空分装置氩系统加温吹除实践应用.DOCVIP

低温液氧罐的移动式压力容器充装线安全改造 奚闻隆，曹 丹，梅延盛 （中国石油大庆石化公司水气厂，黑龙江 大庆 163714） 摘要：大型低温液氧储罐的移动式压力容器充装线要符合移动式压力容器充装许可规则，避免充装过程液氧泄漏事故。充装线上的紧急切断阀、拉断阀、安全阀、充装辅助设施必须确保安全可靠。 关键词：液氧储罐； 紧急拉断阀； 移动式压力容器； 充装线 某企业的低压液氧储罐为20世纪80年代末建造投入使用，内部为组合圆柱自立式型式，高20 m，储存容积为600 m3，储存压力0.015 MPa，最高工作压力0.18 MPa，绝热方式为珠光砂末充氮气密封进行保冷。该储罐由液化装置生产的液氧产品利用压差通过储罐顶部的充装管进行装罐，充装过程中有测满阀及高灵敏度液位计对充装量进行控制，液氧储罐的充满率不得大于95%，严禁过量充装[1]。储罐的移动式压力容器充装线在自动阀HCV5005后改造为真空管流程，主线上安装安全阀、采样阀，手动装车阀2只，末端为快装接座由卡口软管连接移动式压力容器，利用位差及静压作用进行充装外供。 1 充装线改造的必要性 移动式压力容器充装液体后，由于装卸员工操作的原因，会发生在没有卸掉快装接头的情况开动槽车，易发生低温液氧罐底部管道断裂问题，进而液氧大量泄漏的危害极大。低温液氧温度极低，人体接触后易产生低温冻伤，轻则皮肤形成水泡，红肿疼痛，重则冻坏皮肤内部和骨关节。此外，液氧气化后产生的氧气为助燃剂，当液氧排放时，由于气体温度低，又比空气重，因此沿低洼处扩散，碰到明火，遇见可燃物容易引发火灾[2]。 该装置的低温液氧罐的建造使用时间较长，移动式压力容器充装线的安全防护措施技术落后，充装线的连接管线多次出现泄漏问题。2016年10月由于根部管线泄漏导致阀门冷箱低温脆裂损坏，内部珠光砂吸附大量液氧，为施工安全带来较大风险，最终将液氧罐液体全部清空，损失大量液氧产品。在进行氮气加温吹扫置换合格后组织了施工处理，期间液氧停止生产，液氧泄漏出现的非常紧急，处理非常被动。 为了减少低温液体移动式压力容器充装时的液体泄漏事故，在充装线上加装现场紧急切断控制器、拉断阀、安全阀、充装辅助设施很有必要。特别加装的拉断阀其作用表现在流体装卸过程中如遇到过载牵扯力时，对管道紧急实施机械式分离，避免管道、软管及周边连接装置遭受破坏从而产生更大的灾害；或者在流体装卸过程如果突然发生火灾、泄漏等事故时，在现场的工作人员能迅速拉断作业车，逃离现场，而流体又不造成泄漏，既能减少损失，又保证了人身安全[3]。 2 拉断阀的主要参数、结构特点及操作程序 （1）拉断阀主要参数 适用介质：液氧、液氮、液空、LNG；连接形式：法兰；公称压力：4.0 MPa；工作压力：1.6 MPa；公称通径：15～80 mm；适用温度：-196～80 ℃；密封等级：V级；最大拉断力：30 kN；最小拉断力：20 kN。 （2）结构特点 阀结构主体为2个切断阀和将2个切断阀连接起来的夹紧机构。切断阀为弹簧力关闭的单向阀，可以全自动的安全闭合而无任何泄漏。夹紧机构为抗拉专用连接螺栓。其拉断力来自于设备部分本身脱离：当槽罐车移动超出工作区时，软管首先延伸，达屈服极限前拉断连接螺栓，2个单向切断阀分离；随着单向阀的分离，阀瓣在弹簧力和介质力的作用下复位，实现自动关闭密封。拉断机构主要由拉断螺栓、挡销、螺母等组成，其拉断力必须小于软管的拉断强度，而大于介质的压力[4]。单向阀主要由壳体、阀瓣、主密封圈、主密封座、导流板等组成，常用的拉断阀的结构见图1。 图1 法兰式拉断阀 （3）拉断阀复位操作程序 ① 清空管线：排空软管内部和管线内部的介质达安全规范要求。 ② 取回拉断分离的两单向切断阀，检查两阀各处密封圈有无损坏，若有损坏需更换。 ③ 更换新的专用拉断螺栓。 ④ 按2个切断阀的阀瓣耳轴对正中心，施压力合拢2个单向切断阀，用数显扭矩扳手转动专用拉断螺栓的压紧螺母，其预紧扭矩为4～7 N·m即可，并上好锁紧螺母。 3 改造方案 （1）移动式压力容器充装线改造 将自动阀HCV5005后的充装真空管线整体进行定制改造，由厂家制作成品运输到现场安装，设置主线安全阀1只，主线采样分析阀及分析线1条，充装支线2条分别安装安全阀、装车阀、拉断阀、排放阀、残液回收阀。现场施工过程中对管线支撑进行改良优化加固，对拉断阀门加装垂直支撑座，尽量减小阀门拉断螺栓的重力伸长损耗[4]。 （2）自动阀门改造 将自动阀HCV5005阀门的仪控系统进行改造，该阀门改造为3种操作方式，DCS系统主控室操作、阀门本体手轮操作、增加现场操作柱紧急切断操作[5]，在紧急情况下现场操作人员能够立即将阀门关闭，切断液氧供应[5]。 （3）充装辅助设施安全改造 现场安装防爆人体静电释放器，消