大型全压力式液化烃球罐区设备及管道布置探讨

大型全压力液化球罐区设备及管道布置探讨
周红军
【摘 要】液化烃具有饱和蒸汽压低、爆炸极限范围广、点火能量低等特点,是一种石油化工领域常见的易燃、易爆介质.参照相关标准规范,对液化烃全压力式球罐区的设备、管道布置中的问题进行了探讨,并结合工程实例进行分析,总结出了一些值得借鉴的经验.
【期刊名称】《化肥设计》
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【年(卷),期】2018(056)006
【总页数】4页(P24-27)
【关键词】液化烃;球罐;设备布置
杜勒斯
【作 者】周红军
【作者单位】中国五环工程有限公司 ,武汉湖北 430223
【正文语种】中 文
【中图分类】TE972
液化烃为15℃的温度下,蒸汽压力大于0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体,不包括液化天然气。石油化工企业设计防火规范GB50160[1]上将液化烃火灾危险性划分为甲A类。1m3液化烃可气化成250~300m3的气态烃,与空气形成3 000~15 000m3的爆炸性混合气体。而且液化烃的点火能量极低,一般在0.25MJ左右,电话、步话机、手电筒开关时产生的火花即可点燃爆炸性混合气体,形成爆炸。液化烃介质一般有两种储存方式:一是常温下加压储存,即选用压力储罐,一般用于石油化工厂、煤化工厂的中间、产品罐区等;二是常压下低温储存,一般用于原料罐区、船运低温液化烃的接收站等。化工厂的液化烃罐区属于重大危险源,科学与规范的设计对提高液化烃罐区的本质安全性、减少安全事故的发生率具有十分重大的意义。本文从液化烃球罐区的设备布置、管道布置两个角度出发,对液化烃球罐区的相关设计问题进行了讨论,并结合实际工程案例进行了总结。
1 球罐区设备布置
1.1 球罐分组布置
液化烃储罐应成组布置[1]。每个液化烃罐组内的储罐不应超过2排,每组全压力式储罐的个数不应多于12个。单个液化烃罐组四周应设环形消防通道,消防车道路面宽度应不小于6m,路面内缘转弯半径不宜小于12m,而且路面上的净空不应低于5m。
1.2 罐组内罐与罐之间间距
按照GB50160第6.3.3条[1],工艺上有事故排放至火炬的措施为球罐间间距取相邻较大储罐直径的一半;无事故排放至火炬的措施为球罐间间距取相邻较大储罐直径。这一点要求与建筑设计防火规范GB50016上的要求是不一致的。GB50016上第4.4.2条[2]规定:液化石油气储罐之间的防火间距不应小于相邻较大罐的直径。GB50016上的液化石油气专指以C3、C4或由其为主所组成的混合物;而GB50160上的液化烃,定义为“15℃时的蒸汽压力>0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体,不包括液化天然气”,不仅包含液化石油气,还涉及乙烯、乙烷、丙烷等单组分液化烃类。
对于石油化工企业内的液化石油气储罐的布置,是否应遵循GB50016的要求存在争议。GB50016上根据储罐区的总容积将液化石油气储罐和储罐区分为了7档,在4.4.1条的解释[2]中指出,第6、7档主要为特大型灌瓶站、大中型储配站、储存站和石油化工厂的储罐区。
由此可见,GB50016上提到的液化石油气储罐区包括石油化工厂的储罐区。但是在GB50016的总则中又指出:石油和天然气工程、石油化工工程、煤化工等的建筑防火设计,当有专门的国家标准时,宜从其规定。这就导致了争议的产生。而且,GB50016上对液化石油气储罐的分组布置也与GB50160的要求不同。GB50016要求数个储罐的总容积大于3 000m3时,应分组布置,组内储罐宜采用单排布置。这条对于石油化工企业来说,较难执行。随着工艺的不断进步、装置处理规模的不断增大,3 000m3的全压力式液化烃、液化石油气储罐变得十分常见。如果遵循GB50016,那3 000m3的液化石油气储罐就要单罐单组,这将极大地增加占地与投资。
钢窗料在对液化石油气的火灾危险性论述中,GB50160和GB50016也存在不同之处。GB50160认为液化烃压力储罐比常压甲B类液体储罐安全,液化烃罐因漏气而着火的火焰并不大,且罐内为正压,空气不能进入,火焰不会窜入罐内而引起爆炸。而GB50016上指出,当液化石油气储罐破裂时,罐内压力急剧下降,罐内液化石油气会立即气化成大量气体,并向上空喷出,形成蘑菇云,继而降至地面,向四周扩散,与空气混合形成爆炸性气体;一旦被引燃即发生爆炸,继之大火以火球形式返回罐区形成火海,导致储罐发生连续爆炸。GB50160对火灾的分析侧重于漏气,即少量泄漏情况;而GB50016侧重于罐子破裂、大量
孔庆德生死护送卡尔逊泄漏的情况。随着设计、制造及检验技术的进步,压力储罐发生破裂的概率在减少;而且液化烃压力储罐区内均设置有可燃气体检测报警系统,一旦发生少量泄漏,即可及时被发现和处理,这也减少了储罐发生大量泄漏的可能性。
石油天然气工程设计防火规范GB50183上第6.6.9条[3]规定,对于陆上油气田工程以及海洋油气田终端工程中的液化石油气压力储罐组,全压力球罐间的防火间距为相邻较大罐直径,且6.6.2条规定,罐组内储罐个数不应超过12个,总容积不应超过20 000m3。国外的标准NFPA58及API RP 2510上规定相邻液化石油气储罐间距取相邻较大储罐直径的一半,与GB50160的要求相同。
种植牙周围的组织重建在实际的设计工作中,需执行的标准规范应根据具体的项目来确定。石油化工厂、煤化工厂的液化烃及液化石油气储罐一般都按照GB50160来设计。有的企业在企业标准中对相应内容作出了规定。比如,中国石油天然气股份有限公司的企标Q/SY TZ 0236就规定“液化石油气球罐组内球罐之间的防火距离应不小于相邻较大罐的直径”。笔者认为,本着安全第一的原则,如果条件允许,适当加大储罐间间距以及限制储罐组总容积是有必要的。比如,内蒙古安监局在2014年发文(内安监管三字[2014]104号)要求加大危险化学品储罐间距,
书目文献出版社对地上立式储罐之间的距离,按不小于现行国家、行业有关标准规范规定下限的两倍确定。
1.3 防护墙/隔墙设置
GB50160第6.3.5条[1]规定,液化烃全压力式储罐组宜设不高于0.6m的防火堤,防火堤内脚线距储罐不应小于3m,防火堤内隔堤不宜高于0.3m。而储罐区防火堤设计规范GB50351[4]对防火堤和防护墙进行了区分,规定防火堤主要用于常压油罐区及冷冻式储罐区,防护墙主要用于全压力式球罐区。防火堤用于储罐发生泄漏时,防止液体外流和火灾蔓延;而防护墙用于储罐发生泄漏时,防止下沉气体外溢,主要用于通过加压使气态变成液态的储罐组。GB50351上对全压力式液化烃储罐组防护墙和隔墙的高度以及储罐罐壁到防护墙的距离的要求与GB50160相同。
对于是否应设置隔墙的问题,GB50160和GB50351均规定全压力式储罐组总容积大于8 000m3时应设隔墙,隔墙内储罐总容积不应大于8 000m3,当单罐容量大于或等于5 000m3时应每罐一隔。但在2014年7月,国家安全监管总局发布了《进一步加强化学品罐区安全管理的通知》 (安监总管三 68号),该通知上要求可燃液体储罐要按单罐单堤的要求
设置防火堤或防火隔堤。因此,目前对液化烃球罐区均按照单罐单堤来设置。

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