液氨储罐（共3篇）
液氨储罐 篇1
上海赛科石油化工有限责任公司 (简称上海赛科) 拥有一座5万m3双壳层悬浮吊顶式低温液氨储罐, 是国内最大低温液氨储罐之一, 对液氨储罐的安全与应急管理是公司生产管理工作的重中之重。
主要风险
在正常运行中, 低温液氨储运系统存在气体压缩、液体冷冻循环、管线预冷 (从常温至低温) 以及大流量卸船、液氨加压加温后输送至生产装置等多种工况条件。系统故障和外界条件因素都会对液氨储罐安全运行产生影响。上海赛科针对这些影响因素, 采用8×8风险矩阵进行危害辨识与风险评估, 以确定运行过程中可能存在的各种风险, 包括:液氨码头输入、输出管道及附属部件出现大量泄漏;储罐本体及部件或压缩冷冻系统设施故障及损坏、安全阀起跳导致泄漏;受周边系统事故 (火灾或爆炸) 影响, 使设施遭到损坏和影响到液氨系统安全运行的其他状况。
针对上述低温液氨储运系统存在的重大风险, 上海赛科除落实日常安全管理措施外, 还建立了完善的应急响应系统, 制定了专项应急预案, 包括液氨储运系统应急响应程序、液氨储运系统泄漏应急处置等程序。
应急响应系统
上海赛科低温液氨罐采用单独防火堤, 防火堤高度为2.0 m。除防火设计外, 还配备有多种消防设施, 便于应急情况下对液氨罐系统提供有效保护。
消防设施
上海赛科液氨储运系统的消防设施主要包括消防水供水系统、消防和喷淋系统、火灾报警系统。
消防水供水系统低温液氨储罐区域的消防用水由公称直径DN500的管网供给, 系统工作压力0.8~1.2 MPa。该系统平时由稳压泵稳压至0.9 MPa, 发生火警时消防主泵根据系统管网的压力变化顺序启动供水。
消防和喷淋系统低温液氨罐罐外壁设置有消防喷淋系统, 共有4路DN250的管线供罐外喷淋使用, 喷淋控制阀设置在防火堤外, 控制阀门的信号接至中央控制室, 可现场手动开启, 也可控制室遥控开启。罐区周围的消防水环网上设有地式消火栓, 布置有消防水带箱。一旦发生火警, 可以根据需要使用。在低温冷冻贮罐罐界区设置若干套手提式及推车式干粉灭火器, 以控制及扑灭初起火灾。
火灾报警系统液氨储罐设施区域供设有在线氨气体检测仪和火灾自动报警系统, 报警信号可同时送至中央控制室并提供现场声光报警, 检测仪分布在氨罐的各个系统, 确保在发现漏点后及时报警, 及时处置, 把风险降到最低限度。
储运系统专项应急预案
上海赛科制定的液氨储运系统专项应急预案规定了适用范围、低温液氨储运系统的基本情况, 并假设了液氨储运系统在运行中可能出现的紧急状况, 以及相对应的应急响应组织和职责、应急响应的流程及应急联络等方面。其中, 应急响应流程中明确了事故处理应急行动和工艺应急处理行动。
事故处理应急行动
液氨系统由于某种原因而发生液氨泄漏, 应立即采取的应急行动包括立即报告消防队, 应急人员应配备专用的个人防护用品 (PPE) , 评估对安全生产的影响程度, 消防应急设施的启动, 关闭出料阀门及停止设备运行, 实施隔离、堵漏和抢修, 实时监控隔离, 检测周边环境和隔离雨水系统等。
工艺应急处理行动
预案针对液氨输入、输出管道及附属部件因运行或外界原因导致大量液氨泄漏;储罐本体及部件出现故障或损坏导致大量液氨泄漏;因压缩冷冻系统设施故障或损坏, 导致气态或液态氨的泄漏和储罐本身运行的恶化等状况;明确规定了应采取的工艺应急处理行动方案。
应急专项预案演练
按照应急响应综合预案及专项应急预案的要求, 需制定液氨罐应急响应演练计划, 定期开展液氨罐的应急演练。每次应急演练主要包括应急演练方案的制定、应急演练的开展, 演练后的评估与总结等3个阶段。
方案制定
演练方案的制定首先须按照演习指南要求及液氨储罐的风险, 对可能发生的事故后果进行模拟, 模拟结果见表1。
在上述要求基础上, 对事故进行假想, 通过头脑风暴法, 讨论确定本次演练的目的、等级、方式、时间地点及有关参加人员等。对事故过程及应急响应流程按照预案等各项要求, 制定演练方案, 实例见表2。
演练开展
按照演练方案的要求, 通知演练参与人员做好相应准备, 包括装置运转经理、消防队、医疗、应急组、装置操作人员、作业人员等。同时, 需在演练区域做好一定的隔离, 如工艺隔离、作业隔离等。
评估与总结
在演习完成后, 指挥官宣布演习结果, 组织全体演习人员和独立观察员对演习进行系统全面的总结。对演习过程中发各种问题进行回顾, 指出表现好的地方与存在的问题。对于存在的问题, 制定改进行动项, 指定责任人和改进日期, 最后完成相应的演习报告。液氨罐演习报告的实例见表3。
浅谈液氨储罐消防系统设计 篇2
1 采标
多数企业液氨储罐 (区) 的消防设施不符合要求, 其主要原因为设计单位采标错误。由于《建筑设计防火规范》GB50016—2006 (以下简称《建规》) 没有给出液氨储罐 (区) 的计算方法, 只给出甲、乙、丙类液体储罐的计算方法, 液氨属于乙类液体, 多数设计单位将液氨按照“乙类液体”进行消防系统设计, 因此导致消防设施设置的不合理。
虽然《建规》没有给出液氨储罐 (区) 的计算方法, 但是《石油化工企业设计防火规范》GB50160—2008 (以下简称《石化规》) 和新出版的《消防给水及消火栓系统技术规范》GB50974—2014 (以下简称《新消规》) 却对液氨储罐 (区) 的计算, 做出明确的规定。其中《石化规》规定:“全压力式及半冷冻式液氨储罐宜采用固定式水喷雾系统和移动式消防冷却水系统, 冷却水供给强度不宜小于6L/min·m2, 其他消防要求与全压力式及半冷冻式液化烃储罐相同。全冷冻式液氨储罐的消防冷却水系统按照全冷冻式液化烃储罐外壁为钢制单防罐的要求设置。”《新消规》同《石化规》在消防水系统设计参数上基本一致 (但当单个液氨储罐储存容积≤100m3时, 《新消规》的室外消火栓设计流量要低于《石化规》) 。
同时, 根据“安监总局”下发的“关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知”的要求:“设计单位应根据建设项目危险源特点和标准规范的适用范围, 确定本项目采用的标准规范。对涉及“两重点一重大”的建设项目, 应至少满足下列现行标准规范的要求, 并以最严格的安全条款为准。”液氨属于“两重点一重大”国家重点监管的危险化学品, 因此液氨储罐 (区) 的设计必须执行《石化规》。 (《石化规》是“安监总局”所列出规范中最为严格的)
2 计算方法
那么笔者在这通过实例, 简要的介绍液氨储罐 (区) 正确的计算方法。
山东省某企业在日照市新建两座50 m3液氨储罐, 消防水系统设施采用固定式水喷雾系统和移动式消防冷却水系统, 根据《石化规》的要求, 其消防用水量计算如下:
2.1 固定式水喷雾系统用水量
式中:
q着火———着火罐冷却水的供给强度为, 6L/m in·m 2;
q相邻———相邻罐冷却水的供给强度为, 3L/m in·m 2;
A着火———着火罐表面积, 90.6 m 2;
A相邻———相邻罐表面积, 90.6 m 2。
2.2 移动式消防冷却水系统用水量
本项目最大一个储罐容积为50m3<400m3, 根据《石化规》的要求, 其移动式消防冷却水系统用水量Q2为30L/s。
2.3 消防水炮用水量
此外, 根据《山东省液氨储存与装卸安全生产技术规范》 (以下简称“山东省地标”) 的要求:“液氨储存及装卸现场应设置消防水炮, 以备液氨泄漏时用水雾喷洒控制气氨扩散。”其消防水炮用水量Q3为30 L/s。
为什么山东省要作出此规定?主要是因为山东省某企业液氨储罐发生事故, 大量扩散的氨气使消防队员无法进入火场, 只能先用水稀释氨气, 再进入火场, 险些错过灭火的最佳时机。因此山东省规定本省境内的所有液氨储存与装卸场所, 除执行我国现有规范外, 还应设置水雾水炮以备液氨泄漏时使用。
2.4 消防水系统总用水量
综上, 本项目液氨储罐一次消防设计水量为75L/s, 火灾延续时间按6h计, 一次消防用水量为1620m3。
2.5 其它
本项目建设地点在山东省, 根据“山东省地标”的要求, 消防设计水量应考虑消防水炮用水量的要求, 如果建设地点在山东省以外的其它省市, 根据上述计算, 其消防设计水量为45 L/s。但这里值得注意的是, 液氨装卸时的消防用水量的要求, 根据《石化规》的要求:“可燃液体、液化烃的装卸栈台消防用水量不应小于60L/s”, 因此, 其消防设计水量应为60L/s, 而不是45L/s, 这也是很多设计单位容易忽略的地方。
关于其它液氨储罐 (区) 消防设施的设置, 可根据单罐容积的大小以及本企业的消防能力统筹考虑, 例如当单罐容积大于100m3, 且小于1000m3时, 可采用固定式水炮代替固定式水喷雾 (水喷淋) 系统, 但其冷却用水量不宜小于水量计算值的1.3倍;当单罐容积小于或等于100m3时, 可只采用移动式消防冷却水系统, 但其值不得低于100L/s。
3 结语
以上所述的便是液氨储罐 (区) 消防设计的要点, 希望对同仁们在今后的液氨储罐 (区) 的消防系统设计上有所借鉴。
摘要：通过对多个企业液氨储罐 (区) 调研中所发现的问题, 并结合我国现行标准规范以及地方标准, 简要的介绍液氨储罐 (区) 消防系统正确的计算方法, 并通过实例, 分析在不同情况下, 液氨储罐 (区) 消防系统应如何设置。
关键词：液氨储罐 (区) ,标准规范,消防系统,计算方法
参考文献
[1]GB50160—2008, 石油化工企业设计防火规范.
[2]GB50974—2014, 消防给水及消火栓系统技术规范.
[3]GB50016—2006, 建筑设计防火规范.
[4]GB50338—2003, 固定消防炮灭火系统设计规范.
[5]安监总管三[2013]76号, 关于进一步加强危险化学品建设项目安全设计管理的通知.
液氨储罐 篇3
ALOHA模型是由美国环境保护署 (EPA) 化学制品突发事件和预备办公室 (CEPPO) 、美国国家海洋大气管理局 (NOAA) 共同开发的专门用于模拟危险化学品泄漏后果的软件, ALOHA经过多年发的展, 功能逐渐强大, 可以用来计算危险化学品泄漏后的毒气扩散、火灾、爆炸等产生的毒性、热辐射和冲击波等。目前ALOHA已经成为危险化学品事故应急救援、规划、培训及学术研究的重要工具[1]。它具有包含近千种常见危险化学品的数据库, 能够预测化学品泄漏危害区域、敏感点毒物浓度和泄漏源强随时间的变化[2]。
2 ALOHA模型对液氨泄露的事故模拟
氨是化工生产过程中的重要原料。氨气属可燃性气体, 同时又是有毒物质, 常温常压下易溶于水形成氨水, 加压易被液化为无色液体。为便于储存和运输, 工业上通常采用常温高压或低温加压的方式将氨液化[3]。
液氨, 又称无水氨, 为无色液体, 通常是将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。氨气属可燃性气体, 与空气混合能形成爆炸性混合物, 遇明火、高热能引起燃烧爆炸。氨主要对上呼吸道有刺激和腐蚀作用, 低浓度氨对人的粘膜有刺激作用, 高浓度时可危及中枢神经系统, 还可通过三叉神经末梢的反射作用引起心脏停搏和呼吸停止[4]。
2.1 场景模拟与分析
2015年6月1日晚10:30分, 池州市东至县天孚化工有限公司厂内, 周围地区为一片化工园区。根据气象数据得知当晚温度为27℃, 风速为3m/s, 测量高度为10m, 东南风;相对湿度50%;天空约50%有云;不存在逆温现象。
假设厂内某一储存液氨的储罐底部由于接头处的垫片使用时间过长并存在一定程度的腐蚀破裂, 故在罐底部裂开了一个近似圆形的小孔造成储罐内的液氨发生泄漏事故。该储罐体积为50m3, 圆筒形, 直径为2.8m, 高度为8.25m;其底部小孔直径为20mm;假设该储罐泄露之前储罐里液氨是满的;在该液氨储罐下风向200m, 侧风向100m处为华尔泰生活区, 里面居住了大量在化工园工作的工人。
2.2 利用ALOHA软件模拟分析
2.2.1 参数输入
首先输入东至天孚化工有限公司的经纬度以及海拔高度信息, 接着分别输入化学物质 (A chemical) 、气象条件 (Weather Information) 、地面粗糙度 (Ground Roughness) 、泄露事故相关描述 (The Release) 等基本信息, 即可得到如下的对话框, 如图1。
2.2.2 有毒蒸气云模式 (Toxic Vapor Cloud)
液氨为有毒物质, 当储罐发生泄漏后, 蒸发扩散形成有毒气云团, 对厂区内及附近的工作人员构成威胁。应用ALOHA模型对此事故进行模拟计算, 以分析液氨泄漏时间并确定受威胁区域。
根据上述信息, 首先我们可以得出当储罐破裂, 液氨开始泄露时, 忽略地面的平整情况等因素, 我们可以得出液氨泄露的源强 (Source Strength) 信息如下图2。
由此图我们可以得知, 整个泄露过程大约为1h, 其中最大的平均持续泄露速率 (Max Average Sustained Release Rate) 为400kg/min。
为了进一步知道该模拟事故场景下的影响区域及受威胁区域分级, 我们可以选择计算模式, 确定关注水平 (LOCs) 来做出一个受威胁区域预测 (Threat Zone Estimate) 。
本文选用美国工业卫生协会针对毒性化学物质制定的应急响应规划指导浓度值 (Emergency Response Planning Guidelines, ERPGs) 确定毒性影响区域。经过软件的一系列运行操作, 我们可得出此模拟事故情况下液氨泄露的受威胁区域, 如下图3。
从得出的图形我们可以得知, 就液氨这种化学物质而言, 当其浓度达到25 ppm, 即ERPG-1水平时, 在此浓度下暴露1 h, 对人类不会造成不良影响, 此时我们用黄色区域表示该种情况;当其浓度达到150 ppm, 即ERPG-2水平时, 在此浓度下暴露1 h, 可能会带来不良影响, 但是不会造成不可恢复的伤害, 我们用橙色区域表示该种情况;但是当其浓度达到750 ppm, 即ERPG-3水平时, 一旦超过该浓度, 我们可认为其会对生命造成威胁, 达到致命伤害, 此时我们用红色区域表示该种情况。
此Toxic Threat Zone的Text Summary如下图4所示。
由Text Summary我们可知, 一旦液氨储罐发生泄漏事故, 以储罐为原点, 下风向8.1 km以外的区域范围, 此区域为安全区域;下风向2.5km~8.1 km的区域范围内, 人吸入气体会造成一些不良的影响;在下风向913 m~2.5 km的区域范围内, 人若吸入气体则会对身体造成一些不可恢复的伤害;当区域范围缩小至下风向913 m范围内时, 则会对人体有致命的危害。
根据影响区域的危害程度, 从内向外可以把影响区域依次划分为紧急避难区、协助疏散区、引导疏散区、和自主疏散区。划分疏散区域以后就可以确定疏散方案, 指挥人员撤离事故现场。
3 结语
论文在液氨泄漏后果分析的基础上, 用ALOHA模型对事故影响范围进行模拟, 设置了在一定的条件下液氨储罐发生连续泄露的事故场景, 可以研究在此模拟场景下的三种可能后果模型, 预测液氨气体扩散受威胁区域、闪火可燃受威胁区域和蒸汽云爆炸超压影响受威胁区域。另外, 针对特定的敏感点, 预测泄漏事故发生时敏感点室内、室外的毒物浓度变化情况。
摘要：危险化学品泄漏时将会产生中毒、火灾和爆炸等事故。ALOHA模型能够根据危险化学品的泄漏和气象条件对事故进行模拟, 描述不同程度危害范围的大小和区域。本文以池州市东至天孚化工有限公司的液氨储罐为背景, 利用ALOHA模型对液氨泄露事故别进行了计算模拟。通过选择对应的关注水平, 得到相应的受威胁区域范围进行分析;。
关键词：液氨,ALOHA模型,受威胁区域
参考文献
[1]邵辉, 候丽娟, 段国宁, 等.ALOHA在苯泄漏事故中的模拟分析[J].常州大学学报:自然科学版, 2012, 24 (3) :48-52.
[2]闫洁洁, 向晓东, 霍艳霞.典型液氯泄漏危害的ALOHA软件估算[J].化工环保, 2015, 35 (1) :69-73.
[3]彭林.液氨储罐事故泄漏环境风险评价探讨[J].广东化工, 2009, 36 (4) :110-112.
[4]肖亚丽, 寇刘秀.液氨储罐事故泄漏环境风险预测与后果分析[J].河南科技, 2014, (17) :179-181.