化工储罐范文

时间:2023-03-22 11:15:19

化工储罐

化工储罐范文第1篇

[关键词]氮封;锈钢储罐;低压储罐;倒锥底

中图分类号:TB332 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)27-0020-01

1.前言

液体化工品的储存性质与石油类产品不完全相同,而且液体化工品种类繁多,且需求量不如石油类产品多,故液体化工品储罐的单罐容量也较小。由于液体化工品的性质的特殊性,在化工品储罐设计时,储罐的设计参数、材料、结构形式和储罐附件的设计选用也不同于石油类产品储罐。

2.储罐结构形式

对于石油类产品储罐,常用的储罐形式有拱顶储罐、内浮顶储罐、外浮顶储罐等。由于液体化工品储罐单罐容量一般较小,不采用外浮顶储罐,在储罐结构形式上,也有一定的特殊结构。

2.1 拱顶氮封结构

对于下列特性的化工品储罐,常设置储罐氮封保护系统。

(1)毒性较大,对环境污染较大的物料;

(2)吸水性较强,容易造成物料水分增加的物料;

(3)对氧气比较敏感,容易氧化的物料;

(4)闪点较低,危险性较大的物料。

氮封保护系统,是指在物料与罐顶之间的空间内充入氮气,储罐内维持一定的压力(正压)。当储罐内的介质被泵抽出或由于外界温度降低时,该系统可以自动补入氮气,防止外界空气进入。当向储罐内充液或由于外界温度升高使储罐内压力高于氮封压力时,可以通过呼吸阀自动排放。为安全考虑,一般在罐顶部设置有紧急泄放人孔。[4]

储罐设置氮封保护系统,可以有效的隔绝空气,从而使物料不接触空气中的水分和氧气,控制物料的含水率及气相空间的含氧量,防止物料吸水和燃烧或爆炸,还可以防止物料变质。同时,氮封保护系统可以维持罐内的正压,可以减少物料的小呼吸损耗。

2.2 内浮顶氮封储罐

部分化工品易燃易爆的同时,毒性程度也为极度或高度危害,如苯、丙烯腈、环氧氯丙烷等介质,此类化工品可采用内浮顶加氮封结构储罐。内浮顶加氮封保护系统可进一步减少有毒气体挥发至大气中。内浮顶加氮封结构是指在内浮盘至罐顶的空间内充入氮气,使之保持一定的氮封压力。与常规成品油内浮顶储罐相比,氮封结构的内浮顶储罐无罐顶或罐壁通气孔,而在罐顶部设置呼吸阀,阻火器等。内浮顶氮封储罐可采用废弃回收,将呼吸阀呼出气体进行回收处理,防止有毒气体进入大气,污染环境。

2.3 低压储罐

在许多情况下,为了减少低沸点储液在储存时的蒸发损耗,常需提高储罐的储存压力。

目前,国内立式圆筒形储罐设计标准主要有SH 3046-1992《石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范》、GB 50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》。这两个规范均规定设计压力不大于6KPa。当储罐设计压力大于2KPa而小于6KPa时,在罐壁计算时应考虑气压对罐壁厚度的影响。

对于储罐储存压力大于6KPa的储罐,需根据API620《大型焊接低压储罐设计与建造》进行设计计算。

对于低压储罐设计计算,主要是对抗压圈、罐壁计算、锚栓设计等方面内容。

抗压圈的设计主要是通过计算总环向力,确定所需的承压区域面积,选择推荐的承压圈结构,计算所选结构的承压区域面积,使其大于所需的面积。低压储罐罐壁厚度可通过罐体自由体分析计算罐壁经向、周向单位内力,进而通过公式计算确定罐壁厚度。锚固的设计,应根据外界载荷确定升举力,判断是否大于罐顶、罐壁及其所支撑的构件的总重,确定是否设置锚固装置。[2]

3.材料选择

3.1 罐体钢板

3.1.1 碳钢储罐

对于常规的石油产品储罐来说,常用的钢板为Q345R和Q235-B。对于储罐罐壁厚度较厚的钢板,才选用强度较高的Q345R,对于罐顶及罐底来说,则一般均选用Q235-B钢板。

在化工品储罐中,对于承装毒性程度为极度及高度危害介质的化工品储罐,由于Q235系列钢板S、P含量相对较高,一般材料不选用Q235系列钢板,多采用Q345R及其他性能更好钢板。

3.1.2 不锈钢储罐

由于部分化工品对碳钢的腐蚀较严重,如冰醋酸、丙烯酸等介质,部分化工品对纯度有较严格的要求,杂质的存在,不但影响质量也会影响化工品的销售价格。这类化工品储罐一般选用奥氏体不锈钢材料。奥氏体不锈钢是指在常温下具有奥氏体组织的不锈钢,此钢在常温氧化性环境中容易钝化,使表面产生一层以氧化铬为主、保护性很强的薄膜,使腐蚀率明显降低,也能减少铁离子对化工品的污染。

3.2 内浮盘

对于内浮顶储罐来说,常用浮盘材料有:铝合金内浮盘、不锈钢内浮盘、碳钢焊制内浮盘。其中,铝合金内浮盘及不锈钢内浮盘为浮筒式组装内浮盘,一般均有专业厂家生产安装,成本比碳钢焊制内浮盘低。

I级和II级毒性液体的内浮顶储罐,不采用用易熔材料制作的内浮顶,即不采用组装式铝合金内浮盘。

3.3 储罐密封

丁腈橡胶耐油性极好,耐磨性较高,耐热性较好,且成本相对较低,广泛用在常规的石油类产品储罐中。但丁晴橡胶的缺点是不耐芳香族、卤代烃、酮及酯类腐蚀,在化工品储罐中应考虑其他耐腐蚀橡胶。

氟橡胶具有耐高温、耐油及耐多种化学药品侵蚀的特性,具有高度的化学稳定性,是目前所有弹性体中耐介质腐蚀性能最好的一种。故对储存芳香族、卤代烃、酮及酯类化工品的储罐浮盘密封材料可选用氟橡胶密封。

4.结构设计

4.1 罐底设计

目前,立式圆筒形储罐的罐底结构主要有正锥底结构、倒锥底结构及单面斜底结构。对于化工品储罐来说,一般采用倒锥底结构或单面斜底结构。相对传统正锥底储罐,倒锥底及单面斜底结构能够将介质中的水分、污泥和其他杂质快速而有效地集中到储罐最低点的集液槽中,并及时排出罐外,可以保证储存介质的品质,提高储存介质的纯度,因此特别适用于液体化学品介质的储存。

倒锥底及单面斜底储罐在罐底最低点均设置集液槽。对倒锥底储罐来说,集液槽在罐底中心。由于罐底中心处沉降变形最大,受力情况也较为恶劣,故一般集液槽采用整块钢板冲压成型[3]。

4.2 泡沫缓冲装置

由于部分化工品属于水溶性介质,在考虑进行泡沫灭火时,需设置泡沫缓冲装置,使抗溶泡沫平稳地布满整个液面,起灭火作用。

储罐可设置斜板溜槽式的泡沫缓冲装置。斜板与罐壁形成一个横截面为等边直角三角形的溜槽,沿罐壁盘旋而下,使泡沫顺槽而流,铺于液面,起灭火作用。

5.结论

(1)对于液体化工品储罐,根据介质特性、毒性程度要求来决定化工品储罐的结构形式。

(2)化工品储罐材料选择时,应根据介质的腐蚀性、毒性程度及洁净度要求来确定化工品储罐主要钢板、浮盘及浮盘密封的材料。

(3)化工品储罐常设计倒锥底及单面斜底结构,来提高储存质量。

参考文献

[1] SH 3046-1992石油化工立式圆筒形钢制焊接储罐设计规范[S].中国石油化工总公司北京设计院,1992.

[2] API650-2007钢制焊接石油储罐[S].2007.

[3] 陈岗.倒锥底大型储罐的设计[J].化工设备设计,1996.

化工储罐范文第2篇

多米诺效应(dominoeffect)是指在一个多元素的系统网络中,一个很小的初始事件在一定的条件下可能引发一系列的连锁反应的现象。在工业生产中,多米诺效应通常是指某个局部单元出现问题造成事故时,其燃烧产生的热辐射、爆炸产生的冲击波或爆破破片对周围的工艺单元或设备产生作用,当其作用强度超过某阈值时,就会引发二次事故,造成的损失将不可估量。通过分析可以得到,只有当初始事故产生的效应可作用于二级单元且作用效果足够大时,才能导致二次事故甚至三次事故的发生;在满足传播条件的情况下,多米诺效应会持续发生,直到作用效果小于触发阈值停止[2]。多米诺效应模式见图1。

2池火灾引起的事故后果分析

通过分析过去发生的大量多米诺事故得出,火灾事故占统计事故的41.4%。因此,本文把火灾作为初始事故进行研究。在火灾中池火、罐火、喷射火、闪火、火球都是很常见的火灾场景。根据有关资料的数据统计,池火灾是化工园区储罐区最常发生的事故[3]。因此,本文以储罐区池火灾的热辐射模型为研究对象,分析化工园区储罐区的火灾事故多米诺效应。1)燃烧速率在沸点比所处环境温度高的情况下,容器中的可燃液体在其液面上的燃烧速率为式(1)[4]。2)火焰长度池火的火焰长度在风的作用下有所不同,为简化计算,假设风速为0m/s,见式(3)。为了计算的精确和便捷,笔者基于VB6.0编写了化工园区储罐区安全分析软件,利用此软件可以便捷地计算池火灾后果各项数据及池火灾事故引发的多米诺效应概率值。

3实例计算与分析

3.1距离因子的影响

选取甲醇储罐为一级单元,储量为1547kg;选取二甲苯储罐为二级单元,储量为8625kg。利用软件计算一级单元甲醇储罐发生池火灾事故时,二级单元二甲苯储罐发生事故的概率。假定池火半径10m,作用时间10s。利用Origin拟合得到发生二次事故的概率与距离变化曲线,见图2。由图2可看出,二级单元距离池火中心越远,发生二次事故的概率越小;当二级单元距池火中心大于30m后,发生二次事故的几率基本稳定在0.04。由此得出,该例中可把30m作为多米诺效应的临界距离值。

3.2储量因子的影响

选取甲醇储罐为一级单元,储量1547kg,二甲苯储量为二级单元。两单元间距为15m。利用软件计算当二甲苯储量由1t逐渐变化到4t,池火作用于二级储罐60s时的多米诺效应概率,见图3。由图3可以得出,池火引发二次事故的概率与二级单元化学品的储量呈线性增长关系。

3.3时间因子的影响

选取甲醇储罐为一级单元,储量1547kg;二甲苯储罐为二级单元,储量为8625kg。两储罐间距为20m。计算当作用时间逐步增加时发生多米诺效应的概率值,结果如图4所示。由图4可以看出,池火作用于二级单元的时间越长,发生二次事故的概率越大,可能造成的破坏和伤害就越多。

4结语

通过改变单一变量对不同情况下池火灾引发多米诺效应的概率进行了计算。由计算结果分析可以得出,化工园区储罐区的布置应充分考虑多米诺效应,保证安全距离;由于多米诺效应发生概率与二级单元的储量有直接关系,因此,当园区内部储罐的位置既定时,可以在满足工业生产的条件下通过减少危险单元化学品的储量来降低多米诺效应风险。由数据分析可知,池火灾引发多米诺效应的概率与初始事故的作用时间呈线性关系,因此在危险区域设置监控设施和自动报警、灭火装置有利于控制初始事故,降低多米诺效应发生的概率。目前,国内针对于化工园区的风险评价还没有系统的规定,相关的园区储罐区内多米诺效应的评价软件也很少。本文通过开发程序对储罐区池火灾引发的多米诺效应发生的几率进行了科学的分析和计算,为化工园区储罐区的布置和事故预防以及化工园区的风险评价提供了一定的依据。但关于程序的细化、深化以及在实际应用中的附加因素值还有待进一步研究。

化工储罐范文第3篇

关键词:化工储罐;自动化改造技术;数据采集;S7-200;导波雷达物位计;PLC 文献标识码:A

中图分类号:TP206 文章编号:1009-2374(2016)09-0022-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2016.09.010

储罐是化工企业生产、运输、储存过程中的重要设备,其具有储存量大、布置分散、占地面积广等特点。我国自20世纪90年代初引进液位仪表自动测量技术以来,在储罐参数测量的精度、保护人员安全、降低劳动强度等方面都有了明显的提升。但随着生产经营规模及油品种类的增加,罐区范围也越来越大,原有的罐区管理方式已不能满足实时性,升级和改造化工储罐的监控系统迫在眉睫。

1 化工储罐的改造技术要求

笔者所在单位共拥有21台不同储存容量的储罐,分别存放硫酸、液碱、硝酸、甲醇、甲苯等。在自动化技术改造前,罐区监控主要由人工巡检完成,机泵由人工启动,储罐存放的物料量无法实时准确地计算。罐区收付液管道大部分未安设质量流量计,人工储罐、地磅计量数据作为物料收付时的结算依据。在高危区,设有可燃气体检测探测器,在值班室安装报警柜,并由当值人员负责监督报警。

对化工储罐自动化改造技术的要求如下:由系统采集储罐的重要数据,如压力、温度、液位等,并在监控界面上实时地显示。机泵要求远程遥控,并具有紧急状态时就地操作的功能。由于生产任务紧迫,加之远程控制阀门的安装需要火焰切割、焊接等工序,因此暂定主要工艺管道上的远程控制阀门先预留安装位置,待后期二次改造。储罐的收付料流量暂以雷达液位计量、地磅计量为准,其数据要进入控制系统。后期二次改造时,在储罐加装物量流量计,实现全自动计量控制,并将可燃气体的实时采集报警信号,发送至PLC系统,在无人值守时,记录报警信息,并供日后查询,实现全自动化管理。

2 自动化系统改造的总体设计

2.1 储罐监控仪表的设置

根据储罐的改造技术要求,对储罐加装导波雷达、温度变送器、压力变送器等仪表,负责采集储罐内液体所有的数据。本次改造采用的MT-2000型导波雷达物位计,其流量计信号以4~20mA的模拟信号进入系统。在测量时,该装置几乎不受任何环境干扰,可以提供长期、稳定的数字量或模拟量的物位信号。

将机泵的开关回路改造成可供自动或人工控制的回路,并在泵房内安装自控/手动切换控制箱。可燃气体报警柜的报警输出信号,以24V开关量的形式输入系统。

2.2 控制网络的设置

控制网络采用的是基于远程I/O站点的现场总线控制网络,即远程I/O站点将以模拟信号的形式采集储罐仪表信号,并作为整套现场总线控制网络中的从站,负责与主控制器进行通讯。现场总线控制系统分为五个部分:第一部分是现场传统型的设备;第二部分是放置于危险区域的防爆远程I/O站点,负责直接采集储罐现场信号;第三部分是有现场总线接口(PLC的CPU单元)的控制器;第四部分是I/O站与主控制器的连接附件和现场总线;第五部分是I/O站与现场设备的连接附件和电缆。

2.3 人机交换界面的设置

本系统人机交换截面,是利用MCGS组态软件,在Windows环境下,快速构造和生成上位机监控系统。通过MCGS组态软件的驱动程序,其实现与外部设备的数据交换,包括采集数据的接受和发送指令。MCGS的驱动程序包括VB和VC程序设计语言,操作人员通过MCGS组态软件,可实现对PLC编程,调试、监控厂区内储罐的实际情况,并可通过该人机交换界面实现历史数据存储、查询、储罐容量计算、打印等操作。

2.4 PLC控制系统的构成

该系统采用的是西门子S7-200PLC控制系统,集成了一定数字I/O点的CPU(包括CPU221、CPU222、CPU224、CPU226、CPU226XM)。数字量扩展模块包含EM221、EM222、EM223;模拟量扩展模块包含EM231、EM232、EM235;通讯模块包含EM277、EM241等,可直接与现场I/O点从站连接,并接受从站输入或向从站输出0~5V的直流信号。

3 监控系统程序的设定

3.1 系统的控制程序

改造后的储罐监控系统分为自动和手动两种操作方式,具体采用哪种工作方式,要在系统启动前,通过安装于泵房内的切换按钮实现,并在切换的同时,将相应的信号输送到PLC,以调用相对应的子程序。在自动模式下,由S7-200PLC接收各从站采集现场储罐液位的数字信号,经过程序的计算并得出液位值后,再与主调节器给定的液位值做出比较,得出偏差。在通过两级PID的调节后,电动调节阀输出相应的控制量信号,驱动负载以实现液位的精确控制;手动操作,就是由人工来调节储罐的液位。

控制系统的控制箱内设置了3台PID控制器,分别控制甲类罐组、酸碱罐组及甲醇罐组。PID的回路采用的是回路表的组态信息和输入信息,简化了系统的PID运算。同时为了控制和监视PID的运算,该系统还采用了其中9个主要参数作为判断控制精确性的依据,这些参数为给定值SPN、过程变量当前值PVN、输出值MN、过程变量当前值PVN-1、增益KC、积分时间TL、采样时间TS、积分项前值MX、微分时间TD。PID参数先根据自设定的方式进行整定,再根据实际的情况做出调整。

3.2 数据的采集程序

导波雷达物位计MT-2000按照一定的扫描周期,连续采集有关的模拟量、开关量等数据信号,将运行过程中的参数、输入输出状态、操作信息、异常情况等,利用I/O从站并经过AD转换后,输入PLC得出一个16进制的数字,再经过系统的量程和十进制转换,才能在人机交换显示屏上显示出读数。

3.3 阀门的开关程序

在罐区所有重要管道上的气动阀门都要有状态回信,并能够通过继电器回路完成开关量输出点对气动阀门的开关控制。在上位机MCGS程序中,通过相同状态下的“不可用”设置,可防止出现与阀门的现有状态相同的重复性控制命令。例如:当上位机MCGS程序根据阀门的回讯,显示阀门的当前状态为“开启”时,“开阀门”按钮将显示失效状态,操作人员只能点击“关阀门”按钮。在每次的操作过程中,系统均会提示二次确认的对话框,以免误操作。

3.4 罐装平台的控制程序

考虑到生产任务紧迫,罐区易燃易爆,无法实施动火处理的原则,在主要工艺管道上,先预留远程控制阀门的安装位置,待后期生产淡季时予以二期改造。现阶段,浙江嘉兴嘉化物流有限公司罐装平台进、出料暂行高报(到达某一设定液位高度)、高切(到达设定最高液位高度时,切断主进料泵)、低报的办法,并发出声光报警信号的原则。

二期整改时,将彻底实行罐区的自动计量、自动灌装的设计。其主要设计思路如下:

在原罐装的管道上,安装远程控制阀门,再将质量累计信号和流量计的流量信号接入到监控系统中。同时,在槽车罐装管线上,还要安装一条管径稍小的管路并加装远程控制阀门,以保证计量更为准确,并将阀门的状态和控制信号接入到PLC系统中。在每次开始灌装前,都要同时将这两个阀门打开,当加装量至设定值时,关闭主阀门,灌装完毕时,再关闭小阀门。

在上位机MCGS系统中,操作人员可预设灌装预装量M0值。开始罐装前,监控系统将根据检测到的罐内现有的读数,与预装量M0相加得出储罐的目标值MX。如果设M为监控系统检测罐内的实时累计量读数,δ为距离目标值MX的特定值,则当M距离目标值MX为δ时,大阀门将会自动关闭,小阀门继续灌装,直到罐量为目标值MX,小阀门关闭,灌装完成。

3.5 SQL数据库的查询

MCGS组态系统提供了访问SQL数据库的控件,通过该控件可在MCGS画面中便捷地访问和编辑数据库。通过输入数据库的查询函数,可对筛选数据库中的相关数据,并由控件中的统计函数,计算最大值、最小值或平均

值等。

罐区监控系统的实时监控数据均储存在SQL数据库中,其数据变化是以动画的形式展现,当启动查询程序后,界面将弹出“查询条件对话框”,输入查询条件(自动生成SQL的查询语句)后,点击“确认”便可自动生成查询的数据信息。

3.6 系统的安全保障措施

该系统中的控制箱操作站,实现对整套系统的数据采集、控制操作、状态监视等功能操作。MCGS组态系统对超出储罐储存范围的量将发出报警,提醒技术人员适当地修改系统的参数。系统还对每一个操作人员进行了权限划分,实现了分级操作,避免现场操作人员的误动作。所有I/O模块都具有硬件和软件的自诊断功能,模块与端子分离,其通道与现场的信号相互隔离,以便现场能够及时更换,缩短监控系统的维护时间。当系统出现故障时,监测信号会持续输出,将事故的影响降至

最低。

4 结语

化工储罐监控系统在自动化改造完成后,操作人员可在监控室内实时地查看罐区现场的仪表情况,远程控制设备的自动开闭,减少了操作人员在重大危险源地检查的频率,缩短了停留的时间,降低了事故发生的概率。在现有的化工行业生产经营模式下,从降低成本和安全生产的角度来分析,对化工储罐自动化监控系统的改造,是一个利国、利民、意义深远的决策。

参考文献

[1] 苏昆哲.深入浅出西门子Wincc V6[M].北京:北京航空航天大学出版社,2004.

[2] 吴宗之,关磊,刘骥,等.危险化学品重大危险源安全监控通用技术规范(AQ3035-2010)[S].国家安全生产监督管理总局,2010.

化工储罐范文第4篇

此项目为改造化工厂的液氨储罐。液氨储罐作为存放液态氨的存储压力容器,它为钢厂、医院、气体生产厂、食品饮料行业、化工等行业提供高纯度的所需液体,并降低用气成本,是目前各行业首选的液体储存容器,因此它在众多行业的生产工艺过程中起着非常重要的作用。但是,液氨储罐作为一个压力容器,它内部所储存的介质液态氨是无色液体。液氨在工业上应用广泛,而且具有腐蚀性,且容易挥发,所以其化学事故发生率相当高。现有的液氨储罐为4个,容积分别为6m3、6m3、6m3和30m3。这4个储罐现在分别装有压力表以及磁翻板液位计,但是只有现场查看功能,没有信号远传功能。另外此储罐安装的阀门为液动紧急切断阀,它与远距离手摇油泵配套使用,利用液压控制阀门开启-关闭,以便在管道或储罐上发生大量泄漏甚至起火时,快速手动使手摇油泵卸压,阀门迅速关闭而止漏,起安全保护作用。此操作只能现场操作,不能实现远程控制。鉴于液氨的化学危害性,现有设备有很大的安全隐患,因此,为了减少事故损失,提前发现事故隐患,液氨储罐自动化的改造就显得尤为重要,它不但可以使工作更加精细,而且实时的数据显示更有利于调控及记录。

储罐自动化改造的设备选型介绍

在AQ3036-2010标准的第6章《储罐内安全监控装备的设置》中有对仪表的选择进行详细的阐述。在这种已经投入生产运营的储罐自控改造过程中,仪表的选择尤为重要。我们优先选用不需要清理罐体就可以安装的仪表。我们选用的仪表分别如下:(1)温度计我们采用铂热电阻温度计。变送器选择带4~20mA输出,并且带数字式显示表头。(2)压力传感器根据现场情况,我们选用量程为1.5MPa,带智能HART协议,隔爆,材质为316L的压力传感器。(3)磁翻板液位计按照罐体的体积,选择恰当的磁翻板液位计,变送器选择带4~20mA输出,并且带数字式显示表头。为了实现远程控制阀门开闭,我们将原有的液动紧急切断阀改为气动紧急切断阀并配套电磁阀使用。气动紧急切断阀是一种安全保护阀,它与远距离气源配套使用,利用气源控制阀门开启-关闭,以便在管道或储罐上发生大量泄漏甚至起火时,可以手动使气源卸压,阀门迅速关闭而止漏,起安全保护作用。配套使用电磁阀后,我们可以采用电信号实现远程控制阀门的开启-关闭,并且也可以现场手动关闭。按照规范要求,并且结合现场实际情况及化学产品的特性,在危险区域设置了11台探测器。分别为5台固定式可燃(甲醇)气体探测器,5台固定式可燃(氨气)气体探测器以及1台固定式有毒(氯气)气体探测器。

储罐自动化改造控制系统设计

根据现场情况,统计测控点如下:(1)液氨储罐A压力传感器用途:检测液氨储罐A压力值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(2)液氨储罐A温度传感器用途:检测液氨储罐A温度值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(3)液氨储罐A液位传感器用途:检测液氨储罐A液位值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(4)液氨储罐B压力传感器用途:检测液氨储罐B压力值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(5)液氨储罐B温度传感器用途:检测液氨储罐B温度值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(6)液氨储罐B液位传感器用途:检测液氨储罐B液位值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(7)液氨储罐C压力传感器用途:检测液氨储罐C压力值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(8)液氨储罐C温度传感器用途:检测液氨储罐C温度值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(9)液氨储罐C液位传感器用途:检测液氨储罐C液位值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(10)液氨储罐D压力传感器用途:检测液氨储罐D压力值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(11)液氨储罐D温度传感器用途:检测液氨储罐D温度值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(12)液氨储罐D液位传感器用途:检测液氨储罐D液位值信号类型:4~20mA数量:1AI*1(13)液氨储罐A电磁阀用途:控制液氨储罐A紧急切断阀信号类型:I/O数量:1DI*2DO*1(14)液氨储罐B电磁阀用途:控制液氨储罐B紧急切断阀信号类型:I/O数量:1DI*2DO*1(15)液氨储罐C电磁阀用途:控制液氨储罐C紧急切断阀信号类型:I/O数量:1DI*2DO*1(16)液氨储罐D电磁阀用途:控制液氨储罐D紧急切断阀信号类型:I/O数量:1DI*2DO*1此系统输入信号分为模拟量输入信号及数字量输入信号。模拟量输入信号值为安装于4个储罐上的温度、压力、液位的仪表采样值。仪表采用4~10mA信号输出。数字量输入信号为磁翻板液位计上下限报警值。输出信号为数字量输出信号,作用为输出电信号给电磁阀,用以开启-关闭紧急切断阀。考虑用户成本及现场实际情况,我们选用经济性比较好的S7-200系统。S7-200是一种小型的可编程序控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性价比。现场仪表信号与控制室距离为200m,由于现场属于防爆区域,因此无法就近安放控制柜,只能将控制柜安置于控制室内。所以,现场只能布置屏蔽电缆使得信号传送至控制室内的控制柜中。

储罐自动化改造完毕后系统介绍

此系统改造完毕后,对比改造前可增加以下功能:(1)系统管理:系统可实现多用户管理、权限管理、参数设置和现场所需要求;(2)实时监控:新系统可在控制室内控制主机界面显示温度、压力、液位等现场仪表实时模拟量数值;(3)列表显示:可列表显示模拟量、开关量、报警信息和系统日志等;(4)数据备份:所有现场信号采集数值都可实现备份,便于操作员随时调取;(5)报警管理:新系统可在控制室内控制主机界面显示数值超限报警功能,及时发现问题;(6)设备控制:可通过控制主机人机界面实现现场电控设备的逻辑控制;(7)报表:可归纳模拟量、开关量、报警信息、操作记录和系统日志等;(8)打印:可随时打印相关报表信息;(9)现场操作:当在极端情况下,自控系统出现问题状况下,还可以在罐区实现数据查看及手动关闭紧急切断阀,实现双重保险。化工行业重大危险源的自动化改造完成后,操作人员可在控制室查看现场仪表情况,及实现自动控制设备开闭。因此可有效地减少人员在重大危险源的停留时间与次数,降低生产事故。在现有的工业生产条件下,从安全生产及降低成本的角度考虑,实现设备的自动化改造是势在必行的一件事情。

化工储罐范文第5篇

(1)防渗技术在罐基位置的应用

为了能够强化罐基部位强度,可以选择环墙式结构,增加多种不同性质的结构层,来增强其抗渗性能,主要通过以下步骤完成结构的设置,首先,挖除耕土,重新填土并进行压实处理,保证土层压实度达到标准,避免原来耕土压实不牢影响防渗效果;其次,在其上铺设一定厚度的细砂,同样采取压实工艺,避免土层及砂层在日后使用中下沉现象的发生,增强整个防渗层的承重力;最后,防渗结构层可以选择中间带有土工膜的无纺布,避免砂粒等对土工膜的破坏,主要防渗材料选择软性HDPE土工膜。由此可见,罐基底部是由底板、沥青砂、砂粒等多种材料构成,能够在各个环节吸收渗漏物。另外,为了能够避免罐基渗漏问题,还可以设置渗滤液导管,收集渗出液体,能够根据渗出情况进行相应的处理[2]。

(2)防渗技术在地坪中的应用

油罐储运区地坪基础构成相对简单,除了管道基础、地下污油等部分之外,其他部分没有构筑物,且地表负载能力较小,基本上没有车辆通过,在对上层进行设计时,可以适当降低其厚度。地坪防渗处理要将刚性与柔性技术相结合,底部可以同样采取基础层设置方式,将砂粒层、水泥以及钢纤维混凝土结合到一起,有效增强结构防渗性能,避免受到外界温度等因素的影响出现缝隙,影响防渗性能。除了上述两个重点部分外,还需要加强对一些特殊部分的管理。

(3)固定周围防渗层

在进行防渗处理过程中,如果对特殊部位处理不当,会影响整体防渗效果。罐基部分与地坪中间设置HDPE保护膜,可避免渗漏的渗透,增强整个防渗层的连续性,但是其端部等部分的处理也十分重要。因此,针对罐基底部环墙式设置,在完成土工膜设置之后,要采用膨胀螺栓结合钢板压条加以固定,避免其发生移位,影响防渗效果,另外,渗漏介质极有可能穿透防护膜污染地下,需要在墙与土工膜之间进行密封处理“,细节决定成败”,石化企业要重视对每一个环节的监督和控制,确保整个防渗系统尽善尽美,避免由于小细节的疏漏影响防渗效果,污染环境。石化企业储罐区防火也是工作的一部分,为了避免由于防渗系统受到火灾等情况的破坏,应在防护膜与防火堤之间采用钢板进行固定,将缝隙填实,有效增强其防渗强度。管道作为及时了解和掌握渗漏情况的重要通道,与环墙紧密相连,管道与管靴之间如果密封不好,会从接口处渗漏。因此,要进行密封处理,确保整个防渗系统的完整性。

2加强对口储罐区的实时监测

由于储运区整体结构较为复杂,包括各类管道,例如:含油污水管道等,这些管道如果出现泄漏现象,也直接污染地下水及土壤,影响水质,破坏土壤结构,且难以及时处理。因此,加强对储罐区进行实时监督和控制显得尤为重要,相关负责人要结合企业实际情况,制定监测和监督方案,将定期检查与抽查相结合,注重细节检查,监测地下情况,从源头上避免渗漏问题的发生,提高石化企业管理水平,更好地落实环境保护目标[3]。

3结语

根据上文所述,石化企业防渗是一项系统、复杂的工程,在避免环境污染等方面具有重要作用。因此,石化企业管理者要重视防渗工作,并采取柔性与刚性技术相结合的方式,结合实际情况,进行防渗层设置,并注重对细节的管理,增强整个防渗系统性能,有效避免污染物渗透,从而促进石化企业可持续、健康发展。

化工储罐范文第6篇

关键词:储罐 污染源强 大气污染 防治 对策

中图分类号:X51 文献标识码:A 文章编号:

随着我国国民经济的快速发展,作为国民经济重要支柱的化工行业也迅猛发展,这些年国内新建、改建和扩建的化工企业大大增加。在进行化工企业的环境影响评价工作中往往会遇到化工企业拥有自己的液体化工原料(或产品,以下相同)储罐,环境影响评价单位对化工企业生产工艺中的各种污染类型、排污节点、主要污染源及污染物排放规律、排放浓度、排放量及污染治理情况分析比较清楚,而经常忽视这些作为辅助工程的液体化工原料储罐在储存液体化工原料过程中产生的污染物对环境的影响,特别是对大气环境的影响。由于生产工艺、消防和安全生产等因素的要求,化工企业特别是大型石化企业的液体化工原料储罐在厂区平面布置中大多布置在厂区的四周或边界,对大气环境特别是对化工企业厂界大气污染物浓度贡献值比较大,因此在化工企业环境影响评价工作中不能忽视液体化工原料储罐在储存液体化工原料过程中排放的污染物对大气环境的影响。

1 液体化工原料储罐的大气污染物排放情况

化工企业的液体化工原料储罐主要有固定顶储罐、氮封拱顶储罐、球型储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐等,其中氮封拱顶储罐主要用于储存特殊化工原料(比如有毒或高蒸气压化学品的储存)、球形储罐主要用于储存液化的气体(比如液化石油气等),化工企业利用比较多的主要有固定顶储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐,因此主要介绍固定顶储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐产生和排放的大气污染物。

无论是固定顶储罐还是外浮顶储罐和内浮顶储罐,产生和排放的大气污染物主要是由于储罐储存的物料由于储罐的“大呼吸”作用和“小呼吸”作用产生和排放大气污染物。所谓储罐的“大呼吸”作用是指液体化工原料在装卸过程中的挥发和散逸,“大呼吸”作用大气污染物排放性质为无组织、间断排放,主要是通过储罐的通气孔排放;所谓储罐的“小呼吸”作用是指一定种类、形式的储罐中储存的液体化工原料由于品种、温度、蒸气压、粘度等自身条件以及风速、大气压等外部条件变化产生的挥发和逸散,“小呼吸”作用大气污染物排放性质为无组织、连续排放,主要通过储罐的通气孔排放。液体化工原料储罐的“大呼吸”作用和“小呼吸”作用是储存在储罐中的液体化工原料由于装卸料和自身、外界条件变化排放到大气中形成大气污染物,并且往往还是化工企业形成爆炸、火灾的潜在危险源。

由于液体化工原料储罐的“大呼吸”作用和“小呼吸”作用均为无组织排放,利用化工企业液体化工原料储罐区的有效面积为无组织排放源的面积、储罐通气孔高度为有效源高、“大呼吸”作用和“小呼吸”作用的大气污染物排放量为源强,就可以利用《环境影响评价技术导则 大气环境》(HJ/T2.2-93)中推荐的面源预测模式来预测液体化工原料储罐区排放的大气污染物对周围环境的影响或对厂界大气污染物浓度的贡献值。液体化工原料储灌区无组织排放源面积、有效源高比较好确定,而“大呼吸”作用和“小呼吸”作用的大气污染物排放量的计算方法比较多,下面介绍两种常用的计算方法——中国石化行业标准法、API和WPI经验公式法。

2 液体化工原料储罐排放大气污染物源强的计算方法

对于固定顶储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐的“大呼吸”作用、“小呼吸”作用产生和排放大气污染物源强的计算,目前被我国认可的主要有国家石油和化学工业局《石油库节能设计导则》(SH/T3002-2000)中附录A推荐的计算公式(中国石化行业标准法)以及美国石油学会(API)和西方石油学会(WPI)推荐的经验计算公式(API和WPI经验公式法)两种方法,下面分别进行介绍。

2.1 中国石化行业标准法

国家石油和化学工业局于2000年10月26日、并于2001年3月1日开始实施的《石油库节能设计导则》(SH/T3002-2000)附录A中推荐的计算公式可以用于计算固定顶储罐、外浮顶储罐和内浮顶储罐“大呼吸”作用和“小呼吸”作用的大气污染物排放量的计算。

2.1.1 “大呼吸”作用大气污染物排放量计算

(1) 固定顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算:

(当N>36时,;当N≤36时,KT=1)

式中:LDW —— 固定顶储罐“大呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a;

KT —— 周转系数,查图可得;

K1 —— 液体化工原料系数;

Py —— 液体化工原料平均温度下的蒸气压,kPa;

uy —— 液体化工原料蒸汽摩尔质量,kg/kmol;

K —— 单位换算系数,K=51.6;

V1 —— 送入固定顶储罐的液体化工原料量,m3;

N —— 液体化工原料储罐年周转次数;

Q —— 液体化工原料储罐年周转量,m3/a;

V —— 液体化工原料储罐容积,m3;

Py1 —— 液体化工原料储罐内液面最低温度所对应的蒸气压,kPa;

Py2 —— 液体化工原料储罐内液面最高温度所对应的蒸气压,kPa。

(2) 外浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算:

式中:LW —— 外浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物年排放量,kg/a;

Q1 —— 液体化工原料储罐年周转量,103m3/a;

C —— 液体化工原料储罐壁粘附系数,m3/1000m2,查表可得;

ρY —— 液体化工原料的密度,kg/m3;

D —— 液体化工原料储罐的直径,m。

(3) 内浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算:

式中:LW —— 内浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物年排放量,kg/a;

NC —— 内浮盘支柱个数;

FC —— 内浮盘支柱有效直径,m。

2.1.2 “小呼吸”作用大气污染物排放量计算

(1) 固定顶储罐“小呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算:

式中:LDS —— 固定顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a;

K2 —— 单位换算系数,K2=3.05;

K3 —— 液体化工原料系数;

P —— 储罐内物料本体温度下的蒸气压,kPa(如缺乏这类资料,可取当地大气温度加2.8℃);

Pa —— 当地大气压,kPa;

H —— 储罐气体空间高度,m;

ΔT —— 大气温度的平均日温差,℃;

FP —— 涂料系数,查表可得;

C1 —— 小直径储罐的修正系数,(当D≥9.14m时,C1=1;当1.83m

(2) 外浮顶储罐“小呼吸”作用污染物排放量利用以下经验公式计算:

式中:LS —— 外浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,kg/a;

K4 —— 单位换算系数,K4=0.46;

K5 —— 单位换算系数,K5=3.28;

Fr —— 密封损耗系数;

Ff —— 浮顶盘附件总损耗系数;

P* —— 蒸气压函数,无量纲;

Mv —— 液体化工原料蒸气摩尔质量,kg/kmol;

Ke ——液体化工原料系数;

Kr —— 密封相关系数,查表可得;

K6 —— 单位换算系数,K6=2.24;

v —— 储罐所在地平均风速,m/s;

n —— 与密封有关的风速指数,查表可得;

Nfj —— 某种附件的个数;

Kfj —— 某种附件的蒸发损耗系数;

K7 —— 单位换算系数,K7=2.24;

Kfaj、Kfbj、m —— 某种附件的蒸发损耗相关系数,查表可得。

(3) 内浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物排放量利用以下公式计算:

式中:LS —— 内浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,kg/a;

K8 —— 单位换算系数,K8=0.45;

KC —— 边圈密封损耗系数,查表可得;

Fm —— 浮盘附件总损耗系数;

Fd —— 顶板接缝长度系数,指顶板接缝长度与顶板面积的比值;

Kd —— 顶板接缝损耗系数(焊接顶板Kd=0;非焊接顶板Kd=3.66);

Nmj —— 某种附件的个数;

Kmj —— 某种附件的蒸发损耗系数,查表可得。

2.2 API和WPI经验公式法

美国石油学会(API)和西方石油学会(WPI)推荐的计算液体化工原料储罐“大呼吸”作用和“小呼吸”作用的大气污染物排放量的经验公式比较早,在我国也有一定范围的利用。

2.2.1 “大呼吸”作用大气污染物排放量计算

(1) 固定顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下经验公式计算:

式中:F —— 固定顶储罐常压下 “大呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a;

P —— 散装温度下液体化工原料的真空蒸气压,mmHg;

VL —— 送入储罐的液体化工原料量,m3/a;

KT —— 储罐周转系数。

(2) 浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物排放量利用以下经验公式计算(内浮顶储罐和外浮顶储罐相同):

式中:W —— 浮顶储罐“大呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a;

V —— 送入储罐的液体化工原料量,m3/a;

D —— 液体化工原料储罐直径,m。

2.2.2 “小呼吸”作用大气污染物排放量计算

(1) 固定顶储罐“小呼吸”作用大气污染物排放量利用以下经验公式计算:

式中:Ly —— 固定顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a;

K —— 液体化工原料系数;

H —— 储罐气体空间高度,m;

T —— 大气温度的平均日温差的年平均值,℃;

FP —— 涂料系数,铝漆=1.39,白漆=1.02;

Ke —— 物料系数。

(2) 浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物排放量利用以下经验公式计算(内浮顶储罐和外浮顶储罐相同):

式中:Ly —— 浮顶储罐“小呼吸”作用大气污染物年排放量,m3/a;

Kf —— 罐型系数(焊接罐Kf=0.045;鉚接罐Kf=0.13);

Vw —— 储罐所在地平均风速,m/s;

Ks —— 密封系数(Ks取1~1.33之间);

KC —— 液体化工原料系数;

KP —— 二次密封系数。

3 液体化工原料储罐大气污染防治对策

对于大部分化工企业来说比较重视生产工艺中污染物的产生和排放以及治理措施,而往往忽视辅助工程中液体化工原料储罐排放大气污染物对周围大气环境的影响和对化工企业厂界大气污染物浓度的贡献,液体化工原料储罐由于“大呼吸”作用和“小呼吸”作用排放的大气污染物不但污染了环境、增加了物料的损耗,有时还会引起爆炸、火灾等安全事故,因此必须重视对液体化工原料储罐的污染防治措施。

3.1 采用合理的储存方式

针对不同性质的液体化工原料采用不同形式的储罐,一般情况下液体化工原料闪点在28℃以下应选用内浮顶储罐,闪点在28~40℃之间宜选用外浮顶罐或内浮顶罐,闪点在40~60℃之间应选用固定顶储罐并加设呼吸阀挡板,对于闪点大于60℃的可选用固定顶储罐。

但是,由于某些液体化工原料价格比较昂贵,或化工企业比较重视环境保护和安全生产,尽量减少液体化工原料在储存过程中的损失,也有一些企业不考虑液体化工原料的闪点,全部使用内浮顶储罐或对固定顶储罐加装内浮盘成为内浮顶储罐进行储存液体化工原料,由于内浮顶储罐的内浮盘可以将液面与空气隔开,内浮盘和液面间基本无气体空间存在,因此液体化工原料基本无法蒸发,可以基本上消除物料蒸发损耗,减少大气污染物的产生和排放。

3.2 罐体外壁涂敷隔热胶

隔热胶在涂膜中添加了特殊组分,不仅具有普通涂料的防腐效果,而且对太阳辐射和其它热辐射具有反射和隔热的能力,在储罐外壁涂敷隔热胶可以达到隔热、降温、减少罐内温度变化和减少物料挥发的作用。另外浅颜色有利于阳光的反射,减少罐体吸收的热量,可以降低液体化工原料储存过程的温度,减少液体化工原料在储存过程的损失。

3.3 设置气相连通管

将储存同种物料的储罐气体空间用管道连通,成为一个储罐间的气相连通线,储罐间可以互相交换物料蒸气,减少罐内吸入空气和排除气体。

3.4 优化储罐操作规程

储罐的大小对储罐操作次数是有影响的,倒罐次数越多“大呼吸”作用损失就越大,尽量将液体化工原料集中储存,不要分散在许多储罐中,这样可以减少罐顶与液面间的气体空间;储罐的测量、取样作业尽量在温度偏低的清晨或傍晚进行,减少呼吸损失;降温时罐内气体因温降而收缩,其蒸气分子凝结加快或蒸发减缓,这样加入液体化工原料时从罐体内排出的气体体积必然小于过了体积,可以减少污染物的排放量。

3.5 开发并推广应用新型储罐

据有关资料报道国内已经开发出专利产品的新型浮顶式储罐,推广使用可减少经济损失,对保护环境大有益处。

4 结论

环境影响评价单位应重视液体化工原料储罐在储存液体化工原料过程中产生的污染物对环境的影响,特别是对大气环境的影响。利用中国石化行业标准法或API和WPI经验公式法(推荐使用中国石化行业标准法)计算液体化工原料储罐由于“大呼吸”作用和“小呼吸”作用排放的大气污染物排放量为源强和无组织排放源面积、有效源高来预测液体化工原料储罐区排放的大气污染物对周围环境的影响或对厂界大气污染物浓度的贡献值。

通过采用合理的储存方式、在储罐体外壁涂敷隔热胶、在储罐之间设置气相连通管、优化储罐操作规程、开发并推广应用新型储罐可以大大减少液体化工原料在储存过程中由于呼吸作用的损失。

参考文献

[1] 《石油库节能设计导则》(SH/T3002-2000)

化工储罐范文第7篇

关键词:石油化工储罐;吊篮;开发;应用

中图分类号:F407.22文献标识码: A

一、吊篮应用的背景和意义

石油化工储罐安装及检维修工作中,外防腐占据很大比例,之前采用搭设脚手架的方式,步骤繁琐,搭拆时间长、投入人工多,而且对搭设人员的技术要求较高。施工时通过在脚手架上铺设台板来完成左右移动,存在踏空和闪落的可能。而且脚手架密集程度较高,存在视觉障碍,不利于对外观质量进行过程控制和监督。

除了施工和监督的弊端外,脚手架对罐体的损伤也不可忽视。脚手架是沿罐外壁搭设,直接焊接在石油化工储罐上,拆卸时焊点的打磨势必会对石油化工储罐造成无法恢复的损伤,外防腐次数越多,石油化工储罐损伤越大,而一个石油化工储罐在其使用过程中往往会有很多次的外防腐。

针对其诸多蔽端,研发一种能够代替脚手架的石油化工储罐维修专用吊篮有其实际意义。吊篮作为一种悬挂式载人高空作业设备,具有施工适应性强,施工高度大,占用施工场地少,施工效力高,架设方便,用工少等特点,可代替脚手架进行石油化工储罐外防腐作业。使用吊篮可减少脚手架搭设时间,缩短工期,节约成本,为其他施工创造条件,确保项目整体工期的实现。

二、创新型吊篮的开发

传统吊篮在设计上适用于建筑方面的施工,其悬挂机构需占用很大场地,而石油化工储罐建造较紧密,工作场地稍有不足,所以结合储罐实际外形尺寸和构造特点,对传统吊篮加以创新改造,将吊篮的两台提升机钢丝绳采用两个自制悬挂扣件安装在储罐第二道抗风圈的槽钢上,进行储罐外壁悬挂操作,于是形成一种新型的便于挪动、重量较轻、小扣件、可固定于储罐抗风圈上的石油化工储罐外防腐专用吊篮。

新型吊篮操作简单,使用方便,是石油化工储罐外防腐工作的便利工具,可作为石油化工储罐外防腐专用吊篮。

三、安全性分析

1、吊篮钢丝绳安全性分析

本次改造的是无锡华科机械设备有限公司生产的ZLP系列高处作业吊篮,根据其说明书中详列的吊篮的主要性能技术参数,从中取现有吊篮各部件质量,列表如下:

表1 吊篮各部件质量

吊篮型号:ZLP630额定载重:630Kg

整机:776Kg 提升机:52×2=104Kg

悬吊平台:316Kg 电箱:15Kg

安全锁:5×2=10Kg

吊篮各部件总重:1221Kg

操作时的两个施工人员重按200Kg算,称得一根灌满河沙的喷砂管及喷枪重约40Kg,现场操作要两个喷枪,根据经验添加裕量,需三根喷砂管,总重120Kg。

计算两个施工人员工作时,吊篮载重200+120=320Kg,满足说明书安全规则中规定的正常施工时工作荷载不大于额定载重的80%(即:630Kg×80%=504Kg),所以两个人操作时吊篮载重安全。含施工人员及喷砂管等的吊篮总重:1221+200+120=1541Kg。吊篮有两个悬挂点,每个悬挂点承重:1541×9.8/2=15102/2=7551N。由吊篮主要性能技术参数表查得采用的工作钢丝绳和安全钢丝绳型号分别为:4×25Fi+PP-φ8.3和4×31SW+FC-φ8.3,破断拉力≥51800N,远大于其额定载重下的7551N,安全性能可靠。另外根据钢丝绳型号,查GB20118-2006-T《一般用途钢丝绳》得钢丝绳最小破断拉力为36.2KN,仍大于实际载重下的7551N,也大于额定载重下的(1221+630)×9.8/2=9070N,所以此吊篮所用的钢丝绳是安全的。

2、吊篮悬挂扣件安全性分析

吊篮在额定载重下重力为9070N,由悬挂扣件承担,扣件材料为Q235,下面计算扣件各部件的可承受力:

①扣件上滑轮轴件,直径30mm,抗剪强度为120N/mm2,换算成力120×3.14×152=84780N,约是9070N的16倍,安全系数较高。

②轴件连接的两块钢板厚度8mm,长130mm,抗压强度215 N/mm2,可承受压力为σ压=215×8×130=223600N,吊篮重力分担到两块钢板上,每一块受力4535N,在钢板可承受压力之内。

③扣件与抗风圈槽钢接触的钢板厚8mm,长184mm,抗拉强度215 N/mm2,可承受拉力为:σ拉=215×8×184=316480N>>9070N,此钢板安全性较高。

④焊缝强度计算:为②中钢板与扣件主体焊接的焊缝,焊脚尺寸8mm,焊缝长度120mm。Q235钢的角焊缝设计抗剪强度为160 N/mm2, 在吊篮的额定载重下焊缝所受剪应力为σ剪=4535/(0.7×8×(120-2×8))=7.8 N/mm2,小于设计值,所以焊缝强度足够,焊缝受力安全。所以扣件各部件安全性能可靠,扣件自身安全性较高。

3、抗风圈三角支架安全性分析

吊篮安装在石油化工储罐第一道抗风圈的槽钢上,抗风圈每6米设一个三角支架,取一个支架计算,核实支架安全性,支架受力为:吊篮扣件压力、抗风圈平台压力、抗风圈上槽钢的压力、平台上行走的人的压力。大小分别为:取吊篮在额定载重下扣件受力9070N,吊篮长6米,抗风圈每3.233m一个支架,所以每个扣件的力由两个支架承担,每一个受力为4535N;抗风圈平台宽度1140mm,厚度10mm,钢密度为7.8g/cm3,重力为1.14×0.01×3.2×7800×9.8=2788N;槽钢型号为〖360×100×13,重力为(0.36×0.01+0.1×0.013+0.1×0.013)×3.2×7800×9.8=1516N;假设一个重100Kg的人在挡风圈上施工,重力为100×9.8/2=490N。故三角支架受力为4535+2788+1516+490=9329N。支架材料为Q235,型号为∠75×75×8,抗压强度215 N/mm2,可承受压力为215×(75+75)×8=258000N,大于实际施工时三角架受力,而且石油化工储罐上的三角支架加设了加强板,使三角架能更大限度的承受压力。

4、吊篮其他安全措施

吊篮是一个相对封闭的空间,周围护栏的最低高度在1m以上,避免了施工人员踏空和闪落的的可能,每台吊篮配备独立悬挂的两根φ12专用防坠钢丝绳和配套的防坠锁,当专业提升机钢丝绳突然断裂时,防坠锁自动锁死,可防止吊篮坠落。每个吊篮施工人员均配备独立的安全绳、防坠锁和安全带,一旦人体失衡,防坠锁将自动锁死,防止人员跌落。吊蓝安全防护装置均是独立的,排除了连锁安全隐患,安全性能可靠。

综上所述,无论是吊篮钢丝绳、悬挂扣件还是罐体的三角架都能承受吊篮的额定荷载,只要保证吊篮载重不超过其额定值,吊篮的安全性还是比较高的,其他的安全措施也给施工人员的安全上了双保险。当然平时还要注意及时对吊篮进行维护保养,随时观察吊蓝及施工人员的安全状况,发现问题及时处理和整改,以确保施工的安全。

四、经济性评价

ZLP630型吊篮改造的石油化工储罐外防腐专用吊篮是用钢丝绳沿罐壁悬挂的,依靠电机驱动作上下移动平台的一种悬挂式载人高空作业设备,属于非常设性吊篮,具有施工适应性强,施工高度大,占用施工场地少,施工效力高,安装方便,用工少等特点。下面将搭设脚手架与应用吊篮的费用及施工时间进行对比分析(以一座十万方石油化工储罐为例)。

搭设脚手架:

费用:人工费6万元/罐,脚手架材料费用4万元/罐。总费用约10万元/罐。

工时:脚手架搭设需5天,拆除需3天。共计8天。

使用吊篮:

费用:人工费5000元/罐,购买吊篮使用费5000元/罐,另外电费和防坠绳的费用共1万元/罐。吊篮总费用暂取2万元/罐。

工时:吊篮安装与拆除仅需1天。

从上面所列费用及工时可看出,使用吊篮可节约费用约8万元/罐,节约工时7天/罐,使施工成本大大降低。

五、结论

根据储罐实际外形尺寸和构造“量体制做”的石油化工储罐外防腐专用吊篮主要有以下几个优势:

1、在传统吊篮的基础上,将大型的悬挂机构改为质量较轻、可人工携带安装的小型悬挂扣件,安装方便,挪动灵活;

2、操作灵活性高,升降速度快,对安装人员技术要求低,可随时进行石油化工储罐外防腐工作;

3、每台吊篮独立作业,不存在视觉障碍,有利于对施工质量进行过程控制和监督,尤其是便于外观质量的控制;

4、吊蓝是一个相对封闭的空间,悬吊平台代替台板,活动范围增大,周围护栏的最低高度在1m以上,避免了施工人员踏空和闪落的的可能,使施工人员能更安全的操作;

5、吊篮安全防护装置均是独立的,不存在连锁安全隐患现象;

6、吊篮采用悬挂式操作,从根本上解决了损伤石油化工储罐的问题。

化工储罐范文第8篇

关键词 储罐 防腐涂装 危险辨识 安全技术

随着我国经济的快速发展,对石油化工产品的需求大量增加,同时随着大型乙烯、炼化企业的不断开工建设,都需要建设大量储存设施。这些储存设施的内壁都要进行防腐涂装,如何保证不出现火灾爆炸、职业病危害等重大事故的发生,是项目建设单位、防腐涂装施工单位及防腐涂料生产单位都必须重视的课题。

一、储罐防腐涂装事故案例

案例一:2006年10月28日19时20分左右,新疆某石油企业一个在建的10万方原油储罐在进行防腐涂装作业时发生爆炸事故,共造成12人死亡,12人受伤。

原因分析:其一,采用的防腐油漆含有大量挥发性有机溶剂:这些有机溶剂在涂装和干燥过程中大量挥发,与空气混合可形成爆炸性混合气体。其二,通风不足导致挥发性有机溶剂蒸汽在混合气中的浓度处在该气体的爆炸极限范围之内,发生爆炸。其三,防腐涂装作业中产生了火花。

案例二:1998年4月20日,某压力容器制造公司职工马某和连某给氧气罐内表面刷防腐漆。马某在罐外刷漆,连某在罐内刷。由于罐内太暗,马某便接用临时电源,将照明线接在了动力电源上。过了一会儿,连某不慎碰翻了照明临时灯,随即氧气罐发生爆炸。马某经抢救无效死亡,连某重伤。

原因分析:其一,罐内作业没有采取通风措施,致使罐内可燃气体浓度达到闪爆极限,照明临时灯倒地破碎后产生火花引燃了罐内油漆稀释剂散发的易燃气体。其二,马某与连某在进行油刷作业时,违章接用临时电源,将照明线接在动力电源上。其三,罐内刷漆、罐外喷漆同时进行,乱拉电源线,作业现场无专人进行安全监督。

针对大型储罐夏季高温设施防腐刷漆存在的危险性并结合近几年国内发生的典型事故案例,笔者经过分析和与相关企业进行了交流、探讨,现将基本情况与同行进行探讨、分享。

二、危险有害物质及辨识

1.丙酮。CH3COCH3,分子量58.08,闪点:-17.78 ℃(闭杯),自燃点:465 ℃ ,爆炸极限:2.6%~12.8% ,最大爆炸压力:87.3 N/cm2 最易引燃浓度:4.5,最小引燃能量:1.15毫焦(当4.97%浓度时)。丙酮在常温压下为具有特殊芳香气味的易挥发性无色透明液体。易燃烧,其蒸气空气能形成爆炸性混合物,遇明火或高热易引起燃烧。

2.石英砂。石英砂是一种坚硬、耐磨、化学性能稳定的硅酸盐矿物,其主要矿物成分是SiO2 ,其化学、热学和机械性能具有明显的异向性,不溶于酸,微溶于KOH溶液,熔点1 750 ℃。

3.环氧铁红漆。组成:环氧树脂、氧化铁红及新型防锈颜填料,防锈添加剂,固化剂等配制而成的双组份车间底漆。焊接切割时不产生对人体有害气体。

4.酚醛。是由苯酚和甲醛经缩聚反应制成的聚合物。可燃,受高热分解放出有毒的气体。粉体与空气可形成爆炸性混合物,当达到一定的浓度时,遇火星会发生爆炸。吸入本品粉尘,可引起头痛、嗜睡,周身无力、呼吸道黏膜刺激症状、喘息性支气管炎及皮肤病,还可能出现肾脏病。在缩聚过程中,还可发生甲醛、酚、一氧化碳等中毒。爆炸下限(V%):20 g/m3。

5.环氧煤沥青漆。环氧煤沥青防腐漆是由环氧树脂、煤焦沥青、增塑剂、固化剂等物质制成的双组分常固化涂料。该漆漆膜具有良好的附着力、柔韧性及耐水、耐碱、耐油性能。本品外观为黑色或棕黑色,闪点约27 ℃。

三、安全技术与管理控制

根据气柜防腐刷漆隐患辨识,针对此潜在的重大作业隐患,必须从安全技术与安全管理两个方面入手,进行重点管理,以下就来做重点介绍与解释。

1.安全管理。组织召开专题会,对施工作业进行系统分析与评价,制定相关施工方案与安全方案,制定专业安全检查表;为保证安全检查表内容的逐条落实,针对施工作业,下发相关通知,职责划分明确、工作要求清楚,包括对施工单位人员、所辖区域部门、安全监管部门、监护人等相关部门与人员的职责与要求。

2.安全技术。(1)清楚了解有机溶剂性质,制定作业时间与作业范围。丙酮属于易挥发易燃易爆物质,在进行罐内刷漆作业过程中可能出现丙酮蒸汽挥发遇高温或电气火花,发生火灾爆炸。就此问题,要细致编制施工方案,根据气温变化规律,对施工单位刷漆作业时间提出基本要求。

(2)制定专项安全检查表,便于做好前期、过程检查。现场监护人、电器仪表技术人员和各级管理人员每日根据“安全检查表”的内容,逐项进行检查落实;监理人员、项目负责人员对检查表相关内容及施工单位现场文明施工情况及施工质量进行控制管理,要根据天气情况科学安排施工周期;施工单位要制定周密方案,给作业人员充分交底,令行禁止,服从现场管理。

(3)制订应急预案,根据气柜可能发生事故类型及后果,对气柜防腐刷漆作业过程出现任何异常情况的应急状况制订应急预案,做好紧急情况下人员疏散及现役生产装置安全控制工作,施工前期对预案进行演练完善。

(4)严格控制丙酮等易燃易爆物质的现场存放数量,遵循“用多少,拿到现场多少”的原则,如拿到现场后暂时不使用的,指定位置存放并指派专人管理,指定位置必须符合危化品存放适应特性。

(5)喷砂作业管理,进行强制通风保证罐内石英砂浓度维持较低;入罐作业人员穿戴喷砂服、长管呼吸器进入作业,对于中间节等难度较大位置作业采取局部喷砂完成形式,不得长时间连续作业。

四、结束语

气柜防腐刷漆工程时间安排不宜过于紧凑,施工方案与安全方案伴随着环境的变化要不断在细节上进行调整,统筹安排最大程度的保证进度、安全、质量的协调统一。总而言之,防腐涂装涉及的是一个由点带面的系统性工程项目,如要保证整个施工过程的安全性,需要在准备阶段、实施阶段、控制阶段、扫尾阶段等环节进行重点关注,做到“准备充分、方案完善、落实到位”,才能保证整个涂装作业的安全顺利的完成。

参考文献

化工储罐范文第9篇

关键词: 计算机模拟; 程序设计; 碎片轨迹; 碎片拦截

中图分类号:TP399 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2017)06-16-03

Research and application of computer simulation of explosion debris trajectory

and interception of chemical storage tank

Zhao Min1, Yang Zeping1, Tang Xintian2, Wen Xinxiu1

(1. School of Information Science and Engineering, East China Uiversity of Science and Technology, Shanghai 200237, China;

2. School of Resources and Environmental Engineering, East China Uiversity of Science and Technology)

Abstract: The explosion of chemical storage tanks will produce a large number of flying debris. If the debris collides with other nearby chemical storage tanks or equipment, it will lead to the Domino effect, so that the loss caused by an explosion continues to enlarge. In this paper, by means of numerical simulation, a program is made to predict and calculate the trajectory of the debris produced by the explosive storage tank after the explosion, and to set up a simulated interception net around the tank, so as to provide a convenient and quick reference for early prevention.

Key words: computer simulation; programming; debris trajectory; debris interception

0 引言

爆炸碎片抛射是爆炸事故对周边造成破坏的主要事故影响形式。爆炸碎片飞行结束时如果降落到空旷的地面,则造成的影响相对较小,如果击中重大危险源,则极有可能引发多米诺效应,造成严重的后果[3]。目前对爆炸碎片飞行过程的研究着重于分析爆炸碎片飞出后在空气阻力和重力作用下的碎片抛射阶段,碎片在以一定的初速度抛射以后,碎片的飞行速度和飞行轨迹是确定的,具有一定规律可循。本文利用计算机模拟技术,建立并分析爆炸碎片飞行速度及飞行轨迹,确定危险单元发生爆炸事故后爆炸碎片的影响范围,确定安全距离,从而提前做好预防。

1 数值计算,建立数学模型[1]

1.1 确定轨迹方程[3]

碎片的轨迹处在三维空间中,爆炸储罐是可以忽略大小的质点且位于坐标为(0,0,0)的原点处。任一时刻碎片的位置均可以使用(x,y,z)的三维坐标来表示。碎片在飞行过程中受到重力和空气阻力的作用。可以认为,空气阻力与速度的平方成正比,比例系数设为k,方向与速度方向相反。重力恒定为-mg。于是,可以根据牛顿第二定律得到如下三个常微分方程[2]:

常微分方程组⑴中,第三个常微分方程空气阻力项前的符号为±,这是因为当碎片上升时,阻力方向与重力加速度方向相同。当碎片下降时,阻力方向与重力加速度方向相反。通^求解方程组⑴,可以得到x、y、z分别与时间t的关系式[4]:

x方向

y方向

z方向

上升阶段:

下降阶段:

其中,,,,是初速度,是初速度与xy平面的夹角,θ是初速度在xy平面上的投影与x轴的夹角。和θ所表示的意义可参考图1。

1.2 轨迹方程的参数确定

⑴ 初速度。利用能量公式可以得到碎片的初速度,其中,E为碎片能量。

⑵ 碎片能量。储罐爆炸时释放的能量利用式⑺进行计算。式中,V为容器体积,p1为容器爆炸时的压强,p0为大气压,γ为绝热指数。

⑶ 抛射角。θ是[0,360?]内的均匀分布,:[-1,1]内的均匀分布。

⑷ 碎片数。服从对数正态分布,均值为1.8875,标准差为0.6997。

⑸ 碎片抛射阻力系数。碎片的空气阻力系数一般取(2.9×10-4)~(2.1×10-3)之间,本软件取上述两者的均值1.195×10-3。

2 计算机模拟实验

2.1 功能设计

该系统的设计符合需求分析中的功能,分为如下几个板块。

⑴ 参数输入:用于输入储罐数据和模拟条件。

⑵ 碎片轨迹:用于显示模拟后的碎片轨迹。

⑶ 碎片拦截:在设定拦截网和目标储罐的相关数据后,模拟碎片的爆炸轨迹。

⑷ 拦截分析:在设定不同的拦截网参数后,使用图表和数据分析不同条件下,储罐爆炸后碎片击中相邻设备的概率,樯柚煤鲜实睦菇赝提供参考依据。

2.2 软件实现

⑴ 参数输入。根据化工储罐爆炸碎片轨迹的研究与分析,确定了容器体积、容器质量、绝热指数、最大工作压强、安全系数、操作压强、泄压压强、容器距地面高度、环境压力、重力加速度、空气阻力系数、碎片飞行时间、模拟精度等参数。

⑵ 根据输入的参数(这里选择事故罐体积为160m3,目标罐体积1600m3,目标罐与事故罐29m,拦截网与事故罐距离14.5m,拦截网高度10m),模拟出碎片拦截效果图,给出拦截结果,如图2所示。

3 结论与分析

⑴ 利用蒙特卡罗法计算化工储罐爆炸碎片击中概率软件,将理论研究的成果使用系统编程的方式应用于实际计算,可减少人工计算的复杂性,为设计化工储罐和其他化工设备之间距离,以及设置合适的碎片拦截网提供较为详尽的参考。

⑵ 蒙特卡罗法的第一步是生成服从不同分布的随机数。为了保证科学的严谨性,该系统提供多个随机数发生器来生成随机数。使用者可对不同的结果进行比较以得到最合理的结果。该系统还可以将计算所得到的结果输出为Excel文件,为后续的数据处理提供支持。轨迹图像也可输出,使模拟的结果得到更好的展示。

⑶ 该计算机模拟软件设计并分析了当指定事故罐、目标罐、拦截网高度及拦截网等关键参数后,可以确定拦截网与事故罐在不同距离下的拦截的效果。当指定事故罐、目标罐、拦截网与事故罐距离等关键参数后,可以确定不同高度的拦截网下的拦截效果。该软件还可以通过增加模拟次数、扩大碎片飞行的时间、提高模拟精度以及更换随机数发生器,对拦截效果进行改进。

⑷ 在该系统中,需要将一条三维曲线绘制于二维平面上。可将三维图像的绘制作为进一步研究的方面,力求更好的展示效果。本文研究的事故罐与目标罐均以体积作为参数进行分析,对于不规则罐体爆炸所产生的碎片碰撞不同形状的罐体所产生的危害还未做进一步分析与模拟。

参考文献(References):

[1] 钱新明,徐亚博,刘振翼.基于运动轨迹分析的储罐爆炸碎片

拦截方法的研究[J].北京理工大学学报,2010.30(9):1020-1023

[2] 钱新明,徐亚博,刘振翼.球罐BLEVE碎片抛射的

Monte-Carlo分析[J].化工学报,2009.60(4):1057-1061

[3] 张新梅,陈国华.爆炸碎片抛射速度及飞行轨迹分析方法[J].

华南理工大学学报(自然科学版),2009.37(4):106-109

[4] 钱新明,徐亚博,刘振翼.球罐BLEVE碎片抛射的危害性研

化工储罐范文第10篇

关键词:球形储罐;装车泵;装卸车设施

中图分类号:TE8文献标识码:A文章编号:1006-4311(2012)07-0033-01

0引言

球罐是一种钢制容器设备,在石油炼制工业和石油化工中主要用于贮存和运输液态或气态物料。操作温度一般为-50~50℃,操作压力一般在3MPa以下。球罐与圆筒容器(即一般贮罐)相比,在相同直径和压力下,壳壁厚度仅为圆筒容器的一半,钢材用量省,且占地较小,基础工程简单。球罐为大容量、承压的球形储存容器,广泛应用于石油、化工、冶金等部门。

1流程简述

本设计包括2台1000m2球形储罐、两台汽车槽车装车泵、还有槽车装卸栈桥。物料为轻烃,火灾危险性为甲类,管道等级为SHB级,《石油化工企业管道器材选用通则》(SH3059-2001)中5.3.2:除另有规定外,对于有毒、可燃介质管道的法兰连接最低公称压力,应符合下列规定:2、SHB、SHC级管道的公称压力,不宜低于2.0MPa。本设计公称压力定为4.0MPa。

主要来自天然气公司原稳站的轻烃直接进入球形储罐存储(两台),轻烃经装车泵(两台)输送至装卸栈桥系统销售或轻烃去分馏装置区;倒罐线可将轻烃从一个储罐倒入到另一个储罐,罐顶设置安全阀,在事故或储罐超压状况下,安全阀起跳泄放介质,降压保护球罐;在球罐液相进料线及液相进泵线各自设置一个远程操作的紧急切断阀;储罐设置了氮封系统,一旦储罐系统内压力较低,氮气将通过调节阀进入储罐,以维持系统内的正常操作压力;在去装车栈桥管线上设置了球阀,一旦装车栈桥发生事故,立即切断物料来源,物料返回储罐。

2球罐设计要求

根据《液化烃球形储罐安全设计规范》(SH3136-2003)中要求设计如下:

①球形储罐的设计压力应按不低于50℃时的实际饱和蒸气压来确定。②球形储罐顶、底各有一个人孔,其方位与平台上的配管协调布置;斜梯的起点方位,位于便于操作人员进出并美观的位置;球形储罐的进料管,从罐体下部接入;球形储罐设置两套全启式安全阀,安全阀安装在球形储罐的罐顶;安全阀出口管接至火炬系统,并设就地排放,其排放管口高出相邻最高平台或建筑物顶3m以上;球形储罐的进料管、液相回流管和气相回流管上设止回阀;为了满足储罐基础和泵及围堰之间不同沉降量的要求,在与球罐连接的第一道阀门后设置金属软管;罐底至各管线根部阀门之间使用电伴热。③储罐本体上部、设置就地压力表,并设置就地温度计,设就地和远传的液位计。球形储罐应设高液位报警器和高高液位连锁并加设低液位报警器。④球形储罐必须设防雷接地,球形储罐和管道均应作防静电接地,球形储罐的防雷接地设施可兼作防静电设施;球形储罐应考虑设置降温措施。

3球罐安装要求

根据《化工装置管道布置设计技术规定》(HG/T20549.5-1998)中要求设计如下:

①罐区的配管不影响消防车辆从两侧到达罐区围堰外,并考虑消防车的停放位置;进入罐区范围内的所有管道集中布置在一侧,罐区采用单层低管廊布置,管道与地坪间的净高距离为600mm,多根管道并排布置时,不保温管道间净距离为100mm,法兰外线与相邻管道净距离为80mm。②物料总管在进出界区围堰外装设切断阀和盲板,储罐上经常需要操作的阀门集中布置,与储罐接口连接的工艺物料管道上的根部阀应尽量靠近储罐布置;管廊上多根管道的“Π”型膨胀弯管通常集中布置,以便设置管架。两台球罐液位计设联合操作平台。

4泵房的设计、安装要求

根据《石油化工企业储运系统泵房设计规范》(SHT3014-2002)中要求设计如下:

①因为当地极端最低气温为-39.3℃,所以设置6m×6m的泵房,布置了2台立式屏蔽泵,进口向下,出口水平,为防止泵汽蚀,泵进口管线无气袋,步步低设置。②机泵单排布置,机泵宜按泵端基础边线取齐;相邻机泵(或泵基础)的净距为1m;机泵基础与泵房侧墙的净距为1.8m;泵房内的主要通道宽度为2m;③泵房的管道采用地上敷设;泵进、出口管道距地面净空为400mm,架空管道为2.2m;水平安装的泵进、出口管道由泵向外坡,坡度宜取3‰;在泵进口阀与泵之间的管道最高点设排气阀,并接入火炬管网,泵进口管设置扫线接头,其位置在泵进口管道切断阀下游。④泵进口管变径时,选用偏心大小头,为防止气体在泵入口变径管处积聚,偏心大小头采用顶平的安装方式。⑤泵进口管道设双滤筒式罐型法兰过滤器,泵出口管道设止回阀,止回阀安装在靠近切断阀的上游,泵的进、出口管道设置支撑,泵的水平吸入管道在靠近泵的管段上设置可调支架。

5装卸车设施的设置

本设计装卸车设施采用槽车装卸铠装橡胶软管,不设栈桥,不用固定车位,操作简单而使用方便,成本小的优点。离距装车处10m以外设置手动紧急切断阀(防火球阀),去装车管线考虑柔性安装,相应设置止推管托和导向管托。去装车有两条管线,液化烃管线和气相返回线,安装装卸铠装橡胶软管与槽车相连。

6结束语

球形储罐是大容量储存设备,为了避免或减少事故的发生,设计时严格执行规范要求。本次设计根据规范的要求及以往设计经验,取得了非常好的效果,球罐、泵及装卸设施均顺利施工,并已顺利投产,得到建设方和公司领导的一致好评。

参考文献:

[1]张德姜,等.石油化工装置工艺管道安装设计手册[M].第三版.北京:中国石化出版社,2005年.

[2]SH3136-2003液化烃球形储罐安全设计规范[Z].

[3]SH3059-2001石油化工企业管道器材选用通则[Z].

[4]HG/T20549.5-1998化工装置管道布置设计技术规定[Z].

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