储罐区损耗安全分析

　　储罐区是化工企业原料、中间产品和成品的集散地，在储运过程中，受到复杂的各种因素影响，火灾爆炸、泄漏事故时有发生。一旦发生事故，波及范围大，事故的后果严重，不仅威胁周边生产装置的安全，同时会造成生命与财产的重大损失以及引起环境污染事故。

　　罐区目前的安全现状

　　常州市江边化工园区现有化工企业90余家，多数企业建有储罐（区），其中有几家是颇有规模的化工专业储运公司。目前储罐（区）普遍存在的主要隐患是：①老企业罐区未经设计或设计存在缺陷：储罐间距不能完全满足防火规范要求；禁忌物质（如酸、碱类）之间无隔堤；安装中管道与罐体连接未采用柔性连接；罐体与支座接地桩之间的连接不紧密；防雷设施不能防地滚雷，罐体遭雷击；不屏蔽泵机在防火堤内安装。②日常管理隐患：罐车接卸无可靠的接地措施，法兰安装防静电措施不可靠；需要防冻的管道伴热管安装不规范；易燃液体罐区缺少可燃气体报警装置；罐体呼吸阀上缺少阻火器；罐区长期使用防火堤破损等。③检修隐患：检修后管道法兰处防静电跨接未连接；罐体呼吸阀上缺少阻火器；检修中不合理的锤击等均构成了安全生产中的重大隐患。④违章动火。储罐（区）存在的以上隐患经整改加强管理、落实安全责任制是可以消除的。

　　易燃液体储运过程中的损耗（库耗）构成的安全隐患常常易被忽视，据有关资料表明，油品的储运系统损耗量约占总储存量的0.3%~0.5%。园区某企业经物料衡算，年使用1万余吨苯，在储运系统有几百吨损耗，这些损耗的苯不加以安全处置，既造成环境污染，又可形成爆炸性混合物，遇点火源可引起火灾、爆炸。

　　本文试从储罐中易燃液体损耗（库耗）的安全性进行分析，提出一些对策措施，供大家讨论，以求取得共认，进一步提高罐区的本质安全性。

　　易燃液体蒸发损耗分类

　　蒸发损耗是易燃液体损耗中最大的一种，在整个储运损耗中约占70%~80%。易燃液体具有挥发性，温度越高，气化越快，损失越大。易燃液体的蒸发损耗和易燃液体的性质、密度、储存条件（液面面积、压力、温度、气体空间大小、大气温度）、作业环境、地区位置及经营管理水平等因素有关。

　　蒸发损耗可分为：自然通风损耗、“小呼吸”损耗、“大呼吸”损耗三种。

　　（1）自然通风损耗：

　　自然通风损耗主要是由于储罐不严密造成的。容器顶部有缝隙或孔眼，又不在同一高度上，引起自然对流造成自然通风损耗。在外界有风的情况下，由于容器周围压力分布不均匀，迎风面压力高，背风面压力低，自然通风损耗更加严重。自然通风损耗一般多发生在容器破损，顶板腐蚀，消防系统泡沫罐破损，呼吸阀未安装阀盘，液压阀未装油封或油封被吹掉，量油口、采光孔漏气等情况下。因此，对于一般容器来说，只要加强管理，及时维修，提高设备完好率，自然通风损耗是完全可以避免的。

　　（2）“小呼吸”损耗

　　储罐未进出物料时，液面处于静止状态，易燃液体蒸气充满储罐气体空间。日出之后，随着大气温度升高和太阳辐射强度增加，罐内气体空间及液面温度上升，气体空间的混合气体膨胀、蒸发加剧，从而使混合气体的压力增加。当罐内压力达到呼吸阀的控制压力时，呼吸阀的压力阀盘打开，蒸气随着混合气体呼出罐外。午后，随着大气温度降低和太阳辐射强度减弱，罐内气体空间和液面温度下降，气体空间的混合气体体积收缩，甚至伴有部分蒸气冷凝，因此气体空间压力降低。当罐内压力降低至呼吸阀的控制真空度时，呼吸阀的真空阀盘打开，吸入空气。此时虽然没有蒸气逸入大气，但是由于吸入的空气冲淡了气体空间的蒸气浓度，促使易燃液体加速蒸发。其结果不仅削弱了温降使罐内压力降低的幅度，同时也使气体空间的蒸气浓度迅速回升。新气化的易燃液体蒸气又将随着次日的呼出逸入大气。这种在储罐静止时，由于罐内气体空间温度和蒸气浓度的昼夜变化而引起的损耗称为储罐的静止储存损耗，又称为“小呼吸”损耗。

　　（3）“大呼吸”损耗

　　储罐进料时，随着液面上升，气体空间的混合气体受到压缩，压力不断升高，当罐内混合气体的压力上升到呼吸阀的控制压力时，压力阀盘打开，呼出混合气体。储罐出料时，随着液面下降，气体空间压力降低，当气体空间压力降至呼吸阀的控制真空度时，真空阀盘打开，吸入空气。吸入的空气冲淡了罐内混合气的浓度，加速液体的蒸发，因而出料结束后，罐内气体空间压力迅速回升，直至打开压力阀盘，呼出混合气。这种物料进出作业中由于液面高度变化而造成的损耗称为动液面损耗，又称为“大呼吸”损耗。

　　对于大型易燃液体储罐，尤其是低沸点、低闪点、沸溢性液体，损耗量不可忽视。易燃液体除易燃爆外，多数有一定的毒性，其蒸气逸出后不加以处置，一方面引起污染环境，造成储罐区周边人员慢性中毒，同时向周边扩散迁移；另一方面，蒸气与空气形成爆炸性混合物，遇点火源可发生火灾爆炸事故，我市化工园区某企业储罐曾两次遭雷击着火。

　　对策措施

　　对于大型易燃液体储罐提出以下对策措施：

　　1、呼出蒸气的集中处理：大型易燃液体储罐呼吸阀加装回收装置，对储罐呼吸阀呼出蒸汽冷凝回用或集中焚烧处理。

　　2、采用内浮顶罐。但浮顶储罐在使用中，常常会发生浮顶偏斜、浮舱边缘与罐壁间隙不同、浮盘升降不灵或沉没而严重影响物料安全储存或造成事故。

　　3、采用氮气密封技术

　　氮气密封技术就是用氮气补充罐内气体空间。氮气普遍比易燃液体蒸气轻，所以氮气浮在蒸气上面。当呼气时，呼出罐外的是氮气而不是蒸气。当罐内压力降低时，氮气自动进罐补充气体空间，减少蒸发损耗，避免易燃液体接触空气氧化。氮封系统由氮封阀、信号阀（又称控制阀）、减压阀和针形阀4部分组成。氮封阀是自力式调节阀，能根据信号阀发出的气信号，快速作出相应动作。当信号阀打开时，氮封阀下膜室的压力下降，利用弹簧的反作用力使阀芯向下移动，阀芯处于与阀座全开位置；当信号阀关小或完全关闭时，氮封阀下膜室的压力增加，压缩弹簧，阀芯向上移动，阀芯与阀座逐渐关小或全关。

　　（1）氮封系统的工作原理是：当储罐内压力低于设定值时，信号阀打开，降低氮封阀薄膜下侧压力，氮封阀也相应打开，将氮气输入罐内，使储罐压力逐渐回升到设定值。当达到设定值时，信号阀关闭，此时氮封阀薄膜下侧压力上升，氮封阀也相应关闭。如罐内压力高于设定值时，储罐呼吸阀将打开，呼出罐内气体，罐内压力下降至设定值。

　　（2）使用氮气密封系统时要注意：①氮封系统前要设置过滤器，防止氮气管线中的铁锈、杂质等进入罐内产品中。②储罐附近要设置放空阀、排渣阀，及时将管线内凝液、杂质排出。③储罐清洗完毕首次投用前罐内应充入氮气。

　　（3）采用氮气密封技术的意义

　　采用氮气密封：

　　①可以保证安全生产。由于采用了氮气密封技术，罐内气体空间是易燃液体气相蒸气和氮气的混合气体，降低了易燃气体的浓度，处于气体爆炸极限范围外，罐内不具备发生燃烧爆炸条件。

　　②可降低大、小呼吸损耗，提高经济效益。由于氮气普遍比易燃液体蒸气轻，浮在蒸气的上面，因此向罐外呼气时主要是呼出氮气。吸气时，氮气会自动快速补入罐内，提高罐内压力，有效抑制易燃液体蒸发，从而大大降低大、小呼吸损耗，提高经济效益。

　　③可以保证产品质量。由于只是向罐内补充纯洁的氮气，避免了吸入空气，从而较好的防止产品氧化、吸水，同时由于大大降低了呼吸损耗，可有效抑制蒸发呼出，保证产品质量。

　　④有利于保护环境，维护职工身心健康。由于大大降低了呼吸损耗，呼出的主要是氮气，因此可有效减少操作空间有毒有害的蒸气，有效地保护环境，维护职工身心健康。

　　结束语

　　综上所述，在对储罐安全评价时不可忽视易燃液体的损耗，采用氮气密封技术可以有效地降低蒸发损耗，提高经济效益，保证安全生产，保证产品质量，保护环境，维护职工职业健康，极大地提高装置的本质安全度。