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<問題探討>儲運罐區罐頂油氣收集系統相關設計要求

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來源:市場資訊

(來源:興園化工園區研究院)

引用的標準規范文件:

  1. AQ3067-2026《化工和危險化學品生產經營企業重大生產安全事故隱患判定準則》;

  2. AQ3063-2025《化工企業可燃液體常壓儲罐區安全管理規范》;

  3. GBT50759-2022《油氣回收處理設施技術標準》;

  4. 石油化工儲運罐區罐頂油氣連通安全技術要求(試行);

  5. 關于印發《石油化工儲運罐區VOCs治理項目油氣連通工藝實施方案及安全措施指導意見》的通知(中國石化煉發函<2016>127號);

  6. 關于提升內浮頂(拱頂)儲罐本質安全及安全管理水平的建議;

  7. SHT3413-2019《石油化工石油氣管道阻火器選用,檢驗及驗收標準》;

  8. AQ/TXXXX-202X《油品罐區安全管理規范》征求意見稿;

根據AQ3067-2026中第5.4.5條的要求:易揮發性可燃液體物料儲罐罐頂的油氣收集管道未設置阻爆轟型阻火器;混合后能發生化學反應的氣體共用收集系統。關鍵詞易揮發性可燃液體物料,阻爆轟型阻火器。易揮發性可燃液體物料指儲存或裝載過程中相應溫度下的真實蒸氣壓大于7.9kPa(A)的可燃液體物料,如汽油、石腦油、溶劑油、芳烴等(出處為GBT50759)。

當多個儲罐油氣收集管道聯通時,未安裝阻爆轟型阻火器易形成“火燒連營”。阻爆轟型阻火器,即能阻止爆轟傳播的阻火器。混合后能發生化學反應的氣體共用收集系統包含了生產裝置、儲存設施中所有的不同來源的尾氣或泄放氣體排入同一尾氣收集或處理系統的。對于多個化學品生產裝置、操作單元、儲罐尾氣聯通回收系統必須經安全論證合格后方可投用。



我們接著來看AQ3063的要求,AQ3063在儲罐的油氣收集系統中要求:每座儲罐罐頂油氣收集管道應設置阻爆轟型阻火器,每座儲罐新建罐頂油氣收集管道上應設置可遠程控制的壓力開關閥,或者設置單呼閥,實現單罐單控。大家要注意6.1.18的a條和b條,a條重點明確的是每座儲罐,相當于對AQ3067中5.4.5條的補充,b條針對的范圍是新建儲罐,需要采取措施實現單罐單控,也就是新建項目儲罐和儲罐之間不能再采取直接連通的方式。



6.1.18的c條要求儲罐應設置氮封系統(符合前提設置油氣收集系統定義的都需要設置氮封系統)。儲罐的油氣收集系統應在收集干線總管道上設置氧分析儀和遠程控制的開關閥,氧含量過高時聯鎖關閉開關閥。


注意AQ3063中油氣收集系統的定義,易揮發性可燃液體物料的定義來自GBT50759-2022。



在儲罐火災事故時,為防止儲罐氣相直接連通導致其他儲罐受到波及,提出共用油氣收集系統的儲罐不能氣相直接連通,采取單罐單控(每座儲罐油氣收集管道上設置單呼閥或壓力開關閥,管道阻爆轟型阻火器)的方案,即使某一儲罐發生火災,其他儲罐也不會因共用油氣收集系統而受到波及。典型的事故比如:2021年滄州市鼎睿石化有限公司“5?31”儲罐區火災事故,罐頂油氣回收管線連通為一體,未在各罐油氣回收管線上安裝阻火器和切斷閥,動火作業時未采取有效的措施。

根據SHT3413-2019《石油化工石油氣管道阻火器選用、檢驗及驗收標準》第6.2.12條:儲罐頂部的油氣集合管道系統、裝卸設施的油氣排放(或回收)系統的總管及分支管道應選用穩定爆轟型阻火器,阻火器宜靠近罐、容器或設備安裝。


AQ3063中第4.7條要求儲罐區的油氣回收處理設施(包括油氣收集系統,油氣回收裝置,油氣處理裝置及其配套的公用工程系統)涉及多個儲罐尾氣連通的油氣收集系統,應安全論證合格后方可投用。混合后可能發生化學反應或產生互相影響的氣體不應共用油氣收集系統,在6.1.18條中要求儲存介質為易自聚,高硫,與其它儲存介質可能發生化學反應,操作溫度大于120℃物料的儲罐,其油氣收集氣相線不應與其他儲存介質的儲罐直接連通。


針對油氣儲存企業尾氣改造與VOCs排放改造不當引發的事故頻發,在2014年,原國家安全監管總局印發《關于進一步加強化學品罐區安全管理的通知》(安監總管三〔2014〕68號),要求“嚴格按變更管理要求,加強罐區變更管理。立即暫停使用多個化學品儲罐尾氣聯通回收系統,經安全論證合格后方可投用。

再來看GBT50759中的相關要求,前文也提及到了AQ3063中的許多定義都是來源于GBT50759,比如易揮發性可燃液體物料,油氣收集系統,單罐單控,直接連通等。

GBT50759中指出易揮發性可燃液體物料的內浮頂,拱頂和低壓儲罐應設置油氣回收處理設施,當儲罐采取控制減排措施后,排放的油氣濃度滿足排放限制和控制指標要求時,可不設油氣回收處理設施。


在5.2章節儲罐的油氣收集系統中相關要求如下:


需要獨立設置油氣收集系統,當經過預處理后可與其他油氣收集系統合并設置的如下:


同時GBT50759中提到了直接連通共用切斷閥的要求:


對于油氣收集支管道上應設置遠程控制切斷閥的要求如下,對于儲存毒性為極度和高度危害可燃液體的儲罐的油氣收集支管道上應設置遠程控制切斷閥。


油氣自收集系統進入油氣回收裝置和油氣處理裝置前應設置切斷閥和阻火設備。當多個油氣收集系統共用一套油氣回收裝置或油氣處理裝置時,在進入油氣回收裝置或油氣處理裝置前應分別設置遠程控制切斷閥。切斷閥應具有手動和遠程操作功能,其與油氣回收裝置和油氣處理裝置的距離不宜小于10m。



根據石油化工儲運罐區罐頂油氣連通安全技術要求(試行)中的相關要求,對于直接連通的定義和AQ3063基本一致。


在單罐單控和單呼閥的定義中給出了阻爆轟型阻火器的安裝位置要求,即在氣相支線安裝的遠程開關閥或單呼閥的后端。這里的單罐單控方案和單呼閥方案都不屬于直接連通。


罐頂油氣連通的安全風險防控重點是防止重大群罐火災。

與GBT50759類似,對于部分儲罐提出了設置專用的氣相連通與收集系統的要求,4.5條中對于極度高度危害的介質需要設置具有事故下罐頂氣相線遠程切斷功能,這個也是對于GBT50759中5.2.10條的補充說明,因為GBT50759中針對這一條并沒有條文說明。單罐單控方案中的氣相支線的開關閥可以作為遠程切斷閥使用。


文件中對于不應直接連通的儲罐要求如下,需要注意與GBT50759中相關類似條文對比,有更高要求的需嚴格按照GBT50759的要求來。


在該文件中很早也提出儲罐罐頂氣相支線上應設置管道爆轟型阻火器,注意這里說的也是每個儲罐。


對于阻火器的安裝要求如下,對于管道爆轟型阻火器的安裝應避開非穩態爆轟位置,因為穩態爆轟型阻火器無法阻止非穩態爆轟,當阻火器的安裝位置無法避開可能的非穩態爆轟位置時,應選用非穩定爆轟型阻火器。阻火器性能和質量必須可靠,阻火測試應通過現行的ISO16852國際標準規定的測試要求,并具有第三方權威實驗認證,測試報告上應標明阻火器型號及規格,測試條件(溫度,壓力,實驗介質及濃度),流量壓降曲線,阻火性能測試內容及結果等。





本條目的是防止火炬氣熱值過低、過氧、混合不均勻等造成的危害。為了防止事故泄放下火炬氣倒竄入罐區,在火炬氣大量排放時,應確保在火炬氣非正常排放時能及時切出VOCs收集系統。

對于單罐單控中設置開關閥和單呼閥的兩種方式示意圖如下,注意阻火器與開關閥和單呼閥的相對安裝位置。



關于印發《石油化工儲運罐區VOCs治理項目油氣連通工藝實施方案及安全措施指導意見》的通知(中國石化煉發函<2016>127號)中的相關要求與石油化工儲運罐區罐頂油氣連通安全技術要求(試行)文件中相關要求基本一致。


在青島安工院編制的關于提升內浮頂(拱頂)儲罐本質安全及安全管理水平的建議文件中指出儲罐附件的本質安全水平較低,內浮盤可靠性低,阻火器是保障儲罐及連通系統安全的基石。


推薦采用超低壓呼吸閥和阻爆轟型的阻火器,阻爆轟阻火器有助防止連通的罐區發生群罐火災事故。



注意上面表格中油氣排放氣相管線控制閥中的切斷閥中的2oo2聯鎖控制開啟和1oo2聯鎖控制關閉針對的是直接連通共用切斷閥方案。儲存同類油品儲罐的氣相通過連通管道并入罐組收集總管,通過罐組收集總管送入廠區收集總管。在罐組收集總管靠近油氣回收裝置的位置設置切斷閥,其開啟由收集總管上的壓力變送器進行2oo2聯鎖控制,當罐組收集總管上的壓力達到設定高限壓力值時打開切斷閥將油氣送至油氣回收裝置進行回收;其關閉由收集總管上的壓力變送器進行1oo2聯鎖控制,當罐組收集總管上的壓力達到設定低限壓力值時關閉切斷閥。


最后可以來看一下AQ/TXXXX-202X《油品罐區安全管理規范》征求意見稿中的相關要求,本文件針對的是石油庫,而AQ3063針對的化工企業可燃液體常壓儲罐區。



由此可見,不管是石油庫還是化工企業的可燃液體常壓儲罐區,對于氣相連通的儲罐其安全風險防控的重點都是一致的都是為了防止重大群罐火災,所以一些標準規范的要求更多時候需要基于風險本身考慮,當然其適用范圍也很重要。


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