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液化气体贮运及装备安全技术

  
评论: 更新日期:2011年06月08日


  
  用泵输送液化烃类气体、液氨和液氯时可能发生以下危险:
  
  填料函失效液化气体经填料函泄人大气,发生燃烧和爆炸;泵内输送的物料过热,使不稳定的液化气体发生分解和爆炸;泵和管道内形成气塞,管道因液体冲击使压力上升而发生破裂;系统中吸入空气,或者在停车后或检修后重新开车前,没有全部排出系统中的空气。
  
  由于输送不稳定的液化不饱和烃类气体所选用的泵不符合要求,泵控制系统缺陷,曾多次发生事故。由于在泵操作过程中多次调节,使液体丙烯管线内的压力上升,导致管道破裂,丙烯预热炉的火焰控制计量仪表室或配电站内发生的火花都会成为丙烯—空气混合物着火的原因。泵内的丙烯过热使丙烯蒸发,形成气塞,使管道内压力上升。没有配置控制压力和控制切断泵运转的联锁装置用的记录仪表,在液体丙烯的接受器和贮罐上也没有安装丙烯液位的仪表,使系统压力达到危险极限。输送易爆和有毒液化气体的泵压出管线上装有压力调节仪和超限切断的联锁装置;输送液化气体的泵在设计和运行过程中会产生蒸气并有经填料函泄出的可能性。为防止在泵内生成蒸气,输送的液化气体在压人段应具有最大压力。泵安装的标高应低于贮罐中液化气体的液位。如果压入段难于保证必要的液位差,则应安装在压人段增压不高的条件下进行操作的专用泵,对液体进行补充冷却处理。为保持液位差,管线应当尽量短,有足够的管径和可靠的隔热,整个系统配备专用贮罐,以便将生成的蒸气送入贮罐。泵启动时,整个系统应进行冷却,并注入液化气体。应设有专用装置,将冷液化气体送往泵的压入和压出管线。输送液化气体通常采用无填函式密闭泵、竖式或卧式潜孔泵以及竖式或卧式油泵。输送液氨和液氯应该使用专用泵,输送液化气体不应使用填函式泵。如果必须使用这种泵,泵端应补加密封。
  
  气动输送液化烃类气体、液氨和其他易爆液体物料,一般都用惰性气体,输送液氯和其他无爆炸危险的气体则使用压缩空气。用气动方法输送液化气体,可以避免用泵输送液体时物料可能经填料函泄出的现象,但是,用气动方法输送不能排除形成易爆混合物的危险。
  
  用于输送液化烃类气体的惰性气体中氧含量增加发生过爆炸事故。工艺设备中的乙炔和其他烃类化合物进入丁输送液氯用的压缩氮气系统。当这种氮气送入液氨贮槽,氯和乙炔作用,贮罐温度上升,压力随之升高。爆炸破坏了两台液氯贮罐,贮存有液氯100t左右。大量水分随空气和液氯进入液氯容器,容器腐蚀发生破裂事故。为避免输送物料与惰性气体中杂质生成危险的混合物,液化气体可采用提高蒸气温度和相应增加蒸气压力的方法输送,可以采用铁路槽车和公路槽车,蒸气压力的提高是压缩机的运转达到的。活塞式压缩机的压人管线与贮罐的蒸气空间相连接。液化气体在压差作用下由槽车输入贮罐,当全部液化气体从槽车输出后,压差减少。压人和压出管线互相换向,使蒸气由槽车返回贮罐。当槽车中的压力下降到0.02—0.04MPa,压缩机停止运行。液氯管线用惰性气体吹扫。液氨和液化烃类气体都可用这种方法输送。
  
  贮存易爆液化气体的贮罐卸空时,应采取措施,防止液位下降时空气进入贮罐。采用各种不同的流程,在这些流程中氮气既用于输送,也用于“氮气呼吸”,当贮罐卸空时将氮气注入贮罐。液化气体在装入铁路槽车或其他容器前,必须弄清槽车或容器中确实没有其他气体或液体。新槽车及经洗涤和检修后的槽车,在装入易爆的液化气体前应该用氮气吹扫到氧含量合格。从用户处返回的空槽车或其他容器,器内应保持输送气体的余压。槽车内剩有液化气体,装料前应对这种气体进行分析。如果内装物料的质量符合现行标准和技术条件,槽车就不必卸空,即可装料至规定量。反之,槽车内装的物料应排入专用容器。输送过其他物料的槽车、容器、钢瓶等不得再用来装液化气体。不相容的物料混合而作用,导致容器升温、升压,甚至破坏等。用铁路槽车和运输容器装液氨和液氯时常常发生这种事故。装过乙醛的槽车装液氨时发生过槽车破裂,蒸气—空气混合物爆炸的事故。
  
  液氯用铁路槽车和其他容器装料时也发生过类似事故。液化烃类气体、液氨和液氯是用铁路槽车、公路槽车或钢瓶在压力下输送。装料和卸料时输送容器应该用软管或可卸式金属管与固定贮罐连接。软管、可卸式金属管及其连接方式都应使整个系统保持必要的密闭性和可靠性,装卸过程可能有大量易爆和有毒气体泄出。
  
  1973年美国亚利桑那州的一座加料站,当从铁路槽车(容积76m3)卸液体丙烷时泄漏出大量丙烷。它是因卸料管不合格和卸料管与槽车的连接质量不好而发生的。当时曾试图压紧连接头(用扳手敲打),以排除泄漏,由于撞击火花丙烷—空气混合物着火燃烧。消防队迅速赶到现场,用水冷却发热的丙烷槽车,十分钟后仍然发生爆炸,碎片抛出365m远。地面火球直径达45—60m。上升至数百米高的蘑菇云有300m宽。在灭火过程中,离爆炸槽车45m处的20名消防队员死亡,离槽车300m处有95人受到不同程度的烧伤。
  
  大量液氯突然泄出是非常危险的。1978年2月的一个夜晚,美国佛罗里达州扬斯顿市附近某编组列车中有一辆液氯槽车损坏。有毒气体迅速扩散至附近地区。8个居民死亡,约有70人送医院抢救。大约有40t液氯泄人大气。形成的气雾顺着风向在厂区内外扩散达2km。事故原因是由于槽车加料结束后活门尚未关闭,工人就开始拆卸作业,在法兰松动的情况下液氯经接头泄出。橡胶垫圈受氯气作用已遭损坏。液氯管道法兰接头使用橡胶垫圈是错误的。为防止液化气体经过连接管道和软管泄出,对所用材料是否符合运输介质的要求、管道接点、仓库贮罐和运输容器的制造质量是否可靠应当特别注意。液化烃气体和液氯装卸时应该使用能在加压条件下操作的钢管(选用适合的钢材)和增强的橡皮软管。输送液氨时,槽车与管道连接可使用耐压20MPa的橡胶织物套管。新安装的软管套管以及与其连接的管接头都应进行水压试验。直径接近50mm的软管在40MPa压力下试验;直径50mm以上的软管试验压力为2.5MPa。水压试验应当每年进行一次。在每次水压试验后软管均应钉上铝薄片,薄片上铸有试验压力和试验日期(年、月、日)。每次加料前,都应该用压力的方法检查软管和槽车是否密闭。输送液化烃类气体和液氨用的橡胶软管应该使用在低温下能保持弹性的丁基橡胶特种橡胶。橡胶软管老化后容易损坏,许多重大事故就是由于软管损坏而引起的。因此,应该限制使用橡胶软管。
  
  将液氯从贮罐输入固定容器,应该使用无缝焊接管道。可拆卸的接头数目应当尽量少,以保证必要的密闭性,法兰接头应当做成凸~凹型,衬垫材料应使用石棉橡胶板,不应使用橡皮。曾发生铁路槽车装料时因进行机车调度作业将液氯管道扯断,贮罐中液氯和铁路槽车中的液氯经扯断的管道泄出氯气的事故,大面积扩散。横跨铁路和公路的所有液化气体和其他物料的管道的栈桥均应有足够的高度。
  
  液化气体和可燃液体遇到静电火花会引起燃烧,贮罐和运输容器在装卸物料过程中会出现危险。固定贮罐和运输容器,接地应该可靠,导走可能使空气—蒸气混合物起火燃烧的电荷。一座容积为2000m3的贮罐,在加入液化烃类气体时,贮罐内蒸气—空气混合物因静电火花发生燃烧。贮罐上部管道与底部不相通,液体进入贮罐,使电荷积累,贮罐只有外部接地,不能保证贮罐各部分的电荷都引出。
  
  1974年,在美国明尼苏达州,有一辆装有40t液化丙烷—丁烷混合物的公路槽车因类似原因发生爆炸。在30kg远处都能看到巨大的火球。在装料桶加入甲苯时曾发生爆炸。甲苯加料速度为18.9kg/min。由于装料桶没有接地,装料桶的内表面有一层厚0.13mm不导电的环氧树脂清漆涂层。易爆的液化气体和易燃液体在装卸操作过程中应当采取可靠的接地措施,导致放电引爆。液体装入容器应该通过虹吸管在液流不停的情况下进行。引出设备中的静电有许多方法,利用电子显示装置,通过信号显示设备与接地线路是否符合安全要求。设计装置在无接地措施时使设备不能装卸的措施。装卸装置应该配置在远离其他操作位置、通风良好的室外地区。贮罐应设在室外,遥控操纵。单独的装卸站与其他生产设施应该保持规定距离。贮罐和装卸站应配置固定的消防事故救援系统——灭火系统、信号系统、语音报警系统。装备水幕的喷水系统,可以阻止蒸汽—气体雾扩散,当发生火灾时能使贮罐冷却。为限制气体泄出,安装液化气体或易燃液体切断系统、泵的停车系统、管件遥控切断(以阻止贮罐中的气体泄出)和报警信号系统。

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