液氯儲存的安全設(shè)施設(shè)計初探

朱升干

(浙江省天正設(shè)計工程有限公司，浙江 杭州 310038)

液氯是一種非常重要的基礎(chǔ)化工原料，廣泛的應(yīng)用于精細(xì)化工、冶金、紡織、水處理等行業(yè)。根據(jù)《危險化學(xué)品目錄》(2015年版)，氯屬于劇毒化學(xué)品；根據(jù)《高毒物品目錄》(衛(wèi)法監(jiān)發(fā)[2003]142號)，氯屬于高毒化學(xué)品。近年來化工行業(yè)安全事故頻發(fā)，國家越來越關(guān)注企業(yè)的安全生產(chǎn)，液氯由于自身易氣化、三氯化氮易爆炸等特點，一旦發(fā)生泄漏，會發(fā)生人員中毒、爆炸、環(huán)境污染等事故發(fā)生[1-4]，將會對人和環(huán)境造成非常嚴(yán)重的后果，因此，從工程設(shè)計的源頭出發(fā)，對液氯儲存過程進(jìn)行安全設(shè)施設(shè)計至關(guān)重要。

1 液氯危險性分析

液氯為黃綠色液體，20℃時密度為1408 kg/m3，沸點為-34.6℃，熔點為-103℃，在常溫常壓下即氣化成氣體，可溶于水、易溶于堿液，遇水生成次氯酸和鹽酸[1]。液氯為高度危害介質(zhì)，對眼、呼吸系統(tǒng)粘膜有刺激作用，不會燃燒，可助燃，能與氨、烴類、氫氣、金屬粉末等猛烈反應(yīng)發(fā)生爆炸或生成爆炸性物質(zhì)。

2 液氯安全設(shè)施設(shè)計及分析

2.1 液氯儲存單元的設(shè)計

液氯儲存單元設(shè)計過程中，除應(yīng)符合《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》(GB50160-2008)(2018年版)、《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2014)(2018年版)等規(guī)范要求外，還應(yīng)滿足《關(guān)于氯氣安全設(shè)施和應(yīng)急技術(shù)的指導(dǎo)意見》(中國氯堿工業(yè)協(xié)會(2010)協(xié)字第070號)、《關(guān)于下發(fā)《關(guān)于氯氣安全設(shè)施和應(yīng)急技術(shù)的補充指導(dǎo)意見》的通知》、《關(guān)于氯氣安全設(shè)施和應(yīng)急技術(shù)的指導(dǎo)意見》、《氯氣安全規(guī)程》(GB11984-2009)、《液氯使用安全技術(shù)要求》(AQ3014-2008)、《國家安全監(jiān)管總局關(guān)于公布首批重點監(jiān)管的危險化學(xué)品名錄的通知》(安監(jiān)總管三〔2011〕95號)等要求，主要采取的安全措施如下：

(1)液氯儲罐液氯進(jìn)出口管道應(yīng)設(shè)置雙切斷閥，并設(shè)置一臺備用儲罐，平時空置，并具備倒罐功能，容積不低于最大容積的液氯儲罐，如一臺儲罐發(fā)生泄漏，可在泵或氮氣等外力作用下，輸送至備用儲槽內(nèi)。

(2)提高液氯儲罐的自動化控制水平。

①液氯儲罐應(yīng)設(shè)置兩種不同形式的液位計，均具備高低液位報警功能，信號遠(yuǎn)傳至控制室內(nèi)，液氯儲存量不高于液氯儲罐容量的80%。其中一臺液位計設(shè)置有高液位關(guān)閉液氯進(jìn)口管道開關(guān)閥功能，防止過多液氯進(jìn)入儲罐而溢流出來，設(shè)置有低液位關(guān)閉出口管道開關(guān)閥、停出料泵的功能，防止儲罐抽空和輸送泵損壞。

②液氯儲罐應(yīng)設(shè)置有溫度計、壓力表，具備高溫報警、高壓報警功能，信號遠(yuǎn)傳至控制室內(nèi)，儲罐上設(shè)置有安全閥、爆破片等安全設(shè)施，安全閥出口接至尾氣吸收系統(tǒng)，防止儲罐內(nèi)壓力過高。

(3)提高液氯儲罐的安全控制水平。

①液氯儲罐頂部設(shè)置有抽真空系統(tǒng)和氮氣置換系統(tǒng)，如儲罐發(fā)生泄漏或設(shè)備檢修過程中，對儲罐內(nèi)的氯進(jìn)行置換處理，保證生產(chǎn)過程的安全。

②液氯儲罐應(yīng)設(shè)置在封閉房間內(nèi)，四周墻體采用固定窗，僅用于照明，設(shè)置門(平時關(guān)閉)，室內(nèi)在門、窗的室外設(shè)置水噴淋系統(tǒng)，水噴淋管道上設(shè)置的開關(guān)閥與封閉房間內(nèi)有毒氣體報警裝置聯(lián)鎖，一旦有毒氣體報警裝置響起，立即啟動水噴淋系統(tǒng)，對門、窗進(jìn)行噴淋，禁止向液氯儲罐直接噴淋水。噴淋水輸送泵應(yīng)為二級供電負(fù)荷。

③液氯儲罐底部設(shè)置有雙閥，定期打開，將沉積在儲罐底部的三氯化氮及少量液氯通過管道送至室外的液堿吸收池進(jìn)行吸收處理，防止管道內(nèi)三氯化氮積聚爆炸。

④液氯儲罐附件應(yīng)設(shè)置可移動式吸收裝置，如管道或閥門發(fā)生泄漏，需要檢修時，可將移動式吸收裝置對接泄漏點，將泄漏的氯氣通過移動式吸收裝置，送至尾氣吸收系統(tǒng)處理。

⑤應(yīng)根據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源辨識》(GB18218-2018)對液氯儲罐進(jìn)行重大危險源辨識，因液氯臨界量較小，因此，液氯儲存單元常常構(gòu)成一級或二級重大危險源。應(yīng)對液氯的儲存工藝進(jìn)行HAZOP分析和SIL定級，并根據(jù)SIL定級報告的結(jié)果，設(shè)置安全儀表系統(tǒng)(SIS系統(tǒng))，待安全儀表采購?fù)瓿珊?，企業(yè)應(yīng)委托有資質(zhì)單位對SIS系統(tǒng)的SIL等級進(jìn)行驗算，確保SIS系統(tǒng)的設(shè)施滿足SIL定級報告的要求。

對于液氯儲罐，除了采取上述安全措施外，還需加強相應(yīng)的安全管理，主要如下：

(1)液氯封閉房間內(nèi)部、外部以及廠區(qū)主要通道應(yīng)設(shè)置有視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并在液氯封閉房間周界設(shè)置入侵報警裝置，信號送至控制室內(nèi)，實現(xiàn)24 h在線監(jiān)控。

(2)對液氯封閉房間配備雙人雙鎖，配置防盜裝置，實行"五雙"管理：雙人收發(fā)、雙人記賬、雙人雙鎖、雙人運輸、雙人使用，建立相應(yīng)的監(jiān)管體系，并定期進(jìn)行檢查。

(3)封閉房間外部設(shè)置帶沖淋的洗眼器，并根據(jù)《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣體檢測報警設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50493-2019)要求，設(shè)置有毒氣體報警裝置。

(4)加強液氯儲罐的日常管理，要求員工必須穿好化學(xué)防護(hù)服、過濾式防毒面具等防護(hù)措施，攜帶便攜式氯氣檢測報警儀，并在確保液氯儲槽間安全情況下，方可進(jìn)入。

2.2 建筑、消防設(shè)計

(1)封閉房間應(yīng)為混凝土框架結(jié)構(gòu)，單層，耐火等級為二級，儲罐頂部設(shè)置有鋼平臺，四周為實體墻，屋頂為混凝土結(jié)構(gòu)，防止氯氣泄漏至室外，并按照《建筑設(shè)計防火規(guī)范》(GB50016-2014)(2018年版)的相關(guān)要求設(shè)置疏散門。

靠近馬路的一側(cè)可設(shè)置卷簾門，用于儲罐的安裝與檢修，卷簾門平時關(guān)閉，并與有毒氣體報警裝置聯(lián)鎖，一旦有毒氣體報警裝置響起，確保卷簾門處于關(guān)閉狀態(tài)，同時，卷簾門內(nèi)外均應(yīng)設(shè)置有開啟開關(guān)，防止卷簾門失效，造成封閉房間內(nèi)人員中毒事故發(fā)生。

(2)液氯封閉房間四周設(shè)置環(huán)形消防通道，道路寬度不小于4 m，轉(zhuǎn)彎半徑不小于9 m，滿足消防安全的相關(guān)要求。

根據(jù)《消防給水及消火栓系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》(GB50974-2014)，液氯封閉房間四周設(shè)置有環(huán)形消防管網(wǎng)，沿道路配備一定數(shù)量的消火栓，兩個消火栓之間的間距不應(yīng)超過60 m。根據(jù)《建筑滅火器配置設(shè)計規(guī)范》(GB50140-2005)，室內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的MF/ABC5型干粉滅火器。

2.3 防雷、防靜電設(shè)計

根據(jù)《建筑物防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50057-2010)、《石油化工裝置防雷設(shè)計規(guī)范》(GB50650-2011)等規(guī)定，液氯儲罐封閉房間按二類防雷建筑物設(shè)防，屋面設(shè)10 m×10 m或12 m×8 m網(wǎng)格的避雷網(wǎng)，電氣可按不防爆設(shè)計，儲罐接地采用罐體直接接地，環(huán)型防雷接地，接地點不少于兩處。儲罐和輸送管道設(shè)置靜電接地裝置。

2.4 三廢處理系統(tǒng)的設(shè)計

(1)室外設(shè)置有尾氣吸收裝置，包含事故風(fēng)機(jī)、輸送泵及二級尾氣吸收塔，吸收介質(zhì)為液堿，尾氣吸收裝置具備完全處理正常狀態(tài)和事故狀態(tài)下排放的氯氣能力，事故風(fēng)機(jī)及輸送泵應(yīng)設(shè)置二級供電負(fù)荷。將有毒氣體報警裝置與事故風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，當(dāng)有毒氣體報警裝置報警時，自動打開事故風(fēng)機(jī)，將房間內(nèi)泄漏的氯氣通過尾氣風(fēng)管送至尾氣吸收裝置處理，達(dá)標(biāo)后高空排放。

(2)液氯儲罐周圍地面設(shè)置地溝，室外設(shè)置有污水處理水池，混凝土結(jié)構(gòu)，四周進(jìn)行防堿性腐蝕和防滲處理，地溝和污水處理池聯(lián)通并加蓋柵板，收集事故狀態(tài)下水噴淋廢水，通過提升泵送給污水處理站進(jìn)行處理。

2.5 應(yīng)急救援設(shè)施

企業(yè)應(yīng)成立應(yīng)急救援組織機(jī)構(gòu)，配備專職安全管理人員，進(jìn)行事故風(fēng)險評估和應(yīng)急資源調(diào)查，編制液氯泄漏中毒、三氯化氮爆炸的應(yīng)急救援預(yù)案，并定期進(jìn)行應(yīng)急預(yù)案的演練。同時，企業(yè)應(yīng)根據(jù)《危險化學(xué)品單位應(yīng)急救援物質(zhì)配備要求》(GB30077-2013)的相關(guān)要求，配備防毒面具、重型防化服、正壓式空氣呼吸器等應(yīng)急救援物質(zhì)，并根據(jù)《氣體防護(hù)站設(shè)計規(guī)范》(SYT 6772-2009)的相關(guān)要求，設(shè)置氣防站，配備急救設(shè)備、有毒氣體檢測等設(shè)施。由專人負(fù)責(zé)管理，日常維護(hù)，確保應(yīng)急救援設(shè)施的可靠使用。

3 結(jié)論

企業(yè)應(yīng)充分認(rèn)知液氯的危險性，加強對液氯儲存、使用的監(jiān)管，提高企業(yè)的風(fēng)險防范能力，提升員工的安全防護(hù)意識。更重要的是，要從工程設(shè)計的源頭出發(fā)，對液氯儲存單元進(jìn)行安全設(shè)施的設(shè)計，采取有效的防范措施，提高液氯儲存的自動化控制水平和安全管控能力，才能真正意義上做到本質(zhì)安全，為液氯的儲存和使用提供安全可靠的保障。