張一波

〔中國石化銷售股份有限公司華中分公司 湖北武漢 430023〕

近年來,國內(nèi)外石油化工行業(yè)事故時有發(fā)生,罐區(qū)儲罐的安全態(tài)勢也愈發(fā)嚴峻。針對成品油庫儲罐的安全運行,儲罐緊急切斷閥的設置[1]及液位聯(lián)鎖的設置變得極其重要,越來越多的在役成品油油庫已經(jīng)完成或正在完成庫區(qū)儲罐緊急切斷閥的改造工作。

1 油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)的國家要求

國家應急管理部2022年下發(fā)的《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求(試行)》中明確相關(guān)的設置要求[2],具體到緊急切斷閥的安裝位置、執(zhí)行機構(gòu)選型、閥體及電纜的選型、開關(guān)時間、關(guān)閉功能等。值得特別注意的是其中三點:一是緊急切斷閥應設置在儲罐與柔性連接之間,并采取防止水擊危害的措施;二是緊急切斷閥全行程關(guān)閉時間應滿足工藝要求,自動關(guān)閉時間不宜超過180 s;三是液位超高聯(lián)鎖關(guān)閉進料切斷閥。這三點導致不同企業(yè)之間緊急切斷閥及聯(lián)鎖的設置有些區(qū)別。

雖然《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求(試行)》只適用于油氣儲存企業(yè)在役大型地上常壓儲罐(公稱直徑大于或等于30 m或公稱容積大于或等于10 000 m3的儲罐,不含低溫儲罐)緊急切斷閥的改造,但未來的安全要求只會越來越嚴格,標準只會越來越高,不保證以后中型或小型地上常壓儲罐也會參照此要求執(zhí)行。

2 成品油油庫緊急切斷閥的設置情況

按照國家應急管理部要求,油氣儲存企業(yè)應在規(guī)定時間內(nèi)完成緊急切斷系統(tǒng)問題的整改工作。目前國內(nèi)大部分油庫儲罐都是在役多年,在油庫設計之初,沒有單獨考慮設置緊急切斷閥。根據(jù)《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求(試行)》,在役油庫大部分儲罐均是利用現(xiàn)有的罐根閥的手動閥改成遠控閥的方式作為緊急切斷閥使用。

3 成品油庫緊急切斷閥設置存在的問題及解決建議

3.1 罐根閥作為緊急切斷閥遇到的問題及解決措施

根據(jù)應急管理部的要求,液位超高聯(lián)鎖關(guān)閉進料切斷閥。目前大部分油庫超高液位聯(lián)鎖均是由現(xiàn)場儲罐上的音叉液位開關(guān)進行觸發(fā),聯(lián)鎖關(guān)閉工藝控制閥,觸發(fā)的邏輯是“一取一”,這種聯(lián)鎖邏輯存在一定誤觸發(fā)的幾率。一旦誤觸發(fā),就會導致輸油作業(yè)中斷。尤其是油庫若有長輸管道收發(fā)油作業(yè),管道壓力較大,輸油作業(yè)突然中斷,緊急切斷閥的快速關(guān)斷導致管道憋壓和水擊。如果儲罐的罐根閥和工藝控制閥之間有金屬軟管柔性連接,那么該處的滲漏風險將會加大,帶來更大的風險隱患。同時,罐根閥在設計之初是一個極少動作的常開閥門,改造后作為緊急切斷閥使用,無論是聯(lián)鎖觸發(fā)還是閥門誤動作,都會增加該閥門的動作幾率,導致該閥門的故障率也會隨之增加。如果出現(xiàn)閥門需要解體拆卸維修的情況,則清罐后才能處理,就會變得復雜。

解決建議:罐根閥設置為緊急切斷閥時,緊急切斷的觸發(fā)條件改為中控室遠程手動緊急切斷按鈕拍停,或者現(xiàn)場罐區(qū)防火堤外手動緊急切斷按鈕拍停。通過僅人為觸發(fā)的方式減少液位開關(guān)誤報聯(lián)鎖導致閥門動作的幾率,實現(xiàn)罐根閥作為緊急切斷閥使用時的穩(wěn)定性和可靠性。而儲罐液位超高報警依然聯(lián)鎖關(guān)閉儲罐金屬軟管之后的工藝控制閥,這樣可以避免罐根閥緊急關(guān)斷帶來的不利影響,同時能保證儲罐的安全。

3.2 執(zhí)行機構(gòu)選型實際中遇到的問題及解決措施

《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求(試行)》中提到緊急切斷閥的執(zhí)行機構(gòu)可采用氣動型、液壓型或電動型。一般石油煉化企業(yè)會有穩(wěn)定的氣源,因此該類企業(yè)選擇氣動型。而目前絕大部分成品油油庫沒有完善的氣源條件,因此采用液壓型或電動型。液壓型執(zhí)行機構(gòu)原先屬于國外壟斷技術(shù),設備價格昂貴。近年來國內(nèi)廠家不斷技術(shù)攻關(guān),也研發(fā)出相關(guān)產(chǎn)品,價格比進口產(chǎn)品低很多,但是和電動執(zhí)行機構(gòu)相比還是昂貴許多。液壓型執(zhí)行機構(gòu)體積大,對現(xiàn)場安裝空間要求較高,同時液壓型執(zhí)行機構(gòu)質(zhì)量也較大,如果裝在閥門之上,不做支撐結(jié)構(gòu),日積月累會導致管道變形。電動執(zhí)行機構(gòu)安裝方便,但對供電回路要求較高。《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求(試行)》中指出電動執(zhí)行機構(gòu)應配置應急電源(如UPS、EPS、應急發(fā)電組等)。電動執(zhí)行機構(gòu)的動力電纜和信號電纜應采取防火保護,可采用耐火電纜、直埋敷設、電纜溝充砂敷設、在耐火電纜槽盒或耐火保護管內(nèi)敷設等一種措施或多種復合措施實現(xiàn)[2]。針對這種情況,油庫的主要問題是應急電源容量不足。如果油庫儲罐數(shù)量較多,帶來緊急切斷閥的數(shù)量更多。一旦發(fā)生緊急情況,想要同時關(guān)閉所有儲罐的緊急切斷閥,瞬時的功率和消耗的電能應急電源可能無法滿足,導致緊急切斷功能名存實亡,關(guān)鍵時刻沒有起到作用。

解決建議:成品油油庫在現(xiàn)場條件和改造資金允許的條件下,優(yōu)先考慮液壓型執(zhí)行機構(gòu),其次選擇電動執(zhí)行機構(gòu)。選擇電動執(zhí)行機構(gòu)應測算好執(zhí)行機構(gòu)動力電源UPS的容量。如果有條件盡量滿足罐區(qū)所有執(zhí)行機構(gòu)能夠同時啟閉。若無法滿足,可以根據(jù)實際安全情況計算出最少動作執(zhí)行機構(gòu)的數(shù)量。在控制系統(tǒng)中做好相應啟閉順序,從而避免執(zhí)行機構(gòu)同時啟閉瞬時功率過大出現(xiàn)UPS過載的問題。

4 結(jié)束語

針對成品油油庫的儲罐緊急切斷閥改造的設置及聯(lián)鎖邏輯進行分析和思考,提供相應的設置建議,其余劇毒性的液位和氣體儲罐不在本次討論范圍內(nèi)。國家相關(guān)的標準規(guī)范沒有明確指出緊急切斷閥的詳細設置,都是不同規(guī)范之間的相互補充。應急管理部及時提出《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求(試行)》,給相關(guān)企業(yè)提供了依據(jù),但每家企業(yè)的情況各不相同,企業(yè)應仔細研讀相關(guān)要求,結(jié)合自身實際做出相應整改方案,不應生搬硬套,應該從企業(yè)安全生產(chǎn)實際出發(fā),正確設置儲罐緊急切斷閥及其聯(lián)鎖,做好相應配套設施,真正意義實現(xiàn)庫區(qū)儲罐安全。