CN1281961A - 液化气储罐及阀门的安全构想、设计与防患措施, - Google Patents

Abstract

本发明属石油化工工程技术领域(F工程),是对液化气及其它易燃易爆液态物的防漏、观测、报警等储、运、用方面的一个综合防护系统。该系统以防为主,层层设伏,有备无患,有易易除,力图从根本上解决液化气的储运、用的安全问题。其中:储罐:内设管道,如人体有“骨”、“皮”、“脏器”,形成一个循环冷却、转移系统,可简便有效地控温、降压、阻燃、防爆;保险阀门;双阀多级保险,可轻而易举堵住各种漏气;液位计:用管道观测,罐内液体一目了然;水罩:察丝毫漏气,一望便知;报警:用漏气推力自动接电,喊叫不停。

Description

液化气储罐与阀门的安全构想 设计与防患措施

本设计构想与措施属石油化工工程技术领城(F工程)，力图通过多种发明和创新设计，解决液化气及其它易燃易爆液态物的储、运、用的安全问题。

我们知道：液化石油气又叫液化烃，俗称：“液化气”、“油气”等。它是石油化工业的副产品，是一种主要由炳烷、丁烷、丙烯、丁烯等低分子碳氢化合物密闭、压缩、罐装成的一种液态新型燃料。

液化气燃烧迅猛，燃烧时，产生的热量大、温度高，用眼观察几乎没什么烟尘，对环境污染小。比起煤、电来，它是一种既能提高生产效率，又有利于保护环境、改善人们生活质量的高效、节能、清洁而又方便、经济的燃料。由于液化气有上述众多优点，因此它其实早已被世界各国先后研究、开发和广泛应用于人们的生产和生活中，并已为人类作出了许多贡献。

但是，液化气也有许多要命的“缺点”：汽化时扩散速度快；闪点低，为-77℃-108℃；爆炸浓度范围宽，按体积比一般在1．5％-12％左右。它无影、无形、无嗅，无孔不入，能迅速从瓶、罐、管道的破损缝隙中钻出混合潜伏于空气中，使人不易察觉；它易燃易爆，脾气比阿拉伯民间故事中那个，揭开锡封后，从瓶中窜出来升至半空的巨大恶魔，更阴险、凶残、爆烈，且又象中国传说中的无常一般，突然袭来，冷不丁地就取人性命，让人防不胜防。因此，可以说，一部液化气的开发、应用史也是一部悲惨的血泪史。长期以来，尽管人们绞尽脑汁对其进行防范，但在开发、储运和使用液化气时，仍总是灾祸不断……直至现在，油气火灾仍严重危害着人类及其赖以生存的自然环境。只就去年(1997年)以来的情况看：

4月15日，沙特阿拉伯王国的麦加圣城液化气泄漏死1000多人；

7月11日，泰国帕塔亚市宗天大酒店液化气泄漏引起火灾死亡90人，经济损失4000万美元；

9月14日，印度彼雅卡炼油厂液化气储罐爆炸，大火烧了三天三夜，死亡34人，伤100多人，15000人被迫避难。

(据重庆《消防科技报》1998．1．18)

6月27日，北京东方化工厂乙烯储罐爆炸，烧毁储罐17个，储料19257吨，死8人，伤40人，经济损失1．17亿元；11月13日，哈尔滨市液化气充装爆炸，死16人(其中女姓11人)(以上资料据《消防科技报》1998．2．8)

今年(1988年)3月5日，我国西安“3．5”石油液化气罐连锁大爆炸，烈焰达100多公尺高，牺牲11人，伤31人，损失惨重，令人震惊和心痛。据《消防科技报》、《文摘周报》等报所载情况看，当日下午16时就已发现一储罐根部阀门漏气，直至18时45分配电房爆炸，其间职工和消防官兵用冰封水冲的方法奋勇抢修阀门近3个小时仍未成功，终至引起几个大型储罐和罐与罐的间距(3米)太近外，首先那400立方米球罐根部阀门漏气当数罪魁祸首。这应是最直接原因。其后，400多名官兵用40多辆消防车奋勇扑救40个小时火仍未熄灭，这足以说明我们在消防灭火技术上也存在问题。

改革开放以来，随着我国社会主义现代化建设突飞猛进的发展，液化气燃料已被广泛使用，且已进入千万百姓家。如果我们不在防范上狠下功夫，那么液化气不仅不能很好地为人民造福，相反还随时都会给国家和人民造成不可估量的损失。江泽民主席曾指出：“隐患险于明火，防范重于救灾，责任重于泰山”。由此看来，民用液化气及国防、航天等方面所需一切易燃易爆液态物的储藏、运输、使用安全应是摆在我们面前须亟待解决的一个重大课题。

“天下兴亡、匹夫有责”，为此，我翻阅了不少资料，了解了液化气的种类、成份、特性，经过近两个多月的反复思索琢磨后，对易燃易爆液化气储罐及其阀门的制造、安装、储藏设置等方面作出了以下新的构想和设计：

一、阀门的安全设计与平时的防范保险措施

阀门是个小玩意儿，但它稍有问题就会出大屁漏。

液化气储罐起火爆炸，多因阀门漏气引起。液化气闪点低，极易挥发，无色无嗅、扩散快、无孔不入，一遇火星便立即爆炸燃烧，真是防不胜防。为此，美国在航天器上设计配备了1301气体灭火器和高性能火灾监控装置。这虽然起到了很好的防范作用，但几年来美国航天器上的六次未遂火灾足以说明他们也未在杜绝阀门泄漏上进行较多的考虑。(据《消防科技报》98．4．18)因此，从目前情况看，杜绝阀门漏气是急需解决的非常重要的问题。特别是大型储罐根部阀门，由于内部压强大，石油液化气中又含少量硫化物而具腐蚀性，现行所用阀门又都是单阀门，造得再结实也经不住经常关启磨损，因此长时间使用后必然会关闭不严或阀体断裂，压母脱出而漏气。这种少量漏气便存在着巨大危险。

我作为一名普通教师，出于对祖国的热爱，对人民生命财产的关心和希望我国的科技赶超世界先进水平的强烈愿望，我以微薄的力量如同用中草药治疑难杂症一样，设计了一种可续接组装和折卸的保险阀门。(见图1)(一)保险阀门

1．结构与作用：此种保险阀门是由前后两个阀门通过阀体上的螺纹连接起来，再用外套管保护固定所形成的一个统一整体。其中前一阀门可常用，称“常用阀门”也称“前阀门”；后一阀门的压母、垫圈造得更厚实，平时保持崭新完好状态，只在前面常用阀门漏气难堵或近处出现火险等危急情况时才使用，称“保险阀门”，为叙述方便、清楚，也称“后阀门”。本来，后阀门”才是真正意义上的“保险”阀门，但是因它离不开常用阀门平时在前面的“冲锋陷阵”和“自我牺牲精神”，前、后阀门相辅相成，共同发挥作用才能真正保险，所以也应称由它们组成的统一整体叫做保险阀门。由于后阀门制造特别，又“养兵千日，用兵一时”、崭新完好，以逸待劳，因此危急时刻，它定能在“长坂桥上建奇功”，起到“一夫当关，万夫莫开”的巨大作用。

前、后阀门由不锈钢阀体、弹簧垫圈、珠簧垫圈、输液管、输液管上的弹簧、挡板、底盘和弹簧缸螺栓组装而成。(见图1)，其中，弹簧垫圈可将密封垫圈(图中黑色方块)固定，使之不随输液管上下移动，且不易磨损。珠簧垫圈设计了两种，均可减少常用阀门旋动时与输液管之间的摩擦。其中第2种由压垫环片，垫圈、穿孔螺栓、弹簧螺栓组成，制造、安装都较为简便些。见图1-2

保险阀门要确实能够起到最可靠的保险作用，还必须有与之相配套的罐壁管孔设计及观察是否漏气的装置。(见图1-1)该设计中，保险阀门外套管的安装为顶端插入式，由加固盘托住外套管后与罐壁的螺纹连接。外套管顶端的弹簧垫圈可阻挡罐壁孔与后阀门螺纹连接处可能出现的漏气。

2．材料与制造

保险阀门的阀体、弹簧缸栓、输液管及其压母、压盘、弹簧挡板均应用质地坚韧、完全能抗内压而不至断裂，且耐腐、耐油的不锈钢管、材制造。其密封垫圈应用耐油、耐腐、耐磨、厚实、抗压的橡胶或优良塑料制品。如氯丁橡胶等。输液管上的弹簧在坚韧、耐磨、耐腐和承压力方面也都应优于一般阀门所用弹簧。输液管上的压母因其主要是承受罐内液气向下的压力，所以压母和管体可用螺纹连接的方式，安装时将压母旋紧后再焊牢就行了。阀门的各部件在制造时均应层层把关，严格检查，保证质量，以免留下不可饶恕的隐患和带来灾难性的恶果。

3．安装方法

由于阀门是关键部件，因此安装前后均还应仔细检查各部件的质量，看是否有意外损坏。然后按下列顺序和方法进行安装：

①珠簧垫圈2的安装

a、将螺钉穿过压垫环片、密封垫圈和圆柱螺栓后套上弹簧，并用小螺栓片固定螺钉尖端。

b、利用圆柱螺栓上面的小孔将圆柱螺栓旋入口面有螺纹的阀体孔内，使阀体和栓体的顶部成一个平面。

c、将滚珠装在压垫环片上。

②前阀门输液管的安装

a、将输液管套上装好弹簧垫圈的上螺栓后，用安装筒(图1-4)将其旋入阀体管内至既定位置。

b、将一圈或几段细钢丝填入螺栓下面阀体的螺纹沟里，再用焊锡焊住钢丝将螺栓固定。

c、以同样方法固定下螺栓。

③保险阀门的安装

a、将装好输液管的前阀门上端套上垫圈后与后阀门螺纹连接。

b、在装好弹簧垫圈的外套管上端套上加固盘后再旋上保险螺帽。将前阀门由下向上装入外套管内，并用下面的几圈螺纹固定。

c、将套着加固盘的保险阀门顶端和外套管顶端一齐旋进罐壁孔内。

d、将加固盘向上旋紧在罐孔壁上，同时也压紧了外套管上的弹簧垫圈

e、装上水罩。注意水罩内别忙盛水，保持干燥。

④试漏

a、在清洗干净的罐内装入净水。净水对罐壁及阀门(关闭)的压力略超过盛液化气时液化气对罐壁的压力。

b、透过玻璃钢水罩观察罐、阀门是否有水浸出。若无丝毫的水浸出，再试前、后阀门的性能。且确认阀门不漏，且开关自如可靠和保险后再放出全部净水，让罐、阀水干后待用。此种测试方法是一种土办法，但安全、节约。设计者欢迎采用其它更好的办法测试

4．使用方法(见图1)

①“平时常用阀门当家，急时保险阀门出马。”这是保险阀门使用时应牢记的口诀。常用阀门可随时更换，平时只用常用阀门(前阀门)，而让保险阀门(后阀门)始终处于崭新完好状态，以防多次使用而磨损漏气。否则，就不能保险了，也就不可以叫“保险阀门了”。

②顺时针方向旋动开关A(前阀门阀体)，便可开启后阀门(保险阀门)。后阀门开启后，平时一般情况下不要关闭，以防蘑损。为防不注意而经常旋动开关A，应用栓钉穿过保险螺帽将开关A(前阀门阀体)固定。

③顺时针方向旋动开关B，则常用阀门开启；相反方向旋动开关B即可将常用阀门关闭。

④C为续接管，可续接管道或瓷喷头。若续接管道，则C在一般情况下固定不动；若续接瓷喷头，则可将B栓在C处，让B、C一起在A下面上下旋动(开和关)。

⑤若遇紧急情况必须关闭根部保险阀门时，只需抽出保险螺帽上的栓钉，向下旋动A(反时针方向旋动前阀门阀体)，则崭新完好，坚韧厚实的保险阀门将自动关闭。

⑥水罩的出气孔上可安装液化气报警器，这样不仅可直观地、而且自动地、及时地告诉人们罐是否漏气。(见图3)

⑦若从水罩中发现罐根部漏气，可立即卸下水罩，向上旋动加固盘，则可压紧外套管上的弹簧密封垫，漏气必止。若使用次数多了，因弹簧垫圈老化磨损而漏气，也不必惊慌，只需继续旋紧加固盘和保险螺帽就行了。因为加固盘和保险螺帽内都还有一个保险垫圈将发挥“后备军”的作用。待罐内液用尽，就需在无星点明火的环境下，用科学方法清洗储罐。待无毒、无可燃气之后更换弹簧垫圈和保险垫圈，并对罐、阀作全面检查。若发现根部保险阀门稍有腐蚀破损也应更换。

仍需指出的是，保险阀门虽然保险，但世上没有绝对的一层不变的东西，因此须定期和罐空时对罐、阀作全面检查。

(二)多级保险(见图2)

由于液化气危险性大，若只用一组根部保险阀门，因其所处位置就在罐底，所以使用时如同点炮眼一般仍会叫人胆战心惊。为提高保险系数，我设计了阀门的管道网多级保险。

如图2所示，以1000M3球罐为例，在远离根部保险阀门(一级)约7．5米外加接一组保险阀门(二级)后再使用，因它的位置已在罐体直径以外，且万一它漏气难堵时，还可跑6-7米远迅速关闭根部保险阀门(一级)中的常用阀门。若此常用阀门也因磨损而漏气，则它后面的保险阀门就可以“出马”“当关”使之化险为夷而确保平安了。它应该如泰山般地挡住一切的漏气。

使用二级保险就象有两支伏兵把守险关，这比只使用一级安全得多。若我们再续接第三级保险阀门后，使用起来就更安全了。由此推而广之，便可在通向各厂房、用户的油气或一切易燃易爆的液化气管道网上加设总保险阀和分保险阀后再使用，那就可以不要家用液气罐了。这样既可省却手拉肩扛之苦，又可避免小型罐装充气、漏气之险和一切运输途中的磕碰碰了。

(三)管道铺设与自动报警。若使用管道网多级保险，其管道的控温、防盗、防破损、自动报警及通讯畅通就又必须全面解决。特别是由于液化气易挥发、扩散，无影无形无气味，又无孔不入，有如无常般突然降临就会取人性命、祸害人间，因此报警器就显得十分重要。

管道控温可埋于地下30-40CM深处，过道处可用水泥管套装保护，使其如蚯蚓穿行般尽可能不露干地面即可。地面管道涂隔热防火材料置于阴凉的墙根和沿背阴的墙角入室就行了。从总体情况看这样处理管内温度是不会升高多少的。国家埋设的大型输气管道已证明了这一点。

管道将油气送到千家万户，若一处漏气而未及时发现，其危险性比小型罐还大。因此，必须设计出相应的液化气泄漏报警器方能采用管道送气的方式。为此，我在前面所设计的观测水罩的基础上又设计出液化气漏气报警器。

玻璃钢水罩能从视觉上直观地及时告诉人们罐、管、阀是否漏气，但人们不可能一年到头一直盯着它。漏气自动报警器则可以从听觉上及时不停地尖叫并呼唤人们：“×幢×楼×号漏气!”，直到有人去关住漏气为止。

该自动报警器由透明管、绝缘管及不锈钢活塞、不锈钢环片、连接螺帽、电子板喇叭组装而成。(见图3)

透明管可用玻璃钢或耐腐、耐火、结实、透明的塑料制成。接头处可设计制造成球形漏斗、圆盒、花瓶、金鱼缸等各种形状，以便能密封包容被接处。透明管便于安装和观察活塞移动情况。

绝缘管可用胶木制成，上钻2-4个排气孔，再在管内排气孔两端嵌进不锈钢环片1和不锈钢环片2，并接上电线。如图5；环片1接蓄电池的负极；环片2接电子喇叭负极；电子喇叭的正极接蓄电池正极。不锈钢活塞前面应防静电火花，因此设计得尽可能长些，顶端宜平滑以免产生电弧；活塞通过排气孔后，既不切断电源又能将漏气从排气孔排出，并使活塞停留在管内，而让喇叭不停地呼唤。

如球罐根部阀门，则可把水罩装满水后，将进水口用螺纹盖盖严实，再在出气口用管道接至较远处后装上自动报警器。

倘若一旦漏气而水罩前又无人观察时，则漏气会推动自动报警器中的活塞移动到环片2处，喇叭通电便会尖叫和呼唤。若无人听见，它便直叫到电能耗尽为止。

二、储罐的安全构想与设计

液化气膨胀系数大，由液态变气态时，体积会膨胀230-240倍。若外界温度升高1℃，未装满的罐内液化气体积就会膨胀0．4％，环境温度不能超过60℃，而应在40℃以下。罐内充装液体不能超过储罐体积的85％，通常实际充装约80％。(所引数据见1997-1998《消防科技报》中《液化气罐的隐患及对策》肖萍1998年1月18日及刘栋臣、高桔桉、王铭珍等所撰、辑的文章)

照此计算，若外界温度升高10℃，则罐内液化气体积就会膨胀约3．8％。此时实际充装约80％的罐中液化气体积就会膨胀到83．8％!

满罐状态时，外界温度升高1℃，罐内压就会增加3MPa!(所引数据同上)按国家对液化气阀门设计的要求，至少2．5MPa，罐内液温设计要求为50℃以下来设计，(此数据据四川石油管理局专家复信)那么怎样才能保证外界温度在40℃以下，而不再升高10℃”，和保证使罐内压力在2．5MPa、液温在50℃以下呢?关键是要控制罐内外温度。沙漠高气温，火险临界温度都不能保证不再升高10℃和罐内液温在50℃以下!西安“3．5”事故中，后来4个储罐只在外部水冲情况下又陆续爆炸。说明罐内外必须同时控温、降温，才能保证不超过国家对各设计的要求而不至于爆炸。为此，我苦苦思索后又作出了以下设计：

1．罐体加固。由于罐体体积庞大，再增设一些防护设备就必须增大罐体内外的承压力。以16号钢罐为例，罐内壁应加设轻便钢筋、钢管、骨架，让其在罐内如灯笼骨架和地球仪经纬线一样。这样可加大罐体内外的承压力。该钢筋骨架用焊接或螺丝固定均可。(见图4)。从整体形状上看，现在制造的液化气罐有球形、圆柱形、矩形、药丸胶囊形(小型罐装)等。矩形、馒头形便于运输；球形、药丸胶囊形能较均匀地分解和承受内外压力；从力学和仿生学角度看，制成鹅蛋形抗内外压力更好。但是，若万一破损滚动，球形中的液体不易漏完，即便成了瓢状，至少还会剩下半“瓢”。从这点看，现在用大型球罐储存大量液化气是很有道理的。

为使罐体加固，接触液化气的一切设施在制造材料上都要选用耐油、耐腐、强度高、韧性好、抗老化钢材、板材、胶垫、管道等。总之，凡与液化气有关的制作材料和设施，均应从防破损、防漏气、禁火源、避雷电几方面精心考虑，不断改进，而不要非得亡羊后才去补牢。

2．罐体内降温。以1000M³球罐为例，在罐内壁从上到下焊接厚为1．5MM，直径为3-5CM的坚韧、耐腐蚀且厚薄均匀的不锈钢管8根。将此8根钢管均制成波浪式，从罐顶朝八方沿罐壁龙行般直通罐底。要求钢管与罐就象食管、肠道与人体一般只能上下通畅的统一整体。将钢管弯曲形成的波峰最值点焊牢，固定于罐壁上，其余悬于罐内空间；(也可将其一部分、一部分地紧贴于罐内壁上。)这样，8根钢管就象8条冷龙爬在罐内壁上，管内可通冷水或冷气。管外壁与罐壁上下汇聚处要密封焊牢，不能让罐内液化气漏气或漏入管内。(如图4)。也可将数条“冷龙”环绕固定于罐内壁，冷龙数量可据环境情况增减。

罐内设“冷龙”的目的是保证罐内液化气的温度被控制在安全温度40℃以下。必要时可在所用冷水中加冰块或改用空调向水管(套设喇叭口)吹进冷空气，使罐内迅速降温。

用这种设计和方法可避免只向罐外冲水而使罐体钢材迅速致冷收缩，但罐内大部分液化气并未同时降温，却反而增加了内压力形成更易爆炸的弊端。设“冷龙”后可以只在罐内降温，罐外冲少量水让其保持常温和阻止火源及热幅射向罐靠近。这样一来，只要有冷水供给(见图4-2)，液化气的储、运都会安全得多了。

3．罐外隔热。为避免平时阳光曝晒和意外火源靠近罐体，罐外壁和冷水管可用石棉布和草木灰进行包裹，或在罐外壁涂其它隔热防火材料。罐顶部外壁“冷龙”总管上还设3-4个喷嘴不停地自动喷洒适量冷水。如此就可以控制储气罐因外界升温使罐内液化气膨胀而增加内压了。(见图4-1)

4．循环冷却池。为保证各储罐内冷龙用水及罐外喷水，不至于远水不救近火，须在储罐上下不远处备设一个软水冷却池。水源须纯净、性软，可循环使用。为使水冷，必要时可在池内设网罩加上重物后，在网罩内放置冰块沉入池底。冰水溶化可使池水变冷。特别是在紧急情况下，只需由两名工人打开上下冰水池闸阀，冰冷的水就会通过水管不断流向喷嘴和冷龙内。这样，罐内罐外，从上到下可以一齐自动降温、控温，不需大量人力物力乃至牺牲生命，就定能使储罐象人吃了牛黄解毒片和输了黄连素液一样迅速泄尽内火、降低体温，而使罐内液化气严格控制在安全的温度和压力以下。(如图4-2)循环冷却池如何使水安全循环就不必赘诉了。总之，建循环冷却池非常必要，花钱不多，费事不大，既能保证供应冰凉之水，(不遇危险，北方寒冷地区及南方冬天勿用)，又能节约用水，省力、省钱、省事，危急时可避免“远水不救近火”之苦和只在罐外喷淋的“隔靴搔痒”之险，又何乐而不为？

5．安全转移池。“天有不测风云”，“凡事预则立，不预则废”。从西安“3．5”事件中可以看出，堵漏气费时近3小时，灭火控温40小时以上，这说明当初漏气难堵时还必须迅速减低内压。尽管液化气燃烧极为迅速，但也不是转眼便全部灰飞烟灭，还有可燃烧近40小时的液化气液体需迅速转移。也许现行液化气灭火技求中因液化气燃烧极快便忽略了这一十分重要的问题。如果能迅速转移正在迅猛燃烧的液化气破、漏罐内下面剩余待燃的液体，就能大大缩短灭火时间，并减少和挽回大量损失，从而于败中取胜。这种方法可以叫作“釜底抽薪”法，“薪”去火自灭。

液化气气体比空气重1．5-2倍，其罐内液化气液体就更比空气重，除少数罐体一下子被炸得粉碎外，多数罐可能会剩半罐或小半罐。这是因为罐根部有坚固的固定支撑，炸裂口一般是从压强小、压力薄弱处崩裂开的缘故。“3．5”事故就有剩半罐气液持续燃烧而急难将火扑灭的现象。破、漏罐油气燃烧时需大量氧气而不能满足供应，必然有不少油气液在火焰下面待燃。若能将余下待燃的油气液体迅速转移到较低远处设置的空罐中，这对于无论是已知各种事故即将发生之前，或储罐漏气难堵之时，及炸、燃事故已不幸发生后的灭火阶段都是至关重要的。对此，我作了安全转移池及池中水半包围安全转移罐的设计。(见图5)

水半包围结构可保持常温(低温)，且输出阀门被水包围便于观察。上有各喷嘴将转移罐上半部置于喷水控制下，又便于职工操作。总体设计上考虑了易建池、易蓄水、放水、易隐蔽、易运输罐体等因素。如：山坡选择拐角、近沟、距公路约50米以上的坡地，挖坑入坡而建为好。使安全转移池如卧佛一般平躺于“山泉瀑流”之中安然而卧，让其能容“天下难容之事”岂不妙极。平原地区可筑于地下；背静港湾浪小海底及岛屿岩洞有水之处均可。3-5个大型储罐需建一与之配套相适应的转移池，让各储罐的转移管道与之相通，然后用保险阀门控制。这样，一遇有险或险情将临近，即如同地道战一般、又如蛇钻洞一样让处于危险中的液化气溜之大吉。当然，转移池容积有限，这就要求使用时灵活运用。如①罐有意外之险，在将其余液迅速转移的同时也将②罐之液逐渐转移。这样③罐距①罐较远也比较安全，就可视情况发展而定，或不必转移了。若如西安“3．5”事故，几个罐同时或不时炸响、燃烧，转移罐是不能同时接纳多罐液气的。但是，安全转移罐在设计上并不只是接纳，它还如同兵站一样可以通过回流输出管将所接纳之液冷却后又不断转出到安全地带。当然这要通过中、小型方便运输车罐不断运走才行。待储罐都安全后，可通过回流管将转移罐中的液化气又送回各储罐中。

6．液位观测管

在液化气充装时，常出现过量充装而留下隐患以至因外界温度急剧变化或运输途中轻微碰撞便突然爆炸的严重事故。因此，设液位计准确观察罐内液体情况也是十分重要的防范措施。为此，我又设计了可直观地观测罐内液体变化情况的玻璃钢液位观测管，简称“观测管”。(见图6)

①玻璃钢液位观测管由优质透明玻璃钢管制成，外面标上刻度以利观察。该玻璃钢管应至少和储罐所用管道的抗压力相等，应保证结实耐用；

②在储罐上下各装一个保险阀门或利用输入和输出的保险阀门通过管道再安装上观测管，使其如茶壶把一样与罐成一连通整体。观测管上下又各装一保险阀控制；

③平时和液化气充装时，观测管上下保险阀均应开启；

④需更换观测管时应先关闭上下保险阀。更换后，应先开上保险阀，以便通过储罐排气孔排出观测管内残留的空气(空气比液化气轻)，并通过接头水罩看观测管是否漏气。不漏气再打开下保险阀门。

⑤若认为还不够安全，可在储罐上、下管道上续接三级、四级保险阀后，再装上观测管进行观测。不过，观测管引向远处后，其下端应与罐根部在同一水平面上。

三、综合防护系统及说明。(见图7)

如前面所述及时报警，阀门保险、罐外隔热喷水、罐内冰水降温、釜底抽薪等防护办法、设施和各种设计，形成一个多管齐下、层层设伏的综合防护系统。它们各守关隘，各有各的用处。若根据实际情况综合运用，将可以对易燃易爆的液态燃气储罐起到防患于未然的作用。

但是，需要说明的是“天有不测之风云，人有旦夕之祸福”。尽管现在科学已十分发达，各种技术也可算高新，但生活中难以预料之祸事却仍经常发生。全球每年也都是各种各样的灾祸不断。一切先进的技术都离不开人去使用和管理、维修，否则再先进的东西也会搞得不值一文。从某种意义上说，世间只有具有高素质的人(高度责任心、事业心、高品质、高水平)，才是最重要的因素。因此，应该指出的是：所谓“保险”，其实也并不绝对保险。面对危险性极大的储气罐千万不可疏忽大意或掉以轻心真的去高枕而卧。

还须说明的是，使用前面所述各种方法、设计、设施时，不排斥现在所采用的一切防爆、阻燃、隔热灭火设计、设施和各种办法。(如排气孔、避雷装置等)

只要有利于国家财产和人民生命的安全，就应灵活运用各种有效办法防止事故发生。

祝愿我国人民和全世界人民永远平安、幸福!祝祖国更加繁荣富强!

附图说明

(一)保险阀门图(图1)

1．图1-1为保险阀中具真正“保险”意义的后阀门部分的纵剖面图。其中包括与之相配套连结的储罐壁1和其附件加固盘及供观察漏气的装置水罩11。

该图绘制的是前阀门向上旋动而使后阀门开启时的状况。此时，输液管3上面的输液圆孔向上移动至弹簧垫圈8以上，罐中液化气没有了压母和弹簧垫圈的阻挡便通过圆孔流向输液管，并流向前阀门(图1-2)(如箭头所示)。

若向下旋动前阀门，则图1-1中后阀门输液管失去向上的支撑，其顶端的压母会受输液管弹簧和罐内液化气压力的共同作用，向下压紧弹簧垫圈8，输液管上面的圆孔也同时移动至弹簧垫圈以下。此时，后阀门紧紧关闭。

图中后阀门阀体与罐壁用螺纹连结，其螺纹缝隙间一切可能的漏气均会被外套管顶端的弹簧垫圈和加固盘中的垫圈阻挡住。

外套管与罐壁和阀体均不用螺纹连结，只由加固盘将外套管固定。使用时可按需要适当旋紧加固盘。

2．图1-2为保险阀门中的常用阀门(前阀门)开启时的剖面图，其中外套管与图1-1中所画外套管是同一整体。该阀门的结构、安装及使用方法见前面说明书部分。还需说明的是应在外套管和加固盘安装好后，即将水罩由下向上套装在外套管上端，并用螺钉固定于罐壁上。随后再装上外套管固定螺帽，然后从固定螺帽下端旋入常用阀门。

3．图1-3为保险阀门整图。此图为前、后阀门均开启时的状况。图中间的箭头所示为液化气走向。箭头3所示为水罩进水管口，水罩内装满水后将进水口塞塞住。若罐壁与保险阀阀体的间隙处有漏气现象，则漏气在水罩内会形成可直接观察的汽泡。该汽泡会从箭头4处的排气管口排出。

4．图1-4为弹簧缸螺栓安装筒，其内、外直径与螺栓上的4个安装孔相对应。筒顶端的4齿插入螺栓孔内。安装常用阀门时，其方法步骤如下：

1．将输液管顶端的压母放入弹簧缸内；

2．用安装筒将上螺栓旋入弹簧缸内既定位置固定；

3．将输液管套上弹簧后，使其上端穿过上螺栓，并用起子从珠簧垫圈上面向下将压母与输液管进行螺纹连接；

4．旋入下螺栓并固定；

5．将输液管底盘与输液管螺纹连接。

(二)管道网多级保险图

图2为管道网多级保险图。其中保险阀门及后面各图中的保险阀门均应开启。“二级”保险阀注明“可用”，是因其距储罐很近宜少用的意思。平时也应多让其中的后阀门开启。“三级”为经常使用的保险阀门，其前、后阀门开、关次数更多，应注意定期检查，及时更换。“四级”为通向各用户、楼房的总保险阀，其作用与电厂电线线路总闸一样。液化气通过各分阀向各衔道、用户后，又可随意设总阀、分阀，层层保险，向前延伸。

(三)简易自动报警器图

图3是利用漏气推力设计的简易自动报警器。该报警器安装在附带设计的一个可方便安全使用的保险阀燃气管上。当报警器中的不锈钢活塞被漏气推至环片②时，便接通了喇叭电源，喇叭开始鸣叫。活塞被漏气推着继续前进至越过排气孔6后，漏气被排出管外，而活塞却停在环片①和环片②上面继续连通电源，让喇叭喊叫不停。

(四)储罐内部结构及循环冷却降、控温图

1．图4-1为储罐内部结构纵剖面图。箭头“1”为冷水流至罐顶部进行罐外喷淋和进入冷龙时的情形。“2”为罐内冷龙。水经过冷龙，吸收罐内热量后，从罐底部流出罐外。“3”为液化气通过输入阀流入罐体内支撑管，再经支撑管下端管孔注入罐内。罐内液化气可从输出阀6流向用户，也可从转移阀7流向安全转移池。

2．图4-2为循环冷却降控温图。

图中“1”为补充软净水管，用以保障上下循环冷却池4中的水够用。图中“2”为池中冰块及盛冰块的网箱(网箱应不锈、结实耐用，且使冰块不浮于水面)。罐内需降温时，拧开上下冷却水阀，冷水便会从上面冷却池流向罐内冷龙，再流到下面冷却池。上冷却池位置不能过高，水的压强宜小而适当。上、下水阀可控制冷水在冷龙内停留的时间和流速。储罐通过冷龙内的可控冷水吸收罐内液化气的热量，并散发至罐外。“3”为抽水机，其位置设在远离储罐的安全地带，以防静电火花。该抽水机可随时将下面冷却池中的水抽到上冷却池中循环使用。

(五)安全转移池、罐图(图5)

1．安全转移池。图中“1”转移池垂直于公路的钢筋水泥墙。其余未画出的两面墙顺公路方向而建。其中里面的墙可紧贴于所挖岩坑的内壁上。与“1”相对的“4”是不锈钢板制成的可折叠防漏门墙。其钢板间可用活页连结，缝隙用铝合金压片尺压紧橡皮堵漏。“9”为池中水面，使罐处于被水半包围状态。拆叠门墙可迅速排水，且使转移罐进出方便。

2．转移罐罐该置于平板车上，且半浸于水中，然后与液化气输入、输出管接通，上设水管降温。罐前设弹簧防贯性碰撞。罐内还可设一条冷龙环绕罐内壁。罐上面再设一隔热箱，于其中储一定数量的含少量冰块的冷水，该罐即可如骆驼一样，在高热沙漠地区长途运输。当冷龙体内之水温度升至35℃至38℃时，立即用隔热箱中的冷水更换。被更换的水可用来供罐外壁降温和作生活之用。

(六)液位观测管图(图6)

1．由于观测管靠所储罐，图中每个保险阀都用了因势象形的水罩，以便观察是否漏气。

2．此图是正在输入液化气时的状况，因此观测管下面输出阀门处于关闭状态，其余阀门均应开启。

3．若在罐顶部添设一保险阀与液位观测管连通。液化气输入时，便可不通过观测管由上至下流向罐根部保险阀进入罐内。这样有利于观测管的空气排出。

(七)综合防护系统图(图7)

1．图中箭头“2”所示为水管中水循环流通的方向；

2．箭头“1”所示为液化气输入、输出，转移和流向用户时在管道中流通的方向；

3．“3”为储罐，其左边有刻度的是液位观测管。由于篇幅有限，图中只画了两个储罐。为防万一，平原地区，罐与罐之间还可设消防墙隔开，供隐蔽和防、灭火之用，以便减少自然灾害和人为破坏的损失。说明书附图各部位名称图1-1

1．罐壁             2．加固盘

3．输液管           4．弹簧挡板

5．弹簧缸螺栓       6．安装孔

7．输液管底盘       8．弹簧垫圈

9．玻璃钢水罩       10．保险垫圈

11．水              12．气图1-2

13．珠簧垫圈        14．上螺栓

15．下螺栓          16．保险垫圈

17．栓钉            18．压碗儿

19．栓液管底盘      20．滚珠圆盘

21．弹簧、穿孔螺栓  22．螺纹不锈钢筒

23．压垫圆片        24．滚珠圆盘

25．穿孔圆柱螺栓    26．安装孔

27．小螺栓图1-3

24．滚珠圆盘        26．安装孔

25．穿孔圆柱螺栓    27．小螺栓图1-4

1．保险阀门          2．常用阀门

3．水罩进水          4．水罩排气口图2

1．液化气            2．输入阀

3．储罐              4．输出阀

5．转移阀            6．可用阀

7．常用阀            8．总阀

9．分阀             10．保险阀门符号图3

1．瓷喷嘴             2．塑料盖

3．不锈钢环片1，2     4．绝缘胶管

6．不锈钢接头螺帽     6．排气孔

7．透明管             8．不锈钢活塞

9．蓄电池            10．喇叭

11．保险阀燃气管     12．连接弹簧图4-1

1．冷水              2．冷龙

3．液化气            4．输入阀

5．罐壁              6．输出阀

7．转移阀图4-2

1．补充软水         2．冰块

3．抽水机           4．循环冷却池

5．液化气           6．输入阀

7．输出阀           8．转移阀图5

1．钢筋水泥墙       2．弹簧

3．防火卷帘         4．不锈钢防漏折叠门

5．横杠             6．梯

7．液化气           8．水图6

1．液化气           2．水

3．观测管           4．水罩图7

1液化气             2．水

3．储罐、液位观测管 4．循环冷却池

5．转移池、罐       6．抽水机

Claims (2)

1. 本发明属石油化工工程技术领域(F工程)，是对液化气及其它易燃易爆液态物的防漏、观测、报警等储、运、用方面的一个综合防护系统。该系统以防为主，层层设伏，有备无患，有患易除，力图从根本上解决液化气的储运、用的安全问题。其中：

   储罐：内设管道，如人体有“骨”、“皮”、“脏器”，形成一个循环冷却、转移系统，可简便有效地控温、降压、阻燃、防爆；

   转移池、罐：安全降温，并可接纳、转运遇险之液；

   保险阀门：双阀多级保险，可轻而易举堵住各种漏气；

   弹簧垫圈、珠簧垫圈：密封效果好，可避免直接摩擦；

   液位计：用管道观测，罐内液体一目了然；

   水罩：察丝毫漏气，一望便知；

   报警：用漏气推力，自动接电，喊叫不停。

   发明人请求保护以下专利权利：

   1．本发明系统的说明书及说明书附图的著作权；
2. 2．本发明系统中的保险阀门及弹簧垫圈、珠簧垫圈、多级保险，储罐内控、降温循环冷却，安全转移池、罐，水罩、液位观测管、漏气报警器的设计的保密权；

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