液氨球罐区设备和配管布置分析

李 幸

（上海电气集团国控环球工程有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

相较于其他液氨存储设备，使用球罐存储液氨，无需占据大规模空间，且该结构存储罐受力均匀，符合化工企业的液氨存储需要。因此化工行业相关人员应重视球罐在液氨存储中的运用，研究液氨球罐区设备和配管布置规范，完善工作制度，要求布置人员严格按照规范，完成布置任务，使球罐在液氨存储中发挥应有作用。

1 液氨球罐区设备布置

1.1 防火措施

火灾是液氨球罐区频发的安全事故，为此化工行业相关人员在布置液氨球罐区设备时，应重视防火设计，提升球罐区的防火能力，降低发生火灾的概率，球罐区设备布置防火设计如下：第一，结合化工企业的发展需要，确定液氨球罐区需达到的防火标准，液氨为可燃液体，由于液氨正常情况下为气态，火灾危险性较强，因此可将液氨看作乙A 类可燃液体。第二，确定设备的防火间距，如设备存在用于处理事故的装置，控制防火间距超过球罐直径的0.5 倍，否则防火间距需高于球罐直径的1 倍。

为提升液氨球罐区的防火能力，工作人员在布置设备时，应设置防火堤，防火堤设置注意事项如下所述：第一，设计防火堤的容积，测量液氨球罐区最大存储设备的容积，确保设置的防火堤容积高于该数值。第二，堤脚线距离设计，根据安装设备的规格与型号，科学设置堤脚线的距离，如使用设备为立式球罐，堤脚线间距至少为管壁的一半，卧式球罐堤脚线间距不应小于3 m。第三，防火堤上设置人行区域，每个防火堤上设计至少2 个行人区域，且人行通道间距应控制在60 m 以内。例如，某化工企业液氨球罐区设备布置中，依据设备的型号设置防火堤容积为2 000 m3，并控制堤脚线间距离为3.4 m，符合该化工企业液氨球罐区防火安全需要，保证液氨球罐区的安全，充分发挥防火堤的作用，避免液氨球罐区发生火灾[1]。

1.2 设备布置要求

液氨性质特殊对球罐区设备布设要求较高，工作人员在布置设备时，需考虑液氨的化学性质，规范设备布置方式，确保布设设备后的液氨球罐区满足液氨存储需要。第一，识别液氨球罐区可能发生的安全事故，分析安全事故发生对周边环境的影响，使液氨球罐区的地势适当低于周边区域，同时研究化工企业的运营模式，确保设备安装与生产需要相符，可顺利为生产环节输送液氨，保证设备布设方案的便利性。第二，液氨具有极强的腐蚀性，一旦泄露会引发严重的安全事故，因此设备布置中应重视泄露控制，布置设备的同时确定围堤的修建位置，通常情况下，用于防止液氨泄漏的围堤容积不应小于球罐容量的60%，各化工企业需根据自身液氨存储需要设计球罐容量，以免液氨泄漏危害周边环境安全。第三，考虑介质非可燃的性质，完成液氨球罐的结构设计，包括球罐的容积与尺寸等，深入研读有关文件的内容，按照文件标准设计球罐，确保设计的液氨球罐结构合理，符合化工企业的液氨存储需要。

1.3 安装高度

重视液氨球罐区设备安装高度的设计，该区域需安装的设备以球罐和泵组为主，高度的设计会对液氨球罐区的运行效果产生影响，应引起布置人员的重视，确保区域内各设备安装位置合理，达到化工企业液氨球罐区布设要求，提升布设方案的实际可行性。

储罐是液氨球罐区的主要设备，其安装高度决定安全位置的合理性，因此工作人员在安装球罐时，要控制球罐的安装高度。第一，考虑导淋阀操作需要，在设置设备安装高度时，预留充足的空间，保证导淋阀操作空间充足，以便液氨球罐区在化工企业生产中发挥应有作用，彰显球罐存储液氨的优势。第二，分析储罐需安装的配管，配管安装于储罐前方，计算配管安装所需位置，科学设计储罐的安装高度，以免配管安装可用空间狭窄，增加配管安装难度，降低液氨球罐区设备与配管布置效率，阻碍化工企业的迅速发展。

泵组安装高度控制，计算使用泵组的吸液高度，测量泵组吸液高度与基准面的距离，以此为依据设计泵组的高度，避免液氨球罐区运行中出现汽蚀现象，保证液氨存储设备完好。汽蚀问题是设备布置中急需解决的问题，只有泵组安装高度合理，控制设备被汽蚀的程度，保证泵组安装质量，避免液氨存储过程中性能发生变化。

1.4 罐型选择

液氨球罐区设备安装中，储罐型号的选择需作为工作人员的工作重点，合理的选型是设备布置与安装工作顺利进行的关键，在选择球罐型号时，要考虑以下问题。第一，球罐的形式，用于存储液氨的球罐有立式与卧式两种，适用条件不同，安装方式也存在差异，同时依据企业液氨存储需要，确定需安装球罐的数量，以保证安装球罐的液氨存储容量符合企业生产需要。第二，罐体材质的选择，检验设备的抗腐蚀性，能够抵御液氨的侵蚀，用于液氨存储使用寿命较长，避免设备被腐蚀导致液氨泄漏。第三，增加备用储罐，备用球罐内充氮气，需使用时排出氮气[2]。

以某化工企业液氨球罐区设备布置为例，工作人员分析企业的运营模式，确定安装球罐数量4 个，其中3 个球罐用于日常存储液氨，空余1 个作为备用储罐。为满足企业的液氨存储需要，设计球罐的直径为12 300 mm，储罐容积可达974 m3，可承受温度范围为-10～50 ℃。经检验，按照该标准选择的球罐安装后满足企业的液氨存储需要，球罐存储液氨的优势得以完全展现，当企业存储液氨量增加时，安装备用球罐可迅速投入使用，在化工企业发展中发挥重要作用，液氨存储环境良好，且能够避免液氨存储过程中发生安全事故。

2 液氨球罐区配管布置

2.1 配管材质选择

配管的材质决定配管的性能，用于液氨球罐区的配管对性能要求较高，为此工作人员要根据液氨的特性，合理选择使用配管的材质，选择配管材质标准如下。首先，检验配管可适应的温度，分析化工企业的液氨存储方式，选择能够适应该存储温度材质的配管，确保该配管在液氨存储过程中始终处于良好状态。其次，验证配管的抗腐蚀性，配管为运输液氨的通道，如配管材质抗腐蚀性能力差，长期用于运输液氨会造成配管破裂，液氨泄漏危害球罐区的安全。最后，分析使用配管的经济性，同等性能条件下选择性价比更高的配管，降低配管的安装成本，同时降低维护工作的开展难度，减轻化工企业工作人员完成液氨存储任务的流程。

某化工企业液氨球罐区配管设计中，结合企业的液氨存储需要，确定使用配管应具备的性能，以此为标准选择管材，为配管安装工作开展创造基础条件。经分析，该化工企业采用热氨存储方式，分析多种配管材质的性能，得出20#钢材最适合用于制作配管，且该材料制成的配管性价比高，使用成本低，与该化工企业液氨存储需要相符。完成配管布置，液氨球罐区投入使用后，球罐在化工企业生产中发挥重要作用，化工企业生产环境优化，工作人员的人身安全得到保障，企业发展速度提升[3]。

2.2 各类配管布置要点

2.2.1 规范配管布设流程

配管布置是液氨球罐设计与安装的关键环节，布置方案的合理性直接影响液氨球罐区的运行效果，为此化工企业应完善配管布置管理制度，规范配管的布置方式，作为布置人员的工作开展依据，要求工作人员按照规范完成配管布置工作。第一，确定液氨球罐配管的安装方式，通常选用难度小的安装方式，这种安装方式对工作人员的技术水平无过高要求，布置配管前组织工作人员简单学习安装方式即可，配管安装速度快。第二，综合考虑液氨球罐区的运行需要，结合球罐的使用方式，设计液氨球罐区配管的布设方案，与技术人员分析配管布置方案的实际可行性，发现配管布置方案中存在的问题，在实施方案前优化配管布置方案，确保配管布置方案顺利完成，安装的配管可发挥其应有作用。

科学的配管布置流程能保证配管的安装效果，降低实际使用液氨球罐过程中开展运维工作的难度，延长配管的使用寿命，减少化工企业的运营成本。某化工企业为保证液氨球罐配管布置工作顺利开展，制定管理制度规范配管的布置流程，工作人员需依据规范开展工作，学习科学配管布置理念，高质量完成液氨球罐配管的布置。

2.2.2 提升布置人员技术水平

人员是配管布置工作的执行者，其综合素质直接影响配管布置工作的质量，化工企业为保证配管布置工作的完成质量，应重视工作人员素质的提升，完善工作人员培训制度，打造高水平的人才队伍。第一，组织面向配管布置人员的培训活动，以满足实际工作需要为目标，科学设置培训活动的形式与内容，确保工作人员通过学习可掌握液氨球罐配管的布置要点，工作能力得到强化，符合液氨球罐配管布置工作需要。第二，建立与培训制度相匹配的考核制度，检验配管布置工作人员的学习情况，分析现行培训制度存在的问题，以便化工企业对培训制度作出调整，帮助工作人员明确自身能力不足之处，针对性制定学习计划，引导配管布置工作人员养成良好的学习习惯，保持学习热情。第三，制定奖惩措施，并设置配管布置人员获取奖励的标准，以实际奖励激励配管布置人员学习相关知识，同时引起工作人员对培训制度的重视，主动参与培训活动，与其他配管布置人员交流工作经验，如配管布置工作出现问题，追究相关人员的责任并予以适当处罚，告诫其他工作人员认真完成工作。

2.2.3 其他管道

管道设计是高质量完成液氨球罐区配管布设的关键，考虑到液氨的特性，该区域内使用的管道应具有以下特点，以适应液氨球罐区的运行需要，保证球罐区配管的布设质量。第一，防腐设计，选择抗腐蚀能力强的配管，并增加防腐层，减小液氨对管道的腐蚀程度，延缓管道的老化、磨损速度。第二，保冷设计，消除外界环境对管道的影响，以免液氨球罐区温度变化，导致管道内出现冷凝水，提升管道的腐蚀速度。第三，管道阀门设计为截止阀或球阀，此类阀门可避免催化剂堆积，保持管道顺畅，阀门始终可发挥应有作用[4]。

与此同时，还要明确配管的布设原则，具体原则如下所述。第一，坚持集中布置原则，整体分析液氨球罐区的特点，统一规划配管的布设位置，如管道布置方式为管墩敷设，墩顶应高于地面300 mm 以上。第二，切断阀设置在防火堤外侧，尽量按照集中布置的原则设计阀门的位置，提升工作人员操作阀门的便捷性。第三，球罐进出口管道设计，规范管道的连接方式，增强管道连接位置的严密性，通常采用挠性连接或弹性连接，连接管道更牢固，配管布置质量达到球罐区建设标准。

3 结语

综上所述，球罐在液氨存储中具有较高的应用价值，应作为化工行业的研究重点，实现球罐在液氨存储中的科学运用，为液氨营造良好的储存环境。相关人员需关注化工企业的发展需要，学习先进的球罐区设计理念，科学布置设备与配管，提升设备与配管布设方案的合理性，降低液氨球罐区发生安全事故的可能性，为化工企业发展奠定基础。