導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 化工安全論文>>正文

氟硅酸貯槽事故分析

文檔作者：王躍祖文檔來源：云南省化工設計院有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年10月24日
下載地址：點擊這里	文件大小： 171.17 KB 共3頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預覽 [文件共3頁]

本文件共3頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大?。?71.17 KB 共3頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：粉煤制備過程的爆炸事故分析

上一篇：關于側鉆井事故的預防分析

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

王躍租氟硅酸貯槽事故分析 37
1 概述
氟硅酸貯槽事故分析
王躍祖 云南省化工設計院有限公司 昆明650041
摘要 對氟硅酸貯槽事故進行分析，提出未來設計中的關注點。
關鍵詞 氟硅酸貯槽分析設計關注點
在濕法磷酸濃縮中，氟硅酸貯槽為副產(chǎn)品的
終端設備。稀磷酸在閃蒸室中逸出的二次蒸氣經(jīng)
除沫器分離P 0 酸沫后，含氟氣體進入第一氟
吸收塔用水吸收，吸收得到的氟硅酸進入一氟塔
循環(huán)槽，然后再用氟硅酸泵送到氟硅酸貯槽。在
某磷酸濃縮技改項目中，我院承擔設計一臺氟硅
酸貯槽，設備于2006年1O月完成設計，2006
年12月制作完畢投入使用，當天就發(fā)生事故。
經(jīng)過重新修復后，于2007年1月再次投入使用
至今。
2 設備設計
設備采用鋼襯厚度為4mm的膠板，底部lm
高以下襯一層65mm厚碳磚。在設備底板下，條
型基礎上墊26根工字鋼(18#)，問距400mm。
罐頂采用帶筋拱頂，罐頂與壁板、包邊角鋼焊縫
采用較強的連接結構。整個罐體材料采用Q235
一A，膠板采用預硫化橡膠板。設備總重為
5 1 102kg，其中罐壁和罐頂重為21200kg。氟硅酸
的密度為1083 kg／m 。
設備的設計和制作按《鋼制焊接常壓容器》
JB／T4735—1997。設備制作完成后進行充水試
驗，充水高度等于罐壁高度，持壓時間48h，以
罐壁、罐底無滲漏，無異常變形為合格。設備的
技術特性見表1，管口表見表2。
設備總圖見圖1，罐頂與壁板、包邊角鋼焊
縫結構見圖2。
表1 技術特性
名稱 指標
操作壓力，MFa
操作溫度，℃
設計壓力，MPa
設計溫度，℃
物料
焊接接頭系數(shù)
設計風壓，N／m
地震烈度，度
腐蝕裕度，mm
有效容積，m。
常壓
45
常壓
55
10％ ～18％ 氟硅酸
0．9
350
8
1
520
注：1連接尺寸標準均為HG20593。
2連接面形式均為FF。
3 事故
氟硅酸經(jīng)泵從罐頂打人，泵揚程30m，氟硅
酸進口壓力約2k c 。貯罐投入使用前，雖然
王躍祖：高級工程師。1985年畢業(yè)于武漢工程大學化工機械與設備專業(yè)。長期從事化工設備的設計，發(fā)表論文多篇。聯(lián)系電
話：(0871)3311256。
維普資訊 http://www.cqvip.com
38 CHEM ICAL ENGINEERING DESIGN
圖1 設備總圖
01O086
圖2 罐頂與壁板、包邊角鋼焊縫結構
貯罐的工藝配管已完成，但當時施工進度很緊，
人孔(e1—2)、備用口(c1—2)、出酸口(k)
均未上蓋，設備經(jīng)檢驗后，業(yè)主要求施工單位將
不用的管口均用法蘭蓋封死。施工單位在封這些
管口時誤將放空口d也封死。開車時，當氟硅酸
裝到2／3罐壁高即約4．7m時，罐壁底圈和罐底
板變形。由于工字鋼外緣與罐底板進行間斷焊，
而工字鋼只是放置在土建條形基礎上，故使部分
工字鋼拉彎，部分拉脫。其余罐壁及罐頂基本未
發(fā)生變形，見圖3。
值得慶幸的是事故發(fā)現(xiàn)得早，罐體未發(fā)生大
面積漏酸，只是罐底部邊緣角焊縫有少量幾處在
滴酸。發(fā)生事故后立即將罐內(nèi)的氟硅酸用槽車卸
至另一個貯罐，未造成環(huán)境污染和人員傷亡。
4 事故分析
正常時，設備內(nèi)為常壓。但發(fā)生事故時，所
有管口包括放空口均被封死，當氟硅酸裝人時，
空間內(nèi)的空氣被壓縮，罐內(nèi)變?yōu)檎龎骸Ｒ蚬迌?nèi)氣
圖3 貯槽事故示意圖
體壓力不高、溫度不太低，可視為理想氣體，其
壓力可由理想氣體狀態(tài)方程近似計算：
。一
=?。畆rD2H+
．rrh (r一 )
： +3-14×122z(1100一下122．)
4
= 599008748 cm0
當氟硅酸裝到約2／3罐壁高時，
= 一 ×
2了H
：599008748一—or——x—1 0
—
0
—
0
—
2
× —
2
×700
4
=232675414．7 cm3
V 一： 232675414 ：2．57
．
7一’
罐內(nèi)開始為常壓，事故時壓力升高：
P1=1．033 kg／em。
Pz =2．57 X Pl
= 2．57 X1．033
=2．655 kg／cm (A)
= 1．62 kg／cm (G)
設備內(nèi)氣體壓力由常壓變?yōu)?．62 kg／cm2
(G)。
罐頂在內(nèi)壓的作用下對罐底產(chǎn)生了升舉力，
當升舉力的總和超過貯罐壁和罐頂重量時，會使
貯罐邊緣部分離開地面，造成貯罐底破裂。計算
如下：
內(nèi)壓在罐壁周邊產(chǎn)生的升舉力：
P^XD
F-
：0．25 X 1．62 X 1000
： 405 kg／cm
維普資訊 http://www.cqvip.com
王躍祖氟硅酸貯槽事故分析 39
力：
罐壁和罐頂重量在罐壁周邊產(chǎn)生的向下壓
： 三 三
3．14×1000
= 0．68 kg／cm
因F 遠大于F ，而罐內(nèi)氟硅酸壓著底板，
罐底邊角附近受到很大彎矩，罐頂與罐壁、包邊
角鋼焊縫采用較強的連接，故使罐底板邊緣和罐
壁底部損壞。因發(fā)生事故時，風較小，以上計算
忽略風力作用產(chǎn)生的升舉力。
5 修復方案
發(fā)生事故后，建設單位、監(jiān)理單位、設計單
位和施工單位立即到現(xiàn)場觀察了解，認真對事故
原因進行分析。對設備再次進行核算，原設計罐
壁、罐底板厚度滿足要求；罐頂設有放空口，根
據(jù)氟硅酸泵的輸送量為50m。／h，查《大型貯罐
設計》中表7—19得知，放空口直徑DN100合
理；罐壁上部設有溢流口，溢流口直徑大于酸進
口直徑，設置合理。設備正常使用時，罐內(nèi)不會
產(chǎn)生正壓，液位也不會充至罐頂產(chǎn)生升舉力，設
備安全可靠，故維持原設計不變。
經(jīng)四方會商研究，確定對損壞部分進行修
復，方案如下：
(1)將罐壁底圈全部割除，用新鋼板重新
卷制更換。
(2)將罐底板的變形部分割除，用新鋼板
更換。但更換后鋼板的寬度不得小于1000ram、
長度不得小于2000mm，焊縫問距不得小于
200ram。
(3)將底部工字鋼彎曲部分割除，平直部
分保留，用新工字鋼拼接。拼接后焊縫表面應平
直，不允許有扭曲、突起等變形，具體按原設計
技術要求進行。
(4)底部損壞的橡膠襯里、碳磚移除重襯。
(5)修復完畢后，對焊縫進行檢驗，合格
后再進行充水試驗。
設備修復后，使用至今運行良好。
6 結語
通過此次事故分析認為，對固定頂?shù)某嘿A
罐設計時需注意以下問題：
(1)設置適當?shù)姆趴湛谑种匾?，放空?
應安裝在罐頂靠近中心，以免液面上升后堵塞。
放空口直徑應根據(jù)泵的輸送量決定。放空口在設
備投入使用前最好懸掛“不得封堵”標志。
(2)對貯存易燃易爆物料的貯罐，設備頂
與罐壁和包邊角鋼的焊縫宜采用弱連接，以便罐
內(nèi)萬一超壓，能掀起頂蓋泄壓，減少罐體及罐底
破壞，確保物料不泄漏，避免造成更大損失。對
裝其它物料的貯罐，為防止意外超壓，也建議盡
量做成弱連接。對上述發(fā)生事故的氟硅酸貯槽，
今后改進的措施為將罐頂與包邊角鋼的焊縫焊角
高度由6mm改為4ram，將罐頂與罐壁的焊縫由
開剖口改為不開剖口，取R=5～1O。
(3)罐壁應設置溢流口，溢流口直徑不得
小于物料進口直徑，溢流口流出的酸應與供酸泵
聯(lián)鎖，做到一旦有酸溢流，泵就停止供酸。如果
不設置溢流口，充液至拱頂時，由液壓向上的垂
直分力作用會產(chǎn)生升舉力，再加上風力作用產(chǎn)生
的升舉力，有可能會損壞罐底部邊緣。此時需核
算前兩項升舉力之和是否大于罐頂和罐壁自重，
若大于則需設置地腳螺栓。
符號說明
V 貯罐容積，cm。
貯罐裝酸后上部的氣體容積，cm。
P 裝酸前罐內(nèi)氣體壓力，MPa
P2 裝酸后罐內(nèi)氣體壓力，MPa
D 貯罐內(nèi)徑，cm
H 罐壁高度，cm
h 拱頂高度，cm
r 拱頂球半徑，cm
參考文獻
1 肖衍繁．物理化學[M]．天津：天津大學出版社，
2004
2 化工設備設計全書編輯委員會．大型貯罐設計[M]．
上海：上?？茖W技術出版社，1986
3 化學工業(yè)部建設協(xié)調(diào)司，化工部硫酸和磷肥設計技術中
心組織編寫．磷酸磷銨重鈣技術與設計手冊[M]．
北京：化學工業(yè)出版社，1996
4 JB／T4735—1997，鋼制焊接常壓容器[S]
(收稿日期2008—01—07)

網(wǎng)友評論 more

化工安全論文最新內(nèi)容

03-11