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贵冶50m3液氧贮槽外壳冻裂事故分析与安全措施
2016-7-29 11:50:14
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游刚江铜集团公司贵溪冶炼厂制氧车间
1:50m3液氧贮槽流程简介
CF-50000/8型真空绝热式低温液氧贮槽工作原理见图来自6500m3/h制氧机和 10000m3/h制氧机主冷的液氧,分别通过HC7和HC8进入贮槽,通过汽化器升压后可对槽车充装;由PIAS13O1放空阀控制贮槽压力,进行调配 进液和充装过程;返液流程为带压液氧通过Vl322避开两个止回阀经HC7和1V1309分别返回各自主冷。
2:事故发生经过
2.1:2000年11月 20日,两套制氧机组在完成年度大修后正常开车出氧,于l1月23日对50m3贮槽进液,但2001年元月上旬,因临近春节液体销售受到影响,贮槽液位持 续上升,至5000mm左右(约42m3)。工艺人员为安全起见,将DCS中HC7、HC8进液阀全部关闭,采取1%液体排放和大气排放措施。2001年 1月25日,制氧主控制室内操作人员突然听到室外一声沉闷的爆裂异响,立即冲出室外查看,发现50m3液氧贮槽外壳一道较长的裂口,并伴有冷气泄出,随即 采取了相应的紧急从充装口临时排液措施(未设计排液管线)。
2.2现场勘查
事故发生后,经车间协同新技术公司和杭氧厂家技术人员,组成现场检查小组进行 勘查,发现如下问题:
l、在贮槽外壳12O度方位、高。7960mm处,外壳出现不规则结冰现象,且有一处表面“S”型裂纹。见图2
2在贮槽外壳7O 度方位、5650mm和7123mm高处分别有两道裂纹,裂缝最大错边约2mm。
3用真空计检查贮槽夹层,完全丧失真空。?4通过种种现象分析和贮槽重 新满液试验,确认贮槽内胆完好。
3事故原因分析
3.1通过专家小组多方论证分析,事故主要原因:是当液氧贮槽满液后,因进液阀HC7和HC8密封问题 关闭不严,致使液位继续上涨,液体通过顶部放空阀排出,正好滴漏在简体上,使外壳冻裂。
3.2设计缺陷
1、厂家在设计时,没有考虑到液体排放问题,未设置 底部排液管线。使运行单位在液满初期无法进行排液操作,只好等待槽车运输。
2、紧急变更“失误”。2000年l1月,液氧贮槽在调试过程中,发现 6500m3/h制氧机进贮槽管线上止回阀无法打开,同时,因10000m3/h制氧机返液管道阀门1V1309垫片泄漏,经与厂家协商采取了紧急变更措 施,即抽取了止回阀阀芯弹簧和临时封闭了10000m3/h制氧机返液管道,造成贮槽液满后无法返液的后果。
3、顶部放空阀管道过短。贮槽放空阀 PIAS1301及管道放置在贮槽顶部,由一直径45mm气动阀控制和一根长不足800mm的管道组成(贮槽外筒半径为2000mm),液体随压力喷出 时,正落在槽体外壳表面。
3.3操作措施不当
1、当初所有工艺人员第一次接触低温液体贮槽,无操作经验,缺乏应急处理能力。
2、过于相信贮槽进液阀门的 密封性能,在贮槽液位到设计值时,只关闭了气动进液阀门,而未关现场手动阀。
3、为防止贮槽因液位过高而造成超压现象,长时间将顶部放空阀 PIAS1301处于全开状态。
3.4其他
1、现场气动进液阀关闭不严。虽然DCS中已关闭此阀,但因高位差作用和密封问题仍然保持微量的持续进 液。
2、保温效果不良。因贮槽长途运输,珠光砂在安装过程中发生下沉,造成贮槽简体局部传冷不均匀。
3 安全处理措施
1、经协商由厂家来人处理、完善设计 不当之处,恢复原设计方案。
2、增设液体排放管线,并改造顶部放空管道。为防止液体带出的类似故障,在放空管末端引一根氮气管道,将所喷出的液体通过汽化 管全部汽化,类似液体排放喷射器作用。见图4所示,可彻底防止液体带出,投入后的使用效果良好。
3、保温外壳进行全面的着色探伤检查。用着色剂检查,以确 定裂纹延伸端点,在端点处打孔,以消除应力作用,再打磨裂缝、补焊,并在断裂区用钢板覆盖,与原简体板焊合以保证夹层气密性能。
4、补加珠光砂(约 2m3)后抽真空,以减少冷损。
5、加强对操作人员的贮槽岗位培训,提高贮槽类似故障应急处理能力,特别是在加强液氧贮槽内部碳氢化合物分析的同时,不断 加强对外部设备的点检和维护。
5、结束语
贵冶50m3液氧贮槽自2001年4月恢复投入运行至今,使用状况良好,特别是贮槽顶部放空管线的改造效果明 显,在日常运行中,即使在贮槽压力较高时放空,伴有的气液夹带混合成份亦能全部汽化,为贮槽安全运行提供了保障。
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