谨慎储罐超压或真空导致的风险

发布时间：2020-04-24  来源：搜狐网

储罐在化工厂、炼油厂和其他设施中起着至关重要的作用，且投资巨大。然而，尽管罐顶起皱、罐壁开裂和其他故障事件屡见不鲜，许多设计、建造、操作和维护低压储罐的人并没有意识到储罐的脆弱性。

在畅销书《出了什么问题？工艺装置灾难案例》，Trevor Kletz在关于储罐的一章开始时说：没有一件设备比储罐更容易发生事故，可能是因为储罐很脆弱，容易被轻微的超压和真空破坏。幸运的是，大多数储罐引起的事故不会造成人员伤亡，但确实会造成损坏、材料损失和生产中断。”

在美国化学工程师学会化工过程安全中心（CCPS）的免费互联网出版物《灯塔》中，大约四分之一的案例记录中都出现了严重的储罐故障。所涉及的事故都是由于过度装填、真空损坏和蒸汽空间中的可燃混合物引起爆炸等原因造成的。因此，在这里，我们将关注可能危及这些容器的因素——以及如何解决。

储罐分类

储罐有各种各样的设计。一些低压储罐，有时称为常压储罐，是按照美国石油协会（API）650规范建造的。许多大型API-650储罐顶部为扁平到略微锥形的形状，看起来像一罐金枪鱼或金枪鱼汤。然而，一罐金枪鱼或金枪鱼汤所承受的压力将比典型的低压储罐高许多倍[3]。罐顶的重量常常决定了低压储罐的压力额定值。（有些低压储罐有浮顶，但我们在这里不予讨论。）另一个受欢迎的型号是API-620储罐，规范规定其压力额定值为15磅/平方英寸。罐顶像一个膨化的纸杯蛋糕。还有厂制小型储罐、运输储罐、塑料储罐和一系列非规范容器。

此外，许多压力容器是按照美国机械工程师学会（ASME）压力容器规范第VIII节设计和制造的。这些压力容器的形状各式各样——比较广泛使用的像一个胖大的直香肠或者一个球体。ASME规范适用于内部设计压力在15至3000磅/平方英寸之间的容器。

越大的低压储罐通常越脆弱，最容易因过压和真空而发生故障[3]。基本上，这是因为广大面积上的轻微压力会产生一个很大的力。

常见问题

简单的操作情况往往会引起储罐故障。偶尔的过度装填，阻碍出口排气口的流动，以及在储罐泵出时未通风是主要问题。

过度装填。CP最近的一篇文章，“不要低估过度装填的风险”，特别关注了所造成的危害。报告列举了三起因过度装填而导致的重大工业事故，其中包括2005年12月英格兰赫特福德郡邦斯菲尔德储油库的一场大火。造成事故的储罐设有独立的高液位警报器和联锁装置，但该装置失效了。2006年9月的《灯塔》提供了关于这场灾难的详细情况，并指出，近年来，过度装填导致了化工和石油工业发生了若干严重事件。

储罐的设计必须提供保护（呼吸阀、紧急泄放阀）——通过警报和高液位联锁——防止危险材料过度装填和由此产生溢出。

过压和负压。保持储罐通风系统的完整性至关重要。否则，可能造成灾难性的破坏。

过压导致直径12英尺、高24英尺的玻璃纤维酸储罐底部突然发生重大故障（图1）。该储罐配有单独的通风管、溢流管和真空断路器。

为了安全起见，在修理下水道时，如果储罐溢出，酸液将进入下水道，监督人员应堵住溢流管弄瞎，并指示操作人员将储罐储藏物降到溢流管以下。设计初衷是使通风管的尺寸尽量满足填充的目的。

不幸的是，前一次工作堵塞了通风管，没有被发现。当操作人员开始向玻璃纤维储罐装填时，惰性物质无法装入，储罐被加压至出现故障。所幸，未发生人员伤亡。

负压使低压直径20英尺，约30英尺高的碳钢溶剂储罐维护良好，但1/4英寸的罐壁在“改进”排气系统后最终沦为废金属。为了减少排放，旧式的保护排气口正在逐渐被排气口回收压缩机和更先进的仪器取代。

在储罐改建后泵出第一批物料时，由于缺少氮气垫料，真空保护系统被一个小型截断阀意外隔离，导致吸入顶板和两层竖壁。

一个简单的铰链式通风盖已经使用了几十年。通风盖由一个复杂得多的系统所取代，该系统包括一个回收蒸汽的排气压缩机和近零的泄漏压力/真空装置。操作人员接受过有关新压缩机的培训，但没有接受过有关新管道布置的培训。更糟糕的是，关闭一个小直径的脉冲阀使所有精心设计的改进变得毫无用处。哎呀，一个价值10万美元的错误。

工厂设计人员必须努力开发用户友好的管道、布局和控制方案，必须明确标注设备安全系统，以减少发生故障的几率。通风系统应确保在操作的所有阶段提供保护。

未经变更管理评审，不得更改或篡改储罐通风系统（呼吸阀、紧急泄放阀）。

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