摘 要

摘　要：介绍在用天然气球形储罐定期开罐检验的目的、主要工序和内容。对开罐检验的风险因素及风险控制措施进行了分析。关键词：天然气球形储罐 开罐检验　风险控制Regular Op

摘　要：介绍在用天然气球形储罐定期开罐检验的目的、主要工序和内容。对开罐检验的风险因素及风险控制措施进行了分析。

关键词：天然气球形储罐  开罐检验　风险控制

Regular Opening Inspection of In-service Natural Gas Spherical Tank and Risk Control

Abstract：The purpose，main procedures and contents of regular opening inspection of in．．service natural gas spherical tank are introduced．The risk factors and risk control measures of opening inspection are analyzed．

Key words：natural gas spherical tank；opening inspection；risk control

1　概述

重庆燃气集团股份有限公司(以下简称重庆燃气集团)现有天然气球形储罐(以下简称球罐)27座，包括6座10000m³、1座5000m³、2座3300m³、1座2000m³、17座1000m³球罐。总储气能力为100×10⁴m³，调峰能力为70×10⁴m³。根据国务院颁布实施的《特种设备安全监察条例》，球罐属于压力容器，必须按照特种设备管理办法进行管理。TSG R0004—2009((固定式压力容器安全技术监察规程》规定，安全状况等级为1、2级的压力容器定期开罐检验周期一般为6a，重庆燃气集团球罐安全状况等级为2级，特种设备检测机构对重庆燃气集团27座球罐安全状况进行等级评定后，给出的定期开罐检验周期为5a。按这个定期检验周期计算，重庆燃气集团每年至少有5座球罐需要定期开罐检验。开罐检验具有工序多、工程量大、风险高、难度大、安全管理严格等特点^[1]。本文结合重庆燃气集团的开罐检验经验，对在用天然气球罐开罐检验及风险控制进行探讨。

2　开罐检验的主要目的

开罐检验是指在球罐停运时进行的检验和安全状况等级评定。检验目的是及时发现并消除运行中产生的超标缺陷，以及制造、安装缺陷的扩展，预防事故发生，通过检验判断球罐能否安全可靠地使用到下一次开罐检验。对于在运行过程中暴露出的一些无法或不便在生产期间予以消除的安全隐患，只能通过球罐定期开罐检验予以解决^[2]。

3　开罐检验的主要工序和内容

①开罐放空(点火)

先将球罐内天然气压力降至与城市燃气管网压力一致，通过储配站中的点火塔将球罐内余气燃烧掉，直至球罐内天然气压力与大气平衡，再打开球罐上下入孔盖。球罐天然气放空点火现场见图1。

 

②在罐顶入孔处加装大功率防爆轴流风机，排除球罐内气体(持续48h)。用氧气浓度检测仪测定罐体内氧气体积分数，不低于20％。并在球罐内进行动物试验(持续24h)，符合要求后人员方可进入球罐内作业，以确保安全。

③球罐内外壁脚手架搭设

球罐直径大(如容积为l000m³的球罐内直径为12.3m，容积为l0000m³的球罐内直径为27m)，罐顶离地面距离大。GB／T 3608—2008((高处作业分级》规定，在距坠落高度基准面2m及以上有可能坠落的作业均属于高空作业。因此开罐检验为高空作业，为了保障施工人员的安全，球罐内外壁必须搭设脚手架。球罐内、外壁搭设的脚手架分别见图2、3。

 

 

④球罐内外壁焊缝区打磨清理

特种设备检测机构要对球罐内外壁焊缝进行无损检测。在进行无损检测前，需要对焊缝区打磨清理（喷砂除锈），露出焊缝区金属本色。经打磨清理后的球罐外壁焊缝区见图4.

 

⑤球罐全面检验

由特种设备检测机构对球罐进行全面检测。检测项目包括宏观检测、壁厚测定、焊缝无损检测、安全附件检测等。焊缝无损检测包括超声波检测、射线检测、磁粉检测、渗透检测等。球罐焊缝无损检测现场见图5。

 

⑥超标缺陷返修

在特种设备检测机构对球罐全面检测后，对超标缺陷进行分析、标记，球罐管理单位需对超标缺陷进行返修，直至特种设备检测机构对返修后的缺陷检测复核合格为止。超标缺陷返修处理难度大，技术要求高，返修方案须经过原设计单位或者具备相应资质的设计单位同意，是开罐检验过程中的最大难点。被标记的超标缺陷见图6。

 

⑦球罐外壁喷砂除锈及防腐

为保证球罐外壁的防腐质量，要求对球罐外壁进行喷砂除锈处理，除锈等级达到Sa2.5级(非常彻底的喷射或抛射除锈)。施工人员对球罐外壁进行喷砂除锈、喷涂防腐油漆分别见图7、8。

 

 

⑧球罐封罐和气密性试验

在检测及防腐施工全部合格后，需要将球罐的上下入孔封闭，并用空气压缩机向球罐中注入空气进行气密性试验，主要检查球罐上下入孔盖以及连接部位的密封性，为投产前的置换做准备。

⑨球罐置换

球罐置换方法有惰性气体置法、水置换法、天然气直接置换法，通常采用惰性气体置换法、水置换法，先用惰性气体或水置换球罐内的空气，再用天然气置换惰性气体或水。采用天然气直接置换球罐内空气的直接置换法也有很多成功经验^[3]。

4　开罐检验的风险因素分析

①易燃易爆

天然气是一种易燃易爆的物质，爆炸极限低(5％～l5％，体积分数)。当具备燃烧三要素(可燃物、助燃物——氧气、点火源)，且天然气体积分数在5％～l5％范围时，就会发生燃爆事故。

②开罐放空(点火)

开罐放空(点火)存在高空点火、难度大、风险高的特点。

③开罐后加臭剂对居民的影响

在打开上下入孔盖后，罐内天然气流向大气。球罐周围不可避免存在居民区，天然气中加臭剂的臭味会影响居民的正常生活，易引起周围居民的恐慌和环保投诉。

④FeS粉末

球罐内壁覆盖的FeS粉末在遇到空气时易产生自燃。

⑤高空作业施工

由于球罐罐顶到地面距离大，对球罐的检测及防腐施工均属于高空作业，存在施工人员及施工机具高空坠落事故隐患。

⑥有限空间作业

球罐内的脚手架搭设、焊缝区打磨清理、焊缝无损检测、超标缺陷返修等作业均属于有限空间作业，仅有上下入孔可供逃生。球罐内操作环境恶劣，通风不良，光线昏暗，视距短，吸附在球罐内壁的加臭剂的强烈臭味易引起施工人员头晕甚至窒息。

⑦用电安全

由于开罐检验时使用很多电气设备，若电气设备漏电或接地不好，易造成触电事故。

⑧高温天气施工

为尽量降低对供气的影响，开罐工作一般选在用气负荷较低的夏季进行，高温天气对开罐检验的施工及管理人员都是严峻考验。

⑨天然气直接置换

当采用天然气直接置换法时，在充气过程中球罐内必然经历天然气的爆炸极限范围，再考虑到混合不均匀性，监测点天然气体积分数在45％以下均应视为危险体积分数，只要达到点火能，极易发生爆燃。为了消除爆燃隐患，只有杜绝点火源的存在。

5　开罐检验风险控制措施

开罐检验工作专业性强，技术要求高，持续时间长，超标缺陷返修难度大，涉及的单位、部门、人员众多，协调和管理难度大，质量控制严格，现场安全监督难度大，是一项复杂的系统工程。应从技术措施、管理措施两方面控制开罐检验风险。

5．1　技术措施

(1)在打开上下入孔之前，必须用盲板将球罐进、出气管道堵死，防止天然气从管道进入球罐。

(2)在开罐放空(点火)前，以书面形式告知球罐所在地街道、社区以及当地消防、公安部门，并在球罐附近居民区张贴告示，并在媒体上进行公告。说明球罐开罐放空(点火)相关事宜，尽量减少附近居民的恐慌，杜绝谣言散布。

(3)为了防止球罐内FeS粉末自燃，在打开球罐上下入孔后立即用水冲洗球罐内壁。

(4)由于加臭剂大量吸附在球罐内壁，进入球罐内的施工人员必须佩戴呼吸器。

(5)杜绝一切点火源。进入罐区的人员，一律不得携带火种以及穿着带铁钉的鞋、化纤类工作服，车辆要安装阻火器。

(6)高空作业人员必须体检合格，不适于高空作业的人员严禁从事高处作业。高空作业人员须佩戴安全帽、系挂安全带和穿工作服、防滑鞋，工具放在工具套内，防止高空坠落。脚手架、跳板及护栏搭设必须牢固，经过验收合格签字确认后方可进行高空作业。

(7)当进行球罐内的有限空间作业时，罐顶的大功率轴流风机应不间断强制排风，以确保球罐内通风良好。球罐内的照明灯具采用12 V安全电压，并采用防爆开关和防爆灯具。确保球罐上下入孔畅通。

(8)喷砂除锈时，施工人员必须佩戴好防护眼镜和口罩，喷砂产生的噪声会损伤听力，须戴好耳塞。

(9)在防腐油漆喷涂作业时，施工人员必须戴口罩和防毒面具。其他工种施工人员必须远离喷涂区域，不能动用明火。当喷涂施工人员感到头晕、头疼或酒醉感时，说明已轻微中毒，需要及时离开现场，呼吸新鲜空气，并接受救护。

(10)夏季高温天气作业时，必须安排好工作时间，做好防暑工作。错开每天的高温时间，实行轮班制，一次连续作业时间不得超过2h。做好防暑工作，现场提供绿豆汤、藿香正气液等消暑清凉饮料、药品。

(11)球罐投产置换时若采用天然气直接置换法，必须将管道吹扫干净，杜绝罐内出现点火源，严格控制进气流速，用时间换取安全。

(12)罐区操作工具要采用防爆型，检测球罐接地电阻，确保罐体接地可靠。

5．2　管理措施

①成立开罐检验工作领导小组，明确各单位、部门职责和分工，做到各司其职、各负其责。

②编制开罐放空(点火)方案、防腐施工组织方案、投产置换方案、进度计划、安全措施及应急预案。编制完成后，请与开罐检验的有关单位和部门参加讨论，完善优化方案。做到开罐检验工作按照方案按部就班、有条不紊地进行，不会因紧急情况而忙中出错。

③开罐检验区域必须设置警戒线，封闭施工，进出开罐检验区域的相关人员必须办理出入证，持证进出，加强门卫管理。

④对参加开罐检验的操作人员进行安全培训教育，了解开罐检验存在的风险和控制措施，严格落实各项安全制度和安全操作规程。

⑤做好开罐检验过程的安全监督工作。派专人进行安全监督，在现场配备灭火器等消防及应急器材。

⑥开罐检验要求参加单位和部门必须统一行动，服从指挥，令行禁止，必须遵守各项规章制度和开罐检验的各项规定，严格遵守操作规程。对违反规定的人员，须按照相关制度予以经济甚至行政处罚。

 

参考文献：

[1]林增平．液化石油气储罐的开罐检验与工艺改造[J]．煤气与热力，2007，27(2)：7-8．

[2]王良君．液化石油气储罐开罐检验的危险因素分析及安全控制措施[J]．城市燃气，2008(6)：12-l5．

[3]陈全树，王继武．天然气球罐置换方案初探[J]．化工之友，2006(10)：10-11．

 

本文作者：王继武  陈星明

作者单位：重庆燃气集团股份有限公司