盡量短,有足夠的管徑和可靠的隔熱,整個(gè)系統(tǒng)配備專用貯罐,以便將生成的蒸氣送入貯罐。泵啟動時(shí),整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行冷卻,并注入液化氣體。應(yīng)設(shè)有專用裝置,將冷液化氣體送往泵的壓入和壓出管線。輸送液化氣體通常采用無填函式密閉泵、豎式或臥式潛孔泵以及豎式或臥式油泵。輸送液氨和液氯應(yīng)該使用專用泵,輸送液化氣體不應(yīng)使用填函式泵。如果必須使用這種泵,泵端應(yīng)補(bǔ)加密封。
  
  氣動輸送液化烴類氣體、液氨和其他易爆液體物料,一般都用惰性氣體,輸送液氯和其他無爆炸危險(xiǎn)的氣體則使用壓縮空氣。用氣動方法輸送液化氣體,可以避免用泵輸送液體時(shí)物料可能經(jīng)填料函泄出的現(xiàn)象,但是,用氣動方法輸送不能排除形成易爆混合物的危險(xiǎn)。
  
  用于輸送液化烴類氣體的惰性氣體中氧含量增加發(fā)生過爆炸事故。工藝設(shè)備中的乙炔和其他烴類化合物進(jìn)入丁輸送液氯用的壓縮氮?dú)庀到y(tǒng)。當(dāng)這種氮?dú)馑腿胍喊辟A槽,氯和乙炔作用,貯罐溫度上升,壓力隨之升高。爆炸破壞了兩臺液氯貯罐,貯存有液氯100t左右。大量水分隨空氣和液氯進(jìn)入液氯容器,容器腐蝕發(fā)生破裂事故。為避免輸送物料與惰性氣體中雜質(zhì)生成危險(xiǎn)的混合物,液化氣體可采用提高蒸氣溫度和相應(yīng)增加蒸氣壓力的方法輸送,可以采用鐵路槽車和公路槽車,蒸氣壓力的提高是壓縮機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)到的。活塞式壓縮機(jī)的壓人管線與貯罐的蒸氣空間相連接。液化氣體在壓差作用下由槽車輸入貯罐,當(dāng)全部液化氣體從槽車輸出后,壓差減少。壓人和壓出管線互相換向,使蒸氣由槽車返回貯罐。當(dāng)槽車中的壓力下降到0.02—0.04MPa,壓縮機(jī)停止運(yùn)行。液氯管線用惰性氣體吹掃。液氨和液化烴類氣體都可用這種方法輸送。
  
  貯存易爆液化氣體的貯罐卸空時(shí),應(yīng)采取措施,防止液位下降時(shí)空氣進(jìn)入貯罐。采用各種不同的流程,在這些流程中氮?dú)饧扔糜谳斔?,也用于“氮?dú)夂粑?,?dāng)貯罐卸空時(shí)將氮?dú)庾⑷胭A罐。液化氣體在裝入鐵路槽車或其他容器前,必須弄清槽車或容器中確實(shí)沒有其他氣體或液體。新槽車及經(jīng)洗滌和檢修后的槽車,在裝入易爆的液化氣體前應(yīng)該用氮?dú)獯祾叩窖鹾亢细瘛挠脩籼幏祷氐目詹圮嚮蚱渌萜?,器?nèi)應(yīng)保持輸送氣體的余壓。槽車內(nèi)剩有液化氣體,裝料前應(yīng)對這種氣體進(jìn)行分析。如果內(nèi)裝物料的質(zhì)量符合現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)條件,槽車就不必卸空,即可裝料至規(guī)定量。反之,槽車內(nèi)裝的物料應(yīng)排入專用容器。輸送過其他物料的槽車、容器、鋼瓶等不得再用來裝液化氣體。不相容的物料混合而作用,導(dǎo)致容器升溫、升壓,甚至破壞等。用鐵路槽車和運(yùn)輸容器裝液氨和液氯時(shí)常常發(fā)生這種事故。裝過乙醛的槽車裝液氨時(shí)發(fā)生過槽車破裂,蒸氣—空氣混合物爆炸的事故。
  
  液氯用鐵路槽車和其他容器裝料時(shí)也發(fā)生過類似事故。液化烴類氣體、液氨和液氯是用鐵路槽車、公路槽車或鋼瓶在壓力下輸送。裝料和卸料時(shí)輸送容器應(yīng)該用軟管或可卸式金屬管與固定貯罐連接。軟管、可卸式金屬管及其連接方式都應(yīng)使整個(gè)系統(tǒng)保持必要的密閉性和可靠性,裝卸過程可能有大量易爆和有毒氣體泄出。
  
  1973年美國亞利桑那州的一座加料站,當(dāng)從鐵路槽車(容積76m3)卸液體丙烷時(shí)泄漏出大量丙烷。它是因卸料管不合格和卸料管與槽車的連接質(zhì)量不好而發(fā)生的。當(dāng)時(shí)曾試圖壓緊連接頭(用扳手敲打),以排除泄漏,由于撞擊火花丙烷—空氣混合物著火燃燒。消防隊(duì)迅速趕到現(xiàn)場,用水冷卻發(fā)熱的丙烷槽車,十分鐘后仍然發(fā)生爆炸,碎片拋出365m遠(yuǎn)。地面火球直徑達(dá)45—60m。上升至數(shù)百米高的蘑菇云有300m寬。在滅火過程中,離爆炸槽車45m處的20名消防隊(duì)員死亡,離槽車300m處有95人受到不同程度的燒傷。
  
  大量液氯突然泄出是非常危險(xiǎn)的。1978年2月的一個(gè)夜晚,美國佛羅里達(dá)州揚(yáng)斯頓市附近某編組列車中有一輛液氯槽車損壞。有毒氣體迅速擴(kuò)散至附近地區(qū)。8個(gè)居民死亡,約有70人送醫(yī)院搶救。大約有40t液氯泄人大氣。形成的氣霧順著風(fēng)向在廠區(qū)內(nèi)外擴(kuò)散達(dá)2km。事故原因是由于槽車加料結(jié)束后活門尚未關(guān)閉,工人就開始拆卸作業(yè),在法蘭松動的情況下液氯經(jīng)接頭泄出。橡膠墊圈受氯氣作用已遭損壞。液氯管道法蘭接頭使用橡膠墊圈是錯誤的。為防止液化氣體經(jīng)過連接管道和軟管泄出,對所用材料是否符合運(yùn)輸介質(zhì)的要求、管道接點(diǎn)、倉庫貯罐和運(yùn)輸容器的制造質(zhì)量是否可靠應(yīng)當(dāng)特別注意。液化烴氣體和液氯裝卸時(shí)應(yīng)該使用能在加壓條件下操作的鋼管(選用適合的鋼材)和增強(qiáng)的橡皮軟管。輸送液氨時(shí),槽車與管道連接可使用耐壓20MPa的橡膠織物套管。新安裝的軟管套管以及與其連接的管接頭都應(yīng)進(jìn)行水壓試驗(yàn)。直徑接近50mm的軟管在40MPa壓力下試驗(yàn);直徑50mm以上的軟管試驗(yàn)壓力為2.5MPa。水壓試驗(yàn)應(yīng)當(dāng)每年進(jìn)行一次。在每次水壓試驗(yàn)后軟管均應(yīng)釘上鋁薄片,薄片上鑄有試驗(yàn)壓力和試驗(yàn)日期(年、月、日)。每次加料前,都應(yīng)該用壓力的方法檢查軟管和槽車是否密閉。輸送液化烴類氣體和液氨用的橡膠軟管應(yīng)該使用在低溫下能保持彈性的丁基橡膠特種橡膠。橡膠軟管老化后容易損壞,許多重大事故就是由于軟管損壞而引起的。因此,應(yīng)該限制使用橡膠軟管。
  
  將液氯從貯罐輸入固定容器,應(yīng)該使用無縫焊接管道??刹鹦兜慕宇^數(shù)目應(yīng)當(dāng)盡量少,以保證必要的密閉性,法蘭接頭應(yīng)當(dāng)做成凸~凹型,襯墊材料應(yīng)使用石棉橡膠板,不應(yīng)使用橡皮。曾發(fā)生鐵路槽車裝料時(shí)因進(jìn)行機(jī)車調(diào)度作業(yè)將液氯管道扯斷,貯罐中液氯和鐵路槽車中的液氯經(jīng)扯斷的管道泄出氯氣的事故,大面積擴(kuò)散。橫跨鐵路和公路的所有液化氣體和其他物料的管道的棧橋均應(yīng)有足夠的高度。
  
  液化氣體和可燃液體遇到靜電火花會引起燃燒,貯罐和運(yùn)輸容器在裝卸物料過程中會出現(xiàn)危險(xiǎn)。固定貯罐和運(yùn)輸容器,接地應(yīng)該可靠,導(dǎo)走可能使空氣—蒸氣混合物起火燃燒的電荷。一座容積為2000m3的貯罐,在加入液化烴類氣體時(shí),貯罐內(nèi)蒸氣—空氣混合物因靜電火花發(fā)生燃燒。貯罐上部管道與底部不相通,液體進(jìn)入貯罐,使電荷積累,貯罐只有外部接地,不能保證貯罐各部分的電荷都引出。
  
  1974年,在美國明尼蘇達(dá)州,有一輛裝有40t液化丙烷—丁烷混合物的公路槽車因類似原因發(fā)生爆炸。在30kg遠(yuǎn)處都能看到巨大的火球。在裝料桶加入甲苯時(shí)曾發(fā)生爆炸。甲苯加料速度為18.9kg/min。由于裝料桶沒有接地,裝料桶的內(nèi)表面有一層厚0.13mm不導(dǎo)電的環(huán)氧樹脂清漆涂層。易爆的液化氣體和易燃液體在裝卸操作過程中應(yīng)當(dāng)采取可靠的接地措施,導(dǎo)致放電引爆。液體裝入容器應(yīng)該通過虹吸管在液流不停的情況下進(jìn)行。引出設(shè)備中的靜電有許多方法,利用電子顯示裝置,通過信號顯示設(shè)備與接地線路是否符合安全要求。設(shè)計(jì)裝置在無接地措施時(shí)使設(shè)備不能裝卸的措施。裝卸裝置應(yīng)該配置在遠(yuǎn)離其他操作位置、通風(fēng)良好的室外地區(qū)。貯罐應(yīng)設(shè)在室外,遙控操縱。單獨(dú)的裝卸站與其他生產(chǎn)設(shè)施應(yīng)該保持規(guī)定距離。貯罐和裝卸站應(yīng)配置固定的消防事故救援系統(tǒng)——滅火系統(tǒng)、信號系統(tǒng)、語音報(bào)警系統(tǒng)。裝備水幕的噴水系統(tǒng),可以阻止蒸汽—?dú)怏w霧擴(kuò)散,當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)能使貯罐冷卻。為限制氣體泄出,安裝液化氣體或易燃液體切斷系統(tǒng)、泵的停車系統(tǒng)、管件遙控切斷(以阻止貯罐中的氣體泄出)和報(bào)警信號系統(tǒng)。

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