6.2.1可燃液体和液化烃装卸设施的充装流速应满足防静电要求的控制流速,并应符合下列规定:本条对防静电安全控制流速作了规定。
a)在可燃液体充装口处未被液体浸没前的初始充装流速不应大于1m/s。
当封装口被液体浸没200mm或2倍公称直径高度值后(取两者最大值)充装口处的最大充装流速应按式(6.2.1)计算确定;V≤0.5/D 6.2.1V——液体流速,m/sD——鹤管内径或充装口内径,mb)液化天然气充装口的最大充装流速不应大于12m/s,其他液化烃充装口的最大充装流速不应大于7m/s,甲B、乙、丙A类可燃液体的最大充装流速不应大于4.5m/s;注:在充装过程中,为避免由于油品飞散喷溅、产生油雾而发生静电放电,除采取底部、腋下等装车方式外,尚需要控制油品的充装流速和充装口的浸没深度和形式(如倒T形、45°斜角或折流板)。
甲B、乙、丙A类可燃液体多采用常压罐车运输和装卸,装卸过程中罐车内不易实现完全密闭。
且常压罐车多设有呼吸阀,空气和可燃液体的蒸发气体容易在罐车内形成火灾危险性空间,静电的产生易引发火灾、爆炸事故。
c)对于电导率小于50pS/m的可燃液体,当添加抗静电添加剂后的电导率大于250pS/m时,或在靠近充装口处设置静电消除器和防静电保护报警仪表时,充装流速不应大于7m/s;注:可燃液体物料的电导率越大,电荷消散越快,通常当液体的电导率大于50pS/m(皮西门子/米,高电导率液体),电荷的消散和产生速度相同,静电电荷不易积聚,不易发生由于静电引起的火灾、爆炸事故。
通常要求1)甲、乙类轻质油品(如汽油、煤油、新柴油等)的安全静止电导率(指在生产和输送过程中,不会发生由于静电现象而导致人的伤害、设备损坏或财产损失的电导率)应大于50pS/m,2)喷气燃料的安全静止电导率应为50pS/m~600pS/m。
实测高纯度烃类的电导率多小于0.0pS/m,甲、乙类轻质油品电导率为0.01pS/m~10pS/m,因此易发生静电引起的事故。
而丙类重质油品的电导率为1000pS/m~10000pS/m,不易产生静电危害。
为避免低电导率的液体产生静电荷积聚,通过烃类液体中加入防静电添加剂使电导率提高至250pS/m以上可防止静电积聚。
如果不具备添加防静电添加剂的条件。
静电消除器等也是减少静电积聚的方式。
采取上述措施后,适当提高轻质油品的装车流速也是可行的。
d)对于电导率小于50pS/m的可燃液体,当充装口的上游设置有精密过滤设施时,过滤设施出口至充装口的流动时间应大于30s,流动时间不足时应在过滤设施下游采用防静电措施;注:当电导率小于50pS/m的轻质液体,通过过滤设施后易产生较高的静电荷放电,危害程度与过滤器或筛网的开孔大小有关(通常过滤网的目数大于100目或过滤精度小于50μm),为避免静电积聚,通过延长过滤设施下游液体的流动时间(通常,电导率小于50pS/m液体需保证至少30s的缓和时间。
但对于小于2pS/m的超低电导率液体,美标API RP 2003中要求保证至少100s的缓和时间),增大电荷释放时间,减少静电放电的几率。
如条件限制,也可利用专有设备(如静电缓和器)增加停留时间,一般可按缓和时间(与油品的相对介电常数、真空介电常数、油品电导率有关)的3倍设计。
e)甲、乙类可燃液体中含游离水、污染物、有机杂质或其他液体等不相容物料时,充装口处的流速不应大于1m/s。
注:当液体中存在明显的多相流体时,如水、污染物、杂质、其他液体等,极易产生大量的静电荷积聚和放电,控制充装流速是十分必要的。
6.2.2输送和装卸物料时的流速控制应考虑物料特性、压力和温度变化及腐蚀、气化、聚合、氧化等可能因素的影响。
管道内物料的流速应在安全流速范围内,可燃液体、可燃气体、液化烃及腐蚀性物料管道内流体的流速范围可按照附录B选取。
6.2.3防止水击破坏的控制流速应符合SH/T 3108的有关规定。
6.2.4汽车装卸设施应采取防止不同装卸设备之间物料互窜或运输设备之间相互装卸作业的措施。
注:装卸设备及其附属的排放系统和吹扫系统等之间,如发生物料互窜影响装卸操作,产生事故风险,并易影响装卸物料的产品质量,采取防护措施,例如:止回阀、切断阀、盲板等,是必要的。
如果运输设备之间通过自流、泵送、气相加压等方式相互间进行直接装卸作业,当发生事故时,相互影响较大,造成事故危害扩大。
6.2.5当液体物料压力运输设备采用泵或气相增压方式卸车时,接收卸载的储存设备应设置压力保护装置或防止超压的措施。
6.2.6充装前或卸载完成后,压力运输设备内气相空间的压力不应小于0.05MPa。
6.2.7当采用密闭装卸车时,应采取防止运输设备内气相压力超限的措施。
装卸系统内与运输设备气相系统连通的泄压设施的开启压力,不应大于运输设备安全泄放装置的开启压力。
注:当采用气相管道与储罐连通、气相接至油气回收处理设施等密闭方式装卸车时,气相管道主要用于平衡运输设备内压力及收集排放油气等作用,当气相系统发生堵塞、设施故障故障切断或气体回收收集停运等情况,会造成运输设备压力超高或超低,影响安全操作,采取监测压力,监测流量、报警及安全联锁保护等防止压力超限的措施是必要的,例如,油气收集管道、气相平衡管道设置流量检测仪表,无流量或出现液体报警信号与装车切断设施联锁;油气回收处理设施运行信号与装车系统联锁,运行故障信号联锁停止装车等。
6.2.8注入运输设备的气体温度不应高于运输设备的设计温度;用于装卸或吹扫和置换液体和气体物料的压缩空气、惰性气体等应满足操作条件、安全运行及装卸物料性质的要求。
注:为避免在充装时,可燃液体运输设备内氧含量超标而引发事故,需对罐车内气体的氧含量进行检测,如发现氧含量超标,需对运输设备内气体进行置换操作,达标后进行装车操作,通常可采用惰性气体置换。
国家有关道路运输设施充装法规中也有此操作规定。
在卸车时,为避免由于形成负压造成空气进入或增压辅助卸车,也会向运输设备中注入其他气体。
注入运输设备内的气体,除需满足操作要求外,也要考虑装卸物料对水、氧、氮及杂质等组成和含量的要求,例如,丁二烯对氮气纯度有要求,有些化学化工品(如丙烯酸)储运过程中添加阻聚剂,但需保持一定的氧浓度要求(富氧环境),可能需要向罐车注入适量的净化压缩空气。
6.2.9装车设施应设置防止运输设备液味超限的溢流报警及联锁切断设施,当运输设备未设置液位报警装置时,应采取防止运输设备超装的措施;可燃气体、可燃液体和液化烃装卸设施应采取静电接地及报警和联锁保护措施。
注:目前大多数采用顶部、底部装卸的液体物料汽车罐车的装卸系统基本都配置有防溢流装置,通常通过装卸鹤管配置的液位检测仪表(如液位开关)或罐车上配置的液位传感接头(如API标准接口)与溢流报警装置连接,实现液相超限声光报警和联传感接锁切断保护。
但是对于部分未配置液位头或不具备采用液位开关的罐车,如部分低温液化烃、液化石油气等压力罐车,部分顶部装卸的可燃液体罐车等,无法实现罐车液位报警及联锁保护,但需考虑措施防止超装情况发生,如通过地衡计量、精确的定量装车控制和计量系统、检查罐车液位和监测气相管道温度、监测气象管道存在液体及相应的联锁停止装车等保护措施。
6.2.10。
在距装卸鹤位10m以外的可燃液体、液化烃、极度和高度危害物料装卸车液相和气相总管上应设置便于操作的事故切断阀。
装卸车区宜能够显示现场机泵的运行状态,并应具备就地和远程紧急停运装卸设施内机泵的功能。
现场及控制室设置的事故切断阀和停车按钮,应布置在操作人员易接近且安全的位置。
6.2.11存在两端封闭且因外界影响可能造成物料膨胀超压的液体设备和管道应采取泄压安全设施。
6.2.12环氧乙烷装卸系统应设置水喷淋设施和水稀释事故池,水稀释事故池距离装卸鹤位的距离不应小于15米,且不应影响车辆行驶;液氨和液溴装卸系统应设置水喷淋设施,液氯装卸系统应设置碱液喷淋设施。
注:为保证对泄漏的环氧乙烷进行安全处理,可用不低于其25倍泄漏量的水进行稀释,装卸系统的物料泄漏主要发生在装卸鹤位处的装卸设备、运输设备接口、法兰、泵密封等局部位置。
环氧乙烷、液氨和液氯泄漏会大量气体扩散,极易引发严重的火灾、爆炸和人员伤害危险。
及时采取喷淋措施,能够稀释、吸收扩散的泄漏物,减少物料的扩散速度和程度及更严重事故发生的几率。
喷淋设施及事故水(泄漏污染物)收集设施的能力,需考虑可能出现的泄漏孔径、泄漏流速、泄漏时间、设备和管道可能泄漏的流体总量、探测和隔离系统的配置等级、采取的响应措施及能力等因素。
典型的泄漏场景见表1。
对于法兰垫片破损的泄漏,部分企业按照垫片破损裂缝不大于圆周的1/7(对应圆心角51°)进行计算。
设备及管道的泄漏类型在国内标准GB/T 37243《危险化学品生产装置和储存设施外部安全防护距离确定方法》、国外标准API RP 581均有规定和说明。
表2和表3是关于探测和隔离系统分级、泄漏时间的参考数据。
注: 上述液体物料装卸鹤管的口径通常为DN50、D N80或DN100,并采用专用万向管道型装卸鹤管、拉脱泄漏保护措施(如拉断阀、挡车器等)、罐车配置干式分离阀或法兰接口等设施。
对于极度和高度危害液化气采用了顶部装卸方式,不会发生底部接口断开罐车内大量物料泄漏事故。
通常运输设备、装卸系统发生完全破裂、大孔泄漏的几率较小,同时当采取了必要的泄漏探测和联锁保护措施后,也能够控制物料泄漏时间和泄漏总量。
因此,物料泄漏速率、泄漏量、喷淋设施及事故水收集设施等的能力,可根据物料性质、装卸方式、操作条件、装卸系统的实际配置情况,通过分析评估后确定。
6.2.13液体物料装车设施内油气回收处理系统的设计,应符合GB/T 50759的有关规定,并应符合下列规定:a)油气收集管道的口径应满足油气流通的压力降要求;b)在油气收集支管上和油气回收处理装置的入口均应设置切断阀,极度和高度危害气体的油气收集支管管道上一设置远程控制切断阀;油气收集总管上应设置切断阀,并应具有手动和远程操作功能,该阀应设置在装车台外,与装车台边缘的距离不应小于10米;c)油气收集支管与鹤管的连接处、油气收集处理装置的入口处均应设置管道阻火器,阻火器宜分别靠近运输设备和油气收回收处理装置安装。
阻火器应具有双向阻火功能,阻火器的选用尚应符合SH/T 3413的有关规定;d)装车鹤管气相接口宜采用干式分离阀。
当运输设备条件限制无法采用时,应该靠近气相接口处设置切断阀,并宜采取防止气体互窜的措施;e)充装下列物料时应独立设置油气收集系统,当性质相近且相互不发生化学反应时,可合并设置收集系统;1)易自聚、易产生过氧化物的物料;2)操作温度大于120°的高温物料;3)油气中硫化物体积含量大于或等于5%;4)与其他气体易发生化学反应的物料;5)其他需要独立设置气相收集系统的物料;f)鹤管油气收集设施的密封性应符合GB 37822的有关规定。
6.2.14氢装卸设施的设计尚应符合下列规定:a)当采用氢气压缩机装卸运输设备时,氢气压缩机的选型不应影响氢气质量,并应采取防止气瓶内温度和压力超限的措施。
氢气压缩机宜设置备用机。
b)氢气进入压缩机前宜设置缓冲罐;c)加氢柱、卸氢柱和加氢机宜具有计量、泄漏检测和控制等功能;d)加氢柱、卸氢柱、加氢机和液氢装车设施的入口管道上应设置过滤器;e)增压、储存、充装等单元之间应设置切断阀;f)氢气压缩机、储氢设备、加氢柱、卸氢柱和加氢机内应设置放空设施。
两端均可关闭且有可能存留液氢或低温氢气的管道,应设置安全阀或其他泄压装置。
6.2.15氢装卸设施的下列位置应采取防止高压气体窜入低压设备或管道系统的措施:a)压缩机与加氢柱、卸氢柱、加氢机之间;b)氢气预冷器与加氢机之间;c)氮气吹扫管线与工艺管线连接处;d)储氢设备进气管道和出气管道;e)其他存在高压管道系统的气体窜入低压管道系统危险的位置。
注:氢装卸设施内的操作压力较高,也有压力不同的设备或管道系统,可通过高低压设备、管道系统等之间设置止回阀、切断阀等方式,确保在正常操作或事故状况下,减少高压系统窜入低压系统的风险。
6.2.16氢装卸设施应采取紧急停车、事故切断及防过流措施,并应符合下列规定:a)进出装卸站区的装卸总管上应设置事故切断阀,其与装卸鹤位的距离应大于10米;b)加氢柱或卸氢柱与装卸氢总管之间的管道上应设置事故切断阀;c)压缩机出口、液氢气化器的高压氢气总管上应设置事故切断阀;d)氢气储存设备与加氢机之间的总管上、液氢储存设备的液相进出管道上应设置事故切断阀;e)储氢设备的出口管道上应设置过流防止阀或采取其他防过流措施;f)氢气压缩机、液氢增压泵和加氢机等设应置紧急停车系统。
6.2.17装卸设施的排气、放凝、泄压、油气收集和处理系统应采取防止回流和物料互窜的措施。
6.2.18可能携带可燃液体的低温气体在排入全厂性火炬系统前应设置分液或气化设施。
低温可燃气体排入全厂火炬系统时,应采取防止排放系统产生冰冻的措施。
6.2.19混合后可能发生聚合等化学反应,形成爆炸性气体、凝结、冰冻、超压、超温或着火、爆炸等情况,并影响装卸设施正常和安全运行的物料不应共用装卸设施,其液体、气体和处理设施应独立设置。
6.2.20氨、氯和溴等装卸设施排放的气体和液体应经处理后排放至专用放空系统的或安全地点。
6.2.21环氧乙烷装卸设施排放的气体和液体应设置密闭排放系统,并应排放至安全地点处理。
环氧乙烷装卸设施排放的气体不得排入火炬系统。
6.2.22安全阀出口泄放管道宜接至火炬系统或安全地点,泄放可能携带液体的可燃气体应经分液后接至火炬系统。
6.2.23液体、氧气含量大于2%(体积分数)的可燃气体、卤族元素及其化合物的可燃气体、能与可燃气体排放系统内介质发生化学反应的气体(如强氧化性气体)、剧毒气体(如氢氰酸)、酸性气体及其他腐蚀性气体不应排入全厂性火炬系统,应设置独立的排放系统或处理排放系统。
6.2.24氢装卸设施放空管道系统的设置应符合下列规定:a)不同压力级别系统的放空管宜分别引至放空总管;液氢储罐和管道的放空管应与高压氢气放空管分开设置;b)氢气放空管道的设计压力不应小于1.6MPa;c)自放空设备至放空总管出口的放空系统的压力降不宜大于0.1MPa;液氢饱和蒸汽流动速度不应大于16m/s,氢气流动速度不应大于150m/s;d)氢装卸设施排放的氢气宜密闭排入火炬系统或安全地点,泄放系统上不应设置可能阻碍氢气排放的设施。
受条件限制需通过排气筒或放空管直接向大气排放时,应符合GB 50160的有关规定;排气筒或方空管应具有防止空气回流、雨雪侵入、静电危害、水气凝集、冻结和外来异物堵塞的措施;e)当就地排放口存在燃烧的可能时,排放口的材质应采用不锈钢。
排放口的形式、方向和高度应满足其对周围设施和人员辐射强度的要求,且应考虑气体排放时产生的冲击力对排放系统的影响;f)排放口应高出液氢储罐及以管道为中心半径12m范围内的建筑屋顶或设备平台2m以及以上,且距地面不应小于5米。
6.2.25装卸设施的吹扫置换和排气、放凝应符合下列规定:本条规定了装卸设施的吹扫置换和排气、放凝的技术要求。
a)吹扫介质应避免使装卸物料发生聚合、氧化、凝结及质量改变等变化或反应;b)输送液化烃,甲B和乙A类可燃液体,低温物料,液氨,氢,极度和高度危害物料,易聚合、易氧化和不稳定性液体,有毒的化学药剂,强腐蚀性、恶臭、操作温度高于闪点或常温下易凝固、结晶的物料及易挥发可燃气体、有毒有害气体的液体的工艺设备和管道系统的排气、放凝及吹扫置换的物料,应密闭收集和处理或密闭排放。
液化烃装卸设施排放的气体应排入火炬系统或安全地点;c)装卸设备应设置排空设施;汽车装卸设施内的物料不宜吹扫置换至运输设备;d)装卸总管、鹤管及其进出的管道应设置扫线设施。
重柴油、蜡油、油浆及渣油等凝固点较高的物料或需要经常吹扫管道宜采用固定式吹扫;汽油、煤油、轻柴油等凝固点较低的物料,液化烃和可燃气体管道及不经常吹扫的管道,宜采用半固定式吹扫;e)当易聚合、易氧化、不稳定及强氧化性等性质的气体和液体与其他物料不能混合时,应设置独立的收集处理系统或排放系统;f)含有极度和高度危害物料的污水应密闭排放、密闭收集。
注:装卸可燃气体、可燃液体和液化烃物料时,向运输设备内吹扫置换物料时,吹扫流速较高,并且两相物质易引起静电积聚和放电,如果运输设备内存在火灾危险性环境,极易发生火灾、爆炸事故。
同时,不同种类的吹扫介质或装卸系统内的残余物料,可能对运输设备内物料质量、物性等产生影响。