常壓儲罐抽癟凹陷的原因分析、修復(fù)及防護(hù)措施

張軍成(豐益醇工業(yè)(連云港)有限公司，江蘇 連云港 222042)

0 引言

常壓儲罐作為一種常用的金屬拱頂罐，被廣泛地應(yīng)用于重質(zhì)類油品的儲存中，其標(biāo)準(zhǔn)壓力值范圍通常為-490～2 000 Pa之間。但是，在實際的使用中，由于受到人為因素而造成的誤操作、外部環(huán)境溫度變化幅度大、呼吸閥運行異常等因素的影響，常壓儲罐經(jīng)常出現(xiàn)抽癟凹陷現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了常壓儲罐的運行性能，因此，制定相應(yīng)的防護(hù)措施顯得尤為重要。

1 儲罐負(fù)壓變形事故案例

2015年前后，TK90886罐呼吸管道被凝固的物料堵住，造成領(lǐng)料時罐內(nèi)負(fù)壓，導(dǎo)致罐體變形；2018年08月10日，集團國內(nèi)一工廠調(diào)油房一調(diào)油罐被吸癟。2018年11月22日，集團國內(nèi)一工廠車間附屬罐區(qū)，一儲罐上部變形；2021年08月04日，TK90318排氣口被取樣袋封堵，罐底泵抽污水時，罐內(nèi)負(fù)壓吸癟[1]。

2 常壓儲罐抽癟凹陷原因分析

導(dǎo)致常壓儲罐出現(xiàn)抽癟凹陷問題的原因主要體現(xiàn)在以下四個方面[2]：

(1)呼吸閥或呼吸彎管被堵塞。

(2)水封系統(tǒng)失效：低溫天氣未采用防凍介質(zhì)、儲罐投用后盲板未抽取。

(3)使用蒸汽吹掃、消溶、滅菌等操作后，罐內(nèi)將充滿蒸汽，空氣被蒸汽置換，此時如果罐內(nèi)溫度驟變，罐內(nèi)蒸汽急劇冷凝，加之罐內(nèi)空間較大，于是造成罐內(nèi)形成較大負(fù)壓。雖然通過呼吸口、呼吸閥能補充部分空氣到罐內(nèi)，由于罐內(nèi)壓力變化太快，仍然造成罐內(nèi)形成較大負(fù)壓。

(4)儲罐腐蝕嚴(yán)重，承受正負(fù)壓的能力變?nèi)酢?/p>

3 受損常壓儲罐修復(fù)步驟

為了實現(xiàn)對受損常壓儲罐的科學(xué)修復(fù)，確保其快速恢復(fù)到復(fù)位狀態(tài)，維修人員要嚴(yán)格按照如圖1所示的常壓儲罐修復(fù)流程，對常壓儲罐進(jìn)行科學(xué)修復(fù)。

圖1 受損常壓儲罐修復(fù)流程

3.1 準(zhǔn)備工作

在這一環(huán)節(jié)中，首先，將儲罐內(nèi)的所有物料全部倒空，并對儲罐內(nèi)部用氮氣進(jìn)行置換，避免罐內(nèi)遺留可燃性氣體發(fā)生爆燃以及在修復(fù)過程中儲罐的意外破損造成物料流出。其次，要安裝和固定盲板，將儲罐進(jìn)出口管道進(jìn)行有效地隔離。在此基礎(chǔ)上，還要及時拆除噴淋水環(huán)管以及泄壓人孔、呼吸閥等相關(guān)安全附件。同時，還要盡可能減小罐頂重量，使得修復(fù)凹陷內(nèi)的壓力降到最低。最后，還要安裝和固定以下設(shè)備，如注水加壓管道、放水管道、儀表。同時，將的壓力表轉(zhuǎn)移到指定的地面上進(jìn)行觀察，此外，還要將遠(yuǎn)傳壓力表的量程調(diào)整和控制為0～20 kPa之間。另外，還要做好對注水口和泄壓口的安裝和固定，降低作業(yè)人員的人身安全風(fēng)險[3]。

3.2 向罐內(nèi)預(yù)注水

在這一環(huán)節(jié)中，維修人員先要將罐頂徹底打開，確保罐頂量油孔能夠正常排氣，使得罐內(nèi)壓力與罐外壓力達(dá)到平衡狀態(tài)。當(dāng)壓力表所顯示的數(shù)值為零時，需要向罐內(nèi)注入適量的水，注水高度一般設(shè)為罐高的三分之二左右，通常這個地方也是儲罐發(fā)生吸癟變形的部位。

3.3 密閉充氮氣加壓

將罐頂?shù)母鱾€排氣口全部關(guān)閉，然后將氮氣充入到罐內(nèi)，同時專人要全面地觀察和統(tǒng)計罐底板以及凹陷區(qū)域的變化情況，確保凹陷部位緩慢恢復(fù)。修復(fù)過程情況表如表1所示[4]。

表1 修復(fù)過程情況表

3.4 儲罐復(fù)原后，停止充氮

為了避免剛恢復(fù)的凹陷部位出現(xiàn)回彈現(xiàn)象，需要將儲罐的保壓時間控制為兩小時左右，然后，借助泄壓口，對儲罐進(jìn)行緩慢泄壓，使得儲罐達(dá)到常壓狀態(tài)。

3.5 恢復(fù)儲罐附件

在這一環(huán)節(jié)中，需要將測量孔口設(shè)置為全部打開狀態(tài)，使得儲罐內(nèi)的水全部排出，然后，采用油漆修復(fù)的方式，對罐外壁進(jìn)行全面修復(fù)，最后，做好對相關(guān)安全附件以及管線的安裝和固定。

4 常壓儲罐防護(hù)措施

為了實現(xiàn)對常壓儲罐的有效防護(hù)，提高其使用性能，延長其使用壽命，維修人員要從以下六個方面入手[5]：(1)精確地計算和分析常壓儲罐熱損途徑，充分認(rèn)識到罐頂保溫處理的緊迫性和必要性，并對常壓儲罐頂部進(jìn)行保溫操作。(2)確定出合適的掃線罐，然后，嚴(yán)格按照極端環(huán)境下通風(fēng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求，將直徑為300 mm的通氣孔安裝和固定于透光孔蓋板上，并不斷擴大通氣通徑，確保其完全符合掃線罐相關(guān)使用標(biāo)準(zhǔn)。(3)在外界氣溫的不斷變化下，罐內(nèi)壓力也會發(fā)生相應(yīng)的變化，在凌晨4時到9時，罐內(nèi)氣壓不斷下降，達(dá)到最低狀態(tài)，所以，為了避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，操作人員要盡可能避免在凌晨4時到9時這一時間段，開展油品收付或者使用蒸汽吹掃管線工作。(4)制定和完善雷雨天氣常壓儲罐管理預(yù)警體系，同時，還要不斷修改、優(yōu)化和完善防雷電應(yīng)急救援方案。在此基礎(chǔ)上，還要加強對操作人員的技能培訓(xùn)，確保他們能夠熟練了解和掌握常壓儲罐呼吸系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而全面提升自身的雷電災(zāi)害分析能力、判斷能力。此外，一旦遇到雷雨天氣，操作人員要加強對常壓儲罐運行狀態(tài)的監(jiān)控和維護(hù)，并采用打開透光孔的方式，對罐內(nèi)壓力進(jìn)行平衡，避免因罐內(nèi)壓力與罐外壓力不平衡而導(dǎo)致罐內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓。(5)加強對相關(guān)工程技術(shù)措施的應(yīng)用。首先，維修人員要按規(guī)范設(shè)置呼吸閥或呼吸彎管并考慮增加伴熱保護(hù)，同時還要設(shè)置冗余呼吸保護(hù)系統(tǒng)，例如水封、泄爆人孔等。其次，還要設(shè)計與儲罐呼吸量匹配的氮封系統(tǒng)。(6)加強對以下管理措施的應(yīng)用。首先，要在操作規(guī)程中明確呼吸閥的定期清理、水封的介質(zhì)及檢查要求等。其次，當(dāng)清罐等受限空間作業(yè)結(jié)束后，需要全面檢查確認(rèn)氮封、水封的盲板是否抽取及管線閥門是否打開。同時，還要制定蒸罐操作規(guī)程、明確蒸罐操作要求，防止蒸汽閃冷造成儲罐吸癟。最后，還要定期檢測壁厚并記錄數(shù)據(jù)分析趨勢。另外，將儲罐損壞的事故案例納入新員工三級安全培訓(xùn)育內(nèi)容。只有這樣，才能進(jìn)一步提高常壓儲罐的防護(hù)效果[6]。

5 結(jié)語

綜上所述，通過加強對常壓儲罐的修復(fù)和防護(hù)，不僅可以確保抽癟凹陷區(qū)域全部恢復(fù)到復(fù)位狀態(tài)，還能提高常壓儲罐的使用性能，同時修復(fù)成本低，有效降低了罐內(nèi)作業(yè)的操作風(fēng)險。因此，本文所提出的修復(fù)方法和防護(hù)措施具有較高的技術(shù)可行性和經(jīng)濟可行性，值得被進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。