企業(yè)儲罐氮封系統(tǒng)存在哪些常見問題？如何正確設置及管理？
氮封或其他惰性氣體保護系統(tǒng)可有效防止儲罐發(fā)生火災爆炸事故。從近幾年對各類企業(yè)隱患排查的情況來看，部分企業(yè)尤其是精細化工企業(yè)在儲罐氮封系統(tǒng)設置和管理上存在一些問題。
一、儲罐氮封系統(tǒng)存在的常見問題 一是應采用氮封的儲罐未設置氮封系統(tǒng)。 二是后期增加的氮封系統(tǒng)未經(jīng)正規(guī)設計，系統(tǒng)不能正常使用。 三是氮封系統(tǒng)壓力得不到有效管控。如進儲罐前的氮氣管線未設置自力式調節(jié)閥、無壓力表或壓力表選型過大，僅靠手動閥門控制進氣量，無法監(jiān)控氮封壓力；氮封氣源未采用壓力分程控制，或自力式調節(jié)閥選型不合理，造成氮封壓力過高、過低，氮封系統(tǒng)不能正常使用；氮氣管線或儲罐上未設置壓力遠傳、報警，壓力得不到有效控制。 四是氮氣管線上的安全設施不足，如氮氣管線上未設置止回閥。 五是儲罐頂部未設置緊急泄放人孔(或緊急泄放閥)等保護措施。 六是因氮封壓力不穩(wěn)定或為了節(jié)約成本，將氮氣管線閥門關閉，氮封系統(tǒng)未投用等。 二、哪些儲罐需要設置氮氣保護系統(tǒng) 對于氮封系統(tǒng)的設置，我們來看看國家標準到底是如何要求的？ 國家標準《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）、《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》（GB 51283-2020）、《石油庫設計規(guī)范 》（GB 50074-2014）均對儲罐氮封系統(tǒng)的設置有明確要求。 《石油化工企業(yè)設計防火標準（2018年版）》（GB50160-2008）規(guī)定，當單罐容積小于或等于5000m3的內浮頂儲罐采用易熔材料制作的浮盤時，應設置氮氣保護等安全措施；儲存溫度超過120℃的重油固定頂罐應設置氮氣保護。 《精細化工企業(yè)工程設計防火標準》（GB 51283-2020）規(guī)定，當采用固定頂罐或低壓罐（單罐容積不小于100m3）儲存甲B、乙A類液體時，應采用氮氣或惰性氣體密封措施。如常見的甲醇、甲苯等甲B類物質；再如可燃液體二硫化碳，自燃點、沸點及閃點均較低，具有極強的揮發(fā)性、易燃性和爆炸性，采用固定頂罐水封加氮封儲存比采用單純的內浮頂罐儲存更安全可靠。 《石油庫設計規(guī)范 》（GB 50074-2014）規(guī)定，當選用內浮頂儲罐、固定頂儲罐儲存沸點低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體時，應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。當采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐儲存沸點不低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油時，應設置氮氣密封保護系統(tǒng)。儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應設置氮封保護系統(tǒng)。有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲存需要，不適宜采用內浮頂儲罐，可選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐，但應采取氮封等安全保護措施，典型的易自聚不穩(wěn)定的丁二烯、苯乙烯儲罐，應設置氮封系統(tǒng)，防止空氣進入儲罐。 三、如何設置氮封系統(tǒng) 采用氮封的儲罐，一般為常壓罐或低壓罐，因此，防止儲罐氮氣超壓是一個重要問題。在化工標準《氣封的設置》（HG/T 20570.16-1995）中，給出了氮氣供氣量的計算方式，“儲罐氣封裝置的供氣量應大于或等于由于泵抽出儲罐內儲存的液體所需的補充氣量與由于外界氣溫變化而產生的儲罐內氣體冷凝和收縮所需補充的氣量之和”。規(guī)范中計算的補氣量只是一個經(jīng)驗值，工作中還需結合實際，計算出更符合需求的數(shù)值，以此來確定氮氣管線管徑和氮封閥型號。建議專業(yè)技術力量不足的企業(yè)，委托設計單位計算合理的補氣量，既能保證氮封要求也不會造成浪費。 《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》（SH/T 3007-2014）規(guī)定，采用氮氣保護的儲罐，其操作壓力宜為0.2Kpa～0.5Kpa；其他設置有呼吸閥的儲罐，其操作壓力宜為1Kpa～1.5KPa。為防止儲罐超壓，除計算符合實際的補氣量外，還應采取其他措施。 （1）罐頂安裝就地壓力表，并設置壓力遠傳功能至DCS或PLC控制系統(tǒng)，設定高、低壓報警功能，及時檢測壓力變化情況。 （2）設置雙呼吸閥防止呼吸閥故障。但對于粘度較大、易發(fā)生結晶的介質，容易造成呼吸閥堵塞，建議采取其他措施，并對補氣管線、排氣管線進行伴熱處理，降低物料粘結和結晶對閥門和管線的影響，提高安全系數(shù)。 （3）設置緊急泄放人孔，事故時打開保護儲罐。根據(jù)《石油化工儲運系統(tǒng)罐區(qū)設計規(guī)范》（SHT 3007-2014）的規(guī)定：事故泄壓設備的開啟壓力應大于呼吸閥的排氣壓力，并應小于或等于儲罐的設計正壓力；事故泄壓設備的吸氣壓力應小于呼吸閥的進氣壓力，并應大于或等于儲罐的設計負壓力；事故泄壓設備應滿足氮氣管道系統(tǒng)和呼吸閥出現(xiàn)故障時保障儲罐安全通氣的需要；事故泄壓設備宜選用公稱直徑不小于500mm的呼吸人孔。如儲罐設置有備用呼吸閥，事故泄壓設備也可選用公稱直徑不小于500mm的緊急放空人孔蓋。 四、如何管理氮封系統(tǒng) 為了保證氮封系統(tǒng)有效運行，除了正確設置，企業(yè)還需做好以下管理工作： 一是在操作規(guī)程中完善氮封系統(tǒng)的操作步驟和安全要求，明確壓力控制范圍和報警值、偏離正常工況的后果、防止和糾正偏離正常工況的方法及步驟等，并對相關崗位人員進行培訓。 二是監(jiān)控控制系統(tǒng)中的儲罐壓力，規(guī)范設置報警值，監(jiān)控報警信息，分析報警原因并采取改進措施；加強日常巡檢，將氮封系統(tǒng)壓力表、調節(jié)閥等運行狀態(tài)列入到巡檢要求中，發(fā)現(xiàn)問題及時處置。 三是將氮封系統(tǒng)的檢查納入罐區(qū)隱患排查中，構成重大危險源的企業(yè)，將氮封系統(tǒng)的檢查納入到操作負責人包保責任的履職檢查表中，通過隱患排查治理，確保系統(tǒng)有效投用。 四是定期對呼吸閥、壓力表等進行檢查和檢驗。確保呼吸閥的外觀無異常銹蝕、泄漏和雜物堵塞，開啟壓力、通氣量和泄漏量滿足設計要求，保證泄壓設施的完好。