液化气球罐事故注水抢险方法的探讨

一、概况

某天然气处理厂现有2000m3 LPG球罐6座，设计压力1.77MPa，最高操作压力1.62 MPa，设计温度-10～50℃，材质16MnR，球壳厚度 50。罐壳下部有液化气进出总管接口，罐底部人孔法兰上有注水和排污总管接口，两个接口均有一道对球罐就近隔离的手动阀门。罐顶部有双安全阀接口和BDV放喷接口，气相平衡线接口。以及其他安全附件仪表接口。

二、液化气的危险性

液化气是丙烷、丙烯、丁烷、异丁烷、丁烯、异丁烯等低分子烃类组成的混合物。与天然气比，液化石油气的燃点低，爆炸范围较宽（体积百分浓度一般在1.5～10%左右），点火能量小。在比重方面，天然气比空气轻，而液化气则要比空气重1.5～2倍，一旦发生泄漏，天然气极易随风飘散，不容易造成隐患；而LPG则容易积聚在低洼处，形成重大隐患；因此液化石油气更容易发生燃烧爆炸。

液态石油气泄漏到大气中易气化，气化后体积膨胀气化后体积膨胀250～300倍，与周围空气混合后容易形成大范围的爆炸性混合气体。液态时受热膨胀危险也很大，其受热膨胀率比水大10～16倍，在容器管道内100%充满时，即使温升不多也会因膨胀产生巨大的压力，发生超压性的物理爆炸。

液化石油气沸点低，在常压下，丙烷为-42℃，丁烷为-10℃，气化后从周围环境吸收大量的热，结晶冻冰。直接喷射到人体上会造成冻伤。而且气化后在周边会产生白色烟雾，能见度极差。

液化石油气有低毒，当空气中液化石油气的浓度超过1％时，就会使人呕吐，感到头痛。 10％时，二分钟就能使人麻醉，人体吸入高浓度的液化石油气时，会发生窒息死亡。

上述危险性表明，抢险人员进入液化气泄漏区域，要面对和克服爆炸、中毒窒息、冻伤、能见度极低等危险因素和困难。

三、液化气球罐容易发生泄漏的部位和注水法抢险

液化气中含有一定量的水分，水分由于比重大下沉积聚在球罐的下部；而且该天然气处理厂由于地处海边，在夜间球罐底部外面容易挂含盐的露水。相比较罐顶，罐底更容易引起法兰阀门的腐蚀，法兰螺栓和法兰间隙密封面的腐蚀，更容易出现泄漏；液化石油气对法兰密封件的溶胀性强，因此法兰处较容易出现泄漏；而且罐底各种接口、焊缝比较多，较容易出现泄漏。

相比罐顶漏出的是气体而言，罐底漏出的是液体，泄漏速度快，泄漏量大，气化后易产生低温结冰，冻伤及窒息人员，危险性比罐顶大。

储罐底部发生泄漏时，利用液相液化气比水轻且与水不相溶的性质，向储罐内注入一定数量的水，以便在罐内底部形成水垫层，使泄漏处外泄的是水而不是液化气，从而切断泄漏源或者减少泄漏量。这样既为抢险赢得了时间，也减少了爆炸、中毒窒息、冻伤、能见度极低的危险性。即便发生火灾，也能通过注水来暂时切断泄漏源，有利于火灾扑救和火的熄灭。

四、我厂目前的球罐事故注水状况

我厂目前球罐设有事故注水的注水泵一台，为多级离心泵，泵设在消防水泵房内，泵设计扬程为180m，流量85m3/h由于只有单台泵，这样的不足之处是在紧急状态下该泵若发生故障，没有备用泵。

注水管线进入罐区后，通过DN50分支到达每个球罐，通过两道阀门注入罐底，平时在非事故状态下这两个阀门是关闭的，防止液烃漏入注水系统。其中一个球阀位于罐底，是罐底人孔法兰上注水和排污总管口与球罐就近隔离的球阀。由于其位置在罐正下方，在罐底发生大量液化气泄漏时，抢险人员要在启动注水泵后，进入罐底打开此阀门才能进行注水，这样做比较困难。因为除了有爆炸、冻伤、中毒窒息等危险因素的威胁外，由于大量气化产生的烟雾，能见度极低，对进入罐底区域的人员非常不利，而且也让其他营救人员很难掌握进入该区域人员的情况，有时甚至对泄漏地点和泄漏量只能靠听觉判断。

球罐事故注水方法改进探讨与建议

对单台注水泵，在事故状态下，该泵若发生故障无法运转时，建议再增加一台注水泵，与原注水泵一用一备。

对于罐底注水阀在泄漏事故状态下操作困难，如果将该阀移出罐池外，将无法实现注水和排污管线与罐体就近隔离。如果将此阀保持常开，在罐池外设隔离阀，将会增加较多的法兰接口易漏点。对此，可考虑用以下两种方案。

方案一，是将该注水阀改为远程控制阀（ROV），该阀的防爆等级要符合规范要求，阀类型应选用故障关型（FC），阀门除设气动执行机构，还应设手轮，便于故障时手动操作。这样可由人员对该阀进行远程控制操作，避免人员进入危险区带来的困难。

方案二，原有的事故注水线保留，但注水阀保持常闭，注水仅用于球罐检修检查时清洗球罐。另外在罐池外的进料流量计阀组后加注水阀和注水管线碰头。这样在事故状态下，关闭进料流量计前后阀停止进料，而打开此处所加的注水阀通过球罐进料管线往球罐内注水。此处的注水阀设双阀以保证隔离的可靠性。

其他注意事项：

注水时应该时刻注意球罐液位，以防止发生球罐充满，这样液化气膨胀将会造成更大的物理爆炸事故，最好是有一定的水垫层后，保持注水量和泄漏量能基本平衡。

配电房给事故注水泵送电时应保证配电房内可燃气体含量符合要求。

事故注水只是为抢险创造有利条件和赢得时间。目前，带压堵漏法中的注剂堵漏法也是比较可行的办法，可预先或事故时在罐根部法兰处装上预制好的夹具，发生事故时只需用高压注胶枪注入密封剂，就可以有效防止泄漏。

安全第一，预防为主。日常工作中做好设备管道壁厚检测，按时进行压力容器检测；平时做好法兰阀门紧固件和法兰缝隙密封面防腐保养工作；严格按规程进行充装发放、倒罐操作，巡检仔细、按时到位，防患于未然更重要。