貴冶50m3液氧貯槽外殼凍裂事故分析與安全措施

游剛江銅集團公司貴溪冶煉廠制氧車間

1:50m3液氧貯槽流程簡介

CF-50000／8型真空絕熱式低溫液氧貯槽工作原理見圖來自6500m3／h制氧機和 10000m3／h制氧機主冷的液氧，分別通過HC7和HC8進入貯槽，通過汽化器升壓后可對槽車充裝；由PIAS13O1放空閥控制貯槽壓力，進行調配 進液和充裝過程；返液流程為帶壓液氧通過Vl322避開兩個止回閥經HC7和1V1309分別返回各自主冷。

2:事故發(fā)生經過

2.1:2000年11月 20日，兩套制氧機組在完成年度大修后正常開車出氧，于l1月23日對50m3貯槽進液，但2001年元月上旬，因臨近春節(jié)液體銷售受到影響，貯槽液位持 續(xù)上升，至5000mm左右(約42m3)。工藝人員為安全起見，將DCS中HC7、HC8進液閥全部關閉，采取1％液體排放和大氣排放措施。2001年 1月25日，制氧主控制室內操作人員突然聽到室外一聲沉悶的爆裂異響，立即沖出室外查看，發(fā)現50m3液氧貯槽外殼一道較長的裂口，并伴有冷氣泄出，隨即 采取了相應的緊急從充裝口臨時排液措施(未設計排液管線)。

2．2現場勘查

事故發(fā)生后,經車間協同新技術公司和杭氧廠家技術人員，組成現場檢查小組進行 勘查，發(fā)現如下問題：

l、在貯槽外殼12O度方位、高。7960mm處，外殼出現不規(guī)則結冰現象，且有一處表面“S”型裂紋。見圖2

2在貯槽外殼7O 度方位、5650mm和7123mm高處分別有兩道裂紋，裂縫最大錯邊約2mm。

3用真空計檢查貯槽夾層，完全喪失真空。?4通過種種現象分析和貯槽重 新滿液試驗，確認貯槽內膽完好。

3事故原因分析

3．1通過專家小組多方論證分析，事故主要原因：是當液氧貯槽滿液后，因進液閥HC7和HC8密封問題 關閉不嚴，致使液位繼續(xù)上漲，液體通過頂部放空閥排出，正好滴漏在簡體上，使外殼凍裂。

3．2設計缺陷

1、廠家在設計時，沒有考慮到液體排放問題，未設置 底部排液管線。使運行單位在液滿初期無法進行排液操作，只好等待槽車運輸。

2、緊急變更“失誤”。2000年l1月，液氧貯槽在調試過程中，發(fā)現 6500m3／h制氧機進貯槽管線上止回閥無法打開，同時，因10000m3／h制氧機返液管道閥門1V1309墊片泄漏，經與廠家協商采取了緊急變更措 施，即抽取了止回閥閥芯彈簧和臨時封閉了10000m3／h制氧機返液管道，造成貯槽液滿后無法返液的后果。

3、頂部放空閥管道過短。貯槽放空閥 PIAS1301及管道放置在貯槽頂部，由一直徑45mm氣動閥控制和一根長不足800mm的管道組成(貯槽外筒半徑為2000mm)，液體隨壓力噴出 時，正落在槽體外殼表面。

3．3操作措施不當

1、當初所有工藝人員第一次接觸低溫液體貯槽，無操作經驗，缺乏應急處理能力。

2、過于相信貯槽進液閥門的 密封性能，在貯槽液位到設計值時，只關閉了氣動進液閥門，而未關現場手動閥。

3、為防止貯槽因液位過高而造成超壓現象，長時間將頂部放空閥 PIAS1301處于全開狀態(tài)。

3．4其他

1、現場氣動進液閥關閉不嚴。雖然DCS中已關閉此閥，但因高位差作用和密封問題仍然保持微量的持續(xù)進 液。

2、保溫效果不良。因貯槽長途運輸，珠光砂在安裝過程中發(fā)生下沉，造成貯槽簡體局部傳冷不均勻。

3 安全處理措施

1、經協商由廠家來人處理、完善設計 不當之處，恢復原設計方案。

2、增設液體排放管線，并改造頂部放空管道。為防止液體帶出的類似故障，在放空管末端引一根氮氣管道，將所噴出的液體通過汽化 管全部汽化，類似液體排放噴射器作用。見圖4所示，可徹底防止液體帶出，投入后的使用效果良好。

3、保溫外殼進行全面的著色探傷檢查。用著色劑檢查，以確 定裂紋延伸端點，在端點處打孔，以消除應力作用，再打磨裂縫、補焊，并在斷裂區(qū)用鋼板覆蓋，與原簡體板焊合以保證夾層氣密性能。

4、補加珠光砂(約 2m3)后抽真空，以減少冷損。

5、加強對操作人員的貯槽崗位培訓，提高貯槽類似故障應急處理能力，特別是在加強液氧貯槽內部碳氫化合物分析的同時，不斷 加強對外部設備的點檢和維護。

5、結束語

貴冶50m3液氧貯槽自2001年4月恢復投入運行至今，使用狀況良好，特別是貯槽頂部放空管線的改造效果明 顯，在日常運行中，即使在貯槽壓力較高時放空，伴有的氣液夾帶混合成份亦能全部汽化，為貯槽安全運行提供了保障。