氯乙烯球罐泄露值的估算公式及推廣

邱浩楠

摘 要：化學(xué)工業(yè)發(fā)展和以人為本生產(chǎn)理念的不斷深入，給行業(yè)技術(shù)提出了更高的要求。由于化工生產(chǎn)行業(yè)的特殊性，在生產(chǎn)連續(xù)性要求的背景下，必須確保各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)對(duì)所存在的安全隱患能夠做出預(yù)判，在安全事故發(fā)生前，能夠?qū)ο到y(tǒng)運(yùn)行所存在的隱患水平具有準(zhǔn)確判定。本文簡(jiǎn)要分析了氯乙烯球罐泄露公式，確保技術(shù)人員在球罐出現(xiàn)泄漏時(shí)能夠第一時(shí)間估算出泄漏量。

關(guān)鍵詞：氯乙烯;球罐;泄露值

在PVC工業(yè)生產(chǎn)中，氯乙烯球罐是在各個(gè)工序間起到緩沖作用的重要設(shè)備，如果這一設(shè)備由于管理或者技術(shù)原因出現(xiàn)泄漏的情形，將會(huì)對(duì)生產(chǎn)和周邊人員安全造成極為嚴(yán)重的影響。依照生產(chǎn)設(shè)備中球罐的泄漏口徑、球罐液位和泄露值之間的關(guān)系，工程技術(shù)人員和現(xiàn)場(chǎng)處理人員在面臨對(duì)應(yīng)情形時(shí)，能夠更快的對(duì)球罐泄漏量進(jìn)行估算，從而更加準(zhǔn)確的采取對(duì)應(yīng)的處理措施，以全面提升處理水平。

1、球罐瞬間泄漏量公式推導(dǎo)說(shuō)明

在目前PVC化工行業(yè)生產(chǎn)中，氯乙烯球罐泄露的情形大多是發(fā)生在球罐的底部位置，在這種情形下，大量的液態(tài)氯乙烯沿著地面在空氣中擴(kuò)散，威脅著球罐所在區(qū)域以及整個(gè)廠(chǎng)區(qū)的安全。在目前的研究中，對(duì)于這方面的泄露情形以及泄露數(shù)據(jù)的研究主要有兩種方式，其一采用伯努利公司對(duì)罐底管線(xiàn)泄露量進(jìn)行計(jì)算，也就是直接計(jì)算閥門(mén)全開(kāi)狀態(tài)下的狀態(tài)，以此為基礎(chǔ)，對(duì)其他泄露情形進(jìn)行估算。另一種方式則是借助現(xiàn)有軟件，在輸入對(duì)應(yīng)參數(shù)的情形下，就可以直接由軟件得出模擬計(jì)算結(jié)果。這兩種方式在實(shí)際應(yīng)用中都具有各自的優(yōu)勢(shì)和不足之處，前者計(jì)算結(jié)果不夠精密，但是能夠適用于更為廣泛的生產(chǎn)場(chǎng)景中;后者在實(shí)際應(yīng)用中需要輸入多種不同的數(shù)據(jù)，實(shí)際測(cè)算結(jié)果受到的影響因素較為復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中所能夠應(yīng)用的范圍較為有限。本研究中為適應(yīng)大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)需要，直接采用第一種方式進(jìn)行計(jì)算，將估算時(shí)球罐液體所在的截面面積設(shè)定為截面1，球罐底部泄露截面設(shè)定為截面2.球罐直徑為R，球罐內(nèi)氯乙烯單體的液面為h，泄漏口的截面積為S2，泄漏口的流速設(shè)定為V2，大氣壓為P0，氯乙烯的飽和蒸氣壓P1氯乙烯單體密度為ρ，氯乙烯當(dāng)時(shí)的液位截面積為S1，在泄露現(xiàn)象發(fā)生時(shí)，截面1下降的量與截面2的泄漏量是一樣的，在計(jì)算出球罐泄露瞬間流速后，可以進(jìn)而推導(dǎo)出球罐的瞬間體積流量Qv及瞬間質(zhì)量流量Qm，經(jīng)簡(jiǎn)化后可以得出公式為：

2、推導(dǎo)公式的應(yīng)用

2.1 推導(dǎo)方法

利用EXCEL軟件編輯公式，在公式編輯完成之后，將球罐的高度、半徑、密度、飽和蒸氣壓、大氣壓等數(shù)據(jù)輸入到對(duì)應(yīng)框架內(nèi)，直接計(jì)算出瞬間泄漏量，以此就能估算出泄露所造成的危害，從而在最短的時(shí)間內(nèi)做好最為科學(xué)的控制措施。

2.2 設(shè)想事故模式

由于氯乙烯球罐是整體性的設(shè)備，在出現(xiàn)泄露時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)多處附帶性的泄露或者安全事故現(xiàn)象，這些設(shè)備包括與球罐相連接的管道、閥門(mén)、法蘭等，一旦出現(xiàn)泄露現(xiàn)象，不僅會(huì)造成對(duì)應(yīng)罐體不同部位和設(shè)備的損壞，還會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)散型的安全事故，也就是必然會(huì)帶來(lái)一定的個(gè)人風(fēng)險(xiǎn)和社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)事故模式進(jìn)行設(shè)想，能夠盡量提升危險(xiǎn)性辨識(shí)的準(zhǔn)確度和應(yīng)急預(yù)案準(zhǔn)備的科學(xué)性。通常情形下，氯乙烯泄露之后會(huì)生產(chǎn)有毒蒸氣云，在空氣中逐漸向各個(gè)方向漂移和擴(kuò)散，直接造成現(xiàn)場(chǎng)人員和附近居民區(qū)，在泄露情況比較嚴(yán)重的情形下，還會(huì)出現(xiàn)環(huán)境污染。

2.3 預(yù)防措施

氯乙烯本身屬于易燃?xì)怏w，在與空氣混合狀態(tài)下，體積比介于3.6-31%的范圍內(nèi)，必然會(huì)出現(xiàn)著火，或者在廠(chǎng)房空間內(nèi)形成爆炸現(xiàn)象。因此要避免安全事故的發(fā)生，必須采用科學(xué)的預(yù)防措施，以此才能夠有效控制事故發(fā)生時(shí)所帶來(lái)的嚴(yán)重后果，通常情形下，預(yù)防措施主要包括如下幾個(gè)方面：首先是根據(jù)氯乙烯球罐的實(shí)際規(guī)格和日常運(yùn)營(yíng)情況，做好泄露值的估算，以此能夠準(zhǔn)確判定實(shí)際泄露情況。其次根據(jù)廠(chǎng)區(qū)整體設(shè)計(jì)在必要位置安裝氯乙烯氣體報(bào)警儀，全天候監(jiān)控區(qū)域范圍內(nèi)的氯乙烯泄露情況。在氯乙烯氣柜發(fā)生泄露情況時(shí)，需要及時(shí)將氣柜總閥門(mén)關(guān)閉，將氮?dú)忾y門(mén)置換，然后進(jìn)行氮?dú)獾闹脫Q。在球罐發(fā)生泄漏時(shí)，及時(shí)切換備用球罐，將所有與該球罐相連接的閥門(mén)關(guān)閉，然后打開(kāi)排氣閥門(mén)，同時(shí)利用噴淋水泵進(jìn)行降溫。

3、結(jié)束語(yǔ)

氯乙烯球罐是化工行業(yè)生產(chǎn)的必要設(shè)備，一旦出現(xiàn)泄露的情形，必然會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的危害，強(qiáng)化安全事故預(yù)防，是確保生產(chǎn)安全的基本措施。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備運(yùn)行條件，推導(dǎo)氯乙烯瞬間泄漏量與管徑、液位等規(guī)格數(shù)據(jù)的關(guān)系，將常用數(shù)據(jù)利用excel表格功能計(jì)算出來(lái)，能夠較為高效的對(duì)球罐泄露情況作出初步判斷，從而更好的采取積極的應(yīng)對(duì)措施，避免事故范圍的進(jìn)一步擴(kuò)大，有效提升生產(chǎn)安全水平。

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