储气罐安全阀的技术

关键词： 鞍山市 储气罐

储气罐安全阀的技术（共2篇）

篇1：空气压缩机储气罐的安全要求

关键词：储气罐,空气压缩机,安全规程

近年来, 空气压缩机储气罐事故时有发生, 给正常的生产以及人员安全造成很大的损失。

一、储气罐事故原因分析

作为压力容器, 空气压缩机储气罐由于其设计压力较低 (≤1.6MPa) , 使用介质为压缩空气, 最高工作温度≤150℃, 一直被认为是一种结构简单、危险性较小的特种设备。但是如果其设计、制造、安装、使用管理等环节存在不规范行为, 在各种安全隐患的综合作用下, 就可能引发爆炸, 导致严重后果。

1. 设计

储气罐的结构和规格是根据其技术参数和使用条件, 参照《钢制压力容器》 (GB150-1998) 和其他相关标准设计。操作压力越大, 则设计压力越大, 需要的壳体材料强度和厚度就越大;操作温度越高, 则钢板在设计条件下的许用应力越小, 需要的壁厚越大。另外, 储气罐壳体焊缝的焊接接头系数、开孔和接管, 以及腐蚀裕量的大小也对设计的容器壁厚有着直接的影响。

2. 主体材料缺陷

在储气罐制造过程中, 若选材不当或者钢板材料质量差, 如钢板壁厚不均匀, 机械性能 (如抗拉强度) 不达标, 或焊缝质量不合格, 以及使用过程中产生材质劣化、壁厚减薄、严重腐蚀或裂纹等缺陷, 都会严重削弱壳体材料的强度, 即使储气罐是在额定压力下工作, 仍然可能发生爆炸。2007年10月, 某工厂一台空气压缩机储气罐发生爆炸, 经研究分析发现, 容器主要受压元件, 特别是筒体材料质量不合格, 力学性能 (主要是抗拉强度) 低于设计和标准规定的最低要求, 容器承压性能下降, 在压力升高到超出材料承压极限时发生爆炸, 是这次事故的主要原因。

3. 安全附件

根据安全监察规程要求, 压力容器应当按设计要求装设超压泄放装置 (安全阀或者爆破片) 以及压力表。由于储气罐工作压力低于压力源 (压缩机) 压力, 所以在通向储气罐进口管道上应当装设减压阀或调节器, 安全阀和压力表应当装设在减压阀或调节器的低压侧。储气罐内气体额定压力是由空气压缩机压力调节器和安全阀来确定的。一旦二者出现故障, 如压力调节器操作失误或其中的卸荷阀管道等零部件出现故障, 不能有效限制进气压力;安全阀未装、失灵或设置起跳压力过高, 会造成超压时安全阀不能动作, 储罐内气体压力急剧上升。如果压力表失灵, 不能准确及时反映罐内真实压力, 提示操作人员正确处置异常情况。安全附件是保障设备安全的最后一环, 也是最重要的一环。如果安全附件失效, 在压力失控, 超过储气罐罐体壁厚的强度极限的情况下, 就会发生失效破坏, 甚至爆炸。

4. 管道振动

空气压缩机吸排气过程具有间歇性, 致使管道内气流的压力和速度呈脉动性和周期性变化, 而引起管路振动。此外, 因储气罐安装不规范, 底座未固定, 罐体与空气压缩机安装距离未按设计要求安装也会加剧管道振动。管道振动的结果是使管道之间或管道与储气罐、阀门、冷却器之间的连接部位经受反复的振动应力, 使管路系统受到附加疲劳载荷, 造成松动、受压元件材质劣化以致开裂, 引起泄漏或爆炸, 酿成事故。

5. 罐内积碳燃烧

由于空气压缩机采用压缩机油作润滑油, 压缩机油在压缩机压气过程中, 沿着整个排气通道形成油沉积物———积碳。它在一定条件下能发生自燃, 导致空气压缩机装置爆炸。汽缸、气阀室、管路、冷却器和储气罐等有积碳的地方都有可能发生爆炸。如果使用环境恶劣, 吸入的气体含有较多灰尘和硬颗粒, 或者系统密封性能不好, 曲轴箱内的机油漏入汽缸, 进入储气罐, 都会造成储气罐积碳层过厚。

6. 管理维护不当, 违章操作

根据对储气罐爆炸事故的报道和案例分析, 由于设备管理维护不善, 违章作业或误操作导致的事故占很大比重。最常见的问题如缺乏安全意识, 设备无专人管理;安全附件 (安全阀、压力表) 未能定期校验, 损坏失效;未能定期排污和清理, 造成设备腐蚀或者积油积碳;违章操作, 在出现异常情况时不及时停机检修;将容器直接放在日光下暴晒或高温烘烤, 引起内压异常升高等。

二、储气罐事故预防和安全要求

储气罐事故的表现形式主要可以分为两大类:超压失效和燃烧爆炸。预防超压失效的关键在于设备, 空气压缩机储气罐作为一种承压类特种设备, 其设计、制造、安装、使用等各方面都应符合《固定式压力容器安全技术监察规程》或《简单压力容器安全技术监察规程》的有关规定要求, 任何一个环节疏漏, 都有可能发生严重事故。应该按照规程以及相关设计标准的规定要求, 规范设计, 保证制造质量, 加强运行管理和设备维护。在GB22207-2008《容积式空气压缩机安全要求》里面, 对空气压缩机系统储气罐的安全运行规定了具体要求, 包括设计标准、机械振动、温度控制、压力控制和超压保护等。其中预防储气罐超压和做好超压保护是保障设备安全最重要的一环, 应装设压力控制和保护装置, 进气压力一旦超压, 空气压缩机能自动断电停止运行, 容器内超压一定数值时能自动开启压力释放装置 (安全阀起跳) , 释放压力, 防止压力继续升高。

积碳燃烧的预防措施主要包括合理选用润滑油种类和牌号, 严格控制用量, 加油量不要过多或过少。控制排气湿度, 加强空气压缩机系统冷却;加强管路检修、改善配件质量, 以保证气阀不漏气, 防止气体循环压缩, 设立温度保护装置, 在超温时能自动切断电源。加强吸气过滤, 保证进气清洁, 防止机油漏入储气罐, 并定期排污, 清理储气罐内壁积油积碳。

参考文献

[1]孟大润, 季磊.空压机储气罐爆炸原因分析[J].压缩机, 2008 (12) .

[2]廖树元, 钱鼎兴.一起空压机储气罐爆炸事故的原因分析与防范措施[J].中国设备工程, 2008 (4) .

[3]肖秀兰.空压机储气罐爆炸事故原因分析与预防[J].辽宁科技学院学报, 2007 (6) .

篇2：阿曼阿恩型干式储气罐大修技术

鞍山市燃气总公司深沟寺储配站占地面积约2 万平方米, 是鞍山市燃气管网系统主要调峰储气设施。站内5 万m3稀油密封阿曼阿恩型干式储气罐于1987 年建成, 运行至今, 储存气体介质为焦炉煤气, 储气罐总高为61m, 罐体外接圆直径为37.7m, 横截面为正20 边形, 边长为5.9m, 活塞为型钢桁架结构, 密封方式为稀油密封。该储气罐为鞍山市燃气安全稳定供应发挥了巨大作用。本文主要对阿曼阿恩型干式储气罐的大修技术进行分析和探讨, 希望能为该方面的研究、实践工作提供帮助。

1 储气罐存在的问题

由于储气罐进行长时间作业, 已有7 年未进行停气大修, 因焦炉煤气净化后本身自带的少量焦油、萘、硫化物、灰尘等长时间储存在罐内没有彻底清除, 造成了很多严重的问题, 主要表现在以下几方面:

第一, 罐体外部发生腐朽, 出现多处密封油渗漏点;第二, 夏季高温天气, 六台齿轮油泵同时运行时间达到15 小时, 严重超过规定指标;第三, 密封油乳化严重, 运动粘度下降;第四, 储罐站内部还不能形成自动化监控系统。

2 储气罐大修和改造重点

(1) 防止罐体腐蚀。对渗漏点周边进行清理并补漏。进行防腐处理时, 可以借助机械工具, 对罐体外部的腐朽进行处理, 按照国家对钢材表面锈蚀等级的要求进行操作;硫磺等化工染料的涂抹必须按照《硫磺聚乙烯防腐涂料》规定进行, 保证涂抹厚度在180 微米之上。

(2) 维修活塞和密封配件。配件的生产达到配件质量标准, 按照施工和设计要求, 更换全部密封毛毡及帆布;对弹簧进行全部拆卸、维修, 更换部分弹簧及弹簧套, 保证储气罐可以正常作业。

(3) 补充和回收密封油。本次对储气罐大修时, 主要收集60 吨密封油和一些杂质混合物, 使用运输油品专用车进行运输, 并进行加工和回收。经过此项工艺之后, 材料回收率可以达到原材料的1/2, 而且能减少密封大量油直接排放造成的环境污染, 节省了密封油的资金。

3 强化储气罐的运行监控

(1) 对储气罐活塞的运行数据进行监控。主要功能:对活塞的各项运行参数, 如高度、位置和速度等进行监控, 保证活塞的高位、低位可以实现报警功能。避免冒罐及活塞底部产生落地事故。监测要点:活塞的高度, 活塞实时高位、低位和超低位开关量。主要参数:活塞运行速度、储气量和进出气罐的燃气流量等。原理:使用储气罐的机械容压力。对活塞高度进行计算;在单位时间内对活塞高度和运行速度的变化实时进行记录, 根据单位储气量计算燃气流量。报警参数:通过活塞的高位、低位、超低位和储气量的高限、底限和超底限进行报警。

(2) 监测储气罐活塞上部、罐顶部及油泵房、阀门室燃气浓度。监测方式:在活塞走台、罐顶部及油泵房、阀门室安装可燃气体检测器。对储气罐内外的燃气浓度进行控制, 实时判断储气罐密封情况, 保证作业人员的安全。监测参数:首先在储气罐顶部的东南对称两点监测, 然后在储气罐活塞走台上对称六点监测燃气浓度, 及油泵房和阀门室一点监测。报警:当监测储气罐内部浓度200ppm时, 开启报警。

(3) 监测活塞油沟油位。监测方式:在储气罐的周围均匀布置安装3 台投入式液位压力变送器, 实时监测油位高度。监测参数:对油位置变化情况进行检测。

(4) 监测储气罐底部油槽中油温。监测方式:在储气罐底部安装温度计和温度变送器监测参数:油槽内密封油的温度。

(5) 监控油泵运行时间及启动次数。监测方式:根据油泵启动和停止信号的变化情况, 对油水分离器配置油泵启动和停止时刻进行计算, 累计计算时间及启动次数。监测参数:当日运行时间及次数。

4 监控软件需要实现的主要功能

(1) 储气罐运行参数监视画面。监测画面的形成包含了进出站燃气流量、压力、罐容、活塞高度、罐内燃气压力、阀门状态等变化情况。此画面能够利用数字、文字和表格等方式对现场的数据间采集, 可以直接反映储气罐的运行状态。

(2) 密封油运行状态。密封油画面显示, 可以将油沟的油位高度、油槽温度和油泵的工作状态等展示出来, 直观展示密封油实时运行状态。

(3) 报警画面。报警画面主要对储气罐运行的异常, 和事故发生时间检测, 可以给故障的处理提供详细数据支持, 减少事故发生的可能性。

5 大修后的效果

第一, 大修后的储气罐经过一年时间的运行监控, 发现各项指标都处于稳定状态, 在冬季运行油泵的时候, 90 分钟启动一次, 夏季45 分钟启动一次, 每次运行8 分钟。活塞的密闭效果完全可以达到工程相关指标规定, 在一定程度上减少了能量消耗;第二, 储气罐内部的密封油经过加工提炼之后, 不仅实现了资源的重复使用, 而且保护了环境;第三, 经过长期运行监控数据, 不仅可以给储气罐的日常运行提供了保障, 还可以在其他干式储气罐维修过程中提供数据。

6 结束语

本文主要对储气罐存在的问题和储气罐大修改造重点进行分析, 从材料、配件、监测等各个方面做了阐述。经过大修之后, 储气罐不仅可以安全可靠的运行, 还能减少能量消耗, 降低环境污染, 对储气罐的运行的正常运行提供了保证。

参考文献

[1]高海平.阿曼阿恩型储气罐与POC型储气罐的比较[J].煤气与热力, 2011 (03) .

[2]余硕成.阿曼阿恩型干式储气罐大修技术[J].煤气与热力, 2013, (06) .