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        低壓濕式氣柜工程設(shè)計應用的安全措施淺談

        2010-01-11 08:02:06余建鋒浙江省天正設(shè)計工程有限公司浙江杭州310012
        浙江化工 2010年2期
        關(guān)鍵詞:鐘罩氣柜水封

        余建鋒(浙江省天正設(shè)計工程有限公司,浙江 杭州 310012)

        1 概述

        氣柜是儲存各種工業(yè)氣體的設(shè)備,目前在實際生產(chǎn)中利用氣柜存儲有毒有害氣體較為普遍,這就要求我們對氣柜的安全生產(chǎn)加以重視。有關(guān)氣柜的安全設(shè)計國家規(guī)范也規(guī)定的比較詳細,在此不再贅述。本文結(jié)合設(shè)計過程中的實際情況,就低壓濕式氣柜工程設(shè)計應用過程中所需要采取的一些主要安全措施簡單談一下看法。

        1.1 氣柜的選擇

        氣柜可以分為低壓氣柜和高壓氣柜兩大類。前者有濕式氣柜與干式氣柜兩種。濕式低壓氣柜設(shè)計壓力一般在4000Pa以下,是最簡單常用的一種氣柜。它由水封槽和鐘罩兩部分組成。鐘罩是沒有底可以上下活動的圓筒形容器,若儲氣量大時,鐘罩可以單層改成多層筒式,各節(jié)之間以水封環(huán)形槽密封。

        濕式低壓氣柜按導軌形式可以分為螺旋氣柜、外導架直升式氣柜和無外導架直升式氣柜。三種氣柜有各自的特點,選擇合適的氣柜用于生產(chǎn)顯得非常重要。螺旋氣柜優(yōu)點是節(jié)約材料。由于沒有外導架,用鋼量少,氣柜越大,省材越多;缺點是抗傾覆性能不及外導架直升式氣柜,導軌加工難度較大,制造、安裝精度要求較高。外導架直升式氣柜的優(yōu)點是有外導軌,抗傾覆性能好,尤其適用于高烈度地震區(qū);導軌制作、安裝比較容易;缺點是鋼材耗量較螺旋氣柜多15%~25%。無外導架直升式氣柜的優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單,導軌制作容易;鋼材耗量少,與螺旋氣柜相當;缺點是抗傾覆性能較差,臺風區(qū)、高烈度地震區(qū)不宜采用。一般僅用于單節(jié)氣柜。因此,在工程設(shè)計中首先要根據(jù)建設(shè)地點的氣象、地質(zhì)情況和所存儲氣體的物化性質(zhì),選著合適的氣柜。例如在非臺風區(qū)、高烈度地震區(qū)存儲氫氣可以選用無外導架直升式氣柜,也可選用其余兩種形式氣柜,協(xié)同造價等經(jīng)濟因素綜合考慮;若存儲磷化氫氣體宜選用外導架直升式氣柜,因為磷化氫氣體遇到空氣自燃、有毒,若氣柜鐘罩在運行過程中傾覆或卡軌,容易造成氣體泄漏引起安全事故。外導架直升式氣柜可有效避免此類事故的發(fā)生。

        1.2 氣柜設(shè)備的設(shè)計

        氣柜設(shè)備設(shè)計技術(shù)較為成熟,可以根據(jù)《鋼制低壓濕式氣柜》HG20517-92標準來設(shè)計。在此,我認為還有兩點安全措施值得我們重視。一是水槽鋼平臺應根據(jù)實際情況設(shè)置內(nèi)欄桿。濕式低壓氣柜水槽上部有平臺,根據(jù)標準設(shè)置有外圍欄桿,但沒規(guī)定設(shè)置內(nèi)環(huán)欄桿,這是存在安全隱患的。因為鐘罩和水槽之間有空隙,對于小容積氣柜,空隙較小,操作人員在水槽平臺上行走,不會掉入此空隙;但對于較大容積氣柜,此空隙較大,人員易跌入,由于壁陡且深,很難再爬上來,所以宜在水槽平臺內(nèi)側(cè)也裝上欄桿,以防止人身傷害事故的發(fā)生。二是水槽的高度有時也要根據(jù)生產(chǎn)的實際情況進行調(diào)整。一般來說,水槽高度與鐘罩的筒體上端平(未上浮時),即鐘罩封頭高出水槽。但對于整個氣柜需要水置換的時候,就需要加高水槽,使鐘罩能夠完全沒入水中。例如磷化氫氣體遇到空氣自燃且有毒,因此氣柜置換時要求系統(tǒng)內(nèi)不能有空氣存在,一般的惰性氣體置換不能滿足要求,較為有效的方法是用水置換,這就要求置換過程中鐘罩完全沒入水中,以排出里面空氣,故設(shè)計時應適當增加水槽高度使得鐘罩能完全浸沒水中。

        1.3 氣柜裝置平面布置要求

        氣柜裝置的平面布置應該符合《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》。對存儲可燃氣體氣柜儲存設(shè)施內(nèi),泵和壓縮機的旋轉(zhuǎn)設(shè)備或其房間與儲罐的防火間距不應小于15m。裝置內(nèi)氣柜與控制室、機柜間、變配電所、化驗室、辦公室或明火設(shè)備的距離不應小于15m。水槽式氣柜罐組內(nèi)儲罐的防火間距應不小于相鄰較大儲罐的直徑的0.5倍。

        1.4 氣柜的導氣管的排凈

        氣柜的進出氣管道應做到"步步高"或"步步低",防止氣管內(nèi)積液。一般氣柜都設(shè)置有進出氣導氣管,由于進出氣口在氣柜底部,故管道勢必會形成"U"彎,在其底部易積液,堵塞管路,影響安全生產(chǎn)。故做好導氣管的安全排水顯得尤為重要。目前導氣管的排水方式一般有兩種,一種是旁路式,即在導氣管(進氣或出氣管)底部設(shè)置一組旁路閥進行定期排水,如圖1。

        圖1

        另一種是水封式,即在導氣管(進氣或出氣管)底部設(shè)置水封進行排水,要求水封高度大于氣柜內(nèi)氣壓,如圖2。

        圖2

        旁路式安裝、施工簡單,適用于無毒危險性小的氣體管排凈,不適用氣體夾帶固體顆?;蛘吵硪后w的管道排凈。水封式土建工作量稍大,適用于有害氣體管道的排凈,也適用氣體夾帶固體顆粒或粘稠液體管道排凈,但應在水封槽上設(shè)置引風裝置,使夾帶的少量有害氣體高空排放。另外為使鐘罩運行平穩(wěn),進出導氣管保持盡可能遠的距離,導氣管的氣速宜小于15m/s。

        1.5 DCS控制技術(shù)的應用

        現(xiàn)代控制技術(shù)較發(fā)達,故應充分利用DCS控制技術(shù),確保氣柜安全生產(chǎn)。濕式低壓氣柜若存儲有毒有害氣體,則在氣體進出管線應設(shè)置雙閥,并盡量采用自動控制閥。氣柜的水槽應該設(shè)置低液位報警,防止水槽水過少引起氣體的泄漏。氣柜(鐘罩)宜設(shè)高低液位報警,對于特別危害介質(zhì),可設(shè)置雙液位計系統(tǒng),確保氣柜不自動排空。氣柜(鐘罩)宜設(shè)置壓力表,設(shè)置高低壓力報警,并與進氣閥和出氣閥連鎖,防止氣柜負壓或超壓。另在氣柜裝置現(xiàn)場應設(shè)置可燃氣體報警或有毒氣體報警裝置。

        1.6 氣柜的防雷

        氣柜一般體積較大,高度較高,故做好氣柜的防雷也十分重要。氣柜防雷應按第一類工業(yè)建筑物防雷要求進行設(shè)計。氣柜鐘罩頂板厚度大于或等于4mm時,方可作為閃接器。頂板厚度等于3mm時,必須另設(shè)避雷網(wǎng),其網(wǎng)格不大于5~10m。氣柜的導軌與導輪的接觸及水封掛圈內(nèi)的水,使各塔節(jié)與水槽成為通路,故氣柜本體可以做為引下線。

        當然輸送有毒有害易燃易爆氣體我們也要做好防火防爆、消防、靜電接地等的設(shè)計。同時應設(shè)置洗眼器、醫(yī)藥箱等勞動安全用品。

        2 結(jié)束語

        工程設(shè)計是一項系統(tǒng)工程,有關(guān)安全措施也涉及方方面面,在此不能都一一述及??傊?,根據(jù)設(shè)計規(guī)范,做好安全設(shè)計,并不斷總結(jié)實際生產(chǎn)中的經(jīng)驗,采取合理的措施是關(guān)鍵所在。當然,合理的施工、規(guī)范的檢驗檢測和嚴格的生產(chǎn)管理也是安全生產(chǎn)的保證。

        [1]HG20517-92鋼制低壓濕式氣柜[S].

        [2]GB50160-2008.石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范[S].

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