液化烃罐区的安全设计探讨

赵 飒

(河北生特瑞工程设计有限公司，河北 石家庄 050011)

1 液化烃性质及危险性

液化烃为15℃时的蒸汽压力大于0.1MPa的烃类液体及其他类似的液体，不包括液化天然气[1]。液化烃的火灾危险性为甲A类，与空气混合形成爆炸性混合物，遇明火、高热能引起燃烧爆炸。液化烃的爆炸性气体混合物密度一般比空气重，沿地面扩散并易在低洼处积聚，遇火源即着火回燃。液化烃沸点很低，一般采取常压低温储存或常温加压储存。

下面以C4(碳四)罐区的设计为例进行探讨，该罐区拟设置八台常温加压储存的C4球罐，其中包括四台1000 m3C4球罐，四台400 m3C4球罐。

2 碳四罐区的设计

2.1 工艺流程设计

由于碳四为常温加压储存，球罐为压力容器，温度升高液化烃气化易超压。为防止碳四球罐超压，在罐顶设置两套互为备用的安全阀，并且安全阀的进出口切断阀采用机械联锁装置[1]。有可能被物料堵塞或腐蚀的，在安全阀前设爆破片。另外两端阀门关闭且因外界影响(如气温升高)可能造成介质压力升高的液化烃管道也设置安全阀[2]，安全阀出口管接至火炬系统。另外，为防止夏季高温使球罐升温超压，在球罐顶部设置冷却喷淋水作为降温措施。

为进一步保障球罐的安全，碳四球罐上设置就地、远传压力表，远传压力表设置高限报警，用于监测球罐内气相压力。设置就地、远传温度表，远传温度表设置高限报警，用于监测球罐内液相的温度变化。球罐的抽出管道在靠近设备根部设置切断阀[2]，并在进出料管道上设置紧急切断阀，可在DCS上联锁或手动切断。另外，球罐上设置液位计高低限报警，液位采用差压液位计、液位开关与伺服液位计的远传液位信号组成，液位高高限"三取二"联锁切断进料阀，低液位自动联锁切断出料阀。

碳四中含有水份，球罐底部设置切水管，管道上设有两道切水阀，采用直接切水方式[3]。本项目位于北方，冬季温度低，所以脱水管道采用蒸汽伴热。

为防止碳四泄漏造成爆炸事故，在碳四球罐设置注水措施，当发现球罐泄漏，打开注水管道向球罐内注水，注入的水量大于等于从泄漏处流出的水量，以保证碳四不会泄漏。事故状态下球罐的注水水源采用稳高压消防水系统。注水点采用半固定式连接，需要注水时连接快装接头，实现迅速注水。连接端设双阀和单向阀，注水阀前后设压力测量仪表，以监测水压。

碳四罐区设置一台事故罐，当发生事故时，在注水的同时，将球罐内的液化烃倒入事故罐内。

除以上设计中的安全措施外，还包括：进、出装置的液化烃管道在装置的边界处设隔断阀和8字盲板。连续操作的管道的低点设两道排液阀，排出的液体排放至密闭系统；仅在开停工时使用的排液阀，可设一道阀门并加丝堵、管帽、盲板或法兰盖[2]。

2.2 碳四球罐的设备布置

碳四球罐的设备布置需执行《石油化工企业设计防火规范》GB50160的规定。本项目的设备布置为自北向南布置两列储罐，北侧布置四台1000m3球罐，南侧布置四台400m3C4球罐，防火堤高400mm。

北侧四台1000m3球罐设联合平台。南侧四台400m3球罐设置联合平台。联合操作平台设两个通往地面的梯子作为安全疏散通道。球罐区设置环形消防道路。

2.3 土建设计

球罐防火堤内采用现浇混凝土地面，并坡向外侧。液化烃球形储罐的支柱覆盖防火层，其耐火极限不低于1.5h。

2.4 给排水消防设计

罐区消防采用固定式消防喷淋冷却系统。球罐上设置消防喷淋冷却环管。另外，罐区及泵棚配备干粉灭火器和泡沫灭火器。罐区产生的事故水通过罐区集水坑收集排入厂区事故水池。

2.5 电气设计

碳四罐区的爆炸和火灾危险区域范围内的用电设备采用防爆等级为DIIBT4的防爆用电设备。电缆选用阻燃型，穿镀锌焊接钢管敷设至设备。罐区各设备、管道设置防雷、防静电接地，罐区出入口、泵棚处设置静电导除设施，防止静电火花而引起的爆炸。罐区内设有火灾自动报警[4]及安全监控系统，信号传输至控制室内，用于随时监控罐区情况，保障罐区的安全。

2.6 自控设计

罐区设置DCS系统和SIS系统。DCS系统各球罐设置就地、远传压力表显示、高限报警和就地、远传温度表显示、高限报警。进出料管道上设置切断阀，可与液位计联锁切断或DCS手动切断。SIS系统设置三个远传液位显示、高低限报警，液位信号高高限"三取二"联锁切断进料阀。

在球罐底部、阀门集中区域、泵棚等可能存在释放源的区域设置可燃气体检测报警器，信号传送至总控室内。

3 结语

液化烃为易燃物质，泄漏后遇明火或高热极易引发燃烧爆炸事故。罐区为液化烃的集中储存区，一旦发生爆炸，冲击和破坏力很大，对周边将会造成重大影响。液化烃罐区的设计应依据国家现行的设计规范及实际需要采取必要安全措施，有效的防范和控制火灾爆炸事故的发生。