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大型儲罐罐頂緊急泄壓閥的設置及注意事項

文檔作者：許青1，王榮貴2 文檔來源： 1．凱迪電力環保有限公司 2．中國五環工程有限公司		點擊數：	更新時間： 2025年04月28日
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第48卷第3期2010年6月化肥設計Chemical Fertilizer DesignJune 2010·47·大型儲罐罐頂緊急泄壓閥的設置及注意事項許青1，王榮貴2(1．凱迪電力環保有限公司，湖北武漢430223；2．中國五環工程有限公司，湖北武漢430223)摘要：簡述了防止儲罐內部發生超壓事故的技術措施；介紹了美國石油化工協會標準——API中關于儲罐遭遇火焰時必須緊急泄放相應氣量的計算方法；闡述了目前國內外普遍采用的緊急泄放裝置的結構形式和選用方法；以實例計算了儲罐頂部緊急泄放人孔的規格尺寸和數量。關鍵詞：儲罐；緊急泄壓閥；緊急泄壓人孔；緊急泄放氣量；設置；計算中圖分類號：TE974．3 文獻標識碼：A 文章編號：1004—8901(2010)03—0047-03Arrangement of Emergence Pressure Releasing Valve at Top of Large-Sized Storage Tank andIts Matters to Be NoticedXU Qing，WANG Rang—gui(1．勛邊Power Environment Protection Company Ltd．，Wuhai Hu6ei；2．China Wuhuan Engineenng Company Ltd,，Wuhan Hubei 430223 China)Abstr扯t：Author has briefly described the technical measures forpmtecfing occurrence ofsuper—pressure accident inside storage tank；has introducedthe calculating method stipulated in API standard，when the tank suffered the fire，appropriate gas quantity must be urgently released from the tank；hasdescribed the structure type and the selection method of the emergeney releasing device，which were commonly used abroad and at home at present time；the specified dimensions and the quantity for theemergency releasing manbole located at the top of the tank have been calculated in a actual example．Key words：storage tank；emergency releasing valve；emergency releasing manhole；emergency releasing gas guantity；arrangement；calculation大型儲罐在操作時有時會出現非正常狀況，如罐內加熱器損壞造成大量熱載體的注入或遭遇外部火焰使儲罐內部發生超壓等事故，此時如不采取緊急放空措施，勢必導致儲罐破壞。為此大型儲罐應設置安全緊急泄壓裝置，以防事故發生。1 安全泄壓裝置的設置按美國石油學會APl2000《常壓和低壓儲罐的通氣》的規定，為了防止儲罐內部發生超壓事故可采用以下措施。(1)加大壓力閥的尺寸或增加壓力閥的數量。(2)改進量油孔結構，使之在罐內超壓時可使緊急泄放的氣體將儲罐頂蓋向上推開，泄放罐內壓力。(3)裝設緊急泄壓閥，如APl2000標準中所列的大型重力式緊急泄壓閥(見圖1)以及目前國內常用的緊急泄壓人孔(見圖2)。圖1大型重力式緊急泄壓閥圖2緊急泄壓人孔(4)設置爆破膜片。較小的儲罐可不設置緊急泄壓裝置，但據APl650的規定，其罐頂與罐壁的連接必須采用弱頂結構。作者簡介：許青(1971年一)，江西南昌人，1994年畢業于武漢化工學院化工機械專業，工程師，從事化工設備設計工作。萬方數據·48· 化肥設計 2010年第48卷上述措施中最常用的是依據所須緊急泄放的氣量，在儲罐的頂部裝設相應規格及數量的緊急泄壓閥或緊急泄壓人孔，以便事故發生時使罐內氣體緊急放空，保護儲罐不因超壓而被破壞。2泄放氣量的計算根據美國APl2000標準，儲罐遭遇火焰時必須緊急泄放的氣量計算有如下幾種。(1)按式(1)計算。瑚虬55×譬×(∥ (1)式中，y為排氣量，m3／h；Q為來自火焰的輸入熱量，w(其值詳見表1)；A為儲罐濕潤面積(wettedsurface)，m2；F為環境系數，見表3；L為儲液在泄放壓力及溫度下的蒸汽潛熱，kJ／kg；T為泄放蒸汽的溫度，K，一般取儲液在泄放壓力下的沸點；M為蒸汽的分子量。表1不同濕潤面積和不同設計壓力時的輸入熱量表2儲罐遭遇火焰時的緊急排放■濕潤面移l／m2排氣量／m3·h．1 濕潤面移Vm2排氣量／m3·h’12 608 35 80863 913 40 87214 1 217 45 9 3225 1 521 50 9 8956 1 825 60 109717 2 130 70 ll 9718 2434 80 1291l9 2 738 90 13 801ll 3 347 llO 1546113 3 955 130 15 75115 4563 150 16 53217 5 172 175 1741619 57∞ 200 1822022 6217 230 1910225 6684 <260 1991030 7411注：①設計壓力≤103．4kPa以及濕潤面積<260m2。②表2所列數據是由正己烷蒸氣在大氣壓下遭遇火焰得出的數據(正已烷蒸氣的潛熱為334 900 J／kg，分子量為86．17，溫度為15．6℃)，這些數據適用于其特性相類似的介質。(2)儲罐遭遇火焰時必須緊急泄放的氣量也可按下述方法選取：①設計壓力≤103．4 kPa，濕潤面積<260 m2儲罐的緊急泄放的氣量為表2列出的排氣量乘以表3中選取的環境系數；②設計壓力≤7 kPa，濕潤面積3260 Ill2的儲罐須緊急泄放的氣量為19 910 m3／h乘以從表3中選取的適合環境系數。表3 無冷卻裝置地上儲罐的環境系數序號儲罐設計結構保溫材料的傳熱保溫厚度系數Watts／m2·K／eta環境系數，F(3)設計壓力為7～103．4 kPa，濕潤面積≥260 Ill2的儲罐須緊急泄放的氣量，按式(2)計算。V=208．2FAn 82(m3／h) (2)式中，F為儲罐的環境系數，從表3選取；4為儲罐的濕潤面積，In2。(4)濕潤面積(A)的計算方法：①球形儲罐及橢圓形儲罐，濕潤面積為儲罐總面積的55％，或≥儲罐罐體9．14 m高度的表面積；②臥式儲罐，濕潤面積為儲罐總面積的75％，或≥儲罐9．14 m長度的表面積；③立式儲罐，濕潤面積≥儲罐罐體高度9．14 nl的總表面積，對于直接安裝在地面上的儲罐，其底板的表面積不算作濕潤面積，但對于采用支座支撐在地面上的儲罐，其底板的部分面積應計入儲罐的總濕潤面積之中，因底板遭遇火焰的濕潤面積取決于儲罐的直徑以及罐底板距地面的高度，具體數據由工程計算得出。萬方數據第3期 許青等大型儲罐罐頂緊急泄壓閥的設置及注意事項 ·49·3緊急泄放裝置的規格及結構(1)APl2000標準列出的大型重力緊急泄壓閥(見圖1)規格尺寸有DN400、DNS00和DN600等3種，其結構簡單，由接管頸及其法蘭、泄壓閥法蘭及其頂蓋等組成。接管頸法蘭與儲罐接管法蘭用螺栓連接。泄壓頂蓋兼作閥片，泄壓法蘭兼作閥座。儲罐的泄放壓力必須高于儲罐的操作壓力，但須小于或至少等于儲罐的設計壓力，以避免儲罐超壓而被破壞。緊急泄壓閥頂蓋厚度、配重塊重量及頂蓋迥轉裝置的摩擦力應根據泄放壓力綜合考慮，以確保罐內達到緊急泄放壓力時，泄壓閥頂蓋能順利開啟，而泄壓后頂蓋必須準確恢復原位置，確保密封。該泄壓閥的迥轉裝置必須轉動靈活，摩擦力小，且頂蓋與兼作閥片的法蘭密封面必須在同一平面上，確保密封不漏氣，因此對制造的要求比較高。(2)目前國內使用廣泛的國產緊急泄壓人孔(見圖2)裝設有防雨罩，與傳統的單呼吸閥的結構類似，由閥座、閥片等零部件組成。閥座與閥片采用0形密封圈密封，密封性能優良，規格尺寸有DN400、DNS00和DN600等3種。4 緊急泄壓閥及緊急泄壓人子L的選用(1)根據式(1)詳細計算出儲罐在遭遇火焰時須緊急排放的氣量或采用式(2)，或本文所述的近似計算方法求得儲罐的緊急泄放氣量。(2)對照緊急泄壓閥或緊急泄壓人孔制造廠家提供的各種規格的泄壓閥或泄壓人孔，在各種壓力等級下緊急泄放氣量的性能曲線圖，選用適合規格尺寸及數量的緊急泄壓閥或緊急泄壓人孔。5示例計算現有1臺3 000 In3無冷卻地上立式儲罐，直徑為咖18．9 m，罐體高11．76 m，設計壓力1 765 Pa，材料為Q235一A，儲罐底板直接安裝在土建基礎上，保溫厚度50 nlnl，保溫材料的傳熱系數為11．4 watts／m2K。為確保儲罐在遭遇火焰時罐內大量揮發出的氣體能及時緊急泄放，按照APl2000求出應在儲罐頂部安裝緊急泄壓人孔的規格尺寸及數量。(1)如選用近似計算法，求出濕潤面積：A=1T×18．9 x9．14=542．7(m2)(2)按APl2000式(2)，V=208．2FAQ配(m3／h)，求出儲罐須緊急泄放的氣量。式中，，為無冷卻地上儲罐的環境系數，查表3，該系數為0．15；A為濕潤面積，542．7 rfl2。故儲罐必須泄放的氣量為208．2×0．15 x542．7n 82=5456．5(m3／h)(3)根據緊急泄放人孔制造廠家提供的不同規格尺寸的泄壓人孔在各種壓力等級下緊急泄放氣量的性能曲線圖進行計算。如從緊急泄放氣量性能曲線圖中查得：壓力等級為l 765 Pa時，DNd(X)、DNS00緊急泄壓人孔排氣量分別為3 990 m3／h及6 116 m3／h，為確保安全，則應選擇1臺DNS00緊急泄壓人孔。收藕日期：2009—12-23(上接第46頁)以硝酸為分解酸時，硝酸／磷礦粉摩爾比對磷礦粉分解率影響最為關鍵，其后依次為固化反應溫度和固化反應時間。磷礦粉最大分解率的條件為硝酸／磷礦粉摩爾比14，反應溫度80℃，反應時間8 h。6。試驗條件為溫度120℃，硝酸／磷礦粉摩爾比14，時間8 h，磷礦分解率80．07％，有效磷含量12．19％，總磷15．33％，硝態氮素含量8．46％。9’試驗條件下所得節酸磷肥產品，有效磷含量17．55％，總磷23．76％，有效磷／總磷74．41，磷礦粉分解率74．41％，硝態氮素含量7．54％。4結論(1)以磷酸和硝酸為分解酸，均能得到較好的礦粉分解率，所得節酸磷肥有效磷及總磷含量比例適當，且分解產物粘結、固化良好，適于粘結造粒生產。(2)實際生產中，造粒干燥及整個環路一般不超過150℃，因為過高的環路溫度會增加熱損失和設備腐蝕。而試驗表明在120℃時礦粉仍有較高的分解率，如表3的7。試驗結果和表4的6。試驗結果，因此在要求的工藝條件下以磷酸和硝酸為分解酸仍能得到分解率較高的節酸磷肥顆粒。(3)節酸磷肥因其原料適用性廣，可消耗磷肥企業的渣酸，且其造粒工藝與磷酸二銨和NPK復合肥的工藝相同。與普鈣和重鈣相比，節酸磷肥生產周期短，工藝簡潔，顆粒肥料便于施用和配肥。(4)節酸磷肥作為磷肥生產的一個輔助手段，可以提高磷的總利用率，提升企業效益，靈活應對市場變化。參考文獻：[I][1]Hammond L L，Chien SH，Mokwunye AU．Agronomic value ofunacidulated and partially acidulated phosphate rocks indigenous tothe tropics[J]．Advan agTon，1986．40：89—140．[2 3 Stephen R L．Condron L M．An mmessment of the lttgl'onomic effi·ciency of partially acidulated phosphate rock fertilizers[J]．FertRes，1986，10：169—282．收稿日期：2009一12—

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