化工过程技术安全，是指和危险过程设计和操作相关的安全要求，在化工过程工业的具体应用。安全屏障，也称为关键安全设施（或功能），是指对人身安全、环境和财产等有害要素构成阻碍和缓冲等防护作用的总称。本周我们从放空和泄压设施的角度阐述安全屏障。
一、 历史回顾
2017年7月2日17点左右，江西省彭泽县九江之江化工有限公司（以下简称之江化工公司）发生爆炸事故，造成3人死亡、3人受伤，直接经济损失约2380万元。
事故经过：2017年7月2日4时30分，之江化工公司对（邻）硝车间7#反应釜投加原料工作结束。操作工打开蒸汽阀对7#反应釜进行缓慢升温，7时20分左右，升温至160℃、压力为4.6MPa，关闭蒸汽阀门，让物料进入自然反应阶段，在8~9时之间，对该反应釜进行了短暂的搅拌，并为反应釜升温，将温度升至168~170℃之后，就去查看其它的反应釜。16时左右，操作工发现7#反应釜温度降至150℃，随即打开蒸汽阀门再次进行升温，并开启搅拌，16时30分左右，7#反应釜第一台安全阀起跳（整定压力为6.2~6.4MPa）。安全阀起跳后，车间主任带领当班班长、操作工立即赶到现场，打开冷却水阀，撬开保温层，用冷却水冲淋反应釜壳体进行紧急降温。约3分钟后，起跳的安全阀回座（安全阀密封试验压力为5.58~5.76MPa），但此时反应釜的温度仍然较高（约200℃左右），车间主任就继续带领当班班长和操作工对反应釜进行降温。17时左右，7#反应釜第一台安全阀第二次起跳，2分钟后第二台安全阀也接连起跳，4秒后发生爆炸。
▶事故原因：
直接原因：之江化工公司违法购买、安装和使用已报废且存在严重质量缺陷的反应釜，搅拌桨不能持续进行搅拌，导致反应釜内物料局部反应较为激烈，速率难以控制，且该公司在生产过程中违规停用了控制压力、温度的安全联锁装置，致使反应釜温度、压力的异常升高不能得到及时有效控制，超过了工艺要求的安全控制范围，最终导致温度、压力异常升高而发生爆炸。
江西之江化工“7•2”压力容器爆炸事故中五种重要的安全屏障都没有发挥作用，是导致事故发生的一系列原因：
（1）使用已报废的压力容器，且存在严重质量缺陷，伪造压力容器检验证明。
（2）搅拌桨不能持续进行搅拌，搅拌平衡破坏，导致反应釜内物料局部反应较为激烈，速率难以控制，反应滞后，温度和压力异常升高。
（3）安全阀排量小于设备的安全泄放量，或存在质量问题，不能开到应有的高度，安全排放面积不符合要求，多次起跳，压力仍然超标。
（4）温度、压力联锁停用，安全仪表系统管理违法违规。
（5）特种设备管理人员、操作人员无证操作，培训不到位，职责不清，操作规程漏项。
二、 事故反思
江西之江化工“7•2”压力容器爆炸事故存在的主要技术问题是：使用存在质量缺陷的压力容器，搅拌桨不能持续进行搅拌，温度压力异常升高，安全阀排量小于设备排放量，多次起跳，反应釜压力、温度依然未回到正常指标，且超压超温联锁停用，发生爆炸，安全阀对人身安全和设备运行未起到应有的保护作用。
江西之江化工“7•2”压力容器爆炸事故引发我们思考：放空和泄压设施怎样设置才能满足企业过程安全保护要求？放空和泄压设施的技术要求有哪些？
三、 放空和泄压设施的技术标准
▶安全阀
在用压力容器应根据设计要求装设安全泄放装置，压力源来自压力容器外部，并且得到可靠控制时，超压泄放装置可以不直接安装在压力容器上。
安全附件出厂时应当随带产品质量证明文件，并且在产品上装设牢固的金属铭牌；
具有超压危险的生产设备和管道应设计安全阀、爆破片等泄压系统。在非正常条件下，超压的下列设备应设安全阀：
1)顶部最高操作压力大于等于0.1MPa的压力容器；
2)顶部最高操作压力大于0.03MPa的蒸馏塔、蒸发塔和汽提塔（汽提塔顶蒸汽通入另一蒸馏塔者除外）；
3)往复式压缩机各段出口或电动往复泵、齿轮泵、螺杆泵等容积式泵的出口（设备本身已有安全阀者除外）；
4)鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵的出口（与鼓风机、离心式压缩机、离心泵或蒸汽往复泵出口连接的设备不能承受其最高压力时）；
5)可燃气体或液体受热膨胀，可能超过设计压力的设备；
6)顶部最高操作压力为0.03~0.1MPa的设备应根据工艺要求设置。
易爆介质或者有毒危害程度为极度、高度或者中度危害介质的压力容器以及管道，应在安全阀或者爆破片的排放口装设导管，将排放介质引至安全地点，并且进行妥善处理，毒性介质不得直接排入大气；
超压泄放装置的安装要求：
1)超压泄放装置应当安装在压力容器液面以上的气相空间部分，或者安装在与压力容器气相空间相连的管道上；安全阀应铅直安装；
2)压力容器与超压泄放装置之间的连接管和管件的通孔，其截面积不得小于超压泄放装置的进口截面积，其接管应当尽量短而直；
3)压力容器一个连接口上安装两个或者两个以上的超压泄放装置时，则该连接口入口的截面积，应当至少等于这些超压泄放装置的进口截面积总和；
4)超压泄放装置（安全阀）与压力容器之间一般不宜装设截止阀门；为实现安全阀的在线校验，可在安全阀与压力容器之间装设爆破片装置；对于盛装毒性程度为极度、高度、中度危害介质，易爆介质，腐蚀、粘性介质或者贵重介质的压力容器，为便于安全阀的清洗与更换，经过使用单位主管压力容器安全管理负责人批准，并且制定可靠的防范措施，方可在安全阀（爆破片装置）与压力容器之间装设截止阀门，压力容器正常运行期间截止阀门必须保证全开（加铅封或者锁定），截止阀门的结构和通径不得妨碍安全阀的安全泄放；
新安全阀应当校验合格后才能安装使用，安全阀铅封和校验标记等齐全、在有效期内。
单个安全阀的开启压力（定压），不应大于设备的设计压力。当一台设备安装多个安全阀时，其中一个安全阀的开启压力（定压）不应大于设备的设计压力；其他安全阀的开启压力可以提高，但不应大于设备设计压力的1.05倍。
安全阀的出口管直径不小于安全阀的出口直径，安全阀的出口管道接向安全地点；安全阀放空管应通畅，室外排放口向上的应设防雨帽。
▶呼吸阀
呼吸阀，应既保证储罐空间在一定压力范围内与大气隔绝、又能在超过或低于此压力范围时与大气相通（呼吸），防止储罐因超压或真空导致破坏，且减少储存液体的蒸发损失。
呼吸阀是用弹簧限位阀盘，由正负压力决定或呼或吸，呼吸阀应该具有泄放正压和负压两方面功能。当容器承受正压时，呼吸阀打开呼出气体泄放正压。当容器承受负压时，呼吸阀打开吸入气体泄放负压。由此保证压力在一定范围内，保证容器安全。
▶爆破片
爆破片（GB567-2012《爆破片安全装置》）能在规定的温度和压力下爆破，泄放压力。
爆破片应能在粘稠、高温、低温、腐蚀的环境下可靠地工作，也是超高压容器优先考虑的安全装置。
在以下场所或应用环境下，应安装爆破片：
1)压力容器或管道内的工作介质具有粘性或易于结晶、聚合，容易将安全阀阀瓣和底座黏住或堵塞安全阀的场所；
2)压力容器内的物料化学反应可能使容器内压力瞬间急剧上升安全阀不能及时打开泄压的场所；
3)压力容器或管道内的工作介质为剧毒气体或昂贵气体，用安全阀可能会存在泄漏导致环境污染和浪费的场所；
4)压力容器和压力管道要求全部泄放或全部泄放时毫无阻碍的场所；
5)对有突然超压或瞬间分解爆炸危险物料的生产设备，应装设爆破片等安全设施。
6)爆破片更换周期应根据设备使用条件、介质等具体影响因素，或者设计预期使用年限合理确定，一般情况下爆破片装置更换周期为2到3年。
7)压力容器上装有爆破片装置时，爆破片的设计爆破压力一般不大于该容器的设计压力，并且爆破片的最小爆破压力不得小于该容器的工作压力。当设计图样或者铭牌上标注有最高允许工作压力时，爆破片的设计爆破压力不得大于压力容器的最高允许工作压力。
▶安全阀和爆破片组合使用
爆破片安全装置应串联在安全阀入口侧：
1)为避免因爆破片的破裂而损失大量的工艺物料或盛装介质的；
2)安全阀不能直接使用得场合（如介质腐蚀、不允许泄漏等）；
3）移动式压力容器中装运毒性程度为极度、高度危害或强腐蚀性介质的。
爆破片在安全阀入口处串联使用时，必须在爆破片与安全阀之间设置压力表和放空阀，并经常检查压力表，以确认爆破片是否破裂。
当爆破片安装在安全阀的入口侧时，应满足下列要求:
1)爆破片安全装置与安全阀组合装置的泄放量应不小于被保护承压设备的安全泄放量;
2)爆破片安全装置公称直径应不小于安全阀入口侧管径，并应设置在距离安全阀入口侧5倍管径内，且安全阀入口管线压力损失(包括爆破片安全装置导致的)应不超过其设定压力的3%;
3)爆破片爆破后的泄放面积应大于安全阀的进口截面积；
d)爆破片在爆破时不应产生碎片、脱落或火花，以免防碍安全阀的正常排放功能;
e)爆破片安全装置与安全阀之间的腔体应设置压力指示装置、排气口及合适的报警指示器。
五、 归纳总结
通过以上技术标准的探讨和梳理，初步降低放空和泄压设施设置不合理造成火灾爆炸应急处置滞缓，最大限度地减少放空和泄压设施设计缺陷使事故风险加剧甚至造成的衍生事故。本文仅限于对放空和泄压设施技术要求的探讨，从安全屏障的角度来看，仍然有安全目标和关联设施等方面互相支撑，只有这样才能保证放空和泄压设施的安全可靠性。