Файл: Брейман, М. И. Инженерные решения по технике безопасности в пожаро- и взрывоопасных производствах.pdf

Хотя о возможности накопления конденсата в факельном ство­

ле давно известно, при проектировании факельных установок это­

му часто не придают должного внимания. На некоторых нефтехи­

мических производствах нижняя часть факельного ствола имеет

необработанный фланец, который закрепляется на фундаменте

анкерными болтами. Через зазор, образующийся между фланцем

факельной трубы и фундаментом, просачивается углеводородный

конденсат, который при испарении создает взрывную концентра­

цию и загорается. Такая конструкция факельного ствола и стоя­

ков особенно опасна при их расположении вблизи технологических

установок и складов сжиженных газов.

На складе сжиженных газов одного нефтехимического предпри­

ятия стояк для рассеивания газов, стравливаемых с предохрани­

тельных клапанов, был установлен примерно в десяти метрах от вспомогательных помещений и сферических резервуаров. Однаж­

ды из-за неисправности предохранительного клапана, установлен­ ного на сферическом резервуаре, произошел выброс парожидкост­

ной смеси сжиженных углеводородов в рассеивающий стояк. Через

зазор в соединении стояка с фундаментом сжиженные углеводоро­ ды вытекали наружу и вокруг стояка образовалось «кипящее озе­

ро» сжиженных углеводородов. Вся территория склада была за­

газована. Только благодаря правильным оперативным действиям персонала удалось предотвратить крупную аварию. При этом пришлось отключить подстанцию, снабжающую склад электроэнер­

гией, и прекратить прием и отпуск сжиженных углеводородов тех­

нологическим цехам завода. Впоследствии стояк перенесли на бо­

лее отдаленное место, при этом в нижней его части приварили

глухое днище. Такое же днище сделали на факельных стволах. Факельные газопроводы следует прокладывать только на опо­

рах или эстакадах. Подземная прокладка факельных газопроводов

создает большие затруднения в эксплуатации и повышает опас­ ность для всего производства. Это подтверждается примерами из

производственной практики.

На одном нефтехимическом предприятии факельная установка была расположена примерно на расстоянии 700 м за ограждени­ ем заводской территории. Участок факельного газопровода низко­

го давления диаметром 500 мм и длиной 50 м от технологической

установки до сепаратора был уложен на заводской эстакаде ма-

териалопроводов. Следующий участок факельного газопровода

длиной 300 м (в пределах территории предприятия) смонтирован

на низких железобетонных опорах. За территорией предприятия до границы факельной установки трубопровод был уложен в грунте

на глубине около 2 м, а по территории факельной установки до фа­

кельного ствола — на низких железобетонных опорах. Участок фа­

кельного газопровода, уложенного в грунте, представлял по су­

ществу огромный «мешок», в котором, даже при нормальной

эксплуатации производства, мог накапливаться углеводородный конденсат.

166

При аварийном сбросе из технологических установок большого

количества газа углеводородный конденсат из подземного участка

факельного газопровода выбрасывался на факельный ствол и из него разливался и горел на всей территории факельной установ­

ки.

Для периодического дренирования конденсата на подземном

участке факельного газопровода имелся дрип, выполненный в ви­ де расширителя диаметром 800 мм. Однако пользоваться этим

дрипом, расположенным на незастроенной территории, практиче­

ски было невозможно. В процессе освоения нового производства,

когда подземный участок факельного газопровода неоднократно

заливался углеводородным конденсатом, его освобождали следу­

ющим образом: раскапывали грунт вокруг дрипа, к нижнему его

штуцеру подсоединяли резиновый шланг и передвижным насосом

откачивали жидкость. Откачку жидкости производили передвиж­

ным насосом с двигателем внутреннего сгорания, так как побли­

зости не было источника электроэнергии. Откачанную жидкость

сбрасывали непосредственно в поле, поскольку в районе располо­

жения дрипа не было ни водопровода, ни канализации. Такой спо­

соб дренирования углеводородного конденсата противоречил эле­

ментарным требованиям техники безопасности.

Подземный участок факельного газопровода был уложен без парового спутника. Однажды в зимнее время, при очередном ава­

рийном сбросе контактного газа с установки каталитического де­

гидрирования бутана, вода из гидрозатвора попала в факельный

газопровод, на второй день после этого аварийного сброса газа обнаружилось отсутствие проходимости в газопроводе. Вода в под­

земном участке факельного газопровода замерзла. На заводе созда­

лась аварийная ситуация. По условиям безопасной эксплуатации производства следовало немедленно остановить технологические

установки, связанные с данной факельной системой низкого дав­

ления. Однако это повлекло бы за собой останов всего завода, что было нежелательно, в особенности в зимних условиях. На заводе

отсутствовала схема взаимозаменяемости факельных линий низ­ кого и высокого давления. На отогрев трубопровода потратили не­

сколько суток. При этом завод продолжал работать с пониженной нагрузкой на сниженных технологических параметрах, с выполне­

нием дополнительных мер безопасности.

При очередном останове завода на капитальный ремонт заме­

нили малообъемные сепараторы и смонтировали после сепарато­ ров шунтовую линию для факельных газопроводов низкого и вы­ сокого давления.

Эксплуатация подземного участка факельного газопровода низ­ кого давления осложнялась отсутствием сеператоров после гидро­

затворов установок дегидрирования бутана. По существу, сепара­

тор объемом 5 м3, установленный на факельном газопроводе низ­

кого давления, выполнял одновременно и роль каплеотбойника

для контактного газа. Сепаратор не соответствовал своему назна­

167

чению не только из-за малого объема, но и неудачно выбранного

места расположения.

Поскольку сепаратор был установлен в 50 м от технологиче­

ской установки, контактный газ при аварийном стравливании

практически не успевал охлаждаться и из него не конденсирова­

лись более тяжелые углеводороды. Конденсация углеводородов на­

чиналась за сепаратором и конденсат скапливался в подземном

участке трубопровода.

Непосредственное аварийное стравливание газов с гидрозатво­ ра в факельную систему в некоторых случаях может привести к

Рис. Ш.7. Схема факельной системы низкого давления для аварийного сбрасы­ вания газов с технологических установок:-

/ — сепаратор установки А; 2 —сепаратор установки Б; 5 — гидрозатвор установки А.

нарушению гидростатических условий работы гидрозатвора. В под­

тверждение приводится пример из производственной практики.

На одном нефтехимическом производстве была смонтирована

факельная система низкого давления для аварийного сбрасывания

газов с технологических установок А и Б (рис. III. 7). В процессе освоения производства подключили к факельному газопроводу

технологическую установку В, с которой стравливались газы при

подготовке насосов и аппаратов к ремонту. В связи с незначитель­

ным количеством стравливаемых при этом газов и периодическим

зультате негерметичности запорной арматуры на работающем на­

сосе большое количество сжиженных углеводородов попало в

магистральный факельный газопроводи, распространяясь по трубо­

проводу, они стали заполнять гидрозатвор 3 установки А. C гид­

168

розатвора 3 сжиженные газы попали на прием компрессора, соз­

дав тем самым аварийное положение на производстве.

Во избежание повторения подобных нарушений срочно отклю­ чили систему стравливания газов из установки В. При очередном

останове завода на капитальный ремонт на факельном трубопро­

воде из установки В установили сепаратор, а также изменили ме­ сто врезки цеховых факельных трубопроводов в магистральный газопровод с установок А и Б.

Из изложенного вытекает небходимость продуманных решений

отвода конденсата при проектировании и эксплуатации факель­ ных систем. Должны быть предусмотрены малейшие возможности скопления конденсата в газопроводах и определены ¡меры предот­ вращения образования вследствие этого аварийных ситуаций.

ГЛАВА 2

ВЗРЫВЫ В ФАКЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ И НЕКОТОРЫЕ МЕРЫ ИХ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

Когда факельная система находится в статическом состоянии и поток газов к факелу либо отсутствует, либо очень мал, а систе­

ма, включая стояк факела, заполнена газами малой плотности по воздуху или газами с относительно высокой температурой, тогда разность давления внутри факела у его основания по сравнению

с атмосферным давлением может оказаться примерно около

50 мм вод. ст и более и создать вакуум внутри системы. При на­

личии вакуума в факельной системе проникновение в нее воздуха

вполне вероятно. Поэтому факельная система должна быть газо­ непроницаемой во всех узлах. Ее не следует открывать для ремон­ та во время действия дежурной горелки.

Другой путь проникновения воздуха в факельную систему и особенно в стояк факела открывается тогда, когда вертикальный стояк факела заполнен газами, которые легче воздуха, при нали­ чии слабого потока в факельной системе или при полном его от­ сутствии. В этом случае легкие газы не задерживаются внутри

стояка факела и замещаются воздухом посредством противотока.

По мере того как газы улетучиваются, воздух затекает в стояк.

Для предотвращения проникновения воздуха в факельную си­ стему осуществляют постоянную подачу газа в систему. Подавае­

мые газы называют «выметающими». В качестве «выметающих» газов можно использовать любые газы, которые ни при каких ус­

ловиях эксплуатации факела не достигают «точки росы». В произ­

водственной практике для этой цели используют азот, «сухой» аб-

газ или природный газ. Водяной пар совершенно непригоден в ка­ честве «выметающего» газа, поскольку при определенных условиях

он может конденсироваться.

169