全冷冻罐

全冷冻罐

全冷冻罐介绍
整体概述:

全冷冻罐概述 全冷冻罐是一种通过将储存介质冷却至沸点以下的温度,在接近常压条件下实现液化储存的大型容器,广泛应用于石油化工、天然气等行业,主要用于储存乙烯、液化天然气(LNG)、液氨等低温液化气体。与其他储存方式相比,全冷冻罐能显著降低介质储存压力,减少罐体壁厚和钢材用量,降低建设成本;同时,由于储存温度极低(如LNG储存温度约为-162℃),可大幅减少介质的挥发损耗。 全冷冻罐的设计、建造和运行需严格遵循相关标准规范,如ASME VIII《压力容器建造规则》、GB50160《石油化工企业设计防火标准》等

灾情特点:

常见灾情及危险

1. 火灾爆炸事故

危险源:

物料泄漏:全冷冻罐内罐长期处于极低温环境,焊缝易因低温应力、疲劳或腐蚀出现裂纹;密封垫片在低温下硬化、脆化失去弹性;低温阀门密封部件损坏;法兰连接因低温收缩松动,致使乙烯、LNG等可燃低温介质泄漏。泄漏后迅速气化,与空气混合形成可燃爆炸极限浓度的混合气。

点火源:罐区违规动火作业产生明火;电气设备故障、线路老化引发电火花;人员未消除静电产生静电火花;未熄灭的烟头;雷击、周边高温设备等,均可成为点火源。

超压风险:制冷系统故障导致罐内温度升高,介质气化加剧,压力上升;进料速度过快,大量介质短时间涌入罐内;安全阀、压力表等安全附件失效,无法正常泄压和监测压力,使罐内压力超过设计极限。

低温脆断:内罐材料若低温韧性不达标,在低温环境及压力作用下,可能发生脆断,导致罐体破裂,引发介质泄漏。

典型场景:

焊缝泄漏爆燃:某化工厂储存乙烯的全冷冻罐,因长期低温运行,内罐底部焊缝出现裂纹,乙烯泄漏后迅速气化扩散。维修人员未进行气体检测,使用非防爆工具作业,产生火花,瞬间引发爆燃,火焰迅速蔓延至整个罐区。

制冷失效爆炸:冬季某LNG接收站,全冷冻罐制冷系统压缩机故障停机,备用系统未及时启动。罐内温度持续上升,LNG大量气化,压力急剧升高。安全阀因低温冻结无法开启,罐体发生爆炸,大量LNG泄漏并引发二次爆炸和火灾,周边设施严重损毁。

静电引发火灾:在向全冷冻罐装卸低温液化石油气时,静电接地线意外脱落未被发现。随着介质不断注入,静电持续积聚。当操作人员靠近罐体检查时,静电放电点燃泄漏的石油气蒸气,导致罐体周边起火,火势借助泄漏的可燃气体迅速扩大。

事故特点:

突发性强:低温环境下的设备隐患(如焊缝裂纹、密封件脆化)隐蔽性高,难以察觉;点火源出现具有随机性,从隐患产生到事故爆发时间极短,难以提前精准预警。

破坏力大:爆炸产生的强大冲击波可瞬间摧毁全冷冻罐及周边建筑、设备,碎片高速飞溅造成人员伤亡;高温火焰与低温介质泄漏同时存在,低温介质泄漏还可能造成人员冻伤,且易引发周边其他储罐、装置连锁爆炸,导致重大财产损失和生产长时间中断。

蔓延迅速:泄漏的可燃气体扩散速度极快,借助空气流动,火势会快速蔓延至整个厂区及周边区域,扩大灾害范围。同时,低温介质气化吸热会使环境温度骤降,形成可燃气体“云团”,增加火势蔓延的不确定性和扑救难度。

处置困难:现场存在高温、低温、高压、有毒有害气体(如泄漏的LNG、燃烧产生的一氧化碳等),全冷冻罐结构复杂且处于低温状态,灭火需针对不同介质选用专业灭火剂和装备;堵漏、救援作业危险性极高,对救援人员的专业能力、防护装备和应急设备要求极高,低温环境还会影响设备和人员的正常作业,延长处置时间。

2. 设备失效事故

低温脆断:内罐材料若低温韧性不足,在低温环境下受到较大应力时,可能发生低温脆断,导致罐体出现裂纹甚至破裂。

保冷层损坏:保冷层受外力撞击、老化、受潮等影响,出现破损、脱落,会使外界热量大量传入罐内,导致罐内温度升高,介质气化压力上升,增加设备运行风险。

制冷系统故障:制冷机组的压缩机、冷凝器等部件出现故障,如压缩机机械损坏、冷凝器换热效率下降等,无法正常制冷,影响罐内介质储存条件,甚至导致超压事故。

基础冻胀:由于罐体储存温度极低,若基础隔热措施不到位,低温可能传导至基础,导致基础土壤冻胀,使罐体倾斜、变形,影响设备稳定性。

3. 工艺失控事故

温度异常:制冷系统调节失灵、温度传感器故障等,会导致罐内温度过高或过低。温度过高使介质气化压力上升;温度过低可能影响介质品质,甚至对罐体材料性能产生不利影响。

压力波动:压力调节装置失效、管道堵塞、安全阀失灵等,引起罐内压力异常波动。压力过高损坏设备和安全附件;压力过低则可能导致空气倒吸,与可燃物料混合形成爆炸危险。

液位异常:液位计故障、进出口阀门调节不当等,造成罐内液位过高或过低。液位过高易导致物料溢出;液位过低可能使泵抽空,影响介质输送,还可能使空气进入罐内。

三、灾害处置方法

火灾应急处置

初期控制:

断料控火:迅速关闭全冷冻罐进出口阀门,切断可燃物料供应,利用现场灭火器(如干粉灭火器、二氧化碳灭火器)、灭火毯等扑灭初期小火,控制火势蔓延。

冷却降温:立即启动消防水喷淋系统,对火灾罐及相邻罐体进行全面冷却,降低罐体温度,防止罐体因高温强度下降而破裂 。同时,加大制冷系统运行功率,降低罐内介质温度,减少压力上升。

隔离疏散:设置警戒线,禁止无关人员和车辆进入火灾现场,疏散周边人员至安全区域。转移易燃易爆等危险物资,防止爆炸等二次灾害发生。

全面灭火:

消防支援:及时报警,向消防部门详细说明火灾发生的位置、罐内储存物料的性质、火势大小等情况,以便调派合适的消防车辆和灭火剂。

分类扑救:对于可燃气体火灾,使用干粉、二氧化碳等灭火剂切断气源灭火;对于可燃液体火灾,采用泡沫灭火剂覆盖灭火,隔绝空气。持续对火灾罐进行冷却,防止复燃。若罐体发生爆炸,应注意躲避爆炸产生的碎片和冲击波,确保救援人员安全。

泄漏处置流程

工艺隔离:

截断源头:迅速关闭全冷冻罐进出口阀门,切断物料泄漏途径。若阀门损坏,立即使用堵漏工具(如低温堵漏胶、堵漏夹具)对泄漏点进行紧急封堵,减少物料泄漏量。

倒罐转移:在确保安全的前提下,将罐内未泄漏的物料转移至其他安全储罐或容器,降低泄漏风险。转移过程中需控制流速,防止产生静电,并密切监测罐内压力和液位变化。

围堵防扩:在泄漏区域周围设置围堰或引流沟,收集泄漏物料,防止其扩散到更大范围,污染土壤、水体和空气 。对于低温介质泄漏,需注意低温对人员和环境的影响,操作人员需佩戴防护装备,避免冻伤。

安全排放:

评估处理:对泄漏物料的性质进行评估,根据其可燃性、毒性、腐蚀性等特性,选择合适的处理方式。可燃物料引导至火炬系统进行燃烧处理;有毒有害物料收集后交由专业的危废处理单位进行无害化处理。

现场清理:使用吸附材料(如活性炭、沙土)对泄漏物料进行吸附收集,对受污染的地面、设备进行清洗消毒,产生的废水需收集至污水处理系统进行处理,确保环境安全。

设备检修:对发生泄漏的全冷冻罐及相关设备进行全面检查,查找泄漏原因。更换损坏的密封件、管道、阀门等部件,对罐体进行压力测试、气密性测试等,确保设备恢复正常运行后,方可重新投入使用。