贵冶50m3液氧贮槽外壳冻裂事故分析与安全措施

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。