液氨球罐區(qū)設(shè)備和配管布置分析

李 幸

（上海電氣集團(tuán)國(guó)控環(huán)球工程有限公司，山西 太原 030000）

0 引言

相較于其他液氨存儲(chǔ)設(shè)備，使用球罐存儲(chǔ)液氨，無(wú)需占據(jù)大規(guī)模空間，且該結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)罐受力均勻，符合化工企業(yè)的液氨存儲(chǔ)需要。因此化工行業(yè)相關(guān)人員應(yīng)重視球罐在液氨存儲(chǔ)中的運(yùn)用，研究液氨球罐區(qū)設(shè)備和配管布置規(guī)范，完善工作制度，要求布置人員嚴(yán)格按照規(guī)范，完成布置任務(wù)，使球罐在液氨存儲(chǔ)中發(fā)揮應(yīng)有作用。

1 液氨球罐區(qū)設(shè)備布置

1.1 防火措施

火災(zāi)是液氨球罐區(qū)頻發(fā)的安全事故，為此化工行業(yè)相關(guān)人員在布置液氨球罐區(qū)設(shè)備時(shí)，應(yīng)重視防火設(shè)計(jì)，提升球罐區(qū)的防火能力，降低發(fā)生火災(zāi)的概率，球罐區(qū)設(shè)備布置防火設(shè)計(jì)如下：第一，結(jié)合化工企業(yè)的發(fā)展需要，確定液氨球罐區(qū)需達(dá)到的防火標(biāo)準(zhǔn)，液氨為可燃液體，由于液氨正常情況下為氣態(tài)，火災(zāi)危險(xiǎn)性較強(qiáng)，因此可將液氨看作乙A 類可燃液體。第二，確定設(shè)備的防火間距，如設(shè)備存在用于處理事故的裝置，控制防火間距超過(guò)球罐直徑的0.5 倍，否則防火間距需高于球罐直徑的1 倍。

為提升液氨球罐區(qū)的防火能力，工作人員在布置設(shè)備時(shí)，應(yīng)設(shè)置防火堤，防火堤設(shè)置注意事項(xiàng)如下所述：第一，設(shè)計(jì)防火堤的容積，測(cè)量液氨球罐區(qū)最大存儲(chǔ)設(shè)備的容積，確保設(shè)置的防火堤容積高于該數(shù)值。第二，堤腳線距離設(shè)計(jì)，根據(jù)安裝設(shè)備的規(guī)格與型號(hào)，科學(xué)設(shè)置堤腳線的距離，如使用設(shè)備為立式球罐，堤腳線間距至少為管壁的一半，臥式球罐堤腳線間距不應(yīng)小于3 m。第三，防火堤上設(shè)置人行區(qū)域，每個(gè)防火堤上設(shè)計(jì)至少2 個(gè)行人區(qū)域，且人行通道間距應(yīng)控制在60 m 以內(nèi)。例如，某化工企業(yè)液氨球罐區(qū)設(shè)備布置中，依據(jù)設(shè)備的型號(hào)設(shè)置防火堤容積為2 000 m3，并控制堤腳線間距離為3.4 m，符合該化工企業(yè)液氨球罐區(qū)防火安全需要，保證液氨球罐區(qū)的安全，充分發(fā)揮防火堤的作用，避免液氨球罐區(qū)發(fā)生火災(zāi)[1]。

1.2 設(shè)備布置要求

液氨性質(zhì)特殊對(duì)球罐區(qū)設(shè)備布設(shè)要求較高，工作人員在布置設(shè)備時(shí)，需考慮液氨的化學(xué)性質(zhì)，規(guī)范設(shè)備布置方式，確保布設(shè)設(shè)備后的液氨球罐區(qū)滿足液氨存儲(chǔ)需要。第一，識(shí)別液氨球罐區(qū)可能發(fā)生的安全事故，分析安全事故發(fā)生對(duì)周邊環(huán)境的影響，使液氨球罐區(qū)的地勢(shì)適當(dāng)?shù)陀谥苓厖^(qū)域，同時(shí)研究化工企業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式，確保設(shè)備安裝與生產(chǎn)需要相符，可順利為生產(chǎn)環(huán)節(jié)輸送液氨，保證設(shè)備布設(shè)方案的便利性。第二，液氨具有極強(qiáng)的腐蝕性，一旦泄露會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的安全事故，因此設(shè)備布置中應(yīng)重視泄露控制，布置設(shè)備的同時(shí)確定圍堤的修建位置，通常情況下，用于防止液氨泄漏的圍堤容積不應(yīng)小于球罐容量的60%，各化工企業(yè)需根據(jù)自身液氨存儲(chǔ)需要設(shè)計(jì)球罐容量，以免液氨泄漏危害周邊環(huán)境安全。第三，考慮介質(zhì)非可燃的性質(zhì)，完成液氨球罐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括球罐的容積與尺寸等，深入研讀有關(guān)文件的內(nèi)容，按照文件標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)球罐，確保設(shè)計(jì)的液氨球罐結(jié)構(gòu)合理，符合化工企業(yè)的液氨存儲(chǔ)需要。

1.3 安裝高度

重視液氨球罐區(qū)設(shè)備安裝高度的設(shè)計(jì)，該區(qū)域需安裝的設(shè)備以球罐和泵組為主，高度的設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)液氨球罐區(qū)的運(yùn)行效果產(chǎn)生影響，應(yīng)引起布置人員的重視，確保區(qū)域內(nèi)各設(shè)備安裝位置合理，達(dá)到化工企業(yè)液氨球罐區(qū)布設(shè)要求，提升布設(shè)方案的實(shí)際可行性。

儲(chǔ)罐是液氨球罐區(qū)的主要設(shè)備，其安裝高度決定安全位置的合理性，因此工作人員在安裝球罐時(shí)，要控制球罐的安裝高度。第一，考慮導(dǎo)淋閥操作需要，在設(shè)置設(shè)備安裝高度時(shí)，預(yù)留充足的空間，保證導(dǎo)淋閥操作空間充足，以便液氨球罐區(qū)在化工企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)有作用，彰顯球罐存儲(chǔ)液氨的優(yōu)勢(shì)。第二，分析儲(chǔ)罐需安裝的配管，配管安裝于儲(chǔ)罐前方，計(jì)算配管安裝所需位置，科學(xué)設(shè)計(jì)儲(chǔ)罐的安裝高度，以免配管安裝可用空間狹窄，增加配管安裝難度，降低液氨球罐區(qū)設(shè)備與配管布置效率，阻礙化工企業(yè)的迅速發(fā)展。

泵組安裝高度控制，計(jì)算使用泵組的吸液高度，測(cè)量泵組吸液高度與基準(zhǔn)面的距離，以此為依據(jù)設(shè)計(jì)泵組的高度，避免液氨球罐區(qū)運(yùn)行中出現(xiàn)汽蝕現(xiàn)象，保證液氨存儲(chǔ)設(shè)備完好。汽蝕問題是設(shè)備布置中急需解決的問題，只有泵組安裝高度合理，控制設(shè)備被汽蝕的程度，保證泵組安裝質(zhì)量，避免液氨存儲(chǔ)過(guò)程中性能發(fā)生變化。

1.4 罐型選擇

液氨球罐區(qū)設(shè)備安裝中，儲(chǔ)罐型號(hào)的選擇需作為工作人員的工作重點(diǎn)，合理的選型是設(shè)備布置與安裝工作順利進(jìn)行的關(guān)鍵，在選擇球罐型號(hào)時(shí)，要考慮以下問題。第一，球罐的形式，用于存儲(chǔ)液氨的球罐有立式與臥式兩種，適用條件不同，安裝方式也存在差異，同時(shí)依據(jù)企業(yè)液氨存儲(chǔ)需要，確定需安裝球罐的數(shù)量，以保證安裝球罐的液氨存儲(chǔ)容量符合企業(yè)生產(chǎn)需要。第二，罐體材質(zhì)的選擇，檢驗(yàn)設(shè)備的抗腐蝕性，能夠抵御液氨的侵蝕，用于液氨存儲(chǔ)使用壽命較長(zhǎng)，避免設(shè)備被腐蝕導(dǎo)致液氨泄漏。第三，增加備用儲(chǔ)罐，備用球罐內(nèi)充氮?dú)猓枋褂脮r(shí)排出氮?dú)鈁2]。

以某化工企業(yè)液氨球罐區(qū)設(shè)備布置為例，工作人員分析企業(yè)的運(yùn)營(yíng)模式，確定安裝球罐數(shù)量4 個(gè)，其中3 個(gè)球罐用于日常存儲(chǔ)液氨，空余1 個(gè)作為備用儲(chǔ)罐。為滿足企業(yè)的液氨存儲(chǔ)需要，設(shè)計(jì)球罐的直徑為12 300 mm，儲(chǔ)罐容積可達(dá)974 m3，可承受溫度范圍為-10～50 ℃。經(jīng)檢驗(yàn)，按照該標(biāo)準(zhǔn)選擇的球罐安裝后滿足企業(yè)的液氨存儲(chǔ)需要，球罐存儲(chǔ)液氨的優(yōu)勢(shì)得以完全展現(xiàn)，當(dāng)企業(yè)存儲(chǔ)液氨量增加時(shí)，安裝備用球罐可迅速投入使用，在化工企業(yè)發(fā)展中發(fā)揮重要作用，液氨存儲(chǔ)環(huán)境良好，且能夠避免液氨存儲(chǔ)過(guò)程中發(fā)生安全事故。

2 液氨球罐區(qū)配管布置

2.1 配管材質(zhì)選擇

配管的材質(zhì)決定配管的性能，用于液氨球罐區(qū)的配管對(duì)性能要求較高，為此工作人員要根據(jù)液氨的特性，合理選擇使用配管的材質(zhì)，選擇配管材質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)如下。首先，檢驗(yàn)配管可適應(yīng)的溫度，分析化工企業(yè)的液氨存儲(chǔ)方式，選擇能夠適應(yīng)該存儲(chǔ)溫度材質(zhì)的配管，確保該配管在液氨存儲(chǔ)過(guò)程中始終處于良好狀態(tài)。其次，驗(yàn)證配管的抗腐蝕性，配管為運(yùn)輸液氨的通道，如配管材質(zhì)抗腐蝕性能力差，長(zhǎng)期用于運(yùn)輸液氨會(huì)造成配管破裂，液氨泄漏危害球罐區(qū)的安全。最后，分析使用配管的經(jīng)濟(jì)性，同等性能條件下選擇性價(jià)比更高的配管，降低配管的安裝成本，同時(shí)降低維護(hù)工作的開展難度，減輕化工企業(yè)工作人員完成液氨存儲(chǔ)任務(wù)的流程。

某化工企業(yè)液氨球罐區(qū)配管設(shè)計(jì)中，結(jié)合企業(yè)的液氨存儲(chǔ)需要，確定使用配管應(yīng)具備的性能，以此為標(biāo)準(zhǔn)選擇管材，為配管安裝工作開展創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。經(jīng)分析，該化工企業(yè)采用熱氨存儲(chǔ)方式，分析多種配管材質(zhì)的性能，得出20#鋼材最適合用于制作配管，且該材料制成的配管性價(jià)比高，使用成本低，與該化工企業(yè)液氨存儲(chǔ)需要相符。完成配管布置，液氨球罐區(qū)投入使用后，球罐在化工企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮重要作用，化工企業(yè)生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)化，工作人員的人身安全得到保障，企業(yè)發(fā)展速度提升[3]。

2.2 各類配管布置要點(diǎn)

2.2.1 規(guī)范配管布設(shè)流程

配管布置是液氨球罐設(shè)計(jì)與安裝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，布置方案的合理性直接影響液氨球罐區(qū)的運(yùn)行效果，為此化工企業(yè)應(yīng)完善配管布置管理制度，規(guī)范配管的布置方式，作為布置人員的工作開展依據(jù)，要求工作人員按照規(guī)范完成配管布置工作。第一，確定液氨球罐配管的安裝方式，通常選用難度小的安裝方式，這種安裝方式對(duì)工作人員的技術(shù)水平無(wú)過(guò)高要求，布置配管前組織工作人員簡(jiǎn)單學(xué)習(xí)安裝方式即可，配管安裝速度快。第二，綜合考慮液氨球罐區(qū)的運(yùn)行需要，結(jié)合球罐的使用方式，設(shè)計(jì)液氨球罐區(qū)配管的布設(shè)方案，與技術(shù)人員分析配管布置方案的實(shí)際可行性，發(fā)現(xiàn)配管布置方案中存在的問題，在實(shí)施方案前優(yōu)化配管布置方案，確保配管布置方案順利完成，安裝的配管可發(fā)揮其應(yīng)有作用。

科學(xué)的配管布置流程能保證配管的安裝效果，降低實(shí)際使用液氨球罐過(guò)程中開展運(yùn)維工作的難度，延長(zhǎng)配管的使用壽命，減少化工企業(yè)的運(yùn)營(yíng)成本。某化工企業(yè)為保證液氨球罐配管布置工作順利開展，制定管理制度規(guī)范配管的布置流程，工作人員需依據(jù)規(guī)范開展工作，學(xué)習(xí)科學(xué)配管布置理念，高質(zhì)量完成液氨球罐配管的布置。

2.2.2 提升布置人員技術(shù)水平

人員是配管布置工作的執(zhí)行者，其綜合素質(zhì)直接影響配管布置工作的質(zhì)量，化工企業(yè)為保證配管布置工作的完成質(zhì)量，應(yīng)重視工作人員素質(zhì)的提升，完善工作人員培訓(xùn)制度，打造高水平的人才隊(duì)伍。第一，組織面向配管布置人員的培訓(xùn)活動(dòng)，以滿足實(shí)際工作需要為目標(biāo)，科學(xué)設(shè)置培訓(xùn)活動(dòng)的形式與內(nèi)容，確保工作人員通過(guò)學(xué)習(xí)可掌握液氨球罐配管的布置要點(diǎn)，工作能力得到強(qiáng)化，符合液氨球罐配管布置工作需要。第二，建立與培訓(xùn)制度相匹配的考核制度，檢驗(yàn)配管布置工作人員的學(xué)習(xí)情況，分析現(xiàn)行培訓(xùn)制度存在的問題，以便化工企業(yè)對(duì)培訓(xùn)制度作出調(diào)整，幫助工作人員明確自身能力不足之處，針對(duì)性制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，引導(dǎo)配管布置工作人員養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，保持學(xué)習(xí)熱情。第三，制定獎(jiǎng)懲措施，并設(shè)置配管布置人員獲取獎(jiǎng)勵(lì)的標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)際獎(jiǎng)勵(lì)激勵(lì)配管布置人員學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，同時(shí)引起工作人員對(duì)培訓(xùn)制度的重視，主動(dòng)參與培訓(xùn)活動(dòng)，與其他配管布置人員交流工作經(jīng)驗(yàn)，如配管布置工作出現(xiàn)問題，追究相關(guān)人員的責(zé)任并予以適當(dāng)處罰，告誡其他工作人員認(rèn)真完成工作。

2.2.3 其他管道

管道設(shè)計(jì)是高質(zhì)量完成液氨球罐區(qū)配管布設(shè)的關(guān)鍵，考慮到液氨的特性，該區(qū)域內(nèi)使用的管道應(yīng)具有以下特點(diǎn)，以適應(yīng)液氨球罐區(qū)的運(yùn)行需要，保證球罐區(qū)配管的布設(shè)質(zhì)量。第一，防腐設(shè)計(jì)，選擇抗腐蝕能力強(qiáng)的配管，并增加防腐層，減小液氨對(duì)管道的腐蝕程度，延緩管道的老化、磨損速度。第二，保冷設(shè)計(jì)，消除外界環(huán)境對(duì)管道的影響，以免液氨球罐區(qū)溫度變化，導(dǎo)致管道內(nèi)出現(xiàn)冷凝水，提升管道的腐蝕速度。第三，管道閥門設(shè)計(jì)為截止閥或球閥，此類閥門可避免催化劑堆積，保持管道順暢，閥門始終可發(fā)揮應(yīng)有作用[4]。

與此同時(shí)，還要明確配管的布設(shè)原則，具體原則如下所述。第一，堅(jiān)持集中布置原則，整體分析液氨球罐區(qū)的特點(diǎn)，統(tǒng)一規(guī)劃配管的布設(shè)位置，如管道布置方式為管墩敷設(shè)，墩頂應(yīng)高于地面300 mm 以上。第二，切斷閥設(shè)置在防火堤外側(cè)，盡量按照集中布置的原則設(shè)計(jì)閥門的位置，提升工作人員操作閥門的便捷性。第三，球罐進(jìn)出口管道設(shè)計(jì)，規(guī)范管道的連接方式，增強(qiáng)管道連接位置的嚴(yán)密性，通常采用撓性連接或彈性連接，連接管道更牢固，配管布置質(zhì)量達(dá)到球罐區(qū)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，球罐在液氨存儲(chǔ)中具有較高的應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)作為化工行業(yè)的研究重點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)球罐在液氨存儲(chǔ)中的科學(xué)運(yùn)用，為液氨營(yíng)造良好的儲(chǔ)存環(huán)境。相關(guān)人員需關(guān)注化工企業(yè)的發(fā)展需要，學(xué)習(xí)先進(jìn)的球罐區(qū)設(shè)計(jì)理念，科學(xué)布置設(shè)備與配管，提升設(shè)備與配管布設(shè)方案的合理性，降低液氨球罐區(qū)發(fā)生安全事故的可能性，為化工企業(yè)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。