- 《石油庫設計規范》GB 50074-2014宣貫輔導教材
- 《石油庫設計規范》編制組
- 4字
- 2024-02-29 11:26:10
6 儲罐區
6.1 地 上 儲 罐
6.1.1 地上儲罐應采用鋼制儲罐(原為:石油庫的油罐應采用鋼制油罐)。
鋼制儲罐與非金屬儲罐比較具有防火性能好、造價低、施工快、防滲防漏性好、檢修容易等優點,故要求地上儲罐采用鋼制儲罐。
6.1.2(新增) 儲存沸點低于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體,應采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐,并應符合下列規定:
1 選用壓力儲罐或低壓儲罐時,應采取防止空氣進入罐內的措施,并應密閉回收處理罐內排出的氣體。
2 選用低溫常壓儲罐時,應采取下列措施之一:
1)選用內浮頂儲罐,應設置氮氣密封保護系統,并應控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa;
2)選用固定頂儲罐,應設置氮氣密封保護系統,并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。
沸點低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體在常溫常壓下極易揮發,所以需要采用壓力儲罐、低壓儲罐或低溫常壓儲罐來抑制其揮發。對第1、第2款具體要求說明如下:
1 用壓力儲罐或低壓儲罐儲存甲B類液體,罐內易燃氣體濃度較高,要求“防止空氣進入罐”是為了消除儲罐爆炸危險,常見的措施是向儲罐內充氮,保持儲罐在一定正壓范圍內;要求“密閉回收處理罐內排出的氣體”是為了避免有害氣體污染大氣環境。
2 對沸點小于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于88kPa的甲B類液體,采取低溫儲存方式也是一種可以抑制揮發的有效措施。 “控制儲存溫度使液體蒸氣壓不大于88kPa”,可以避免沸騰性揮發,但仍有較強的揮發性,所以要求“選用內浮頂儲罐”來抑制其揮發。“控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下”,氣體揮發量就很少了,基本處于安全區域。要求“設置氮封保護系統”,是為了防止控制措施不到位或失效的安全保護措施。
6.1.3(新增) 儲存沸點不低于45℃或在37.8℃時的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體化工品和輕石腦油,應采用外浮頂儲罐或內浮頂儲罐。有特殊儲存需要時,可采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐、低壓儲罐或容量不大于100m3的臥式儲罐,但應采取下列措施之一:
1 應設置氮氣密封保護系統,并應密閉回收處理罐內排出的氣體;
2 應設置氮氣密封保護系統,并應控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下。
對本條規定說明如下:
儲存沸點大于或等于45℃或37.8℃的飽和蒸氣壓不大于88kPa的甲B、乙A類液體可以常溫常壓下儲存,但仍有較強的揮發性,所以規定“應選用外浮頂儲罐或內浮頂儲罐”來抑制其揮發。采用浮頂或內浮頂儲罐儲存甲B類和乙A易燃液體可以減少易燃液體蒸發損耗90%以上,從而減少烴類氣體對空氣的污染,還減少了空氣對物料的氧化,保證物料質量,此外對保證安全也非常有利。
有些甲B、乙A類液體化工品有防聚合等特殊儲存需要,不適宜采用內浮頂儲罐。所以,本條規定允許這些甲B、乙A類液體化工品選用固定頂儲罐、低壓儲罐和容量小于或等于50m3的臥式儲罐,但需采取氮封、密閉回收處理罐內排出的氣體、控制儲存溫度低于液體閃點5℃及以下等必要的安全保護措施。
6.1.4 儲存甲B、乙A類原油和成品油,應采用外浮頂儲罐、內浮頂儲罐和臥式儲罐。3號噴氣燃料的最高儲存溫度低于油品閃點5℃及以下時,可采用容量小于或等于10000m3的固定頂儲罐。當采用臥式儲罐儲存甲B、乙A類油品時,儲存甲B類油品臥式儲罐的單罐容量不應大于100m3,儲存乙A類油品臥式儲罐的單罐容量不應大于200m3。
(原為:1 儲存甲類和乙A類油品的地上立式油罐,應選用浮頂油罐或內浮頂油罐,浮頂油罐應采用二次密封裝置。2 儲存甲類油品的覆土油罐和人工洞油罐,以及儲存其他油品的油罐,宜選用固定頂油罐。3 容量小于或等于100m3的地上油罐,可選用臥式油罐。)
甲B和乙A類油品是易揮發性液體,選用外浮頂儲罐或內浮頂儲罐可以抑制其揮發。本條的“成品油”不包括在37.8℃時的飽和蒸氣壓大于或等于88kPa的輕石腦油。
為保證3號噴氣燃料的質量,機場油庫3號噴氣燃料儲罐內需安裝浮動發油裝置,從油位上部發油,安裝了浮動發油裝置的3號噴氣燃料儲罐采用內浮頂罐有諸多不便。根據中國航空油料集團提供的實測數據,全國絕大多數民用機場油庫3號噴氣燃料儲罐最高儲存溫度低于油品閃點5℃以下,罐內氣體濃度達不到爆炸下限(1.1%V),基本處于安全狀態,在這種情況下,3號噴氣燃料采用固定頂儲罐是可行的。機場油庫如采用固定頂儲罐,則在采購3號噴氣燃料時,需要求閃點指標高于機場所在地油品的最高儲存溫度5℃及以上。由于全國各地機場氣溫差異較大,如不能保證最高儲存溫度低于油品閃點5℃及以下,為了安全,還得采用內浮頂罐。
6.1.5(新增) 儲存乙B和丙類液體,可采用固定頂儲罐和臥式儲罐。
乙B和丙類液體危險性較低,可以根據實際需要任意選用外浮頂儲罐、內浮頂儲罐、固定頂儲罐和臥式儲罐。
6.1.6(新增) 外浮頂儲罐應采用鋼制單盤式或鋼制雙盤式浮頂。
鋼制單盤式或雙盤式浮頂由鋼板焊接而成,相比其他類型的浮頂,有結構強度高、密封效果好、耐火性能強的優點,外浮頂儲罐一般都是大型儲罐,所以,安全起見,本條規定“外浮頂儲罐應選用鋼制單盤式或雙盤式浮頂”。
6.1.7(新增) 內浮頂儲罐的內浮頂選用,應符合下列規定:
1 內浮頂應采用金屬內浮頂,且不得采用淺盤式或敞口隔艙式內浮頂。
2 儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性液體的內浮頂儲罐和直徑大于40m的儲存甲B、乙A類液體內浮頂儲罐,不得采用易熔材料制作的內浮頂。
3 直徑大于48m的內浮頂儲罐,應選用鋼制單盤式或雙盤式內浮頂。
4 新結構內浮頂的采用應通過安全性評估。
對本條各款規定說明如下:
1 非金屬內浮頂,淺盤式或敞口隔艙式內浮頂安全性能差,所以限制其使用。
2 甲B、乙A類液體火災危險性較大,所發生的儲罐火災事故絕大多數也是這類液體儲罐,加強其安全可靠性是必要的;目前廣泛采用的組裝式鋁質內浮頂屬于“用易熔材料制作的內浮頂”,其安全性相對鋼質內浮頂要差,儲罐一旦發生火災,容易形成儲罐全截面積著火,且直徑越大越難以撲救,造成的火災損失也越大,所以本款對直徑大于40m的甲B、乙A類液體內浮頂儲罐,限制使用“用易熔材料制作的內浮頂”是必要的。Ⅰ、Ⅱ級毒性的液體儲罐一旦發生火災事故,將造成比油品儲罐火災更嚴重的危害,故對Ⅰ級和Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐應有更高的要求。
3 根據《泡沫滅火系統設計規范》GB 50151—2010第4.4.1條的規定,采用鋼制單盤式或雙盤式的內浮頂儲罐,泡沫的保護面積應按罐壁與泡沫堰板間的環形面積確定;其他內浮頂儲罐應按固定頂儲罐對待(即泡沫需要覆蓋全部液面)。安裝在儲罐罐壁上的泡沫發生器發生的泡沫最大流淌長度為25m,為保證泡沫能夠有效覆蓋保護面積,故規定“直徑大于48m的內浮頂儲罐,應選用鋼制單盤式或雙盤式內浮頂”。
4 “新結構內浮頂”是指國家或行業標準沒有對其進行技術要求的內浮頂。
6.1.8(新增) 儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲 B、乙 A類液體儲罐的單罐容量不應大于5000m3,且應設置氮封保護系統。
限制Ⅰ、Ⅱ級毒性的甲B、乙A類液體儲罐容量是為了降低其事故危害性,氮封保護系統可有效防止儲罐發生爆炸起火事故,進一步加強有毒液體儲罐的安全可靠性。常見易燃和可燃有毒液體毒性程度舉例見表2。
表2 常見易燃和可燃有毒液體毒性程度舉例

續表2

續表2

注:序號1~34摘自現行行業標準《壓力容器中化學介質毒性危害和爆炸危險程度分類》HG 20660—2000,序號35~40摘自現行行業標準《石油化工有毒、可燃介質鋼制管道工程施工及驗收規范》 SH 3501—2011。
6.1.9(新增) 固定頂儲罐的直徑不應大于48m。
因為安裝在儲罐罐壁上的泡沫發生器發生的泡沫最大流淌長度為25m,為保證泡沫能夠有效覆蓋保護面積,故規定“固定頂儲罐的直徑不應大于48m。
6.1.10 地上儲罐應按下列規定成組布置:
1 甲B類、乙類和丙A類液體儲罐可布置在同一罐組內;丙B類液體儲罐宜獨立設置罐組。(原為:甲、乙和丙A類油品儲罐可布置在同一油罐組內;甲、乙和丙A類油品儲罐不宜與丙B類油品儲罐布置在同一油罐組內。)
2 沸溢性液體(原為:油品)儲罐不應與非沸溢性液體(原為:油品)儲罐同組布置。
3 立式儲罐不宜與臥式儲罐布置在同一個儲罐組內(原為:地上立式油罐、高架油罐、臥式油罐、覆土油罐不宜布置在同一個油罐組內)。
4(新增) 儲存Ⅰ、Ⅱ級毒性液體的儲罐不應與其他易燃和可燃液體儲罐布置在同一個罐組內。
對本條各款說明如下:
1 甲B、乙和丙A類液體儲罐布置在同一個防火堤內,有利于儲罐之間互相調配和統一考慮消防設施,既可節省輸油管道和消防管道,也便于管理。而丙B類液體基本都是燃料油和潤滑油,相對于甲B、乙和丙A類液體黏度較大,火災危險性較小,在消防要求上也不同(見本規范第12.1.4條、第12.1.5條),所以不宜建在一個儲罐組內。
2 沸溢性油品在發生火災等事故時容易從儲罐中溢出,導致火災流散,影響非沸溢性油品安全,故規定沸溢性油品儲罐不應與非沸溢性油品儲罐布置在同一儲罐組內。
3 地上儲罐與臥式儲罐的罐底標高、管道標高等各不相同,消防要求也不相同,布置在一起對操作、管理、設計和施工等均不方便。故地上儲罐不宜與臥式儲罐布置在同一儲罐組內。
4 本款規定目的是降低其他儲罐火災事故時,對Ⅰ、Ⅱ級毒性的易燃和可燃液體儲罐的影響。
6.1.11 同一個罐組內儲罐(原為:油罐)的總容量應符合下列規定:
1 固定頂儲罐組及固定頂儲罐和外浮頂、內浮頂儲罐的混合罐組的容量不應大于120000m3,其中浮頂用鋼質材料制作的外浮頂儲罐、內浮頂儲罐的容量可按50%計入混合罐組的總容量。(原為:固定頂油罐組及固定頂油罐和浮頂、內浮頂油罐的混合罐組不應大于 120000m3。)
2(新增) 浮頂用鋼質材料制作的內浮頂儲罐組的容量不應大于360000m3。浮頂用易熔材料制作的內浮頂儲罐組的容量不應大于240000m3。
3 外浮頂儲罐組的容量不應大于600000m3。(原為:浮頂、內浮頂油罐組不應大于600000m3。)
本條是根據不同類型儲罐的抗風險能力,確定同一個罐組內儲罐的總容量的。
固定頂儲罐一旦發生火災很容易形成全液面火災,火災規模大,撲救難度也大,其防火性能在常壓儲罐中是最差的。所以,本條規定固定頂儲罐組總容量最小。
浮頂用易熔材料制作的內浮頂儲罐,其防火性能好于固定頂儲罐。所以,本條規定浮頂用易熔材料制作的內浮頂儲罐組的總容量,大于固定頂儲罐組的總容量。
鋼質材料的耐火性能好于易熔材料。所以,本條規定浮頂用鋼質材料制作的內浮頂儲罐組的總容量,大于浮頂用易熔材料制作的內浮頂儲罐組的總容量。
外浮頂的浮頂完全覆蓋在油面上,極大程度抑制了油氣揮發,僅在密封圈的一、二次密封結構之間存在一個環形封閉空間,該封閉空間易積聚油氣并有很大可能形成爆炸性混合氣體,密封圈處因遭受雷擊而爆炸起火的事故已發生多起,但火災規模較小,易于撲滅,發生全液面火災的概率很低。國內自從20世紀80年代初開始建造10萬立方米大型外浮頂儲罐以來,還沒有發生過全液面火災,著火的外浮頂儲罐也從未引燃臨近的外浮頂儲罐。雖然外浮頂儲罐一般容量巨大,但其防火性能在常壓儲罐中是最好的。所以,本條允許外浮頂儲罐組總容量最大。
6.1.12 同一個罐組內的儲罐數量應符合下列規定:
1 當最大單罐容量大于或等于10000m3時,儲罐數量不應多于12座。
2 當最大單罐容量大于或等于1000m3時,儲罐數量不應多于16座。
3 單罐容量小于1000m3或僅儲存丙B類液體的罐組,可不限儲罐數量。
(原為:當單罐容量等于或大于1000m3時,不應多于12座;單罐容量小于1000m3的油罐組和儲存丙B類油品的油罐組內的油罐數量不限。)
一個儲罐組內儲罐數量越多,發生火災事故的機會就越多,單體儲罐容量越大,火災損失及危害就越大,為了控制一定的火災范圍和火災損失,故根據儲罐容量大小規定了最多儲罐數量。由于丙B類油品儲罐不易發生火災,而儲罐容量小于1000m3時,發生火災容易撲救,故對這兩種情況不加限制。
6.1.13 地上儲罐組內,單罐容量小于1000m3的儲存丙B類液體的儲罐(原為:油品的油罐)不應超過四排;其他儲罐(原為:油罐)不應超過兩排。
儲罐布置不允許超過兩排,主要是考慮儲罐失火時便于撲救。如果布置超過兩排,當中間一排儲罐發生火災時,因四周都有儲罐會給撲救工作帶來一些困難,也可能會導致火災的擴大。
儲存丙B類油品的儲罐(尤其是儲存潤滑油的儲罐),發生火災事故的概率極小,至今沒有發生過著火事故。所以規定這種儲罐可以布置成四排,這樣有利于節約用地和投資。
6.1.14 地上立式儲罐(原為:油罐)的基礎面標高,應(原為:宜)高于儲罐(原為:油罐)周圍設計地坪0.5m及以上。
6.1.15 地上儲罐組內相鄰儲罐(原為:油罐)之間的防火距離不應小于表6.1.15的規定。
表6.1.15 地上儲罐組內相鄰儲罐之間的防火距離

注:1 表中D為相鄰儲罐中較大儲罐的直徑。
2 儲存不同類別液體的儲罐(原為油罐)、不同型式的儲罐(原為油罐)之間的防火距離,應采用較大值。
儲罐間距是關乎儲罐區安全的一個重要因素,也是影響油庫占地面積的一個重要因素。節約用地是我國的基本國策之一,因此在保證操作方便和生產安全的前提下應盡量減少儲罐間距,以達到減少占地和減少工程投資的目的。本條關于儲罐間距的規定,是參照國外標準,并根據火災模擬計算和實踐經驗制定的。分別說明如下:
1 國外相關標準的規定:
(1)美國國家防火協會安全防火標準《易燃和可燃液體規范》(NFPA30 2003年版)規定:直徑大于150英尺(45m)的浮頂儲罐間距取相鄰罐徑之和的1/4(對同規格儲罐即為0.5D)。浮頂罐一般不需采取保護措施(指固定式消防冷卻保護系統和固定泡沫滅火系統)。
(2)英國石油學會《石油工業安全操作標準規范》第二部分《銷售安全規范》(第三版)關于儲存閃點低于21℃的油品和儲存溫度高于油品閃點的浮頂儲罐的間距是這樣規定的:對直徑小于和等于45m的罐,建議罐間距為10m;對直徑大于45m的罐,建議罐間距為15m。該規范要求,浮頂儲罐滅火采用移動式泡沫滅火系統和移動式消防冷卻水系統。
(3)法國石油企業安全委員會編制的石油庫管理規則關于儲存閃點低于55℃的油品浮頂儲罐的間距是這樣規定的:兩座浮頂儲罐中,其中一座的直徑大于40m時,最小間距可為20m。
(4)日本東京消防廳1976年頒布的消防法規,關于閃點低于70℃的危險品儲罐的間距是這樣規定的:最大直徑或其最大高度,取其中較大值。儲罐可不設固定式消防冷卻水系統。
與國外大多數規范比較,我們規定的儲罐間距是適中的。
2 火災模擬計算
為了解著火儲罐火焰輻射熱對鄰近罐的影響,我們運用國際上比較權威的DNV Technical公司的安全計算軟件(PHAST Professional 5.2版),對儲罐火災輻射熱影響做模擬計算,計算結果見下表3。
表3 儲罐不同距離處輻射熱計算表

注:1 表中的火災輻射熱強度是按儲罐發生全面積火災計算出來的。
2 帶?號數據為天津消防科研所的火災試驗實測數據。
3 L為儲罐間距。
根據國外資料,易燃和可燃液體儲罐可以長時間承受的火焰輻射熱強度是24kW/m2。表3中的絕大多數儲罐,即使發生全液面火災,其0.4D遠處的火焰輻射熱強度也小于24kW/m2;表3中的3000m3及以上儲罐,如果是固定頂罐或浮盤用易熔材料制作的內浮頂罐,著火罐的鄰近罐需采取冷卻措施。所以,本條關于儲罐之間防火距離的規定是合理的。
3 實踐經驗
總結國內煉油廠和油庫發生過的儲罐火災事故(非流淌火事故)案例可以發現,有固定頂儲罐著火引燃臨近固定頂儲罐的案例(都是甲B、乙A類易燃液體),但沒有外浮頂罐和內浮頂罐引燃臨近浮頂罐和內浮頂罐的案例,也沒有乙B和丙類可燃液體儲罐被鄰近著火罐引燃的案例。這是因為外浮頂儲罐和內浮頂儲罐的浮盤直接浮在油面上,抑制了油氣揮發,很少發生火災,也不易被鄰近的著火罐引燃;外浮頂罐即使發生火災,基本上只在浮盤周圍密封圈處燃燒,比較易于撲滅,也不需要冷卻相鄰儲罐;乙B和丙類可燃液體閃點較高,且一般遠高于其儲存溫度,不易被引燃。所以,外浮頂罐和內浮頂罐可以比固定頂罐的罐間距小一些,丙類可燃液體儲罐可以比甲B、乙類易燃液體儲罐的罐間距小一些。