前言
近年来，随着我国经济的迅速发展，石化行业规模不断扩大，中国已经成为世界上最大的化工产品生产国之一。但是随着规模的不断扩大，安全形势却日益严峻，行业事故不断，尤其是随着储运罐区呈大型化、复杂化、集成化发展的趋势，罐区带来的风险日益增加，如今年发生的腾龙芳烃(漳州)有限公司“4.6”爆炸着火重大事故。针对罐区关注度高，影响面广，一旦失控后果严重的特点，8月4日，国家安监总局印发了《油气罐区防火防爆十条规定》，要求各企业严格执行。规定中有很多关于工艺参数偏差如压力、温度、液位的内容，下面我们就常压储罐的压力高这个偏差展开讨论。
讨论前，我们先熟悉一下常压储罐的定义。一般来说，设计压力小于或等于6.9kPa（罐顶表压）的储罐为常压储罐；设计压力大于6.9kPa且小于0.1MPa（罐顶表压）的储罐为低压储罐；设计压力大于或等于0.1MPa（罐顶表压）的储罐为压力储罐。
常压储罐风险分析
储罐在操作时有时会出现非正常工况，如罐内加热器损坏造成大量热介质注入或储罐遭遇外部火灾使储罐发生超压事故，储罐一旦发生事故，影响范围大，持续时间长，事故处置难度大。为此常压储罐应考虑各种安全措施，以防事故的发生。
常压储罐超压原因
除了罐内加热器损坏造成加热介质泄漏和外部火灾的原因，还有其它的原因也会造成储罐超压。
液体进入储罐。液体进入储罐如果进料速度过快，会导致储罐超压。再者，如果进料温度接近或高于罐内压力下的沸点时，罐内也会超压。
天气变化。由于环境温度升高或其它天气变化，引起罐内液体蒸发、汽化加剧，会导致储罐超压。
化学反应。如往酸罐里加水，温度上升蒸发成蒸汽导致超压。
惰性气封。对于有惰性气体保护的储罐，可以保护罐内物料不受污染、维持储罐内非爆炸性气体环境。惰性气封通常有一个供气调节阀和一个背压调节阀将罐内压力维持在较窄的范围内。一旦供气调节阀故障会导致气体大量进入储罐或背压调节阀故障关闭都会导致储罐超压。
安全措施
针对储罐超压我们可以采取安全措施，如储罐采用弱顶设计，减少爆炸对罐体的损毁程度；可燃气体探测器、火焰探测器监测；消防喷淋和泡沫灭火系统；储罐的防火隔热措施；罐区储罐之间的间距符合设计规范等。
以上安全措施针对储罐超压都可采用，但不同原因所造成储罐超压，我们也可以采取不同的安全措施，如进料流速过快，我们从本质安全的角度，选用输送泵和管径时，应考虑物料的输送流速，并核算背压阀的通气量是否足够以保持罐内压力稳定。外界环境温度过高导致的储罐超压，则可以采取储罐加保温绝热材料或涂刷防辐射涂料。
储罐超压的事故
储罐或与储罐相邻的生产装置一旦着火，相邻的储罐往往不能幸免，在外部火源的高温炙烤下，造成储罐着火甚至是爆炸，因此罐区发生事故一旦发生，就是“一大片”。典型的事故就是腾龙芳烃(漳州)有限公司“4.6”爆炸着火重大事故，二甲苯装置加热炉区域发生爆炸着火事故，导致二甲苯装置西侧约67.5米外的607号、608号重石脑油储罐和609、610号轻重整液储罐爆裂燃烧，使事故扩大。
针对储罐超压的工况，这些储罐的泄压设施设置是否合理呢？在罐区HAZOP审查中，有很多罐区的HAZOP审查都处于项目设计阶段，我们需要判断储罐泄压装置的设置是否合理，甚至需要审查储罐排气量是否考虑了最大进料速度、泄压装置的泄放量是否足够，在HAZOP审查会上组长一般会询问设计人员考虑了火灾工况、最大进料速度等工况了吗？而对于具体的数值往往不太关心，仅仅回答有无的问题，HAZOP审查很有可能会遗漏相关的风险，因此HAZOP审查也需要定量计算。下面我们以储罐泄放气量计算来说明，在HAZOP审查中我们也可以通过定量的计算、验证的方法来判断泄压设施是否符合安全性能要求。
泄放气量的计算
按美国石油学会API2000《常压和低压储罐的通气》的规定，为防止储罐内部发生超压事故可采用以下措施：
（1）加大压力阀的尺寸或增加压力阀的数量。
（2）改进量油孔结构，使之在罐内超压时可使紧急泄放的气体将储罐顶盖向上推开，泄放罐内压力。
（3）装设紧急泄压设施，如储罐常用的紧急泄压人孔。
（4）设置爆破片。
对于常压储罐遭遇外部火灾的工况，如果湿润面积大于260m2，按下列公式计算紧急泄放量
V=208.2FA0.82，（1）
其中F为环境系数，见表2；A为储罐润湿面积，m2。
如果湿润面积小于等于260m2，根据表1中湿润面积对应的紧急泄放气量选取。
表1润湿表面积与紧急泄放量关系
表2无冷却装置地上储罐环境系数
常压储罐多为立式储罐，地面布置的其湿润面积等于到地面高度9.14米那部分立式壳体的总表面积，储罐底板面积不包括在内。而对于高架储罐，其暴露于火灾的底板面积则应计入储罐湿润面积，暴露于火灾的底板面积取决于储罐的直径和离地高度，具体数值由工程计算得出。湿润面积的计算
计算实例
现有1台3000m3无冷却地面钢制立罐，直径为18.9m，罐体高度11.76m，设计压力1.76kPa，保温厚度50mm，保温材料传热系数为11.4 W/m2.K。为确保储罐在火灾时罐内大量挥发的气体能紧急泄放，按照API2000中的规定求出应在储罐顶部安装紧急泄压人孔的规格尺寸及数量。
（1）求出湿润面积
A=π×18.9×9.14=542.4m2
（2）按公式（1）计算，V=208.2FA0.82，F为无冷却地面储罐的环境系数，查表3，系数为0.15；A为润湿面积经计算为542.4m2，则储罐泄放量为
V=208.2×0.15×542.20.82=5452.3Nm3/h
(3)根据紧急泄压人孔制造厂家提供的不同规格尺寸的泄压人孔在各压力下紧急泄放量的性能曲线图进行计算。如从紧急泄放气量性能曲线图中查得：压力为1.76kPa是，DN400、DN500紧急泄压人孔排气量分别为3990Nm3/h及6116Nm3/h，为确保安全，应选择1台DN500的紧急泄压人孔。
在HAZOP审查中，如果实际设计符合此要求，我们就可以认为符合安全性能要求。当然，我们审查的项目还没有到详细设计阶段，我们也可以核对泄压设施的数据表，是不是考虑了火灾工况、最大进料速度的工况等，如果考虑了火灾工况，我们核对泄放量数值是否正确，要达到这个要求，有时候也需要进行一些定量计算。
