一、常压储罐的安全保护设施
油品、化工品内浮顶/固定顶常压储罐通常配置氮气密封系统(自力式或压控式)、双向呼吸阀保护设施、紧急压力/真空泄放阀保护设施,根据上述储罐附件针对不同物料制定相应的压力控制方案,以下是某公司5000立方米丙酮储罐。 由图1可以看出在储罐出现抽负压和超压两种工况下,各安全设施压力设定值和动作先后顺序之间遵循一定的梯度关系,就图1分别对两种工况进行剖析: 1. 补压工况 丙酮储罐中出现负压<20mbar开始补氮气,同时关闭排气调节阀,在氮封系统失效负压达到-2.5mbar呼吸阀开始补气,在氮封系统和呼吸阀均失效情况下负压逼近储槽负压设计值-5mbar,储槽有抽瘪风险。 实际运行过程中PI-01a和PI-01b还存在一个报警值,该报警值的选取笔者认为应介于20mbar和0之间,出现负压报警可以作为氮封系统故障的判断依据,另一方面后续呼吸阀保护可以为操作人员提供充足的干预报警时间。考虑到呼吸阀启动属于非正常工况,会带入少量空气,可以选择在0和-2.5mbar之间设定一个联锁值,联锁触发停止出料。 2. 超压工况 丙酮储罐中出现超压≥50mbar补氮自力式调节阀关闭,排气调节阀打开,在氮封系统失效超压至60mbar呼吸阀开始排气,在氮封系统和呼吸阀均失效情况下超压至90mbar卸压人孔启动,在以上措施均失效情况下会逼近储槽正压设计值100mbar,储槽有涨裂风险。 此时PI-01a和PI-01b的正压报警值笔者认为应介于50mbar和60mbar之间,出现正压报警可以作为氮封系统故障的判断依据,另一方面后续呼吸阀和卸压人孔的双重保护可以为操作人员提供充足的干预报警时间。 综上所述,常压储罐压力安全附件的设定值和动作顺序遵循以下梯级关系: 工况向负压方向发展时氮封系统吸气压力设定值P1>储罐负压报警值P低报>0>储罐负压联锁值(如需要)>呼吸阀吸气压力设定值P2>真空泄放阀压力设定值P3>储罐负压设计值; 工况向正压方向发展时氮封系统排气压力设定值P1<储罐正压报警值P高报<呼吸阀排气压力设定值P2<压力泄放阀排气压力设定值P3<储罐设计正压值。两种工况压力值梯度见图2: 根据以上梯级关系可以保障常压储罐的安全性能,另外通过合理设定压力值来控制储罐内压力,能够避免各阀设定压力的交集,产生不必要的氮气损耗和浪费。