承压类特种设备的安全性分析

由液化气体汽车罐车安全阀泄漏事故引发的改进设想

王泉生

陕西省锅炉压力容器检验所

1　前　言

压力容器上设置安全阀的主要目的是在超压时通过安全阀的自动开启，以规定的安全泄放量排放介质，以达到防止压力容器超压运行的目的。目前，液化气体汽车罐车安全阀普遍采用的布置方式是：在罐顶设置内置全启式弹簧安全阀。我们在定期检验中，时常遇到安全阀弹簧断裂的现象，有些安全阀弹簧投入使用不到两年，有些阀簧则运行不到一年就断裂成二至三节甚至更多，构成液化气体汽车罐车泄漏的安全隐患，严重危及罐车和道路交通安全。另外，汽车罐车在运行过程中，因交通事故撞坏安全阀导致液化气泄漏的现象也时有发生，例如：2005年6月15日发生在陕西杨凌的一起汽车罐车交通事故，由于载有液化石油气的汽车罐车误入限高较低的铁路涵洞，罐体顶部安全阀与涵洞顶部相撞，载满液化石油气的罐车卡在铁路涵洞内，致使液化石油气大量泄漏，导致我国铁路大动脉——陇海铁路线停运11小时，造成了巨大的经济损失。所幸当时事故处理及时、措施得当，事态得以控制，未引起闪爆事故，否则后果不堪设想。因此，如何把液化气体罐车安全阀意外泄漏的安全隐患降到最低是一个值得深思、亟待解决的问题。

2　不安全因素分析

目前在用液化石油气汽车罐车的安全阀存在的不安全因素主要表现在两个方面：一是罐车行驶途中，由于安全阀阀簧意外断裂，突然失去应有的密封力而导致液化气体泄漏。这种状况下押运人员爬上罐车顶部处理时，身处不断喷射的液化气体之中，存在极大的人身危险，如介质为液化石油气随时有闪爆的可能，而且由于液化气体不断向外喷射，给压紧安全阀阀瓣顶丝的操作带来很大困难；二是罐车顶部的安全阀是整个罐车的最高点，且安全阀前部未设置任何防撞击的保护装置，在类似上述的“6.15”交通事故中，势必造成安全阀首先受到冲撞，安全阀的安装密封面或阀杆直接受到破坏，从而导致液化气体大量泄漏而酿成重大安全事故。

3　改进设想

要解决目前在用液化石油气汽车罐车的安全阀存在的这两个不安全因素，笔者认为，实施下述三个设想之一即可解决。

设想一：将现行的安装在罐顶的安全阀改为在罐体顶部中间部位（或稍靠前部位）。根据罐体安全泄放量要求开设泄放口，并通过符合通流面积要求的弯头、球阀、接管引至罐车尾部稍低位置，罐车尾部设置一作业箱（类似现行低温罐车的尾部作业箱），将安全阀安装在罐车尾部作业箱内的专用阀座上，泄放接管接至安全阀座，作业箱同时也起到保护安全阀的作用。此类结构建议采用外置全启式弹簧安全阀。球阀设置在罐顶的泄放口处并在运行中保持常开（可加铅封）。在泄放口前部焊接钢制防撞击保护装置（可采用钢板制成U形结构焊接在泄放口前），保护球阀、接管等不受撞击。这样不仅可防止安全阀受撞击，而且在安全阀因断簧而意外泄放时，押运人员可在远离液化气体泄漏部位的汽车前部上罐顶关闭球阀，故障排除操作的安全性和可靠性均得到充分保障。结构示意如图1所示。(www.xing528.com)

图1

设想二：将现行的安全阀设置结构改为：在罐体内气相空间设置超压泄放管，从罐体底部将泄放管引出并引至罐体尾部，罐体内部的泄放管应焊接可靠、顶部牢固固定。罐车尾部设置一作业箱，安全阀安装于罐车尾部作业箱内的专用阀座上，保证安全阀不会受到撞击。安全阀可采用外置全启式弹簧安全阀，泄放管接至安全阀阀座，同时可在罐车底部的泄放接管上装设远程切断控制装置（正常运行中常开），在安全阀意外泄放时实施远程切断控制；或者泄放接管从罐体侧下部引出并引至罐尾，在罐体侧下部的泄放接管上装设球阀（正常运行中常开），如遇安全阀意外泄放，押运人员站在汽车侧面就可关闭球阀，实现安全、可靠、方便地排除故障。此结构中罐顶仅需保留一排空工艺口，运行中采用盲板法兰盲堵，该盲板前也应焊接防撞击保护装置。结构示意如图2所示。

设想三：超压泄放装置以两个串联的爆破片取代现行的安全阀结构。超压泄放接管布置建议采用上述“设想二”的两种接管布置方式，罐车尾部设置一作业箱，超压泄放接管引至作业箱内并妥善固定，两个串联的爆破片安装于泄放接管未端。当超压泄放接管由罐体内气相空间穿过罐体底部引出并引至罐体尾部时，可在罐车底部的泄放接管上装设远程切断控制装置（正常运行中常开），在爆破片意外泄放时押运人员可及时实施远程切断控制；当泄放接管从罐体侧下部引出并引至罐尾时，可在罐体侧下部的泄放接管上装设球阀（正常运行中常开），在爆破片意外泄放时，押运人员站在汽车侧面就可关闭球阀，保证故障排除的安全、可靠、方便。

图2

4　结　语

近年来，液化气体汽车罐车所发生的泄漏事故，虽然多为交通事故所引发，但屡屡发生在安全阀的安装密封面或与安全阀阀簧断裂相关。因此本文着重从如何防止安全阀因受撞击而破坏、发生泄漏以及泄漏后如何安全、可靠、方便地排除故障提供几点设想和措施，希望可以起到抛砖引玉的作用，从设计、制造、使用等多方面着手，为液化气体汽车罐车的安全运行提供更加可靠的保障措施。