謹慎儲罐超壓或真空導致的風險

發布時間：2020-04-24  來源：搜狐網

儲罐在化工廠、煉油廠和其他設施中起著至關重要的作用，且投資巨大。然而，盡管罐頂起皺、罐壁開裂和其他故障事件屢見不鮮，許多設計、建造、操作和維護低壓儲罐的人并沒有意識到儲罐的脆弱性。

在暢銷書《出了什么問題？工藝裝置災難案例》，Trevor Kletz在關于儲罐的一章開始時說：沒有一件設備比儲罐更容易發生事故，可能是因為儲罐很脆弱，容易被輕微的超壓和真空破壞。幸運的是，大多數儲罐引起的事故不會造成人員傷亡，但確實會造成損壞、材料損失和生產中斷。”

在美國化學工程師學會化工過程安全中心（CCPS）的免費互聯網出版物《燈塔》中，大約四分之一的案例記錄中都出現了嚴重的儲罐故障。所涉及的事故都是由于過度裝填、真空損壞和蒸汽空間中的可燃混合物引起爆炸等原因造成的。因此，在這里，我們將關注可能危及這些容器的因素——以及如何解決。

儲罐分類

儲罐有各種各樣的設計。一些低壓儲罐，有時稱為常壓儲罐，是按照美國石油協會（API）650規范建造的。許多大型API-650儲罐頂部為扁平到略微錐形的形狀，看起來像一罐金槍魚或金槍魚湯。然而，一罐金槍魚或金槍魚湯所承受的壓力將比典型的低壓儲罐高許多倍[3]。罐頂的重量常常決定了低壓儲罐的壓力額定值。（有些低壓儲罐有浮頂，但我們在這里不予討論。）另一個受歡迎的型號是API-620儲罐，規范規定其壓力額定值為15磅/平方英寸。罐頂像一個膨化的紙杯蛋糕。還有廠制小型儲罐、運輸儲罐、塑料儲罐和一系列非規范容器。

此外，許多壓力容器是按照美國機械工程師學會（ASME）壓力容器規范第VIII節設計和制造的。這些壓力容器的形狀各式各樣——比較廣泛使用的像一個胖大的直香腸或者一個球體。ASME規范適用于內部設計壓力在15至3000磅/平方英寸之間的容器。

越大的低壓儲罐通常越脆弱，最容易因過壓和真空而發生故障[3]。基本上，這是因為廣大面積上的輕微壓力會產生一個很大的力。

常見問題

簡單的操作情況往往會引起儲罐故障。偶爾的過度裝填，阻礙出口排氣口的流動，以及在儲罐泵出時未通風是主要問題。

過度裝填。CP最近的一篇文章，“不要低估過度裝填的風險”，特別關注了所造成的危害。報告列舉了三起因過度裝填而導致的重大工業事故，其中包括2005年12月英格蘭赫特福德郡邦斯菲爾德儲油庫的一場大火。造成事故的儲罐設有獨立的高液位警報器和聯鎖裝置，但該裝置失效了。2006年9月的《燈塔》提供了關于這場災難的詳細情況，并指出，近年來，過度裝填導致了化工和石油工業發生了若干嚴重事件。

儲罐的設計必須提供保護（呼吸閥、緊急泄放閥）——通過警報和高液位聯鎖——防止危險材料過度裝填和由此產生溢出。

過壓和負壓。保持儲罐通風系統的完整性至關重要。否則，可能造成災難性的破壞。

過壓導致直徑12英尺、高24英尺的玻璃纖維酸儲罐底部突然發生重大故障（圖1）。該儲罐配有單獨的通風管、溢流管和真空斷路器。

為了安全起見，在修理下水道時，如果儲罐溢出，酸液將進入下水道，監督人員應堵住溢流管弄瞎，并指示操作人員將儲罐儲藏物降到溢流管以下。設計初衷是使通風管的尺寸盡量滿足填充的目的。

不幸的是，前一次工作堵塞了通風管，沒有被發現。當操作人員開始向玻璃纖維儲罐裝填時，惰性物質無法裝入，儲罐被加壓至出現故障。所幸，未發生人員傷亡。

負壓使低壓直徑20英尺，約30英尺高的碳鋼溶劑儲罐維護良好，但1/4英寸的罐壁在“改進”排氣系統后最終淪為廢金屬。為了減少排放，舊式的保護排氣口正在逐漸被排氣口回收壓縮機和更先進的儀器取代。

在儲罐改建后泵出第一批物料時，由于缺少氮氣墊料，真空保護系統被一個小型截斷閥意外隔離，導致吸入頂板和兩層豎壁。

一個簡單的鉸鏈式通風蓋已經使用了幾十年。通風蓋由一個復雜得多的系統所取代，該系統包括一個回收蒸汽的排氣壓縮機和近零的泄漏壓力/真空裝置。操作人員接受過有關新壓縮機的培訓，但沒有接受過有關新管道布置的培訓。更糟糕的是，關閉一個小直徑的脈沖閥使所有精心設計的改進變得毫無用處。哎呀，一個價值10萬美元的錯誤。

工廠設計人員必須努力開發用戶友好的管道、布局和控制方案，必須明確標注設備安全系統，以減少發生故障的幾率。通風系統應確保在操作的所有階段提供保護。

未經變更管理評審，不得更改或篡改儲罐通風系統（呼吸閥、緊急泄放閥）。

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