鄧波

（四川石化有限責(zé)任公司，四川 成都 611930）

全壓力式液化烴儲罐液相進(jìn)出管線一般設(shè)置在儲罐底部，儲罐底部和進(jìn)出管道容易積水，在寒冷地區(qū)冬季如果防凍措施不當(dāng)，儲罐液相進(jìn)出管道的閥門有可能因結(jié)冰凍裂。液化烴儲罐底部管線還存在沖刷減薄泄漏、密封失效等原因發(fā)生液化烴泄漏，液化烴儲罐發(fā)生泄漏后向通過罐底管線向儲罐底部注入水，液相管線充滿水后，水進(jìn)入儲罐，因為水的密度大于液化烴，儲罐內(nèi)的液化烴將會浮于水面，形成水墊層，使液化烴高于泄漏點，從而減少或防止液化烴泄漏繼續(xù)增加和擴(kuò)大，為搶修提供條件。

在實際的檢查過程中部分企業(yè)因歷史原因，有的企業(yè)設(shè)置液化烴注水措施在速關(guān)閥前，有的在速關(guān)閥后，有的利用工藝管線在遠(yuǎn)端注水，有的在罐底單獨注水。文中主要結(jié)合2家企業(yè)的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對3種注水系統(tǒng)的流程進(jìn)行研究。

1 文件和規(guī)范要求

就液化烴儲罐注水的文件和規(guī)范要求，原安監(jiān)局的文件、國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均有要求。

1.1 國家標(biāo)準(zhǔn)

《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》（GB50160-2008）第6.3.16要求：“全壓力式儲罐應(yīng)采取防止液化烴泄漏的注水措施”［1］。

1.2 石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計規(guī)范》SHT/3007-2014第6.4.6常溫液化烴儲罐應(yīng)采取防止液化烴儲罐泄漏的注水措施［2］?！兑夯療N球形儲罐安全設(shè)計規(guī)范》（SH3136-2003）第7.4要求，“丙烯、丙烷、混合C4、抽余C4及液化石油氣的球形儲罐應(yīng)設(shè)注水設(shè)施”［3］。

1.3 原安監(jiān)總局標(biāo)準(zhǔn)

在2017年發(fā)布《化工和危險化學(xué)品生產(chǎn)經(jīng)營單位重大生產(chǎn)安全事故隱患判定標(biāo)準(zhǔn)（試行）》安監(jiān)總管三〔2017〕121號第6條要求：全壓力式液化烴儲罐未按國家標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置注水措施。并在重大生產(chǎn)安全事故隱患判定標(biāo)準(zhǔn)解讀中對注水措施的設(shè)計、施工、使用要求進(jìn)行要求如下：全壓力式液化烴儲罐注水措施的設(shè)置應(yīng)經(jīng)過正規(guī)的設(shè)計、施工和驗收程序。注水措施的設(shè)計應(yīng)以安全、快速有效、可操作性強為原則，設(shè)置帶手動功能的遠(yuǎn)程控制閥，符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

上述規(guī)范和文件都針對液化烴球罐注水提出了明確的要求，但對于注水的流程，注水點的選擇，注水使用的動力等內(nèi)容并未詳細(xì)規(guī)定，需要設(shè)計單位和企業(yè)自行解讀，根據(jù)需求設(shè)置注水措施。

2 企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的注水措施要求

針對規(guī)范和文件的要求，中國石油和中國石化2家企業(yè)呈現(xiàn)了不同的認(rèn)識和解讀，在各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中針對注水方案進(jìn)行不同的要求。

2.1 中國石油標(biāo)準(zhǔn)要求

中國石油制定了《液化烴儲罐應(yīng)急技術(shù)規(guī)范》Q/SY 1719-2014企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，其中4.3防泄漏注水措施中要求：常溫液化烴儲罐應(yīng)采用防止液化烴泄漏注水措施；注水口應(yīng)靠近罐底，且設(shè)置在緊急切斷閥與罐體之間，保證緊急切斷閥關(guān)閉時能夠向儲罐內(nèi)注水。注水閥在儲罐側(cè)設(shè)置手動切斷閥，便于維修，且應(yīng)采用遠(yuǎn)程控制；注水管路應(yīng)設(shè)置單向閥，防止物料倒串，單向閥的位置應(yīng)在不影響檢維修情況下盡可能靠近罐根部，其注水點見圖1。

圖1 中石油注水方案

2.2 中國石化標(biāo)準(zhǔn)要求

中國石化注水方案的設(shè)置中，發(fā)布了《液化烴球罐區(qū)注水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定》對注水系統(tǒng)設(shè)計進(jìn)行了規(guī)范，2018年將該規(guī)定收錄在《液化烴儲運工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》Q/SH 0749-2018企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中。標(biāo)準(zhǔn)附錄E全壓力液化烴儲罐區(qū)注水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定。

在規(guī)定中根據(jù)不同的流程提供了2種注水方案，E4方案采用直接注水方案，利用物料泵入口管線注水，通過啟動物料泵，關(guān)閉外送和倒罐的流程，打開罐底速關(guān)閥實現(xiàn)向球罐的注水，見圖2。

圖2 中石化E4注水方案

注入點位置設(shè)在泵入口切斷閥后，入口過濾器之前。當(dāng)物料泵不能滿足注水要求時采用E5方案，設(shè)置專用注水泵注水，見圖3。

圖3 中石化E5注水方案

注水接入點為倒罐泵線上，注水流程需要關(guān)閉泵出口倒罐閥門、到其罐前的倒罐閥和速關(guān)閥，中國石化的2種方案的注水點均不在緊急切斷閥與罐體之間，需要開啟速關(guān)閥。

3 不同方案的優(yōu)缺點

從流程和合規(guī)性上看，2企業(yè)注水方案都符合現(xiàn)有規(guī)范或文件要求，但在注水點的選擇和注水流程上有著明顯的差異。

3.1 中國石油方案

中國石油的方案是將注水點設(shè)置在儲罐液相管線上，罐體與緊急切斷閥之間，注水管路1對1的直接連接到每臺罐下。

3.1.1 中國石油方案優(yōu)點（1）注水時不需要開啟緊急切斷閥，避免了緊急切斷閥無法打開的風(fēng)險；（2）不需要啟動物料泵和對物料泵的進(jìn)出口閥門倒罐閥門進(jìn)行操作設(shè)置注水流程，直接啟動注水泵或連接現(xiàn)場的臨時注水管路甩頭，即可實現(xiàn)向罐內(nèi)注水，流程較為簡潔，操作閥門數(shù)量較少。

3.1.2 中國石油方案缺點（1）注水管線需要延伸到罐的底部，在罐底部安裝有手動切斷閥、單向閥、注水控制閥，由于增加了閥門的數(shù)量，在罐底增加了多個連接密封點，增加了儲罐底部泄漏概率；（2）如投用期間使用該方案進(jìn)行改造，需要在罐區(qū)進(jìn)行動火作業(yè)，儲罐必須倒空。

3.2 中國石化方案

中國石化提供的2種注水方案，分別是E4方案和E5方案。

E4方案直接利用了原有的物料泵，需要核算物料泵的注入量和注入壓力是否滿足注水需求，在注水時需要首先導(dǎo)通流程，關(guān)閉泵入口閥門，泵出口閥門，打開倒罐閥門，關(guān)閉倒罐線去其他罐的閥門，啟動物料泵，打開罐底部速關(guān)閥。

3.2.1 中國石化E4方案優(yōu)點（1）不用增加注水泵，設(shè)施投入減少；（2）該方案進(jìn)行技改無需在罐區(qū)內(nèi)進(jìn)行動火、無需倒空儲罐。

3.2.2 中國石化E4方案缺點（1）該方案是否可行取決于泵的出口壓力和流量；（2）該方案啟動時需要較多的操作，倒換流程，在緊急情況下，由于人的精神緊張，操作失誤的概率會極大的增加，對操作人員的應(yīng)急能力要求較高；（3）該方案注水時需要啟動緊急速關(guān)閥，啟動失敗將無法注入，因此，中國石化在規(guī)范中明確了速關(guān)閥的閥門選型和控制電纜的耐火要求。

E5方案是在倒罐線上注水，需要關(guān)閉物料泵回流閥、倒罐線去其它罐的閥門，打開罐底速關(guān)閥，啟動專用注水泵，通過倒罐線注水。

3.2.3 中國石化E5方案優(yōu)點（1）在流程倒換上，相對于E4方案閥門開關(guān)數(shù)量有所減少；（2）使用該方案進(jìn)行技改時，無需在罐區(qū)進(jìn)行動火、無需倒空儲罐。

3.2.4 中國石化E5方案缺點（1）該方案操作較中石油方案仍然需要倒換流程，也存在緊急情況下的操作失誤概率，但較E4方案的失誤概率降低；（2）該方案注水時需要啟動緊急速關(guān)閥，啟動失敗將無法注入，與E4方案相同，也需要明確速關(guān)閥的選型和控制電纜的耐火要求。

3.3 風(fēng)險值

注水系統(tǒng)的風(fēng)險值涉及2個方面。

（1）在未注水情況下法蘭、閥門泄漏的風(fēng)險，根據(jù)美國石油公司在《美國操作安全程序管理執(zhí)行基礎(chǔ)》，管道、法蘭泄漏概率為0.001［4］；

（2）在應(yīng)急情況下注水系統(tǒng)操作的風(fēng)險，人失誤概率一般在10-5～1之間；進(jìn)行中等難度的操作時約為0.001，人員在緊張情況下失誤概率會大為增加，有研究發(fā)現(xiàn)在緊張的情況下人失誤概率高達(dá)0.15。根據(jù)南華大學(xué)人因研究所研究數(shù)據(jù)表明，人的總體失誤概率在1.31×10-2。因此，需要應(yīng)急情況下操作內(nèi)容較多的注水系統(tǒng)風(fēng)險值偏大1到2個數(shù)量級［5］。

4 結(jié)束語

文中描述的注水方案均符合標(biāo)準(zhǔn)或文件要求，中國石油的注水方案對人員操作要求相對較低，緊急情況下注水容易實現(xiàn)，但改造中需要倒空置換儲罐。中國石化的E4和E5方案改造施工量少，施工需求條件少，但對操作人員應(yīng)急能力要求較高，對速關(guān)閥和速關(guān)閥的控制電纜有耐火要求。系統(tǒng)固有風(fēng)險因人的失誤概率較高，風(fēng)險較高。中國石化明確要求現(xiàn)場設(shè)置速關(guān)閥開關(guān)按鈕，便于現(xiàn)場操作。

因此，在注水系統(tǒng)流程的選擇上，選擇何種方案需要根據(jù)企業(yè)自身的施工時間限制、設(shè)備限制、工藝限制和員工的綜合能力進(jìn)行綜合選擇。