企業(yè)儲罐氮封系統存在哪些常見(jiàn)問(wèn)題？如何正確設置及管理？
氮封或其他惰性氣體保護系統可有效防止儲罐發(fā)生火災爆炸事故。從近幾年對各類(lèi)企業(yè)隱患排查的情況來(lái)看，部分企業(yè)尤其是精細化工企業(yè)在儲罐氮封系統設置和管理上存在一些問(wèn)題。
一、儲罐氮封系統存在的常見(jiàn)問(wèn)題 一是應采用氮封的儲罐未設置氮封系統。 二是后期增加的氮封系統未經(jīng)正規設計，系統不能正常使用。 三是氮封系統壓力得不到有效管控。如進(jìn)儲罐前的氮氣管線(xiàn)未設置自力式調節閥、無(wú)壓力表或壓力表選型過(guò)大，僅靠手動(dòng)閥門(mén)控制進(jìn)氣量，無(wú)法監控氮封壓力；氮封氣源未采用壓力分程控制，或自力式調節閥選型不合理，造成氮封壓力過(guò)高、過(guò)低，氮封系統不能正常使用；氮氣管線(xiàn)或儲罐上未設置壓力遠傳、報警，壓力得不到有效控制。 四是氮氣管線(xiàn)上的安全設施不足，如氮氣管線(xiàn)上未設置止回閥。 五是儲罐頂部未設置緊急泄放人孔(或緊急泄放閥)等保護措施。 六是因氮封壓力不穩定或為了節約成本，將氮氣管線(xiàn)閥門(mén)關(guān)閉，氮封系統未投用等。 二、哪些儲罐需要設置氮氣保護系統 對于氮封系統的設置，我們來(lái)看看國家標準到底是如何要求的？ 國家標準《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）、《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》（GB 51283-2020）、《石油庫設計規范 》（GB 50074-2014）均對儲罐氮封系統的設置有明確要求。 《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）規定，當單罐容積小于或等于5000m3的內浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤(pán)時(shí)，應設置氮氣保護等安全措施；儲存溫度超過(guò)120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護。 《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》（GB 51283-2020）規定，當采用固定頂罐或低壓罐（單罐容積不小于100m3）儲存甲B、乙A類(lèi)液體時(shí)，應采用氮氣或惰性氣體密封措施。如常見(jiàn)的甲醇、甲苯等甲B類(lèi)物質(zhì)；再如可燃液體二硫化碳，自燃點(diǎn)、沸點(diǎn)及閃點(diǎn)均較低，具有極強的揮發(fā)性、易燃性和爆炸性，采用固定頂罐水封加氮封儲存比采用單純的內浮頂罐儲存更安全可靠。 《石油庫設計規范 》（GB 50074-2014）規定，當選用內浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點(diǎn)低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類(lèi)液體時(shí)，應設置氮氣密封保護系統。當采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐儲存沸點(diǎn)不低于45℃或在37.8℃時(shí)的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類(lèi)液體化工品和輕石腦油時(shí)，應設置氮氣密封保護系統。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類(lèi)液體儲罐應設置氮封保護系統。有些甲B、乙A類(lèi)液體化工品有防聚合等特殊儲存需要，不適宜采用內浮頂儲罐，可選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐，但應采取氮封等安全保護措施，典型的易自聚不穩定的丁二烯、苯乙烯儲罐，應設置氮封系統，防止空氣進(jìn)入儲罐。 三、如何設置氮封系統 采用氮封的儲罐，一般為常壓罐或低壓罐，因此，防止儲罐氮氣超壓是一個(gè)重要問(wèn)題。在化工標準《氣封的設置》（HG/T 20570.16-1995）中，給出了氮氣供氣量的計算方式，“儲罐氣封裝置的供氣量應大于或等于由于泵抽出儲罐內儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產(chǎn)生的儲罐內氣體冷凝和收縮所需補充的氣量之和”。規范中計算的補氣量只是一個(gè)經(jīng)驗值，工作中還需結合實(shí)際，計算出更符合需求的數值，以此來(lái)確定氮氣管線(xiàn)管徑和氮封閥型號。建議專(zhuān)業(yè)技術(shù)力量不足的企業(yè)，委托設計單位計算合理的補氣量，既能保證氮封要求也不會(huì )造成浪費。 《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SH/T 3007-2014）規定，采用氮氣保護的儲罐，其操作壓力宜為0.2Kpa～0.5Kpa；其他設置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。為防止儲罐超壓，除計算符合實(shí)際的補氣量外，還應采取其他措施。 （1）罐頂安裝就地壓力表，并設置壓力遠傳功能至DCS或PLC控制系統，設定高、低壓報警功能，及時(shí)檢測壓力變化情況。 （2）設置雙呼吸閥防止呼吸閥故障。但對于粘度較大、易發(fā)生結晶的介質(zhì)，容易造成呼吸閥堵塞，建議采取其他措施，并對補氣管線(xiàn)、排氣管線(xiàn)進(jìn)行伴熱處理，降低物料粘結和結晶對閥門(mén)和管線(xiàn)的影響，提高安全系數。 （3）設置緊急泄放人孔，事故時(shí)打開(kāi)保護儲罐。根據《石油化工儲運系統罐區設計規范》（SHT 3007-2014）的規定：事故泄壓設備的開(kāi)啟壓力應大于呼吸閥的排氣壓力，并應小于或等于儲罐的設計正壓力；事故泄壓設備的吸氣壓力應小于呼吸閥的進(jìn)氣壓力，并應大于或等于儲罐的設計負壓力；事故泄壓設備應滿(mǎn)足氮氣管道系統和呼吸閥出現故障時(shí)保障儲罐安全通氣的需要；事故泄壓設備宜選用公稱(chēng)直徑不小于500mm的呼吸人孔。如儲罐設置有備用呼吸閥，事故泄壓設備也可選用公稱(chēng)直徑不小于500mm的緊急放空人孔蓋。 四、如何管理氮封系統 為了保證氮封系統有效運行，除了正確設置，企業(yè)還需做好以下管理工作： 一是在操作規程中完善氮封系統的操作步驟和安全要求，明確壓力控制范圍和報警值、偏離正常工況的后果、防止和糾正偏離正常工況的方法及步驟等，并對相關(guān)崗位人員進(jìn)行培訓。 二是監控控制系統中的儲罐壓力，規范設置報警值，監控報警信息，分析報警原因并采取改進(jìn)措施；加強日常巡檢，將氮封系統壓力表、調節閥等運行狀態(tài)列入到巡檢要求中，發(fā)現問(wèn)題及時(shí)處置。 三是將氮封系統的檢查納入罐區隱患排查中，構成重大危險源的企業(yè)，將氮封系統的檢查納入到操作負責人包保責任的履職檢查表中，通過(guò)隱患排查治理，確保系統有效投用。 四是定期對呼吸閥、壓力表等進(jìn)行檢查和檢驗。確保呼吸閥的外觀(guān)無(wú)異常銹蝕、泄漏和雜物堵塞，開(kāi)啟壓力、通氣量和泄漏量滿(mǎn)足設計要求，保證泄壓設施的完好。