全接液蜂窩鋁浮盤運行與檢維修風(fēng)險控制

魏列民，魏邦琦

（中國石油寧夏石化公司，寧夏銀川 750021）

1 浮盤簡介

常壓內(nèi)浮頂金屬儲罐是煉化企業(yè)儲運系統(tǒng)的重要設(shè)備，內(nèi)浮盤是儲罐的重要附件，內(nèi)浮盤較為常見的有碳鋼制內(nèi)浮盤、不銹鋼制內(nèi)浮盤、浮筒式鋁制內(nèi)浮盤、全接液蜂窩式鋁浮盤等。全接液蜂窩式鋁浮盤由箱體、蜂巢芯、浮盤骨架、邊緣構(gòu)件、高效彈性板、一次密封膜、舌型刮板、靜電導(dǎo)出線、防翻轉(zhuǎn)鋼絲、負(fù)壓消除裝置等部件組成[1，2]。

2 全接液蜂窩式鋁浮盤運行風(fēng)險管理

2.1 浮盤升降頻率的控制

浮盤升降轉(zhuǎn)換頻率不宜過高，浮盤密封是由囊式密封和大補償密封組成，如果浮盤在每次收付油操作中，升降高度和時間太短，就會造成浮盤周邊密封長時間處于上下翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，浮盤周邊密封不嚴(yán)，罐內(nèi)油品大量揮發(fā)。為減少這種情況的出現(xiàn)，需要加大浮盤每次上升和下降的高度和時間，每次升降的高度不宜低于2 m，時間不宜少于4 h。

2.2 儲罐進(jìn)油流速控制

儲罐投用或檢維修后首次進(jìn)油時，由于浮盤處于落地狀態(tài)，浮盤和罐底之間有1.8 m 高的氣相空間。在內(nèi)浮盤下方罐底裝有油品調(diào)合用的旋轉(zhuǎn)噴頭，每只噴頭有6 只不同方向的噴嘴，油品調(diào)合泵的揚程大多在100 m以上，調(diào)合噴嘴的出口壓力在1.0 MPa 以上，向浮盤方向的噴嘴噴出的油品擊打在鋁制浮盤上，非常大的概率會損壞浮盤，造成浮盤撕裂、塌陷（見圖1）。因此，在內(nèi)浮盤高度升到5 m 之前，嚴(yán)禁通過調(diào)合噴頭收油。浮盤沒有起浮前，收油流速必須控制在1 m/s 以下，浮盤起浮后，收油流速要控制在4 m/s 以內(nèi)，防止流速過快引起靜電聚集、放電。

圖1 調(diào)合噴頭對浮盤的沖擊示意圖

調(diào)合噴頭流速的計算：若調(diào)合泵流量為200 m3/h，一只調(diào)合噴頭有6 個噴嘴，每個噴嘴直徑為50 mm，則油品出噴嘴線速度為4.72 m/s，大于浮盤安全運行參數(shù)要求，必須通過控制閥門開度、提高開啟調(diào)合噴頭時的儲罐液位等辦法，保證浮盤的安全運行。

3 浮盤的檢維修風(fēng)險管理

隨著全接液蜂窩鋁浮盤的廣泛使用，這種結(jié)構(gòu)的浮盤存在的缺陷也逐漸暴露出來，尤其是在損壞浮盤的拆除過程中，存在的巨大風(fēng)險，還未引起從事儲罐管理專業(yè)人員的足夠重視，無論是國家規(guī)范還是企業(yè)導(dǎo)則，均未對這種浮盤的拆除提出具體要求。2018 年上海賽科“5·12”儲罐全接液浮盤拆除發(fā)生閃爆事故后，中石化制定了《煉化企業(yè)內(nèi)浮頂儲罐清罐和內(nèi)部檢修作業(yè)指導(dǎo)意見》[3，4]，國家和行業(yè)規(guī)范對這方面的內(nèi)容修訂依然滯后，如《石油化工儲罐用裝配式內(nèi)浮頂工程技術(shù)規(guī)程》還是2017 年版的。實踐證明，儲罐全接液蜂窩浮盤的拆除，并不是一種普通的檢維修作業(yè)項目，而是一種需要集工藝、設(shè)備、安全等專業(yè)知識，管理要求極高的高風(fēng)險作業(yè)，目前很多企業(yè)、很多設(shè)備管理人員還沒有認(rèn)識到這一點。

全接液蜂窩鋁浮盤最大的缺陷是浮箱焊縫焊口容易開裂。浮箱加工時，對不到2 mm 厚的鋁合金板進(jìn)行焊接，需要焊工有高超的焊接水平，對作業(yè)環(huán)境、氣溫、濕度等都有較高要求；在搬運、安裝、運行過程中，容易受機械損傷和應(yīng)力作用，造成浮箱焊口開裂；浮箱在腐蝕介質(zhì)的作用下，也會造成焊口開裂。

浮箱焊口開裂后，罐內(nèi)油品進(jìn)入浮箱蜂窩中，浮盤的浮力大大減小，造成浮盤變形、撕裂、塌陷，損壞的浮盤無法使用，必須進(jìn)行更換。浮箱進(jìn)油后，由于浮箱內(nèi)部屬于一個相對密閉的空間，無論是怎樣對儲罐進(jìn)行清洗，采取怎樣的蒸煮、置換措施，均無法將進(jìn)入浮箱內(nèi)部的油品完全清除。而浮盤的拆除，必然要在浮盤上進(jìn)行打磨、鉆孔作業(yè)，屬特殊動火作業(yè)，風(fēng)險極高。如何對存在的風(fēng)險進(jìn)行識別與消減，是設(shè)備管理人員和安全管理人員必須解決的問題。

4 浮盤拆除過程中的風(fēng)險控制

4.1 強制通風(fēng)

儲罐在清洗結(jié)束，進(jìn)行能量隔離、置換，開罐頂透光孔一個、罐壁中部人孔一個、罐壁下部人孔兩個。罐頂透光孔接一臺防爆氣動軸流風(fēng)機，向外鼓氣；下部人孔附近接一臺防爆氣動軸流風(fēng)機，通過鼓風(fēng)帶向罐內(nèi)送風(fēng)（見圖2）。

圖2 儲罐通風(fēng)置換示意圖

4.2 浮盤密封的拆除

罐內(nèi)氧含量、可燃?xì)?、有毒氣體采樣合格后，作業(yè)人員佩戴長管呼吸器進(jìn)入罐內(nèi)，由于受到罐內(nèi)空間和出入口人孔大小的限制，不建議佩戴空氣呼吸器進(jìn)罐，發(fā)生意外后不能及時逃生。作業(yè)人員佩戴防爆刀片，將浮盤密封膠帶從下部劃破，首先從進(jìn)出人孔的最遠(yuǎn)端開始劃，直至進(jìn)出人孔處。被劃破的密封中的存油流出，一部分通過軸流風(fēng)機的強制通風(fēng)揮發(fā)出去，另一部分流到罐底板周邊。從另外一只人孔處接消防水帶向罐內(nèi)注消防水，注意控制消防水的流速，防止產(chǎn)生靜電聚集。消防水量不要過大，避免造成消防水的大量消耗。罐內(nèi)含油污水從罐底排污口排出，通過含油污水回收系統(tǒng)進(jìn)行有效回收。密封內(nèi)存油和罐底板油污處理合格后，將浮盤的密封全部拆除移出罐外。

4.3 浮盤浮箱的拆除

浮盤浮箱的拆除分為兩步：

浮箱的打穿：首先將儲罐下部人孔全部封閉，向罐內(nèi)注水，使浮盤起浮到罐壁中部人孔處。作業(yè)人員穿著防靜電服、腰系安全繩、佩戴長管呼吸器，從罐壁中部人孔處進(jìn)入到浮盤上部。從人孔最遠(yuǎn)端開始，用防爆風(fēng)動鉆配防爆鉆頭，將浮箱自上表面至下表面打穿，打穿的過程中要不停向鉆頭處澆水，防止打穿過程產(chǎn)生火花。浮箱內(nèi)的集油通過打穿的孔洞流入浮盤下的水中。浮箱殼體常用材料為3003H18，厚度為1.5～2.0 mm，硬度較大，不易打穿。浮箱全部打穿后，重新對罐進(jìn)行清理、置換，以便后續(xù)作業(yè)。

浮箱的拆除：浮盤主梁及壓條常用材料為6063T5鋁合金，主梁厚度2.0 mm，壓條厚度為5 mm。緊固用鉚釘材料為2B12 鋁合金，規(guī)格為M6。自中部人孔處最遠(yuǎn)端開始，用防爆鉆頭將浮箱組件之間的鋁合金鉚釘鉆掉，鉆的過程中要不停向鉆頭處澆水，防止產(chǎn)生火花。卸開的浮箱要及時移到罐外，然后再開始卸下一塊浮箱，直至全部卸完運到罐外。

最后拆除浮盤主梁、副梁、支柱、邊緣構(gòu)件、量油孔、人孔、高效彈性板、舌型刮板、靜電導(dǎo)出線、防翻轉(zhuǎn)鋼絲、負(fù)壓消除裝置、計量孔等。

5 結(jié)語

全接液蜂窩式鋁浮盤的應(yīng)用，可以有效解決常壓儲罐油氣揮發(fā)的問題，對大氣環(huán)境治理起到很好的作用。同時，全接液蜂窩式鋁浮盤也存在一些缺陷，在使用過程中和檢維修過程中務(wù)必做好防范措施，避免事故的發(fā)生。