有效的氮封
李斌
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氮封（nitrogen blanket）被广泛应用于化工、石化等行业。它是通过向储罐、工艺设备或容器的气相空间输入氮气，从而改变气相空间的气体组分。它不但利于安全（防止在气相空间形成爆炸性混合物），也有利于产品质量（防止原料或产品发生氧化）。
2023 年4 月29 日，某新材料公司新增RTO装置的施工过程中，对5000m3内浮顶的苯罐灌顶油气收集管线系统进行改造。 施工前，罐顶油气收集管线的金属软管与竖管之间已安装盲板，并开具了《动火作业票》，动火作业等级为特级。此次作业任务是焊接预制件（图1中红色管件）连通苯罐油气收集竖管与通往RTO的油气收集总管。 在对苯罐油气收集竖管焊接钢板时，第一次点焊，电焊电流就引燃了苯罐浮顶上部苯蒸汽和空气形成的爆炸性混合气体，发生闪爆，造成罐顶单呼阀西侧的罐顶板撕裂，随后罐内苯起火。 图1：苯储罐废气通向RTO装置现场配管示意图 • 从罐顶呼吸阀进入罐内浮顶上部密闭空间的空气和从浮盘密封面进入浮顶的上部密闭空间的苯蒸汽型形成爆炸性混合气体； • 电焊二次侧回路线未连接在焊件上，电流经过苯罐油气收集管线系统的竖管、阀门、储罐等部件形成了电气回路，产生杂散电流； • 杂散电流引燃爆炸性混合气体，发生闪爆。 推测：施工时，施工人员在苯罐补充氮气管线上安装了盲板，造成无法在小呼吸时进行有效的氮气的补充，造成空气进入苯罐内浮盘的上部空间。 杂散电流：因外界条件影响而产生的不按照规定途径移动的电流。所谓非规定通路，包括大地、管线以及其他与大地连通金属物体或者建筑。 惰化：通过向被保护系统充入惰性气体或向可燃粉尘中添加惰性粉尘,使系统内混合物不能形成爆炸性环境,或增加混合物点燃难度的防爆技术。 常见的惰化分为：加压惰化、真空惰化、吹扫惰化和置换惰化等； 极限氧浓度LOC：依据标准的测定方法测得的可燃物、空气(或氧气)和惰性气体混合物中不能形成爆炸性环境的氧浓度； 最大允许氧浓度MAOC：当发生某些可预见的异常或误操作时,被惰化保护的系统内不应超过的氧浓度值，一般比LOC低2vol%； 苯蒸汽最小点火能MIE，0.2mJ@4.7%； 图2：氮封装置常见方式及设备 氮封阀无需外加能源，利用介质自身能量为动力源，自动控制阀门介质流量，使阀后压力保持恒定的压力稳定装置。氮封阀控制精度高，调节压差比大，特别适合微压气体控制。 深刻吸取事故教训， 我们可以做什么？ 图3：氮封相关参数的计算 图4：常见可燃气体/粉尘的极限氧浓度 图5：被保护系统惰化氧浓度安全裕量设定
