浅析液化石油气储罐的应急抢险

丁广荣 范永辉

(深圳市燃气集团股份有限公司,广东深圳 518049)

浅析液化石油气储罐的应急抢险

丁广荣 范永辉

(深圳市燃气集团股份有限公司,广东深圳 518049)

分析了液化石油气储罐厂主要泄漏点,并提出了采用高压注水方法减少事故状态下的液化石油气泄漏量;分析了高压注水方法的选用方式。

液化石油气泄漏 储罐根部阀门 高压注水方式 水泵

1 问题的提出

随着科学技术的发展和管理水平的提高,液化石油气储罐的防护措施越来越多：有液位计、压力表、浓度报警器、电伴热系统、液位压力报警等等。但是,万一储罐底部第一道截止阀或法兰发生泄漏、人员无法靠近时该如何处理？这个问题一直困扰着液化石油气储罐厂管理人员。

1985年1月5日凌晨,储量近6000吨的北京市液化气公司云岗储备厂罐区出现一片白雾,且越来越浓,散发着刺鼻的液化石油气特有气味。经查,3#球罐排污管第一道法兰口垫片呲裂,抢修人员已无法靠近,方圆2公里内液化石油气迅速达到爆炸极限,幸亏采取措施得力,未酿成重大事故。

1998年3月5日16时30分,陕西省西安市煤气公司液化气管理所一座1000 m3储罐排污管第一道法兰口垫片呲裂,液化石油气大量泄漏。在该所人员与消防战士设法抢修之时,突然发生空间闪爆并起火,大火持续30多小时。造成13人死亡(包括1名副经理和7名消防战士)、2台1000m3储罐和几台卧罐均被烧毁的恶性事故。

据两次事故均在现场的建设部专家分析,造成泄漏的主要原因是：储罐下排污管线无伴热系统或伴热系统失灵;储罐第一道法兰是平焊法兰,且使用的是石棉垫。而两次事故不同后果的原因是：云岗储备厂抢险时现场人员接临时管线向储罐内注水,措施得当,且警戒范围控制较好,附近未出现火源;西安液化气管理所没有向罐内注水设施,造成几小时的液化气大量泄漏,附近又出现了火源。

由此,进一步证明液化石油气储罐,特别是大型储备厂、灌瓶厂,建立完善的储罐高压注水系统,无论冬季夏季,万一罐底发生泄漏时启动,能够将水注入球罐、将液化石油气托起,漏水不漏液,以便人员接近抢修,已势在必行。

同时,《城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程》(CJJ51—2006)第6.5.1条也规定“当现场条件无法直接使用抱箍、包扎气带、注胶等控制泄漏时,宜采取向储罐底部注水的方法。采取该方法时,应综合考虑注水的温度、压力、水量及流速,确保注入的水维持在控制泄漏的最低限度。”

图1

图2

2 方案设计

高压注水系统就是利用液化石油气比水轻、并不融于水的性质,将水注入储罐内,用高压水流将管线内的液化石油气顶入储罐并托起,甚至从气相管排出。该工艺虽然简单,但是,因注水管线直接与液化气管线连接,管线设计压力、阀门的应用、水泵的参数选择却非常重要。因无相应的规范,各种参数只能在理论计算的基础上根据实际经验确定。

2.1 管线压力等级的确定

水泵进口管线连接的是水源,不须承受较高压力,可以设定与水源管线压力相同;水泵出口要承受较高压力,且与液化石油气液相管线沟通,因此要与液化气管线采用相同的压力等级。

2.2 阀门的选择

水泵进口管线压力等级较低,阀门可以使用普通的给水用闸阀。但因出口管线与液化石油气管连通,为了确保运行可靠,故水泵出口所用截止阀、止回阀等应全部选用液化石油气专用阀门。

2.3 水泵参数的确定

水泵是否选用得当,关系到水能否顺利注入储罐、顺利抢险,并应不会对液化气系统设施造成损坏。因此,整个高压注水系统中,最关键的就是水泵参数的确定。

由流程图可以看出,水泵须克服的阻力损失为：①储罐内气体压力P罐;②储罐内液注的压力H液;③储罐底部与泵的高差H差;④管线阻力损失H损。各项阻力损失的具体数额须根据实施部位具体确定。

此外,为保证水顺利注入储罐并且不对储罐和管线形成伤害,水流进罐前应与罐压有适当的压差。根据实际运行经验,这一压差应为0.3～0.5Mpa。

故：水泵扬程H≥P罐+H液+H差+H损+0.3～0.5Mpa。

各项参数确定后,便可进行实施。根据各单位罐区工艺情况的不同,高压注水管线可以有两种不同的敷设方法。

2.3.1 注水管线敷设至各储罐(图1)

方案一是将注水泵安装在消防水泵房内,管线敷设至整个罐区,与每个储罐的液相管或排污管道连接。

2.3.2 水泵出口与储罐阀门组连接(如图2所示)

方案二是将注水泵安装在消防水泵房内,水泵出口管线与储罐液相总管相连。

2.3.3 两种高压注水方式的比较

采用第二种高压注水方式,给水管道与液化石油气液相进液总管连接,虽然名义上可远离储罐区进行注水操作,但是储罐进液管道上的阀门仍然需要操作人员抵近打开,而且该注水方式和进液总管连接,平时误操作的可能较大。故不建议采用此种注水方式。

采用第一种高压水管注水方式,给水管道与液化石油气管线接口处于储罐附近,若储罐发生泄漏,操作人员需要靠近储罐开启水路阀门,打开水路后方可开启水泵。由于储罐发生泄漏时,往往先采取一些常规的堵漏措施,如木楔,法兰抱箍等设施先行进行堵漏操作,高压注水方式是在储罐泄漏无法控制时的一种不得已措施。实际操作时,抢修人员有足够的时间能够将储罐的排污管及高压注水管道打开,因此,方案一可操作性强。

[1]胡迪.液化石油气储罐泄露风险评价的研究.中国石油大学,2010．

[2]陈志平.液化石油气储罐使用中应注意的几个问题.化工装备技术,1995.05.

[3]江华.液化石油气储罐常见问题分析和解决办法.科技经济市场,2011.2.23.

[4]林荣方.地下储罐液化石油气储配站泄漏事故应急措施.安全管理网,2012.3.16.