球罐一般是用来储存高压的液化气体，属于压力容器中的第三类压力容器，储存介质通常包括易燃易爆类的液化气体，还包括具有毒性和窒息性的液氨、二氧化碳等，所以对球罐的结构完整性和高压下的无泄漏性都提出了超出常规设备的苛刻要求。这也是我写本篇文章的前提基础。
在经常与相关业内人士交流的过程中，关于球罐都会涉及到一个比较热点的话题，那就是球罐的两个安全阀到底该怎么配置和使用？怎么理解备用安全阀？安全阀的副线其作用和功能是什么？球罐的放空线其使用场景又是什么呢？翻遍所有标准和条文，对上述几个问题，要么模糊地一笔带过，要不几乎不涉及。但是这些问题又是切切实实在企业中存在的问题，君不见有些企业的球罐顶部，安全阀所涉及的管线布置的密密麻麻，如果我们不去理解这些密布的管线到底各自有什么作用，以及其各个的使用场景，很可能在操作中会犯下极其严重的事故后果。本篇文章我将逐个对上述问题进行解析，以供业内人士参考。
关于球形储罐应当配置双安全阀的要求，标准中是这样规定的：
《SH/T 3007-2014 石油化工储运系统罐区设计规范》压力储罐安全阀应设在线备用安全阀和1个安全阀副线。安全阀前后应分别设1个全通径切断阀，并应在设计图纸上标注LO(铅封开)。B.2.2 盛装易爆液化气体的球罐,至少应设置2个安全阀,任意一个安全阀的泄放量应满足事故状态下球罐最大泄放量的要求。《GB/T 37816-2019 承压设备安全泄放装置选用与安装》5.1.4以下工况应考虑并联设置两个或多个安全阀:a)为确保承压设备安全运行或需要在保持设备连续运行状态下维护或更换安全阀的,应设置两个安全阀及安全阀快速切换装置,且单个安全阀能满足承压设备所需的安全泄放量要求;配置双安全阀的主要目的就是为了保证球罐安全运行的需要，一旦其中一个安全阀故障或者需要下线进行定期检验，还可以用另外一个安全阀来保持球罐压力的正常运行。所以这个特点，就决定了安全阀设计中的两个重要问题，第一就是每个安全阀的排放量和排放口径必须满足整个球罐的最大泄放量的工况要求，第二就是两个安全阀之间是互为备用，同时都保持开启状态。这和装置区一些备用机泵的运行是不一样（一台开启的同时，另一台处于停运状态）。![]()
实际上对于球罐上的两个安全阀来说，称呼其中一个为备用安全阀是不恰当的，两个安全阀并不区分谁是主阀，谁是备用。个人认为称双安全阀更合适一些，一旦其中一个故障或下线检验，另外一个就充当事实上的主阀来使用了。球罐安全阀的副线，也称为旁路，这种叫法其实针对的是那些安全阀的出口排入火炬线或其他接收设施的，对于那些安全阀直排大气的，是没有副线或旁路这个概念的。![]()
实际上对于安全阀出口排火炬的密闭泄放系统，即使配置了副线或旁路，我们称呼安全阀的副线也是不准确的，我们知道，一个阀门的副线，往往是为了解决这个阀门一旦故障或者下线检修或者不满足工艺要求时（往往流量不满足），就会直接打开副线或旁路的阀门，使流体介质直接从副线穿过，来实现上下游的正常物料输送或排放。这种配置一般针对的是各种仪表控制阀和紧急切断阀。![]()
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但是对于安全阀来说，却并不是这样的，安全阀的副线从来都不是为了解决安全阀本身的故障而设置的，甚至可以这样说，安全阀的副线和安全阀一点关系都没有。为什么呢？因为二者解决的问题和适用场景是严重不一样的。对于球罐安全阀来说，正常情况下是关闭状态的，只有球罐内部气相超压，达到了设定的起跳压力，安全阀才起跳，当压力泄放降至正常值时，安全阀回座保持继续关闭状态。而假设安全阀有个副线或旁路，其配管如下图绿色管线：![]()
按照示意图设计的某企业现场配置如下图：
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那么我们分析一下，上图中的所谓的“副线”，其阀门只有两种状态，要么打开，要么关闭。如果保持打开状态，就成了球罐的排放管线了，因为这种副线的阀门并不具有压力控制的功能，所以一旦打开，球罐内的介质就可以不受控的全部排到火炬或其他处理设施了。如果保持关闭状态，那么一旦球罐内部超压，这根“副线”也起不到泄压的作业，成了一个形同虚设的死管线了。
既然如此，那么我们为什么还要设计安装这个所谓的安全阀“副线”呢？难道真的没有必要吗？答案是否定的。这根“副线”很有用，只不过他并不是充当安全阀的“副线”使用的，他只是从管道路由上借用了安全阀的上下游管道而已，我们不妨深入探讨一下，在什么场景下，我们需要将球罐内的介质毫无保留地排到火炬线或者其他设施呢？三种可能，第一种就是清罐，将罐内的介质完全排放出去，为打开人孔做准备。这个时候不能用安全阀的，因为压力达不到安全阀的起跳状态。第二种就是事故下的紧急排放，比如周边发生火灾，此时就需要将球罐内的介质紧急排放掉，例如2022年南方某石化“6.8”事故，就是如此。第三种就是倒罐，就是将其中一个球罐的介质倒入到另一个球罐内，但是这个场景应用较少，因为大部分球罐都有专用的倒罐线和倒罐泵，靠安全阀“副线”倒罐并不常见，但不是没有。例如2015年某公司就用这种方法倒罐，结果整出幺蛾子，出了个大事故。![]()
以上所述就是我们认为的所谓安全阀的副线其真正的目的和应用场景。最后我们谈一谈球罐的第三条排放管线，就是直接对空排放的放空线。球罐的放空线的设计一般有两种模式：第一种就是放空管线直接在球罐罐壁上开孔，如下图：![]()
第二种就是球罐的放空线不单独开口，而是和安全阀的进口共用一个总管，这种配置最为常见。如下图所示：![]()
这种可以直接对空排放的管线，他的应用场景又有什么呢？我们知道，对于球罐来说，内部介质要么是易燃易爆的液化烃，要么是毒性或窒息性的液氨、二氧化碳、环氧乙烷，丁二烯等，这些介质是不允许直接外排大气的，只能通过火炬或其他处理设施进行二次处理后排放。那么可以直接对空排放的介质又有哪些呢？空气，压缩空气，蒸气，氮气和空气混合物等，深入思考一下，球罐在什么场景下会用到这些介质呢？答案就是蒸罐（蒸气）、吹扫（氮气）、置换（氮气）等场景会用到以上介质。但是压缩空气为什么还会用到呢？我们知道球罐属于特种设备之中的压力容器，并且属于第三类压力容器，按照《GB 12337-2014 钢制球形储罐》第8.10章节的要求，球罐会在安装完成后或者法定检验期间必须进行压力试验，压力试验包含气压试验和气密性试验，所以在这个阶段会涉及到压缩空气。那么可能有的朋友会问，这些介质气体难道不能一块也排入火炬吗？答案是否定的。因为企业的火炬排放燃烧的是整个厂区内的各种排放气，包括大量易燃易爆类的介质排放气，所以火炬排放系统总管或支管中，是必须控制排放气氧含量的。根据《SH 3009-2013 石油化工可燃性气体排放系统设计规范》第5.3.1条的要求：“氧气含量大于2%(v%)的可燃性气体”不应排入全厂可燃性气体排放系统。所以一旦把氧含量高达20%的压缩空气排入火炬，会带来的极大的安全隐患。所以只能对空排放。但是对于蒸气吹扫和氮气吹扫、置换等的混合排放气，是可以排入火炬系统管网的。![]()
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