液氨储罐布置和管道安全设计

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一、设备布置的要求
1.规范工作中的核心思路在于发生事故点对于周边所造成的影响及在此情况下实现高效率消防所具备的作业条件，并且在日常使用中应具备便捷化特性。

因此，在设备布置时应将其置于服务对象周边，以周边区域内的工艺装置布设情况为依据，其在设置时地势略低一些。

2.可燃介质储罐区应开辟一条畅通的消防道路，基本前提是储罐区不发生任何泄漏，一旦因特殊情况而泄漏，则要在短时间内进行强有力的控制，不可发生漫流。

3.从液氨的性质来看，其表现出很强的腐蚀性，并伴随明显挥发现象，加强对其的泄漏控制具有必要性，可行途径为设置防火堤或配置全防罐。

根据经验，围堤在泄漏控制工作中具有优良的应用效果，全冷冻液氨堤内的有效容积应得到合理控制，即至少要达到最大储罐容积的60%；而对于各类海外项目，该指标应提升至110%，或是以项目所在国的规范为依据合理设置。

此外，隔堤的设置应遵循一罐一隔的原则，其在国内外规范中都有所体现。

4.根据非可燃介质的特点，此情况下的储罐设置应考虑的是介质特性，实现对储罐结构的深度优化，如容积、尺寸等，关于间距的设置则遵循GB50160—2008《石油化工企业设计防火标准》的规定。

5.合理布设罐组专用泵区，将可燃介质的基本特性作为切入点，需将该泵区置于防火堤外，此处的间距设计依然以GB50160—2008《石油化工企业设计防火标准》的标准为基本依据，其中，对于泵房和防火堤两部分结构的位置关系做出明确规定，即间距至少为5m。

而各类具有较强毒性与腐蚀性的介质泵，较为合适的是将其置于围堤外；对于弱腐蚀性介质而言，较合适的是将其置于围堤内。

二、输氨管道的相关设计
1.液氨管道材质的选择
氨输送用管材设计应符合《压力管道规范-工业管道》（GB/T20801）的相关规定，可能与氨介质接触的所有管道包括管件、阀门等零部件全部要严格禁
铜。

输氨介质的管道应采用无缝钢管，其质量最低应符合《流体输送用无缝钢管》(GB8163)的要求，碳钢（20#钢）主要用在热氨管道，其使用的极限温度为﹣20℃；Q345E用在冷氨管道，但管道温度不能超过﹣40℃，否则钢的应力达到下限，也可以用A33Gr6低温无缝钢管；不锈钢管道可以用在﹣196℃的低温下。

为防止液氨应力腐蚀，要求碳钢管材作焊后热处理。

输送氨介质的金属管道，除需要采用法兰型式连接外其他地方均需采用焊接型式，并按国家相关规范要求对焊缝进行相应的检测。

氨输送管道应设置接地系统。

2.法兰、垫片、紧固件的选择
氨输送管道应采用带颈对焊凹凸面的法兰。

垫片采用不锈钢金属缠绕垫片，填料采用聚四氟乙烯或石墨，螺栓、螺母采用35Cr-Mo或不锈钢。

3.阀门的选择和设置
氨管道系统采用氨专用阀代替闸阀。

阀门布置除满足功能要求外，还可满足运行维护要求。

氨气管道进入生产车间后，应在合适的位置设置总隔离阀，氨设备与氨补充执行机构之间应设置双阀控制。

4.储罐安全设施设置
火炬系统设置双安全阀安全设施，用于液氨储罐超压泄压。

安全阀前后各设切断阀，切断阀为全通阀。

为防止安全阀失灵和泄压失效，还需设置双阀辅助管线直接放空火炬。

在正常运行期间，辅助管路的两个阀门保持关闭。

安全阀组的管道布置在满足工艺要求的同时，还应考虑维护、运行等其他方面。

安全阀出口应设置风管。

5.管道保冷设计
液氨管道保冷材料的选择是保证液氨管道安全运行的重要因素之一。

选择保冷材料时，应考虑材料的好氧指标和保冷结构，并考虑当地环境温度和湿度。

如果表面温度过低，空气湿度过高，空气中的水分会在保冷层外表面产生青苔，破坏保冷层。

当保冷厚度大于80mm时，必须分层施工，不允许使用铆
钉，防止低温下空气进入室内时形成孔隙和冻结，降低保冷效果。

6.管道支架设置
（1）低温介质的管道在布置时应考虑其走向特点，发挥出走向优势，从而达到应力自然补偿的效果，考虑到冷缩位移变化的情况，在布置时应尽可能避免弹簧支吊架，若情况特殊而必须与之相交时，则优先选择弹簧吊架，不满足此条件再退而求其次，选择弹簧支架。

对于吊杆型支架的设置，尤为关键的是吊杆的位置，其与垂直线产生的夹角原则上应≤3°。

（2）低温管道布置过程中，必须在其底部设置隔冷块，此举的目的在于尽可能减少管道的冷量损失。

此外，部分支吊架将通过焊接的方式与管道连接，此时该部分所用材料应与管道材质相同，若不满足此条件则容易产生低温脆性变化，从而出现支架失效的情况。

低温轴向限位管架在设置时需要采取针对性处理措施，主要考虑的是保护层的影响，其产生的轴向力将直接对管道造成影响，与隔冷层发生相对滑动，最终结果是轴向限位失效。

对此，首先在管托上增设限位挡块，随后设置内外挡环，在其作用下阻止相对滑动。

三、结论
液氨是典型的高危介质，其具备易燃、易腐蚀的特点，因此，合理布置液氨储罐区设备显得尤为关键。

实际工作中，防火堤与隔堤的设置可带来优良的防火效果；低温管线的设计必须充分考虑配管要求，尤为关键的是保冷层对于空间的使用情况；低温管线支吊架在设置前必须进行准确的应力分析，挑选最合适的支架类型，确保管道系统的安全。

参考文献：
[1]张金霞.液氨球罐区设备布置和配管设计[J].上海化工,2019
[2]张慧.可燃液体罐区设备及管道布置设计要点[J].化肥设计,2019
液氨储罐布置和管道安全设计
彭少川 中国平煤神马集团尼龙化工公司
【摘　要】液氨是一种重要的化工原料，不仅是尼龙化工公司生产硝酸的重要原料，而且还可用做其他领域，如医药和农药等领域甚至是国防领域。

由于液氨属于有毒、易燃、易爆介质，具有腐蚀性，且容易挥发，所以其化学事故发生率相当高，近几年发生了数起液氨泄漏、中毒事故，造成了人员伤亡和经济损失。

【关键词】液氨储罐布置；管道安全；设计。