儲(chǔ)罐在化工廠(chǎng)、煉油廠(chǎng)和其他設(shè)施中起著至關(guān)重要的作用，且投資巨大。然而，盡管罐頂起皺、罐壁開(kāi)裂和其他故障事件屢見(jiàn)不鮮，許多設(shè)計(jì)、建造、操作和維護(hù)低壓儲(chǔ)罐的人并沒(méi)有意識(shí)到儲(chǔ)罐的脆弱性。

在暢銷(xiāo)書(shū)《出了什么問(wèn)題？工藝裝置災(zāi)難案例》，Trevor Kletz在關(guān)于儲(chǔ)罐的一章開(kāi)始時(shí)說(shuō)：沒(méi)有一件設(shè)備比儲(chǔ)罐更容易發(fā)生事故，可能是因?yàn)閮?chǔ)罐很脆弱，容易被輕微的超壓和真空破壞。幸運(yùn)的是，大多數(shù)儲(chǔ)罐引起的事故不會(huì)造成人員傷亡，但確實(shí)會(huì)造成損壞、材料損失和生產(chǎn)中斷?！?/p>

在美國(guó)化學(xué)工程師學(xué)會(huì)化工過(guò)程安全中心（CCPS）的免費(fèi)互聯(lián)網(wǎng)出版物《燈塔》中，大約四分之一的案例記錄中都出現(xiàn)了嚴(yán)重的儲(chǔ)罐故障。所涉及的事故都是由于過(guò)度裝填、真空損壞和蒸汽空間中的可燃混合物引起爆炸等原因造成的。因此，在這里，我們將關(guān)注可能危及這些容器的因素——以及如何解決。

儲(chǔ)罐分類(lèi)

儲(chǔ)罐有各種各樣的設(shè)計(jì)。一些低壓儲(chǔ)罐，有時(shí)稱(chēng)為常壓儲(chǔ)罐，是按照美國(guó)石油協(xié)會(huì)（API）650規(guī)范建造的。許多大型API-650儲(chǔ)罐頂部為扁平到略微錐形的形狀，看起來(lái)像一罐金槍魚(yú)或金槍魚(yú)湯。然而，一罐金槍魚(yú)或金槍魚(yú)湯所承受的壓力將比典型的低壓儲(chǔ)罐高許多倍[3]。罐頂?shù)闹亓砍３Q定了低壓儲(chǔ)罐的壓力額定值。（有些低壓儲(chǔ)罐有浮頂，但我們?cè)谶@里不予討論。）另一個(gè)受歡迎的型號(hào)是API-620儲(chǔ)罐，規(guī)范規(guī)定其壓力額定值為15磅/平方英寸。罐頂像一個(gè)膨化的紙杯蛋糕。還有廠(chǎng)制小型儲(chǔ)罐、運(yùn)輸儲(chǔ)罐、塑料儲(chǔ)罐和一系列非規(guī)范容器。

此外，許多壓力容器是按照美國(guó)機(jī)械工程師學(xué)會(huì)（ASME）壓力容器規(guī)范第VIII節(jié)設(shè)計(jì)和制造的。這些壓力容器的形狀各式各樣——比較廣泛使用的像一個(gè)胖大的直香腸或者一個(gè)球體。ASME規(guī)范適用于內(nèi)部設(shè)計(jì)壓力在15至3000磅/平方英寸之間的容器。

越大的低壓儲(chǔ)罐通常越脆弱，最容易因過(guò)壓和真空而發(fā)生故障[3]?；旧?，這是因?yàn)閺V大面積上的輕微壓力會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的力。

常見(jiàn)問(wèn)題

簡(jiǎn)單的操作情況往往會(huì)引起儲(chǔ)罐故障。偶爾的過(guò)度裝填，阻礙出口排氣口的流動(dòng)，以及在儲(chǔ)罐泵出時(shí)未通風(fēng)是主要問(wèn)題。

過(guò)度裝填。CP最近的一篇文章，“不要低估過(guò)度裝填的風(fēng)險(xiǎn)”，特別關(guān)注了所造成的危害。報(bào)告列舉了三起因過(guò)度裝填而導(dǎo)致的重大工業(yè)事故，其中包括2005年12月英格蘭赫特福德郡邦斯菲爾德儲(chǔ)油庫(kù)的一場(chǎng)大火。造成事故的儲(chǔ)罐設(shè)有獨(dú)立的高液位警報(bào)器和聯(lián)鎖裝置，但該裝置失效了。2006年9月的《燈塔》提供了關(guān)于這場(chǎng)災(zāi)難的詳細(xì)情況，并指出，近年來(lái)，過(guò)度裝填導(dǎo)致了化工和石油工業(yè)發(fā)生了若干嚴(yán)重事件。

儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)必須提供保護(hù)（呼吸閥、緊急泄放閥）——通過(guò)警報(bào)和高液位聯(lián)鎖——防止危險(xiǎn)材料過(guò)度裝填和由此產(chǎn)生溢出。

過(guò)壓和負(fù)壓。保持儲(chǔ)罐通風(fēng)系統(tǒng)的完整性至關(guān)重要。否則，可能造成災(zāi)難性的破壞。

過(guò)壓導(dǎo)致直徑12英尺、高24英尺的玻璃纖維酸儲(chǔ)罐底部突然發(fā)生重大故障（圖1）。該儲(chǔ)罐配有單獨(dú)的通風(fēng)管、溢流管和真空斷路器。

為了安全起見(jiàn)，在修理下水道時(shí)，如果儲(chǔ)罐溢出，酸液將進(jìn)入下水道，監(jiān)督人員應(yīng)堵住溢流管弄瞎，并指示操作人員將儲(chǔ)罐儲(chǔ)藏物降到溢流管以下。設(shè)計(jì)初衷是使通風(fēng)管的尺寸盡量滿(mǎn)足填充的目的。

不幸的是，前一次工作堵塞了通風(fēng)管，沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)操作人員開(kāi)始向玻璃纖維儲(chǔ)罐裝填時(shí)，惰性物質(zhì)無(wú)法裝入，儲(chǔ)罐被加壓至出現(xiàn)故障。所幸，未發(fā)生人員傷亡。

負(fù)壓使低壓直徑20英尺，約30英尺高的碳鋼溶劑儲(chǔ)罐維護(hù)良好，但1/4英寸的罐壁在“改進(jìn)”排氣系統(tǒng)后最終淪為廢金屬。為了減少排放，舊式的保護(hù)排氣口正在逐漸被排氣口回收壓縮機(jī)和更先進(jìn)的儀器取代。

在儲(chǔ)罐改建后泵出第一批物料時(shí)，由于缺少氮?dú)鈮|料，真空保護(hù)系統(tǒng)被一個(gè)小型截?cái)嚅y意外隔離，導(dǎo)致吸入頂板和兩層豎壁。

一個(gè)簡(jiǎn)單的鉸鏈?zhǔn)酵L(fēng)蓋已經(jīng)使用了幾十年。通風(fēng)蓋由一個(gè)復(fù)雜得多的系統(tǒng)所取代，該系統(tǒng)包括一個(gè)回收蒸汽的排氣壓縮機(jī)和近零的泄漏壓力/真空裝置。操作人員接受過(guò)有關(guān)新壓縮機(jī)的培訓(xùn)，但沒(méi)有接受過(guò)有關(guān)新管道布置的培訓(xùn)。更糟糕的是，關(guān)閉一個(gè)小直徑的脈沖閥使所有精心設(shè)計(jì)的改進(jìn)變得毫無(wú)用處。哎呀，一個(gè)價(jià)值10萬(wàn)美元的錯(cuò)誤。

工廠(chǎng)設(shè)計(jì)人員必須努力開(kāi)發(fā)用戶(hù)友好的管道、布局和控制方案，必須明確標(biāo)注設(shè)備安全系統(tǒng)，以減少發(fā)生故障的幾率。通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)確保在操作的所有階段提供保護(hù)。