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空分本質(zhì)安全化設(shè)計

液化空氣:空分本質(zhì)安全化設(shè)計

——在華外企本質(zhì)安全理論認(rèn)識與實(shí)踐(八)
文/孫連明  陳韌  液化空氣(杭州)有限公司  


空分設(shè)備中存在在著包括爆炸,燃燒,窒息,低溫等等許多危險,具體地如冷箱泄漏倒塌、主冷凝蒸發(fā)器燃爆、氧氣管道燃爆、氮?dú)庵舷?,低溫冷脆,低溫凍傷等,而這些危險存在于空分各個系統(tǒng)中, 特別是冷箱管道和結(jié)構(gòu),冷箱精餾系統(tǒng),液體后備系統(tǒng)等等;這些危險分布在空分生命周期中的各個階段,如設(shè)計,制造,檢驗(yàn),安裝,運(yùn)行等等。

空分設(shè)備中的這些危險,有的可能性大很常見,如低溫凍傷;有的后果非常嚴(yán)重往往造成災(zāi)難性事 故如近年來發(fā)生的“7.19”義馬事故。

針對這些危險,空分設(shè)備的設(shè)計需要采取相應(yīng)的安全設(shè)計措施。空分設(shè)備的安全設(shè)計,重點(diǎn)不能放在事故發(fā)生后的應(yīng)急措施上或者被動防范上,而首先要從源頭上減少事故發(fā)生的概率以及嚴(yán)重性,即在設(shè)計階段,就要依據(jù)空分工藝系統(tǒng)的特性,設(shè)計出具有固有或本質(zhì)安全特征的生產(chǎn)過程,以保障空分生產(chǎn)過程穩(wěn)定運(yùn)行、不易發(fā)生事故。

歐盟在塞維索II指令的指導(dǎo)文件中有提到“需借由固有安全技術(shù)的應(yīng)用,盡可能的避免或降低危險的發(fā)生”。美國化學(xué)工程師協(xié)會發(fā)布了自己的本質(zhì)更安全技術(shù)“IST” 定義:本質(zhì)上更安全技術(shù) (IST),也稱為本質(zhì)上更安全設(shè)計 (ISD),永久消除或減少危險,以避免或減少事故的后果。

因此空分設(shè)備系統(tǒng)設(shè)計和管理是以風(fēng)險控制為基準(zhǔn),采用本質(zhì)安全化的思路,減少或消除固有危險,從降低危險的可能性和嚴(yán)重性二個維度進(jìn)行設(shè)計與控制,將空分設(shè)備的風(fēng)險主動控制在低風(fēng)險綠色區(qū)域 ,如以下的風(fēng)險控制矩陣所示(圖1)。

 

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圖1 風(fēng)險控制矩陣

由于空分設(shè)備有許多系統(tǒng),本文著重探討冷箱和平底儲罐本質(zhì)安全化設(shè)計。


一、冷箱本質(zhì)安全化設(shè)計


空分冷箱的主要危險是主冷爆炸和冷箱噴砂及倒塌,它們將引起災(zāi)難性事故。主冷爆炸與可燃雜質(zhì)風(fēng)險相關(guān)聯(lián);而冷箱噴砂倒塌與管道柔性設(shè)備強(qiáng)度,冷箱密封氣,檢修扒砂程序和冷箱鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計計算關(guān)聯(lián),并且與可燃雜質(zhì)也相關(guān)。因此探討空分冷箱的危險,需要探討可燃雜質(zhì)風(fēng)險控制和管道柔性設(shè)備強(qiáng)度等風(fēng)險控制。

(一)可燃雜質(zhì)風(fēng)險控制

探討空分設(shè)備可燃雜質(zhì)風(fēng)險,也就是探討碳?xì)浠衔锏娘L(fēng)險。

我們首先從氧化劑、可燃物、激發(fā)能量的燃燒3要素說起。空分設(shè)備的產(chǎn)品氧氣就是氧化劑,它幫助燃燒并且加速燃燒,世界上幾乎所有物質(zhì)都可以在氧氣中燃燒,并且火焰在液氧中的傳播速度比氣氧快,比空氣中更是快得多;可燃物主要指可燃雜質(zhì),如碳?xì)浠衔镆约颁X翅片等;激發(fā)能量是個值得研究的問題。

空分設(shè)備中碳?xì)浠衔锏娜急饕l(fā)生在冷凝蒸發(fā)器和主換熱器。冷箱內(nèi)冷凝蒸發(fā)器和主換熱器的 燃爆過程和危險消除方法如圖2所示

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圖2 燃爆過程和控制方法

針對這個燃爆過程,風(fēng)險控制的手段就是采取相應(yīng)的防范措施阻止這個過程內(nèi)其中一個環(huán)節(jié)的發(fā)生。對于初始點(diǎn)火能量,有許多推測和假設(shè),至今為止沒有定論,因此沒有相應(yīng)有效的防范措施。對于點(diǎn)燃鋁翅片,目前所有的防范措施都是基于同一個目標(biāo),就是防止碳?xì)浠衔镌诶淠舭l(fā)器內(nèi)沉積濃縮,使其含量不超過臨界值,從而防止鋁被點(diǎn)燃。對于點(diǎn)燃污染的鄰近通道,由于鋁在液氧中燃燒的后果太嚴(yán)重,沒有經(jīng)濟(jì)、有效的被動防范措施。

空分設(shè)備碳?xì)浠衔镲L(fēng)險控制或危險消除,應(yīng)當(dāng)系統(tǒng)地從各個方面進(jìn)行控制(如圖2所示),主要包括:技術(shù)方面的措施,如設(shè)計與制造、主換熱器設(shè)計;蒸發(fā)器運(yùn)行控制方面的措施,如全浸操作控制與防濃縮排液控制;安裝調(diào)試方面的措施;進(jìn)入冷箱雜質(zhì)的監(jiān)測;加溫系統(tǒng)的設(shè)計;以及其他等等。

由于篇幅有限,下面僅探討進(jìn)入冷箱雜質(zhì)監(jiān)測和蒸發(fā)器的運(yùn)行控制包括全浸操作控制與防濃縮排液控制。

1.進(jìn)入冷箱雜質(zhì)監(jiān)測控制

空分中的可燃雜質(zhì)是碳?xì)浠衔铮饕獊碜源髿?,包括如甲烷,乙炔,丙烷等等,另外還有危險的堵塞性氣體如二氧化碳,氧化亞氮等等,因此本質(zhì)安全化設(shè)計應(yīng)當(dāng)主動監(jiān)測和控制進(jìn)入空分冷箱內(nèi) 的這些大氣雜質(zhì)。

空分中的大氣雜質(zhì)一般最后都聚集在主冷凝蒸發(fā)器中,浴式液氧蒸發(fā)器中碳?xì)浠衔锏入s質(zhì)含量最大允許控制值可以參考深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程等文獻(xiàn)。

內(nèi)壓縮流程中,液氧在主換熱器中蒸發(fā),碳?xì)浠衔锏某练e與主換熱器液氧蒸發(fā)壓力有關(guān),因此碳 氫化合物等雜質(zhì)含量的控制也與主換熱器的壓力相關(guān):氧化亞氮含量應(yīng)被控制在(3~30)×10-6之間 ,總碳含量(不包括甲烷)應(yīng)被控制在(1~12)×10-6之間,丙烷含量應(yīng)被控制在(0.3~4)×10-6。文獻(xiàn)要求空分液氧中總碳含量<100×10-6,不夠全面,值得商榷或需要修訂;而且由于理論上乙炔被分子篩吸附器100%吸附,并且乙炔在液氧中的溶解度是(4~6)×10-6,因此,文獻(xiàn)[2]要求空分液氧中乙炔含量<0.1×10-6也是值得探討或需要修訂。

2.蒸發(fā)器的運(yùn)行控制

可燃雜質(zhì)的濃縮或積聚程度,隨液氧的蒸發(fā)越來越嚴(yán)重,到了液氧干蒸發(fā)時達(dá)到最高值,如非常低的蒸發(fā)器液位,存在液氧盲端死角點(diǎn)等。另外,通道被固體雜質(zhì)(如二氧化碳固體或氧化亞氮沉積物)或氣溶膠或其他雜質(zhì)(如珠光砂)等堵塞時,會使可燃雜質(zhì)的濃縮加劇。

保證蒸發(fā)器安全運(yùn)行的主要措施是全浸操作控制與防濃縮排液控制,而全浸操作是最重要的安全措施。100%主冷板式浸沒操作優(yōu)先于其他任何安全措施,應(yīng)當(dāng)優(yōu)先于液體產(chǎn)品抽取和防濃縮排液控制。

所以,應(yīng)當(dāng)設(shè)置防低液位安全保護(hù)回路。對液氧蒸發(fā)器,需要設(shè)置2個獨(dú)立的液位測量回路(如圖3所示),即獨(dú)立的測量儀表管加上專用邏輯控制器和2個獨(dú)立的執(zhí)行機(jī)構(gòu);對富液氧蒸發(fā)器,安全保護(hù)回路僅需要1個液位測量儀表管、常規(guī)DCS控制和1個執(zhí)行機(jī)構(gòu);而上層蒸發(fā)器僅僅需要設(shè)置安全報警功能即可。

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圖3 液氧蒸發(fā)器的防低液位安全保護(hù)回路

安全措施中必須限制濃縮倍率以避免蒸發(fā)器中雜質(zhì)濃度過高。濃縮倍率是相關(guān)蒸發(fā)器池中不完全揮發(fā)的雜質(zhì)濃度與其在進(jìn)入冷箱內(nèi)空氣中的濃度之比。在浴式蒸發(fā)器中,液氧排放率越高,濃縮倍率就越低,最大濃縮倍率由最小液氧排放流量確定。

對于濃縮倍率的計算應(yīng)當(dāng)考慮所有相關(guān)管線,即包括富液氧蒸發(fā)的每個位置和所有可能的操作模式。應(yīng)當(dāng)采用相應(yīng)的安全保護(hù)回路,來防止防濃縮排液量過低。

(二)冷箱倒塌風(fēng)險控制

冷箱鋼結(jié)構(gòu)噴砂倒塌產(chǎn)生的原因有很多,存在于空分設(shè)備的各個階段,如設(shè)計,建造,運(yùn)行,檢維修等等,它們又互相纏繞,使得問題復(fù)雜多變,冷箱倒塌原因分析見圖4。

 

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圖4 冷箱倒塌原因分析

冷箱結(jié)構(gòu)倒塌也就是冷箱鋼構(gòu)梁柱失效,引起的主要原因有基礎(chǔ)傾斜,內(nèi)部設(shè)備倒塌,碳鋼冷脆,珠光砂產(chǎn)生的砂爆,管道設(shè)備泄漏引起的超壓以及腐蝕。

無論從安全性或可靠性角度,內(nèi)部設(shè)備倒塌是一個非常嚴(yán)重的事故,因此必須徹底杜絕,法液空的本質(zhì)安全設(shè)計原則是所有冷箱內(nèi)主要設(shè)備必須直接支承在混凝土基礎(chǔ)上或不銹鋼支架上,除非通過專門的風(fēng)險分析,使得它們由于冷脆而倒塌的可能性為零。

冷箱基礎(chǔ)傾斜,碳鋼構(gòu)件冷脆,噴砂或砂爆,超壓都直接或間接都與冷箱內(nèi)管道設(shè)備泄漏有關(guān),冷箱內(nèi)管道設(shè)備泄漏是引起空分冷箱風(fēng)險的主要原因,它是低溫,窒息,富氧危險的主要來源,其中造成這個問題的環(huán)節(jié)有設(shè)計,建造,運(yùn)行,維修或其他損壞。

針對泄漏危險,本質(zhì)化更安全設(shè)計方法首先是管道設(shè)備的強(qiáng)度計算以及相應(yīng)的材質(zhì)選擇問題,另外就是設(shè)置相應(yīng)的泄漏檢測儀表,監(jiān)測冷箱內(nèi)部運(yùn)行情況,預(yù)報不正常工況,提前采取行動措施消除危險。

設(shè)計計算選材是指正確地進(jìn)行設(shè)計工作,包括冷箱結(jié)構(gòu)和管道柔性應(yīng)力計算。鋼結(jié)構(gòu)計算應(yīng)當(dāng)根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范進(jìn)行恒載,活載以及偶然載荷的計算校核。管道設(shè)備的強(qiáng)度計算或柔性設(shè)計計算,

具體要求是包括幾何尺寸的正確性,管道支架位置和形式,荷載的假設(shè)合理性(包括各種壓力,溫度,流量工況),以及應(yīng)力校核,設(shè)備管口推力校核的正確性。

材料選擇是根據(jù)各個管道設(shè)備和支架的設(shè)計應(yīng)力和工況,選擇合適的材料,一般從本質(zhì)安全化角度,冷箱內(nèi)設(shè)備管道應(yīng)當(dāng)采用低溫材料,并且冷箱內(nèi)管道盡量少用鋁合金,因?yàn)殇X合金強(qiáng)度差或硬度 低更容易斷裂破壞(如更容易產(chǎn)生珠光砂氣割或氣鋸現(xiàn)象),另外鋁合金更容易與氧燃燒反應(yīng)(點(diǎn)燃溫度低,燃燒熱高)。

根據(jù)有關(guān)研究和文獻(xiàn),珠光砂結(jié)冰后的靜載重量可以達(dá)到干燥時的10倍以上,不均勻珠光砂流動的動荷載將接近20倍左右,而低溫液體突然蒸發(fā)產(chǎn)生的砂爆壓將近高達(dá)數(shù)百倍以上,本質(zhì)化更安全設(shè)計措施是監(jiān)測冷箱內(nèi)部運(yùn)行情況,提前采取行動防止這些事故的發(fā)生,而采用被動的防范措施,理論上或經(jīng)濟(jì)上都是不可行的。

通過設(shè)置冷箱內(nèi)部壓力監(jiān)測,氣體成分變化監(jiān)測,溫度監(jiān)測,隨時了解冷箱內(nèi)部管道設(shè)備泄漏情況,一旦發(fā)現(xiàn)不正常情況或事故苗頭,立即采取相應(yīng)的措施,防止事件惡化和事故發(fā)生。

在監(jiān)測參數(shù)正常的情況下,保證冷箱內(nèi)干燥是非常重要的本質(zhì)安全化措施,它防止空氣和潮氣侵入冷箱,避免造成空氣低溫冷凝成富氧低溫液體和珠光砂結(jié)冰,前者可能使得碳鋼冷脆,后者使得靜載一次應(yīng)力增加并使得管道無法自由活動(二次應(yīng)力增大)。

運(yùn)行檢維修程序也是非常重要的本質(zhì)安全化的重要手段,包括平常的巡檢程序和珠光砂充填扒砂程序,用來防止由于腐蝕,局部結(jié)冰或扒砂引起的事故。


二、平底罐


空分工程上一般采用低溫平底儲罐儲存大于400立方米的大量低溫液體,如液氧、液氮、液氬,而200噸以上液氧根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB18218-2018《危險化學(xué)品重大危險源辨識》屬于重大危險源。

平底罐倒塌或大量低溫液氧,液氮液體等泄漏及泄漏后產(chǎn)生的相應(yīng)低溫云霧將產(chǎn)生許多重大危害,它們分別為:人員的低溫凍傷,碳鋼結(jié)構(gòu)的冷脆,由于霧或能見度降低引起的交通等事故,液氮及液氬缺氧云霧引起的窒息和液氧富氧云霧引起的火災(zāi),行業(yè)內(nèi)也有許多重大事故報道,比如今年最近發(fā)生的某公司“5.6”液氮平底罐事故以及“7.19”義馬事故。

因此分析低溫平底儲罐的失效模式,針對其失效機(jī)理,采取相應(yīng)防護(hù)措施,對低溫平底儲罐的本質(zhì)安全化設(shè)計是非常重要的。

低溫液體平底儲罐的主要部件及典型結(jié)構(gòu)如圖5所示。

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圖5 低溫液體平底儲罐典型結(jié)構(gòu)

它的主要危險是低溫液體大量泄漏,引起的原因是內(nèi)筒破裂、液體管道破裂或倒塌,其失效模式如 圖6所示

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圖6 低溫平底儲罐主要失效模式

根據(jù)圖6的主要失效模式,下面對低溫液體平底儲罐的失效機(jī)理及防護(hù)措施進(jìn)行分析研究

(一)內(nèi)容器本質(zhì)安全化

1. 內(nèi)容器的失效機(jī)理

內(nèi)壓使內(nèi)容器產(chǎn)生向上的抬升力,當(dāng)抬升力超過地腳錨帶的極限時,可能產(chǎn)生失效,其后果是內(nèi)容器地腳徹底斷裂,底板撕裂,筒體被推向上,大量液體隨之泄漏(如圖3所示)

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圖7 內(nèi)容器失效機(jī)理

2.本質(zhì)安全化措施

第一,內(nèi)容器本質(zhì)安全化設(shè)計。采用奧氏體不銹鋼材料建造內(nèi)容器,保證它的低溫韌性;結(jié)構(gòu)上采用筒體與壓環(huán)全焊透,自支撐式拱形頂蓋。罐頂設(shè)計成先于其他部分破裂的薄弱點(diǎn)——易碎罐頂,采用爆破片實(shí)現(xiàn)所謂的薄弱易碎罐頂。石墨爆破片安裝于內(nèi)容器頂部人孔。按照以上設(shè)計原則,根據(jù)潛在影響后果,注重強(qiáng)弱順序,按可能的后果及其試驗(yàn)方法,對不同部件采用不同的安全系數(shù),在各個壓力段范圍內(nèi)提供確實(shí)的安全余量,如操作壓力范圍、安全泄放裝置壓力范圍及相應(yīng)機(jī)械強(qiáng)度極限的壓力范圍,所有部件的設(shè)計參數(shù)均以爆破片的爆破壓力作為基準(zhǔn)。

第二,地腳系統(tǒng)本質(zhì)安全化設(shè)計。內(nèi)容器地腳采用錨帶錨板結(jié)構(gòu);錨帶用與筒體相同材料的標(biāo)準(zhǔn)扁鋼制成;地腳錨帶預(yù)埋于儲罐混凝土底板內(nèi),錨帶均勻分布于內(nèi)容器圓周上并且每個埋地處用鋼筋 加強(qiáng)。混凝土底板中的筒體地腳錨帶和拱頂與筒體的連接部件均應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是壓力容器的一部分。也就是說,地腳錨帶也應(yīng)當(dāng)按容器設(shè)計、制造規(guī)程進(jìn)行壓力試驗(yàn),確保建造質(zhì)量。在固定筒體之前,根據(jù)需要,對一定數(shù)量的地腳錨帶(一般最少4個)逐個進(jìn)行拉拔試驗(yàn),試驗(yàn)力大于等于錨帶最大設(shè)計應(yīng)力值,用以檢驗(yàn)錨帶埋于混凝土底板的連接強(qiáng)度。它是低溫平底儲罐與土建結(jié)構(gòu)兩個專業(yè)之問的關(guān)鍵交接點(diǎn),拉拔試驗(yàn)用于驗(yàn)證這個交接點(diǎn)是整個儲罐系統(tǒng)的最強(qiáng)部分。

第三,超壓安全控制回路的設(shè)計。超壓安全控制回路由壓力檢測、控制系統(tǒng)及執(zhí)行閥門組成,按設(shè)定的安全邏輯進(jìn)行控制動作,如報警、壓力高時關(guān)閉所有進(jìn)液閥門、壓力低時關(guān)閉所有出液閥等。

(二)液體管道本質(zhì)安全化

1. 液體管道失效機(jī)理

低溫平底儲罐內(nèi)部管道失效除溫差引起的二次應(yīng)力外,還有端點(diǎn)位移引起的二種失效模式:第一個是內(nèi)容器壓力向上的抬升力超過管道與內(nèi)容器連接處的許用應(yīng)力;第二個絕熱夾層壓力使外容器產(chǎn)生向上的抬升力超過管道與外容器連接處的許用應(yīng)力。這兩種情況可能的失效后果是內(nèi)容器地腳變形或局部破裂、內(nèi)容器或外容器與管道相對變形位移、管道局部破裂以及液體泄漏,如圖8所示。

低溫平底儲罐外部管道失效機(jī)理:柔性不夠,碳?xì)浠衔锓e聚爆炸以及外部荷載沖撞或泵火災(zāi)引起的多米諾效應(yīng)。

 

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圖8 儲罐內(nèi)部管道失效機(jī)理

2.本質(zhì)安全化設(shè)計措施

合理的絕熱夾層內(nèi)管線設(shè)計:管道布置自補(bǔ)償,不允許有位于夾層內(nèi)的管道膨脹節(jié)。管道穿外容器 壁設(shè)計:從混凝土底板穿出,而一般不從外容器側(cè)壁穿出。如必須側(cè)壁穿出時需要特殊設(shè)計,從而避免外容器對管道的影響。液體抽出管安全設(shè)計:安裝自動切斷閥用以緊急切斷響應(yīng);配備用于維修的自動閥和位于上游的手動切斷閥;在靠近自動閥的高點(diǎn)設(shè)置氣封,用以改善維修閥門時的可靠性及安全性;液氧管道配置防碳?xì)浠衔锓e聚的熱虹吸管;自動閥后管道加設(shè)大剛度的固定點(diǎn);管道系統(tǒng)需要好的柔性。設(shè)置安全閥和翻板裝置作為夾層超壓安全保護(hù)裝置。

(三)相關(guān)危險防范措施

1. 溢流防范措施

(1)失效機(jī)理

如果沒有溢流保護(hù)系統(tǒng)或它不起作用,液體就可能到達(dá)內(nèi)容器頂部,并且可能再上升到達(dá)安全閥底,導(dǎo)致罐頂向上抬升的靜壓很大,一般可以達(dá)到設(shè)計壓力的幾倍,而內(nèi)容器罐頂?shù)陌踩y卻不會動 作,所以罐頂?shù)陌踩y不能作為溢流的防護(hù)措施(如圖9所示)

 

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圖9 溢流危險

(2)本質(zhì)安全化安全防護(hù)措施

配備實(shí)質(zhì)物理上的真正溢流管,并且在溢流管上配置溢流安全閥,并且設(shè)置防溢流安全保護(hù)回路,它由兩個獨(dú)立的液位檢測、控制系統(tǒng)及執(zhí)行閥門組成,按設(shè)定的安全邏輯進(jìn)行控制動作。

2. 氣相超壓防范措施

(1)失效機(jī)理

氣相超壓可能發(fā)生在當(dāng)蒸發(fā)和閃蒸的流量大于放空閥排放流量的時候。由于罐頂連接強(qiáng)度一般大于地腳錨帶,所以超壓主要影響內(nèi)容器地腳系統(tǒng)。

(2)安全防護(hù)措施

如前所敘的合理內(nèi)容器設(shè)計及合理的地腳系統(tǒng)設(shè)計,并且設(shè)置多層超壓安全控制及泄放裝置,它們分別是放空閥、安全閥和爆破片。配置壓力控制閥,至少2個安全閥,其設(shè)置應(yīng)當(dāng)保證儲罐運(yùn)行中至少有1個安全閥作用,能排放100%的安全泄放流量,即使有一個發(fā)生故障或維修時也應(yīng)當(dāng)保證1個 安全閥工作。超壓安全控制回路按前所敘。

3. 地震防范措施

(1)失效機(jī)理

橫向地面運(yùn)動引起筒體及液體諧振,有兩個主要破壞作用:水平荷載引起液體晃動;垂直荷載產(chǎn)生傾復(fù)力矩,液體晃動可能損壞頂蓋和頂部筒體。兩個作用均影響地腳系統(tǒng),當(dāng)然液位高時可能影響頂蓋。典型的地震破壞是筒壁屈曲,即所謂的“象腿”。

(2)安全防護(hù)措施

采用合理的基礎(chǔ)設(shè)計、混凝土底板設(shè)計及地腳系統(tǒng)設(shè)計,并采用高強(qiáng)度的絕熱泡沫玻璃磚;經(jīng)有資質(zhì)的土建工程師審批基礎(chǔ)設(shè)計及地震計算。

4. 其他失效模式防范措施

(1)頂部壓環(huán)破壞和頂部連接破裂

它的失效模式是突然氣體卸壓、氣體及珠光砂泄漏噴射,可能無液體泄漏。合理的內(nèi)容器設(shè)計是其安全防護(hù)措施。

(2)負(fù)壓防范措施

真空負(fù)壓可能發(fā)生于:儲罐筒體冷卻太快或充裝過冷液體時;排液過快時;液壓試驗(yàn)后排液沒有將放空閥或人孔打開時;排液時增壓系統(tǒng)有問題時;充裝時氣體冷凝時;裝填珠光砂時。合理的夾層保護(hù)設(shè)計和防真空安全裝置是其安全防護(hù)措施。

夾層保護(hù)設(shè)計:用干燥氮?dú)獠粩喑淙藠A層以驅(qū)趕潮氣及防止罐體最初冷卻時的真空。配備氣源調(diào)壓器及背壓調(diào)壓器,2個調(diào)節(jié)器可用二級壓力調(diào)節(jié)器替代,氣源調(diào)壓器信號由背壓調(diào)壓器反饋,用轉(zhuǎn)子流量計監(jiān)測流量,以保證夾層空間壓力正常;安裝壓力變送器,當(dāng)夾層空間超出壓力范圍時向操作員報警。

(3)溢流區(qū)及溢流監(jiān)測

為保證不可避免的液體泄漏,如少量排液、充車管道等,應(yīng)當(dāng)設(shè)置溢流區(qū),使低溫液體流向非敏感設(shè)備或區(qū)域,如電器儀表等區(qū)域。溢流區(qū)體積按安全等級設(shè)定為儲罐體積的百分比(最少5%)。溢流探測安全控制回路由低溫液體探測儀及溫度探測儀等組成。設(shè)置急停按鈕用于儲罐緊急安全隔離。

本文介紹探討了液空集團(tuán)冷箱和平底罐本質(zhì)安全化設(shè)計方法和經(jīng)驗(yàn),希望能夠?qū)π袠I(yè)安全做出相應(yīng)的貢獻(xiàn)。空分設(shè)備作為鋼鐵,化工,煤化工或石油化工企業(yè)重要的公輔設(shè)施,它的長期可靠安全運(yùn)行對于全企業(yè)的安全生產(chǎn)具有顯著影響。因此,在設(shè)計階段充分辨識各個工藝和設(shè)備中潛在的危險及其失效機(jī)理,針對性地采用風(fēng)險控制手段,是實(shí)現(xiàn)空分本質(zhì)安全化或更安全設(shè)計的關(guān)鍵或根本手段。