【摘要】當儲罐發(fā)生泄漏而無法切斷氣源時，啟動注水泵把水注入儲罐，因水的比重比液化石油氣大得多，幾乎為其2倍，所以注入的水就存在于儲罐底部成了墊層，而液化石油氣氣則上升到水的上面，使漏點處泄漏的物料由液化石油氣轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，就切斷了泄漏源，為帶壓堵漏、事故處理贏得時間和戰(zhàn)機，使事故處理轉(zhuǎn)危為安，化危機于無形。

【關(guān)鍵詞】儲罐底部泄漏；墊層；揚程；流量

1緒論

1.1液化石油氣的理化性質(zhì)

液化石油氣是由碳和氫兩種元素構(gòu)成的化合物的混合物，其主要成分有丙烷、丙烯、丁烷等，其沸點較低，在一個大氣壓時其沸點一般在-10℃以下，故其在大氣環(huán)境中均以氣態(tài)存在，但密度比空氣大，所有往往可以在低洼處積聚；其儲存只能在壓力容器中儲存，儲存時飽和蒸汽壓較高，如丙烯儲罐夏季甚至可以高達1.8兆帕；氣化相變焓較大，由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)時須吸收大量的熱量，同時體積擴大250～300倍，；閃點極低，一般零下六七十攝氏度，甚至更低，爆炸極限范圍很窄，約2%～10%，在濃度相當?shù)偷那闆r下就可以發(fā)生爆炸。

1.2液化石油氣的危險性

1.2.1中毒及燒傷危險。液化石油氣被吸入人體內(nèi)，會使人昏迷、嘔吐，嚴重時可使人窒息死亡，若遇明火發(fā)生爆炸，雖火光一閃，在場人員也會全部被燒傷，甚至肺部呼吸道都能著火，造成重傷殘廢，甚至死亡的后果。

1.2.3凍傷危險性。因液化氣一旦泄漏，將迅速由液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，一旦噴濺到現(xiàn)場人員皮膚上，就從人體大量吸收熱量，從而造成凍傷。

1.2.3爆炸危險性。液化石油氣是一種易燃易爆的介質(zhì)由于其著火溫度較低，引燃能量小，爆炸下限低，遇火源就有燃燒爆炸的危險，而一旦發(fā)生著火爆炸事故，都將造成嚴重的破壞。在這三種危險中，爆炸的威力最大，破壞最大，損失最大，甚至造成群死群傷。

1.3液化石油氣的儲存現(xiàn)狀

隨著國內(nèi)煉油裝置規(guī)模的迅速擴大，液化石油氣的產(chǎn)量也迅速擴大，儲存罐區(qū)也從面積到容量都迅速擴大，一個液化氣罐區(qū)儲罐可多達幾十臺，而品種也越分越細，如催化混合原料氣、丙烯、丙烷、丁烷等，但在儲存過程中由于設備原因、工藝操作原因等發(fā)生著火爆炸的案例仍屢見不鮮，在這些案例中，由于儲罐底部發(fā)生泄漏而造成的著火爆炸事故占大多數(shù)，因此如何應對底部泄漏是一個重要的課題。

1.4注水泵應用研究的意義

為了應對儲罐底部泄漏，很多企業(yè)安裝了注水泵，但在使用過程中仍然次生了設計不合理、液化氣串入水線系統(tǒng)、不能充分利用等問題，東明石化集團通過不斷的改進，消除了上述問題，使注水泵的作用得到了充分的發(fā)揮。

2注水泵的工藝原理

當儲罐因閥門墊片老化、閥門凍裂或人為誤操作等原因造成泄漏時，泄漏出的液化石油氣就會迅速變成氣態(tài)，體積擴大二三百倍，迅速擴散，沿地面、明溝流淌蔓延，而且由于介質(zhì)從泄漏點泄漏時大量吸收熱量，造成泄漏的閥門、螺栓等急劇降溫，很容易造成脆斷、脆裂現(xiàn)象，造成泄漏量的進一步擴大，為事故處理增加難度，現(xiàn)場人員甚至無法靠近，無法處理。泄漏出的介質(zhì)遇到任何點火源，就會發(fā)生爆炸著火事故。

因此在無法堵住漏點的情況下，怎么能讓液化石油氣不再繼續(xù)泄漏呢？那就是安裝一臺注水泵，當儲罐發(fā)生泄漏而無法切斷氣源時，啟動注水泵把水注入儲罐，因水的比重比液化石油氣大得多，幾乎為其2倍，所以注入的水就存在于儲罐底部成為墊層，而液化石油氣氣則上升到水的上面，使漏點處泄漏的物料由液化石油氣轉(zhuǎn)變?yōu)樗?，就切斷了泄漏源，為帶壓堵漏、事故處理贏得時間和戰(zhàn)機，使事故處理轉(zhuǎn)危為安，化危機于無形。在注水過程，由于儲罐頂部的氣相線互相通聯(lián)，可以使事故儲罐壓力平穩(wěn)，不至于壓力迅速升高而增大處理風險。

3注水泵的選用

注水泵選用的關(guān)鍵是第一要求足夠高的揚程，第二要有足夠大的流量，因為如果揚程不夠高，會形成注水泵開啟后泵出口壓力低于儲罐壓力，如丙烯夏季儲罐壓力可高達1.8兆帕，甚至更高，根本無法將水注入儲罐，因為泵的揚程要求較高，一般單級無法完成，只得選用多級離心泵；如果泵流量過小就會造成注入的水迅速流出，無法形成墊層，造成液化氣和水同時泄漏的情況，無法達到泄漏介質(zhì)轉(zhuǎn)換的目的。

有一種設計是在倒罐泵的入口預留一個注水閥門和消防水帶接頭，目的在發(fā)生底部泄漏需要注水時，將該泵的入口通過消防水袋和消防栓相連接，消防水進入倒罐泵，泵啟動后通過倒罐線注水入儲罐，這種設計看似合理，可以節(jié)約一臺泵的空間和資金，但實際上不可行，因為倒罐泵一般揚程都不高，110米左右，流量也不大，一般50立方左右，受消防水系統(tǒng)壓力壓力的影響很可能泵出口壓力超不過儲罐壓力，有的廠區(qū)消防水壓力僅0.4兆帕，即使消防水壓力能滿足，較小的流量很可能形不成底部的墊層，更重要的是水的比重幾乎是液化石油氣的2倍，在滿足流量的前提下，泵的電機立即形成超負荷的狀態(tài)而停機自保，根本無法完成注水任務，從而喪失戰(zhàn)機，造成事故擴大化，我們集團2010年的液化氣罐區(qū)就是這種設計，后來放棄了，改為獨立安裝一臺注水泵。

4注水泵的安裝

4.1注水泵的入口管線管徑不得小于泵的入口，且最好連接在消防水系統(tǒng)管線上，不要單獨設立一個取水池，因為如果使用一個取水池供水，泵的揚程勢必要求更高，級數(shù)更多，電機功率更大，設備費用更高，連接在消防水系統(tǒng)管網(wǎng)上，泵可以有較高的背壓，揚程要低得多，也能保證事故狀態(tài)下供水的源源不斷，節(jié)約水池建設費用。

4.2泵的入口要安裝過濾器和閘閥各一臺，泵的出口應安裝止回閥一臺，截止閥兩臺，選用截止閥是因為截止閥的密封性能比閘閥為好，安裝兩臺是確保儲罐的液化石油氣不會有此進入水線系統(tǒng)，閥門材質(zhì)應選用鑄鋼閥而不能使用鑄鐵閥，出口管線最好直接通道儲罐底部的罐根閥處，平時保持常開狀態(tài)，泵出口還要安裝壓力表一支，安裝排氣閥進行灌泵操作，安裝放空閥通過管線與火炬系統(tǒng)相連，一旦泵出口閥發(fā)生內(nèi)漏時，可以將泵體內(nèi)的液化石油氣排放入火炬系統(tǒng)，否則只能排放入大氣環(huán)境，形成能源浪費，污染空氣，造成不安全因素；泵的入口和出口還要安裝底部排空閥，以利于冬季的防凍防凝操作。從安全角度講，注水泵和泵的出入口閥門最好能選用自動遠程控制，在事故狀態(tài)下能保證遠程操作，能保證已最快的速度將水注入儲罐。

4.3無論罐區(qū)內(nèi)有多少臺液化石油氣儲罐，都要保證泵的出口與之相連，使得任何一臺儲罐發(fā)生底部泄漏時，注水泵都能及時注水。

5注水泵的充分利用

5.1儲罐底部發(fā)生泄漏險情時應急使用，這也是泵最重要的用途，但這種狀況下的使用其實是操作次數(shù)最少的，甚至是永遠也用不著。

5.2儲罐內(nèi)部檢修時可以利用注水泵進行儲罐氣相的壓縮回收。液化石油氣儲罐一般屬于三類壓力容器，根據(jù)其安全狀況等級，必須按規(guī)定進行全面檢驗，進行內(nèi)部檢驗之前需要對儲罐內(nèi)部環(huán)境進行處理，不但內(nèi)部不能存有液化石油氣介質(zhì)，而且還要進行蒸煮、通風、搭設架桿竹排等作業(yè)，確保進入容器施工人員和檢驗人員的安全。對于儲罐倒空后剩余氣相的處理，很多企業(yè)都是直接排放入氣柜系統(tǒng)回收，不但回收不完全，而且回收時間還很長，還有一些企業(yè)則干脆直接排放入火炬系統(tǒng)燒掉，損失更大。這個時候完全可以利用注水泵往儲罐逐個注水，把儲罐中的氣相通過氣相聯(lián)通線頂入其他儲罐，氣相進入另一個儲罐后，因壓力升高而被壓縮成液相，最后可以出售，也可以留作原料使用，總之沒有浪費，因為泵的流量大，水頂速度也很快，可以大大節(jié)約檢修時間，我們東明石化集團2012年球罐區(qū)檢修時，每臺2000立方儲罐注水時間僅13時30分鐘，丙烯、丙烷、液化石油氣等15臺2000立方球罐共回收液態(tài)烴483.32噸，除去水電費用，節(jié)約費用288萬元，獲得了公司當年管理改善一等獎。

5.3在儲罐檢修時，利用注水泵上水要求單單利用消防栓上水快的多，而且注水完畢對儲罐進行水壓試驗時，如果利用傳統(tǒng)的柱塞式打壓泵進行水壓試驗，因其流量過小，完成一臺2000立方球罐的水壓試驗至少要一天時間，如果泵密封效果不好，時間還會更長，但如果把注水泵作為打壓泵使用，則要快得多，整個過程不足3個小時，可大大節(jié)約檢修時間。

6注水泵使用過程的注意事項

6.1安裝注水泵本身目的是保證液化石油氣儲運過程更安全，多了一種應急手段，在檢修過程中也能發(fā)揮很大的作用，但如果管理不善，反倒會增添多不安全因素，甚至引發(fā)惡劣的事故，所以一些重要的環(huán)節(jié)還是必須要引起注意的。

6.2注水泵應定期進行試運行和保養(yǎng)，查看有無機械問題，萬不可“養(yǎng)泵前日，用泵一失”，事故初發(fā)階段得不到有效控制，往往會釀成不可收拾的后果。

6.3注水泵的出口閥門和入口閥門平時應全部處于關(guān)閉狀態(tài)，泵內(nèi)壓力處于零壓力狀態(tài)，崗位人員巡檢時應關(guān)注泵壓力表示值的變化，如果升高，很有可能時是出、入口閥門發(fā)生了內(nèi)漏，這時要打開排氣閥查看，是否有液化石油氣物質(zhì)漏出，如果有及時更換出口閥，否則一旦泵入口閥門也內(nèi)漏漏就會造成液化石油氣由此進入新鮮水系統(tǒng)的危險，進而在其他裝置毫無提防的情況下發(fā)生嚴重的中毒、著火甚至爆炸事故。

6.4冬季注水泵須做好防凍防凝工作，不但泵出、入口管線的水須排盡，機泵本體每一級流道內(nèi)的水也務必排盡，否則氣溫較低的時候，泵的葉輪便會被流道內(nèi)的水與流道凍在一起，一旦應急使用時，泵便無法轉(zhuǎn)動，甚至造成電機。

7結(jié)論

7.1從上述分析情況看，注水泵是液化石油氣罐區(qū)儲存安全管理必不可少的一個環(huán)節(jié)。

7.2注水泵的用途不是單一的，可以發(fā)揮很多作用，尤其是在儲罐全面檢驗的時候。

7.3注水泵應時刻保持其完好性，確保萬無一失

參考文獻：

[1]張應力、周玉華.《液化石油氣儲運與管理》，2007版.