化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則 液體化工品的儲(chǔ)存性質(zhì)與石油類產(chǎn)品不相同，而且液體化工品種類繁多，且需求量不如石油類產(chǎn)品多，故液體化工品儲(chǔ)罐的單罐容量也較小。由于液體化工品的性質(zhì)的特殊性，在化工品儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)時(shí)，儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)參數(shù)、材料、結(jié)構(gòu)形式和儲(chǔ)罐附件的設(shè)計(jì)選用也不同于石油類產(chǎn)品儲(chǔ)罐。化工儲(chǔ)罐是石油化工裝置和儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)設(shè)施的重要組成部分，化學(xué)品儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)中化學(xué)品數(shù)量大、種類多，而且大多為易燃易爆、有毒有害的介質(zhì)，一旦發(fā)生事故，將給人民生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重危害或者威脅。近年來，我國(guó)化學(xué)品罐區(qū)多次發(fā)生泄漏、火災(zāi)或爆炸事故，其中有些事故造成了重大的社會(huì)影響，暴露出部分企業(yè)在安全管理、日常運(yùn)行、安全設(shè)計(jì)等方面仍存在突出問題。因此，設(shè)計(jì)中做好儲(chǔ)罐的安全設(shè)計(jì)是非常有必要的，本文就將對(duì)化工儲(chǔ)罐幾個(gè)常用安全附件設(shè)置進(jìn)行簡(jiǎn)要論述。 
第一、化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)形式
對(duì)于石油類產(chǎn)品儲(chǔ)罐，常用的儲(chǔ)罐形式有拱頂儲(chǔ)罐、內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐、外浮頂儲(chǔ)罐等。由于液體化工品儲(chǔ)罐單罐容量一般較小，不采用外浮頂儲(chǔ)罐，在儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)形式上，也有一定的特殊結(jié)構(gòu)。
1、拱頂?shù)饨Y(jié)構(gòu)
對(duì)于下列特性的化工品儲(chǔ)罐，常設(shè)置儲(chǔ)罐氮封保護(hù)系統(tǒng)。
（1）毒性較大，對(duì)環(huán)境污染較大的物料；
（2）吸水性較強(qiáng)，容易造成物料水分增加的物料；
（3）對(duì)氧氣比較敏感，容易氧化的物料；
（4）閃點(diǎn)較低，危險(xiǎn)性較大的物料。 
氮封保護(hù)系統(tǒng)，是指在物料與罐頂之間的空間內(nèi)充入氮?dú)猓瑑?chǔ)罐內(nèi)維持一定的壓力（正壓）。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)的介質(zhì)被泵抽出或由于外界溫度降低時(shí)，該系統(tǒng)可以自動(dòng)補(bǔ)入氮?dú)猓乐雇饨缈諝膺M(jìn)入。當(dāng)向儲(chǔ)罐內(nèi)充液或由于外界溫度升高使儲(chǔ)罐內(nèi)壓力高于氮封壓力時(shí)，可以通過呼吸閥自動(dòng)排放。為安全考慮，一般在罐頂部設(shè)置有緊急泄放人孔。儲(chǔ)罐設(shè)置氮封保護(hù)系統(tǒng)，可以有效的隔絕空氣，從而使物料不接觸空氣中的水分和氧氣，控制物料的含水率及氣相空間的含氧量，防止物料吸水和燃燒或爆炸，還可以防止物料變質(zhì)。同時(shí)，氮封保護(hù)系統(tǒng)可以維持罐內(nèi)的正壓，可以減少物料的小呼吸損耗。
2、內(nèi)浮頂?shù)鈨?chǔ)罐
部分化工品易燃易爆的同時(shí)，毒性程度也為極度或高度危害，如苯、丙烯腈、環(huán)氧氯丙烷等介質(zhì)，此類化工品可采用內(nèi)浮頂加氮封結(jié)構(gòu)儲(chǔ)罐。內(nèi)浮頂加氮封保護(hù)系統(tǒng)可進(jìn)一步減少有毒氣體揮發(fā)至大氣中。內(nèi)浮頂加氮封結(jié)構(gòu)是指在內(nèi)浮盤至罐頂?shù)目臻g內(nèi)充入氮?dú)猓怪３忠欢ǖ牡鈮毫ΑＥc常規(guī)成品油內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐相比，氮封結(jié)構(gòu)的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐無罐頂或罐壁通氣孔，而在罐頂部設(shè)置呼吸閥，阻火器等。內(nèi)浮頂?shù)鈨?chǔ)罐可采用廢棄回收，將呼吸閥呼出氣體進(jìn)行回收處理，防止有毒氣體進(jìn)入大氣，污染環(huán)境。
3、低壓儲(chǔ)罐
在許多情況下，為了減少低沸點(diǎn)儲(chǔ)液在儲(chǔ)存時(shí)的蒸發(fā)損耗，常需提高儲(chǔ)罐的儲(chǔ)存壓力。 目前，國(guó)內(nèi)立式圓筒形儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)主要有SH 3046-1992《石油化工立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB 50341-2003《立式圓筒形鋼制焊接油罐設(shè)計(jì)規(guī)范》。這兩個(gè)規(guī)范均規(guī)定設(shè)計(jì)壓力不大于6KPa。當(dāng)儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力大于2KPa而小于6KPa時(shí)，在罐壁計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮氣壓對(duì)罐壁厚度的影響。對(duì)于儲(chǔ)罐儲(chǔ)存壓力大于6KPa的儲(chǔ)罐，需根據(jù)API620《大型焊接低壓儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)與建造》進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。對(duì)于低壓儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)計(jì)算，主要是對(duì)抗壓圈、罐壁計(jì)算、錨栓設(shè)計(jì)等方面內(nèi)容。
抗壓圈的設(shè)計(jì)主要是通過計(jì)算總環(huán)向力，確定所需的承壓區(qū)域面積，選擇推薦的承壓圈結(jié)構(gòu)，計(jì)算所選結(jié)構(gòu)的承壓區(qū)域面積，使其大于所需的面積。低壓儲(chǔ)罐罐壁厚度可通過罐體自由體分析計(jì)算罐壁經(jīng)向、周向單位內(nèi)力，進(jìn)而通過公式計(jì)算確定罐壁厚度。錨固的設(shè)計(jì)，應(yīng)根據(jù)外界載荷確定升舉力，判斷是否大于罐頂、罐壁及其所支撐的構(gòu)件的總重，確定是否設(shè)置錨固裝置。
1 化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則呼吸閥
1.1 呼吸閥作用及選用原則
呼吸閥的作用：呼吸閥是用于降低儲(chǔ)罐內(nèi)揮發(fā)性液體蒸氣損耗并用來保護(hù)儲(chǔ)罐不受超壓或真空破壞的安全設(shè)施，同時(shí)也有利于減少氣體向外散發(fā)。
呼吸閥選用原則：①介質(zhì)閃點(diǎn)小于60 ℃的儲(chǔ)罐，通常應(yīng)設(shè)置呼吸閥；②設(shè)置了氮封的儲(chǔ)罐，通常應(yīng)設(shè)置呼吸閥；③可燃介質(zhì)呼吸閥應(yīng)配置阻火器，但設(shè)置了防火型呼吸閥時(shí)除外；④呼吸閥的大小，應(yīng)按儲(chǔ)罐最大進(jìn)出液量來確定，進(jìn)出液量大時(shí)可選用兩個(gè)呼吸閥。 
1.2 呼吸閥開啟壓力
通氣過程中，當(dāng)呼吸閥的閥盤呈連續(xù)“呼出"或“吸入"狀態(tài)時(shí)的壓力稱為呼吸閥的呼氣開啟壓力或呼吸閥的吸氣開啟壓力。呼吸閥開啟壓力范圍通常為-265～+1 765 Pa。
1.3 呼吸閥的安裝
呼吸閥應(yīng)安裝在儲(chǔ)罐頂?shù)母唿c(diǎn)，通常設(shè)置在罐頂中心。有毒介質(zhì)儲(chǔ)罐呼吸閥排氣口不應(yīng)直排大氣，應(yīng)集中處理或回收；易燃介質(zhì)儲(chǔ)罐呼吸閥排氣口設(shè)置應(yīng)符合安全要求。當(dāng)儲(chǔ)罐所在地區(qū)最冷月環(huán)境平均溫度低于或等于0 ℃時(shí)，呼吸閥應(yīng)有防凍功能或者應(yīng)采取防凍措施。在環(huán)境溫度下介質(zhì)有結(jié)晶可能時(shí)，呼吸閥應(yīng)采取防止結(jié)晶的措施。 
2 化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則阻火器
2.1 阻火器作用及安裝
阻火器是一種能夠通過氣體、具有許多細(xì)小通道或縫隙的材料組成的阻火元件。火焰進(jìn)入阻火器會(huì)被元件分成許多細(xì)小的火焰流，由于傳熱或器壁效應(yīng)，造成火焰熄滅。易燃、可燃液體儲(chǔ)罐呼吸閥上游應(yīng)設(shè)置阻火器。需要注意的是，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)在實(shí)際工況下的MESG 值和火焰?zhèn)鞑ニ俣葋磉x擇合適規(guī)格的阻火器，這些數(shù)據(jù)可從工藝數(shù)據(jù)表中查到，若缺少資料，則需要進(jìn)行實(shí)際測(cè)試得出相關(guān)數(shù)據(jù)。
當(dāng)儲(chǔ)罐所在地區(qū)最冷月環(huán)境平均溫度低于或等于0 ℃時(shí)，阻火器應(yīng)有防凍功能或者應(yīng)采取防凍措施。在環(huán)境溫度下介質(zhì)有結(jié)晶可能時(shí)，阻火器應(yīng)采取防止結(jié)晶的措施。
2.2 阻火器分類
阻火器按性能分為阻爆燃型阻火器和阻爆轟型阻火器。阻爆燃型阻火器用于阻止亞聲速傳播的火焰蔓延；阻爆轟型阻火器用于阻止聲速傳播的火焰蔓延。按安裝位置不同阻火器又分為管端型和普通型阻火器。阻火器按結(jié)構(gòu)分為充填型阻火器、板型阻火器、金屬網(wǎng)型阻火器、液封型阻火器和波紋型阻火器，其中，應(yīng)用最多的是波紋型阻火器。
3 化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則液壓安全閥
3.1 液壓安全閥的作用與設(shè)置
液壓安全閥也是儲(chǔ)罐一個(gè)重要的安全附件，在寒冷地區(qū)不能保證呼吸閥時(shí)刻正常工作時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置液壓安全閥。液壓安全閥開啟壓力高出呼吸閥開啟壓力5%～10%。液壓安全閥是在呼吸閥出現(xiàn)故障時(shí)保證儲(chǔ)罐不超壓的第二重安全設(shè)施，安全閥中心管應(yīng)通過法蘭和阻火器連接，防止火花進(jìn)入儲(chǔ)罐。其開啟壓力范圍通常為-490～+1 960 Pa。
3.2 液壓安全閥的使用與維護(hù)
在工作過程中，會(huì)出現(xiàn)液封油揮發(fā)的情況，因此，在經(jīng)過一段時(shí)間后，應(yīng)定期檢查液壓安全閥的工作情況，重點(diǎn)檢查閥體有無泄漏以及液封油高度是否符合規(guī)定，否則應(yīng)進(jìn)行閥體加油，同時(shí)應(yīng)檢查液封油是否合格、封口網(wǎng)是否完好無損等，確保液壓安全閥能正常工作。
4 化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則泄壓人孔
4.1 泄壓人孔的作用
泄壓人孔也稱緊急泄壓人孔，是石油化工儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)中經(jīng)常采用的安全設(shè)施。泄壓人孔一般與呼吸閥配對(duì)使用，在呼吸閥正常工作情況下，泄壓人孔基本保持密封狀態(tài)，儲(chǔ)罐處于正常壓力。當(dāng)因意外原因造成儲(chǔ)罐內(nèi)部急劇超壓時(shí)，若單獨(dú)靠呼吸閥滿足不了儲(chǔ)罐緊急泄壓的要求，泄壓人孔的泄壓蓋自動(dòng)頂開，進(jìn)行緊急泄壓，使罐內(nèi)壓力保持正常；或者當(dāng)儲(chǔ)罐不論何種原因發(fā)生火災(zāi)或爆炸時(shí)，應(yīng)保證介質(zhì)先從罐頂泄放，以確保罐體不被破壞，緊急泄壓人孔可以起到儲(chǔ)罐在事故狀態(tài)下的緊急泄壓作用，可以避免儲(chǔ)罐罐底板焊縫被撕裂，以保護(hù)儲(chǔ)罐內(nèi)介質(zhì)不向外泄漏。
4.2 泄壓人孔設(shè)置原則
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（GB 50160—2008）規(guī)定了采用氮?dú)饣蚱渌麣怏w氣封的甲B 和乙類液體的儲(chǔ)罐還應(yīng)設(shè)置事故泄壓設(shè)備，氣封儲(chǔ)罐在設(shè)計(jì)中通常在罐頂部設(shè)置泄壓人孔。
5 罐頂人孔、透光孔
5.1 化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則罐頂人孔
罐頂人孔安裝在儲(chǔ)罐罐頂，主要由短節(jié)、法蘭、法蘭蓋、墊片及緊固件等組成。罐頂人孔一般為DN500、DN600、DN750，作為儲(chǔ)罐檢修的人員進(jìn)出通道。罐頂人孔多采用常壓人孔，人孔應(yīng)設(shè)置在方便進(jìn)出罐的位置，并且應(yīng)避開罐內(nèi)附件設(shè)施。 
5.2 化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則透光孔
透光孔同樣由短節(jié)、法蘭、法蘭蓋、墊片及緊固件等組成，一般為DN500，用于儲(chǔ)罐安裝和檢修時(shí)的采光和通氣。透光孔應(yīng)設(shè)置在罐頂距離罐壁1 m 左右位置處，小型儲(chǔ)罐只設(shè)置一個(gè)通光孔時(shí)，應(yīng)把通光孔安裝在罐頂梯子及操作平臺(tái)附近，大型儲(chǔ)罐設(shè)置兩個(gè)或者兩個(gè)以上透光孔時(shí)，可以沿罐頂圓周均勻進(jìn)行布置。透光孔宜與人孔相對(duì)設(shè)置，但是應(yīng)保證至少有一個(gè)透光孔是安裝在罐頂梯子及操作平臺(tái)附近的。 
6化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則 氮封閥
6.1 氮封閥的作用與設(shè)置
化工裝置儲(chǔ)罐多為易揮發(fā)介質(zhì)，通常會(huì)設(shè)置氮封以減少有毒或易燃介質(zhì)的揮發(fā)；同時(shí)氮封也阻止了外部空氣進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部，從而避免空氣與罐內(nèi)介質(zhì)混合達(dá)到爆炸極限，保證了儲(chǔ)罐的安全運(yùn)行。氮封閥是控制罐內(nèi)氮封壓力的一種閥門。
6.2 氮封閥的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)
氮封閥是用來調(diào)整儲(chǔ)罐內(nèi)壓力的一種自力式調(diào)節(jié)閥門，它采用壓力平衡先導(dǎo)式，供氣壓力不會(huì)影響閥門動(dòng)作設(shè)定值。氮封閥具有傳統(tǒng)的自力式調(diào)節(jié)閥門的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也克服了一般自力式調(diào)節(jié)閥容易受儲(chǔ)罐壓力波動(dòng)影響的缺點(diǎn)，在儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)中具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。 
7 化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則靜電接地設(shè)施
7.1 靜電接地設(shè)施的作用
石油化工儲(chǔ)罐多為易燃易爆介質(zhì)，在裝卸、運(yùn)輸、生產(chǎn)、檢查等過程中都有可能產(chǎn)生靜電，靜電有可能直接導(dǎo)致發(fā)生火災(zāi)甚至爆炸，造成生命和財(cái)產(chǎn)的重大損失。防止靜電的措施有安裝靜電接地設(shè)施、添加抗靜電劑、控制介質(zhì)流速等，辦法就是安裝靜電接地設(shè)施。
7.2 靜電接地設(shè)施的設(shè)置
儲(chǔ)罐接地用的金屬接地板截面不宜小于50 mm×10 mm，長(zhǎng)度一般大于110 mm。如果設(shè)備有保溫層，接地板應(yīng)伸出保溫層外110 mm。接地板材質(zhì)通常采用不銹鋼。儲(chǔ)罐直徑大于等于2.5 m或容積大于等于50 m3時(shí)，接地點(diǎn)不應(yīng)少于2 處，接地點(diǎn)應(yīng)沿著設(shè)備圓周均勻布置，同時(shí)間距不大于30 m。
8 化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則壓力、溫度、液位測(cè)量?jī)x表
8.1 壓力測(cè)量?jī)x表
化工儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置壓力測(cè)量就地指示儀表和壓力遠(yuǎn)傳儀表。壓力測(cè)量就地指示儀表與壓力遠(yuǎn)傳儀表分別各用一個(gè)管口，就地指示儀表的作用是可以把現(xiàn)場(chǎng)儲(chǔ)罐的壓力與DCS 遠(yuǎn)傳壓力進(jìn)行對(duì)照，防止遠(yuǎn)傳控制系統(tǒng)發(fā)生故障而造成超壓或負(fù)壓的危險(xiǎn)。壓力表安裝位置應(yīng)能保證儲(chǔ)罐在最高液位時(shí)，壓力表仍能準(zhǔn)確測(cè)量氣相壓力，同時(shí)應(yīng)便于觀察和維修。 
8.2 溫度測(cè)量?jī)x表
化工儲(chǔ)罐應(yīng)設(shè)置溫度測(cè)量?jī)x表，如果介質(zhì)在儲(chǔ)存過程中需要達(dá)到一定溫度或工藝采取了蒸汽或熱水盤管加熱以防止罐內(nèi)介質(zhì)結(jié)晶等時(shí)，就需要同時(shí)對(duì)儲(chǔ)罐加設(shè)溫度報(bào)警設(shè)施，以防止超溫或低溫時(shí)事故的發(fā)生。儲(chǔ)罐溫度計(jì)宜安裝在距罐底1 m 左右位置。
8.3 液位測(cè)量?jī)x表
儲(chǔ)罐應(yīng)考慮設(shè)置兩套液位測(cè)量裝置，即一套遠(yuǎn)傳液位計(jì)和一套就地液位計(jì)，就地液位計(jì)不得選用玻璃管液位計(jì)，當(dāng)儲(chǔ)罐所在地區(qū)最冷月環(huán)境平均溫度低于或等于0 ℃時(shí)，液位計(jì)應(yīng)采取防凍措施。設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮將儲(chǔ)罐的液位、溫度、壓力測(cè)量信號(hào)統(tǒng)一傳送至控制室集中顯示，便于遠(yuǎn)傳監(jiān)控管理，在儲(chǔ)罐工作參數(shù)異常時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理。
第四、化工液體儲(chǔ)罐閥門選型原則結(jié)論
1、對(duì)于液體化工品儲(chǔ)罐，根據(jù)介質(zhì)特性、毒性程度要求來決定化工品儲(chǔ)罐的結(jié)構(gòu)形式。
2、化工品儲(chǔ)罐材料選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性、毒性程度及潔凈度要求來確定化工品儲(chǔ)罐主要鋼板、浮盤及浮盤密封的材料。
3、化工品儲(chǔ)罐常設(shè)計(jì)倒錐底及單面斜底結(jié)構(gòu)，來提高儲(chǔ)存質(zhì)量。
|
