（中国石油化工集团公司巴陵石化分公司湖南岳阳414014）
1概述
我公司橡胶部880罐区有丁二烯储罐5台，设计温度：常温，设计压力：0.8MPa,其中2台2000m3球罐，3台积1000m3球罐，总罐容7000m3，该罐区属于公司一级危险化学品重大危险源。
丁二烯（CH2=CH-CH=CH2）又称丁间二烯。分子量54.1,冰点-108.9℃,沸点-4.4℃，爆炸极限为2%～11.5%。其具有易燃、易爆、易自聚、易挥发特性，属易燃气体类危险化学品。丁二烯一旦泄漏会迅速气化与空气混合形成爆炸气体，遇火源引起爆炸火灾事故，人体接触则会冻伤，在高浓度区会中毒窒息。为了应对丁二烯储罐底部管道、法兰损坏造成大量丁二烯泄漏事故，公司特在丁二烯罐区设置注水系统。我公司注水设施是利用现有的稳高压消防系统设施和管网与丁二烯储罐进出口管连接，投资少，建设时间短。现就我公司注水系统设计经验介绍如下供类似企业参考。
2典型事故借鉴
案例一：1985年1月5日凌晨，储量近6000t,的北京市液化气公司云岗储备厂罐区出现一片白雾,且越来越浓,散发着刺鼻的LPG特有气味.经查，球罐排污管第一道法兰口垫片呲裂，抢修人员已无法靠近，方圆2Km内LPG迅速达到爆炸极限,幸亏采取措施得力,未酿成重大事故.
案例二：1998年3月5日16时30分，陕西省西安市煤气公司液化气管理所一台1000m3储罐排污管第一道法兰口垫片呲裂LPG大量泄漏!在该所人员与消防战士设法抢修之时，突然发生空间闪爆，继而储存1000余吨的罐区燃起大火持续30多小时,造成13人死亡，2台1000m3储罐和几台卧罐均被烧毁的恶性事故.
据两次事故均到现场的建设部专家分析,造成泄漏的主要原因是,罐下排污管线无伴热系统或伴热系统失灵,储罐第一道法兰是平焊法兰,且使用的是石棉垫失效，而两次事故不同后果的原因是西安液化气管理所没有向罐内注水设施!造成几小时的LPG大量泄漏，附近又出现了火源。
由此进一步证明液化石油气储罐，应该建立完善的储罐抢险高压注水系统，在罐底发生泄漏时启动，!向罐内注水!使液化石油气液面升高!将破损点置于水面以下!可以减少或防止液化石油气的泄漏!，为堵漏赢得时间和创造便利条件。
3完善丁二烯罐区安全技术
3.1密封设施
近年来液化烃类的事故大多数是由于法兰或其它接头的密封失效介质泄漏而造成的，应采用密封性能优良的金属石墨缠绕垫，以有效地防止液化石油气的泄漏。
3.2安全泄压设施
为预防丁二烯储罐内压力超过其设计压力而发生爆炸事故，需要设置安全阀。安全阀的设计按《压力容器安全技术监察规程》中火灾情况下的最大泄放量考虑，为方便安全阀的校验和检修，满足火灾状态下最大泄放量的要求，每座球罐设两个安全阀.现丁二烯储罐设计压力是按1.05-1.10倍最高工作压力确定，我公司选用安全阀型号是A42Y-16CDN100整定压力0.55MPa。丁二烯放空采用密闭式，并将气体排至放空总管，进气柜回收或放火炬燃烧，以保证罐区的安全。
3.3检测及报警设施
除采用伺服式液位计进行液位远传检测报警和磁浮子液位计进行现场液位检测外，还设置独立的液位高报警和高高报警开关，液位高高报警开关与罐根阀联锁，防止液位超高，防止储罐超装。罐区设可燃气体检测报警设施，万一发生泄漏，及早发现，防止事故的扩大。
3.4注水防漏设施
当球罐发生泄漏时，向罐内注水，使液化石油气液面升高!将破损点置于水面以下,可以减少泄漏，可进行带压封堵，最终实现泄漏可控制状态，为进一步处置提供条件。
4储罐注水系统设计
4.1原理：注水系统就是利用丁二烯比水轻，并不融于水的性质，给水加压，用高压水流将管线内的丁二烯顶入储罐并托起，减少防止物料漏泄量增加和扩大，控制火源，以达到抢修条件，避免火灾事故。
因注水管线直接与丁二烯管线连接，管线设计压力，阀门的应用，水泵的参数选择却非常重要，因无相应的规范，各种参数只能在理论计算的基础上根据实际经验确定。
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4.2注水系统设计原则
首先应考虑水能否顺利注入丁二烯储罐；
注水泵最小流量大于泄漏点流量，注水要覆盖泄漏点；
管道、阀门选择符合丁二烯系统的要求；
4）注水系统能在应急情况迅速投入使用。
4.2注水点最小工作压力计算
Pmin=P烃饱+△h+△Z+10-2+V2/(2g)+10-6ρ烃gH烃
式中：
Pmin——注水泵最小工作压力，MPa
P烃饱——丁二烯最高操作操作压力，MPa
△h——水系统摩察阻力和局部损失，MPa
△Z——储罐与泄漏点位置相距泵入口的位能，MPa
V——（泵）最小流速,m/s
H烃——罐内液位高度，m
ρ烃——丁二烯的密度。Kg/m3
G——重力加速度，9.8m/s
2000m3丁二烯储罐，在35℃饱和蒸气压0.5MPa,计算注水泵最小工作压力，1.0MPa，安全系统取1.1，因此注水泵出口压力1.1MPa，消防水泵杨程是H=130m（1.23MPa）符合注水要求。
4.3注水流量确定
Q=3600μA[2（P-P0+ρgh）/ρ]0.5
式中:
Q——泄漏量，m3/h
μ——流量系数，取0.62
A——破损处泄漏面积，m2
P——气相饱和蒸气压，Pa(A)
P0——大气压，Pa
h——从罐的最高液位到时泄漏点的调度差。
ρ——密度，kg/m3
球罐底部的进出口阀口径DN200，按照垫片尺寸计算，DN200金属缠绕垫片周边面积约0.0033m2.实际破损一般在局部，实际泄漏量可以按垫片破损裂缝圆周1/7计算。泄漏量80m3/h，安全系数按1.2倍取值。消防水泵额定流量378m3/h，满足注水量要求。
4.4注水管道设计压力确定
1）水泵进口管线连接的是水源，可以选择与水源管线压力相同。
2）水泵出口要承受较高压力，且与丁二烯液相管线相连；因此，注水管道设计压力不低于丁二烯管道最高工作压力。
4.5阀门的选择
1）水泵进口管线压力等级较低，阀门可以使用普通的水线用截止阀；。
2）消防水泵因出口管线与丁二烯管连通，所用截止阀、止回阀，应达到丁二烯等级要求，确保运行可靠。则我们全部选用型号PG2.5阀门。
5实施
各项参数确定后，便可进行实施，根据丁二烯罐区工艺管道情况，采用高压消防水泵出口引出注水总管，在物料泵房或其附近，新配置注水控制阀组，再由门储罐组与各储罐液相母管相连建立，之间采用快速连接金属软管，平时注水流程相对独立防止丁二烯反窜消防水系统。
6经验
6.1注水系统管道、阀门选择要与物料系统压力等级相符合。
6.2在设计注水系统中要计算注水点最小工作压力、注水流量计算，从而且确定注水机泵型号；独立的罐区可利用高压消防泵做为注水泵。
6.3注水系统与物料系统连接，建议采用有快速接头的金属软管，有点是在应急情况下可以迅速连接。并且可以远离储罐设置，确保操作人员安全。
6.4为了预防储罐第一道法兰密封失效，首先要选择带有金属外骨石墨缠绕垫，其二可以预先将新型抢修抱卡安装在法兰处。法兰泄漏时紧固保卡。
大型储罐区储存许多轻组分有机液体危险化学品，液化石油气、液态烃类物料等具有与类似的物理性质，因此。我们认为这种扑救措施还可以用在其他化工燃料储存设备上，值得在石油化工行业。
参考文献：
[1]吴非,舒立莹.丁二烯储罐储存安全措施分析[J].化工设计通讯,2017,43(10):65-66.
[2]周剑波,叶运弟,张凝.丁二烯储罐的事故后果分析[J].轻工科技,2013,29(03):31-32.
论文作者:苗万利
论文发表刊物:《科技新时代》2018年7期
论文发表时间:2018/9/12
标签：储罐论文; 管线论文; 系统论文; 压力论文; 法兰论文; 水泵论文; 事故论文; 《科技新时代》2018年7期论文;