楊智軍 吳娟 吳虎 張莉 張?chǎng)?周堉晶（中國石油慶陽石化公司，甘肅 慶陽745002）

1 實(shí)施背景

輕質(zhì)油品中輕組分的揮發(fā)既降低了油品質(zhì)量，同時(shí)大量的油氣散發(fā)在大氣中，如果在大面積范圍內(nèi)形成較高濃度混合氣體，遇明火、電器火花、靜電、撞擊、雷擊等均會(huì)引起著火爆炸，發(fā)生重大安全事故，同時(shí)大量的油氣揮發(fā)還會(huì)污染空氣，給人們的身體健康造成危害。因此，采取盡可能的措施降低油品的蒸發(fā)損耗對(duì)保障油品的質(zhì)量、降低環(huán)境污染以及有效地預(yù)防因油氣擴(kuò)散而引發(fā)的爆炸事故具有重要的意義。慶陽石化公司作為近幾年來新建煉廠之一，始終貫徹節(jié)能環(huán)保理念，極為關(guān)注各大煉廠輕質(zhì)油儲(chǔ)罐的運(yùn)行管理過程。為了避免實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中，上游裝置攜帶輕烴突發(fā)進(jìn)入內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐導(dǎo)致浮盤沉盤或爆炸；空氣進(jìn)入含硫介質(zhì)儲(chǔ)罐，造成油品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，甚至?xí)l(fā)生硫化亞鐵自燃；靜電積累可能會(huì)發(fā)生閃爆、化工品儲(chǔ)罐不滿足清潔環(huán)保要求等問題或事故案例的發(fā)生，本著保護(hù)環(huán)境安全、企業(yè)生命財(cái)產(chǎn)安全的前提下，近幾年來，根據(jù)油品介質(zhì)性質(zhì)，儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)改造與新建了十幾臺(tái)儲(chǔ)罐內(nèi)浮盤，并陸續(xù)給16具內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐罐頂增加了氮封系統(tǒng)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取有效的預(yù)防措施，加強(qiáng)日常運(yùn)營(yíng)管理，加大日常監(jiān)督檢查力度，不斷消除先天、后天缺陷，以最大的努力確保儲(chǔ)罐的本質(zhì)安全。

1.1 氮封系統(tǒng)基本原理及實(shí)施目的

輕質(zhì)油品儲(chǔ)罐采用氮封系統(tǒng)，是利用氮?dú)庋a(bǔ)充油罐內(nèi)氣體空間。當(dāng)儲(chǔ)罐付油時(shí)，罐內(nèi)油品液面下降，罐內(nèi)氣相空間增大，罐內(nèi)氮?dú)鈮毫档?，氮封閥開啟，向儲(chǔ)罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?，?dāng)罐內(nèi)氮?dú)鈮毫ι仙恋忾y設(shè)定壓力值時(shí)，氮封閥自動(dòng)關(guān)閉。當(dāng)儲(chǔ)罐進(jìn)油時(shí)，罐內(nèi)油品液面上升，罐內(nèi)氣相空間減小，罐內(nèi)氮?dú)鈮毫ι撸?dāng)高于氮封閥設(shè)定壓力值時(shí)，氮封閥關(guān)閉，停止向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)狻?/p>

（1）提高安全性。儲(chǔ)罐采用氮?dú)饷芊夂?，罐?nèi)氣體空間是油蒸氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，因而不會(huì)形成混合性爆炸氣體，提高了儲(chǔ)罐設(shè)備設(shè)施運(yùn)行的安全性。

（2）降低損耗、保護(hù)環(huán)境。由于氮?dú)獗扔驼魵廨p，浮在油品氣相的上面，因此向罐外呼氣主要呼出氮?dú)狻Ｎ鼩鈺r(shí)，氮?dú)鈺?huì)自動(dòng)快速補(bǔ)入罐內(nèi)，提高罐內(nèi)壓力，有效抑制油品蒸發(fā)，大幅度降低油品大、小呼吸損耗，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益；呼氣時(shí)呼出的主要是氮?dú)猓虼擞行У乇Ｗo(hù)環(huán)境，維護(hù)員工身心健康。

（3）保證產(chǎn)品質(zhì)量。由于向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?，避免了吸入空氣，從而可以防止介質(zhì)氧化、吸水，有效抑制油品中輕組分蒸發(fā)呼出，最大限度保證產(chǎn)品儲(chǔ)存過程的質(zhì)量。

2 氮封罐運(yùn)行中存在常見問題

2.1 罐頂密封不嚴(yán)，氮封調(diào)閥頻繁補(bǔ)充氮?dú)猓瑢?dǎo)致氮?dú)獯罅繐p耗

這種情況多見于儲(chǔ)罐頂部密封不嚴(yán)、有縫隙的情況。當(dāng)罐內(nèi)壓力外泄至設(shè)定的下限時(shí)，儲(chǔ)罐氮封調(diào)閥為保證達(dá)到罐內(nèi)設(shè)定的氮封壓力，將會(huì)開啟調(diào)閥補(bǔ)充氮?dú)鈦砭S持罐內(nèi)壓力，但罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定的上限后，氮封調(diào)閥關(guān)閉停止充氮。由于罐頂密封不嚴(yán)、有縫隙，泄壓、充氮，再泄壓、再充氮會(huì)周而復(fù)始進(jìn)行下去，導(dǎo)致大量氮?dú)鈸p耗。

而罐頂密封不嚴(yán)、有縫隙的情況常常表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。一是儲(chǔ)罐壁板與包邊角鋼有縫隙。二是罐頂板腐蝕穿孔。三是泡沫發(fā)生器密封玻璃破損或墊片老化泄漏。四是呼吸閥故障，閥盤密封不嚴(yán)或呼吸閥選型錯(cuò)誤，呼吸壓力太低。五是量油口未蓋嚴(yán)或橡膠密封墊老化，密封不嚴(yán)泄漏。六是透光孔密封不嚴(yán)泄漏。七是緊急泄放人孔密封不嚴(yán)或選型錯(cuò)誤壓力低泄漏。以上幾個(gè)方面的原因,只要通過加強(qiáng)管理,及時(shí)維修,提高儲(chǔ)罐完好率,氮?dú)獾拇罅繐p耗是完全可以避免的。

2.2 氮封調(diào)閥壓力設(shè)定不合理，增大了罐內(nèi)空氣進(jìn)入的風(fēng)險(xiǎn)和油氣的呼吸損耗

罐內(nèi)氮封壓力設(shè)定過低，在付油作業(yè)、晝夜溫差變化較大時(shí)，罐內(nèi)壓力降低較快，氮封調(diào)閥的充氮量不能滿足由于上述多種綜合原因?qū)е碌膲毫ο陆担瑢?huì)使罐內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓而吸入空氣，形成爆炸性混合氣體，從而增大著火閃爆風(fēng)險(xiǎn)。

儲(chǔ)罐收油時(shí)，由于油面逐漸升高，氣相空間逐漸減小，罐內(nèi)氣相壓力增大，當(dāng)壓力超過儲(chǔ)罐呼吸閥控制呼氣壓力時(shí)呼吸閥打開，一定濃度的油蒸汽從呼吸閥排出，造成了油品的呼吸損耗。當(dāng)罐內(nèi)氮封壓力設(shè)定過高時(shí)，更容易使罐內(nèi)壓力達(dá)到呼吸閥的呼氣壓力，從而導(dǎo)致更多的油氣將通過呼吸而損耗。

2.3 氮封調(diào)閥故障，導(dǎo)致罐內(nèi)負(fù)壓或超壓

罐頂?shù)庹{(diào)閥出現(xiàn)故障，有兩種情況。一方面是罐內(nèi)壓力達(dá)到氮封調(diào)閥設(shè)定的開啟壓力時(shí)不動(dòng)作，導(dǎo)致罐內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓甚至吸入空氣，從而惡化罐內(nèi)環(huán)境，使罐內(nèi)形成爆炸性混合氣體，增大著火爆炸風(fēng)險(xiǎn)。另一方面是罐內(nèi)壓力達(dá)到氮封調(diào)閥設(shè)定的關(guān)閉壓力時(shí)不動(dòng)作，導(dǎo)致氮?dú)獬掷m(xù)進(jìn)入罐內(nèi)使罐壓升高，大量氮?dú)鈴暮粑y排出，甚至導(dǎo)致罐頂與罐壁連接焊縫崩開，造成儲(chǔ)罐損壞、物料泄漏。

3 采取的應(yīng)對(duì)措施

3.1 針對(duì)罐頂密封不嚴(yán)，導(dǎo)致氮?dú)獯罅繐p耗的應(yīng)對(duì)措施

(1)加強(qiáng)儲(chǔ)罐的日常檢查維護(hù)管理，開展儲(chǔ)罐的定點(diǎn)測(cè)厚，每季度對(duì)儲(chǔ)罐壁板、頂板進(jìn)行定點(diǎn)測(cè)厚，計(jì)算腐蝕速率，確保儲(chǔ)罐在檢修周期內(nèi)的安全可靠運(yùn)行，杜絕罐底、罐壁、罐頂腐蝕穿孔泄漏。

(2)嚴(yán)格按照《煉油與化工分公司常壓金屬儲(chǔ)罐管理規(guī)定》中：常壓金屬儲(chǔ)罐應(yīng)根據(jù)運(yùn)行情況定期清罐全面檢查或檢驗(yàn)，一般每6 年1 次，最長(zhǎng)不超過9 年。加工高硫和含硫原油的企業(yè)，當(dāng)輕質(zhì)油儲(chǔ)罐未采取氮封或內(nèi)防腐處理等特殊安全措施時(shí)，清罐全面檢查與檢驗(yàn)周期不應(yīng)超過4年的規(guī)定，開展定期全面檢驗(yàn)，確保儲(chǔ)罐罐體密封完好。

(3)加強(qiáng)儲(chǔ)罐安全附件的日常檢查維護(hù)管理，每月對(duì)罐頂泡沫發(fā)生器密封情況，呼吸閥的運(yùn)行情況，量油孔密封情況，透光孔密封情況，緊急泄放人孔密封情況利用便攜式可燃?xì)怏w檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力、儲(chǔ)罐收付油情況進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)存在異常泄漏油氣的點(diǎn)位查找原因，采取更換泡沫發(fā)生器密封玻璃，拆卸檢查呼吸閥盤，更換量油孔密封膠墊，更換透光孔密封墊或采取緊固，更換緊急泄放人孔密封墊或采取整體更換緊急泄放人孔等措施消除罐頂?shù)漠惓Ｐ孤?/p>

3.2 針對(duì)氮封調(diào)閥壓力設(shè)定的問題

罐區(qū)工程技術(shù)人員不斷總結(jié)氮封儲(chǔ)罐日常運(yùn)行中出現(xiàn)的各類問題，結(jié)合《石油化工儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》中的有關(guān)要求，將氮封調(diào)閥的壓力設(shè)定在0.2～0.4 kPa,當(dāng)儲(chǔ)罐壓力低于0.2 kPa 時(shí)，氮封調(diào)閥打開向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)猓敝翂毫_(dá)到0.4 kPa時(shí)調(diào)閥關(guān)閉，停止向罐內(nèi)補(bǔ)充氮?dú)?。氮封調(diào)閥設(shè)定的壓力范圍，既要根據(jù)付油量等因素來確定，不能在付油時(shí)氮?dú)鈦聿患把a(bǔ)充而使儲(chǔ)罐處于負(fù)壓狀態(tài)；又要根據(jù)罐頂呼吸閥的呼吸能力來確定，盡量降低罐內(nèi)壓力，以便在收油時(shí)降低呼吸損耗，較少大氣環(huán)境污染。

3.3 針對(duì)氮封調(diào)閥故障，導(dǎo)致罐內(nèi)負(fù)壓或超壓的應(yīng)對(duì)措施

氮封調(diào)閥在運(yùn)行過程中難免會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障而不能正常運(yùn)行，為確保氮封調(diào)閥的可靠運(yùn)行，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理各種異常，防止儲(chǔ)罐負(fù)壓或超壓情況的發(fā)生，我們采取如下幾個(gè)方面的管控措施：

(1)加強(qiáng)崗位員工的教育培訓(xùn)，使崗位每一位員工清楚掌握氮封調(diào)閥的作用和工作原理，壓力調(diào)節(jié)范圍以及如何根據(jù)儲(chǔ)罐的收付油運(yùn)行情況判斷氮封調(diào)閥的正常與否，從而提高每一位崗位員工分析、判斷和發(fā)現(xiàn)問題的能力。

(2)加強(qiáng)各級(jí)人員的現(xiàn)場(chǎng)巡檢，及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理存在的各類問題。罐區(qū)要求崗位每日對(duì)氮封儲(chǔ)罐的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查，管理人員每周對(duì)氮封儲(chǔ)罐進(jìn)行一次檢查，及時(shí)排查治理存在的安全隱患。

(3)在氮封管路增設(shè)過濾器，降低氮封調(diào)閥由于管路鐵銹、雜物等影響而導(dǎo)致故障。

(4)在氮封罐頂增設(shè)壓力遠(yuǎn)傳，并傳至內(nèi)外操室，可實(shí)時(shí)監(jiān)控氮封罐頂壓力，做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理氮封儲(chǔ)罐壓力異常。

4 實(shí)施效果

近年來，隨著煉油企業(yè)安全環(huán)保、節(jié)能減排形勢(shì)的嚴(yán)峻，如何從根本上實(shí)現(xiàn)油品安全儲(chǔ)存運(yùn)輸，提升經(jīng)濟(jì)成效是越來越多的管理者深入思考的問題。對(duì)于油品蒸發(fā)損耗中不可避免的自然現(xiàn)象,慶陽石化公司連續(xù)幾年來通過優(yōu)化工藝過程、改進(jìn)(引進(jìn))設(shè)備、精心操作等源頭管控措施不斷降低油品生產(chǎn)、儲(chǔ)運(yùn)過程中的損耗治理工作，把生產(chǎn)中遇到的大大小小的困難都當(dāng)作是一次次理論與實(shí)踐相結(jié)合的機(jī)會(huì)，挑燈夜戰(zhàn)、集智聚力，不斷實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)安全平穩(wěn)生產(chǎn)。

油品儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)的實(shí)施有力規(guī)避了突發(fā)態(tài)勢(shì)下的油罐火災(zāi)應(yīng)急處置，符合國家環(huán)保的總指向，為促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的“雙贏”邁出了重要一步。通過定期、不定期的對(duì)罐頂?shù)庀到y(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢查、判斷、處理，為進(jìn)一步分析判斷浮盤密封情況，及時(shí)修復(fù)浮盤密封老化、腐蝕、磨損等問題處理有較大的指導(dǎo)作用，所以說儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)是一項(xiàng)非常實(shí)用的保護(hù)裝置，是降低油品蒸發(fā)損耗必不可少的重要措施。以后的工作中，我們還需要在不斷實(shí)踐的過程中對(duì)相應(yīng)的措施進(jìn)行完善改進(jìn)，為促進(jìn)公司的清潔發(fā)展、節(jié)約發(fā)展、企地和諧發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。