重锤式切断阀 顶部薄弱设计 不绑定安全围堰 大型液氧液氮贮罐安全防灾新解
■ 中国气体安全技术委员会 马大方
随着国民经济的快速发展，为了满足钢铁、石化、煤化工等行业的需要，空分行业也迈入跨越式大发展，配套的大型液氧液氮贮罐数量越来越多，单罐容积大，一般都在
液氧是强氧化剂，遇可燃物极易燃爆。液氮汽化是窒息性气体，对人员有很大伤害。液氧和液氮在标准状态下又是－
大型液氧、液氮贮罐从设计、施工安装到运行使用，必须以安全为核心，考虑周到，慎之又慎。可靠的强度设计、周密的绝热设计和完善的安全设施仪控设计是安全的前提。提高施工质量，加强施工监理是安全的关键。完善规章制度，规范运行管理，提高人员素质是安全的保障。
重锤式切断阀，
阻止外泄隐患
深究一步，如果内罐排液口有快速切断阀，而且能就地或远程遥控操作，大量液氧就不会外泄，事故就不会扩大化而形成灾难。
大型液氧、液氮贮罐排液，一般在内罐底靠中心处设置两个排液口，两根排液管垂直向下，穿过内罐底板，负荷分配板、泡沫玻璃砖绝热层，外罐底板和贮罐基础到达罐外空间。两根排液管分别在罐外有阀门控制，阀后联通。连通液体管道再分支去低温液体泵或槽车充装，供用户使用。
为了保障安全，两个重锤式快速切断阀就应该分别垂直设置在内罐底两个排液口，关闭靠自身重力，开启靠垂直牵引的钢绳，钢绳垂直穿过内、外罐顶气动控制，给气打开，泄气自动靠重力快速关闭。重锤式快速切断阀和牵引钢绳均应为不锈钢材质，抗低温液体冷冻。两个重锤式快速切断阀配两个排液通道，双保险，如果一个有故障，不影响正常使用。
两个重锤式快速切断阀，除了它的正常工艺功能外，最重要的是其安全功能。当贮罐排液管线或阀门发生事故时，可通过现场仪表盘紧急关闭按钮或主控室远程操作，将该阀门紧急快速关闭，防止低温液体大量外泄，避免事故扩大和满罐液体外泄的灾难性事故发生。
鉴于上文介绍的两起事故教训，随着国民经济的发展，尤其是煤化工的快速发展，大型和特大型空分装置配套的大型液氧、液氮贮罐的应用越来越多，分布越来越广，想要百分之百杜绝排液管道及阀门事故，完全消灭操作失误，过于理想化，难以做到。所以，大型液氧、液氮贮罐在内槽排液口必须设置重锤式快速切断阀，且纳入设计制造规范，以保设备本质化安全。
另外，为了杜绝上述第二个事故的发生，加强槽车充装监管，在充装现场需要设置牢固的防撞防拉桩，防止槽车司机误操作拉断充液金属软管，损坏阀门，避免大量液氧液氮外泄重大事故的发生。
国内也有重锤式快速切断阀的成功使用案例。武钢气体公司现有
罐顶巧妙设计，
减小事故灾难
虽然这起事故损失巨大，设备报废，但未伤人。该类型事故有一个特点：爆炸贮罐内、外顶盖全掀飞，内存低温液体均全部爆破汽化，而内罐底部尚完好，无液氧或液氮在下部外泄，未造成周边人员伤害和设备损坏的更大次生灾害。这是否给人们一个启发，大型液氧、液氮贮罐顶盖可以设计成薄弱结构，在发生爆炸事故时可以泄压，避免大量低温液体外泄而造成更大的灾难性事故。
通过对大型液氧、液氮贮罐强度与结构分析，由于贮液静压和防风载的需要，本来就将罐体设计成下强上弱，所以才会出现上述事故时掀顶而底部尚完好的情况。如果罐体设计者在此基础上再作一些文章，有意识地在内、外罐顶盖作薄弱设计，如顶盖某处厚度更薄或增加爆破膜安全装置等，发生爆炸事故时可靠泄压是可能的。这不仅不会造成大量低温液体底部外泄的更大灾害，而且事故后贮罐也不会报废，更换或修复顶盖的损失要小得多。
对于大型液氧贮罐，这个设想更为必要。因为液氧中有乙炔等碳氢化合物是会引发化学性爆炸的，而且化学性爆炸是连锁、支连锁化学反应，速度非常快，事故瞬间发生，诸如安全阀、呼吸阀、放空阀等安全装置是来不及动作的。如能将此设计在内，外罐顶盖某个部位为薄弱部位爆破泄压，保住罐体，液体不在底部大量外泄，只是向上汽化损失，这是安全、经济、合理的措施。据了解，国外同行已有这种设计理念与实践。
液氧液氮贮罐罐区
无需与安全围堰绑定
在GB16912—2008《深度冷冻法生产氧气及相关气体安全技术规程》国家标准修订中，曾有人提出液氧是超低温氧化剂，液氮汽化是超低温窒息性气体，大量液氧、液氮外泄，会造成人员伤害、设备损坏的灾难性事故，大型液氧、液氮贮罐具有重大危险性，因此其四周应像大型油罐一样设置安全围堰，围堰内容积应容下最大贮罐满罐泄漏量。随后，经过大量的考研和调查分析，专家们一致认为大型液氧、液氮贮罐区可不设防泄漏安全围堰，故在GB16912修订中未提出设置安全围堰的要求。
从理论到实践，通过多方研讨和多年实践经验，业内专家认为大型液氧液氮贮罐的罐区可不设置安全围堰的具体原因有以下几点：
一是液氧是强氧化剂，它只助燃，本身不是可燃物。液氮汽化是窒息性气体，还能灭火。液氧、液氮是超低温液体，标准状态下的沸点分别为
二是贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的安全生产方针，做好大型液氧、液氮贮罐本质化安全工作。提高贮罐的设计、制造、施工和运行质量，特别是在内罐底部排液口设置重锤式快速切断阀和顶盖设计为薄弱结构事故泄压，防止液氧、液氮大量外泄事故是有保证的，罐区不设安全围堰也是可行的。
三是液氧、液氮贮罐往往是大规模氧站的后备系统和集中供气、对外销售的重要设施，罐区经常有低温液体槽车进出，贮罐向槽车充液或槽车向贮槽输液的来往频繁。由于低温液体极易汽化的原因，槽车必须靠近贮罐，若设安全围堰，这些作业将很难甚至无法进行，严重影响生产运行。
四是罐区围堰占地面积很大，会给氧站总图布置带来很大困难，而且极不经济。
五是根据国内外生产实际情况，大型液氧、液氮贮罐设置安全围堰在国内外的方案都还不成熟。
六是特殊情况下要求罐区作安全围堰，或者考虑在液体外泄时向安全的低处导流避害，这都是特殊个案作法，而且还要采取抗冻措施，防止低温液体冻坏设备设施。具体情况需要区别对待，但不应纳入设计规范执行。
另外，对已经投入正常运行生产的大型液氧、液氮贮罐罐区增设安全围堰，是否可行？业界专家们的基本共识是“几乎不可能”，原因是总图布置已定型，围堰无处可加；没有针对液氧、液氮贮罐的罐区设置防火堤或围堰的建造规范和技术要求，对防冻材料选择、造型与结构、强度计算及稳定验算等均不明确；若围堰内存满一大贮罐（可能超过