石油化工企業(yè)裝置及儲罐區(qū)排水系統(tǒng)的設(shè)計

李林釗，唐 峰

(中國寰球工程公司 北京100012)

石油化工企業(yè)裝置及儲罐區(qū)排水系統(tǒng)的設(shè)計

李林釗，唐 峰

(中國寰球工程公司 北京100012)

合理的排水系統(tǒng)設(shè)計對于現(xiàn)代石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn)運行具有十分重要的意義。通過參與石油化工企業(yè)裝置及儲罐區(qū)的給排水設(shè)計工作，歸納總結(jié)了現(xiàn)代石化企業(yè)裝置及儲罐區(qū)內(nèi)生產(chǎn)污水、污染雨水及事故污水排水系統(tǒng)的設(shè)計原則。

石油化工 裝置區(qū) 罐區(qū) 排水系統(tǒng)

現(xiàn)代石油化工企業(yè)裝置及儲罐區(qū)內(nèi)排水系統(tǒng)，主要包括生產(chǎn)污水、污染雨水及事故污水等 3方面。排水系統(tǒng)設(shè)計是否合理不僅關(guān)乎企業(yè)日常生產(chǎn)運營中污水的收集疏導(dǎo)，更關(guān)乎其安全生產(chǎn)、環(huán)保排放以及火災(zāi)等事故狀態(tài)下能否對污水進行及時有效、有計劃、有組織地收集處置。因此，安全合理的排水系統(tǒng)對于現(xiàn)代石化企業(yè)是必不可少的。

1 生產(chǎn)污水收集與輸送

現(xiàn)代石化企業(yè)在經(jīng)濟規(guī)模的前提下，均向大型化發(fā)展，占地較大。且本著集中管理的原則，全廠污水處理廠通常統(tǒng)一設(shè)置。較大的占地面積造成較長的地下污水管線，導(dǎo)致生產(chǎn)污水不宜全部通過重力流向地下管道進行集中收集。同時考慮到污水在地下污水管線中輸送時，存在泄漏并污染地下土壤和地下水的潛在風(fēng)險，近幾年大型石化企業(yè)生產(chǎn)污水盡可能通過壓力管道進行收集和輸送，且壓力管道在地面上敷設(shè)。

根據(jù)水質(zhì)和本身是否帶壓，生產(chǎn)裝置排放的污水具有不同的收集方式。對于水質(zhì)滿足污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)無需預(yù)處理且自身帶壓(壓力滿足送污水處理廠要求)的生產(chǎn)污水，可直接通過地上生產(chǎn)污水管線匯入全廠生產(chǎn)污水總管。對于水質(zhì)滿足污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)無需預(yù)處理但本身不帶壓的生產(chǎn)污水，先經(jīng)一段地下管道重力收集送至裝置區(qū)內(nèi)的污水收集池，再由泵提升，經(jīng)地上生產(chǎn)污水管線出界區(qū)后匯入全廠生產(chǎn)污水總管。當(dāng)生產(chǎn)污水水質(zhì)不滿足污水處理場接管標(biāo)準(zhǔn)時，還需在裝置區(qū)內(nèi)進行預(yù)處理，滿足接管標(biāo)準(zhǔn)后才能送至污水處理廠進行進一步處理。

2 污染雨水收集和輸送

2.1 污染區(qū)劃分

裝置區(qū)及儲罐區(qū)內(nèi)污染區(qū)的劃分是開展污染雨水收集、輸送及處理的前提。

2.1.1 裝置區(qū)內(nèi)污染區(qū)劃分

原則上，裝置區(qū)內(nèi)可能產(chǎn)生物料泄漏的區(qū)域均為污染區(qū)，污染區(qū)內(nèi)初期雨水應(yīng)作為污染雨水進行收集和處理。裝置區(qū)內(nèi)污染區(qū)的劃分通常由化工工藝專業(yè)根據(jù)裝置內(nèi)各單元物料性質(zhì)和泄漏分析進行劃分。

2.1.2 儲罐區(qū)內(nèi)污染區(qū)劃分

通常，儲罐區(qū)內(nèi)設(shè)備類型及數(shù)量較裝置區(qū)簡單，其污染區(qū)劃分方式較為固定。儲罐區(qū)按照儲罐本身是否帶壓分為常壓罐區(qū)和壓力罐區(qū)兩類。

①常壓罐區(qū)。常壓罐區(qū)內(nèi)的常壓儲罐按照罐頂與罐壁的結(jié)構(gòu)形式分為固定頂罐、內(nèi)浮頂罐和外浮頂罐。對于固定頂罐和內(nèi)浮頂罐的儲罐區(qū)，其污染區(qū)主要為常壓罐區(qū)防火堤內(nèi)儲罐閥組區(qū)和泵區(qū)。對于儲存原油的固定頂罐區(qū)和內(nèi)浮頂罐區(qū)，儲罐周圍(通常從儲罐基礎(chǔ)外延 1.0,m)亦為污染區(qū)。其余區(qū)域正常情況下不會受到污染(發(fā)生物料泄漏事故情況除外)，為非污染區(qū)。對于外浮頂罐，由于浮頂與罐內(nèi)液體是相接觸的，所以除儲罐閥組區(qū)、泵區(qū)以及原油儲罐周圍為污染區(qū)外，外浮頂罐浮盤亦為污染區(qū)。

②壓力罐區(qū)。對于物料泄漏后氣化且不溶于水的物料儲罐區(qū)，如 LNG儲罐區(qū)沒有污染區(qū)，全部為非污染區(qū)。對于泄漏后氣化并溶于水的物料儲罐區(qū)，其污染區(qū)主要為罐區(qū)圍堰內(nèi)儲罐閥組區(qū)以及罐區(qū)內(nèi)的泵區(qū)，其余為非污染區(qū)。

2.2 裝置區(qū)污染雨水收集和輸送

裝置區(qū)內(nèi)污染區(qū)的污染雨水，通過雨水口，經(jīng)重力管道收集進入裝置區(qū)內(nèi)的污染雨水收集池，然后用泵提升送污水處理廠進行生化處理。對于某些煉油裝置，污染區(qū)地面污染嚴(yán)重，初期污染雨水含油量過高，不能滿足污水處理廠接管標(biāo)準(zhǔn)時，還需在裝置內(nèi)經(jīng)過除油預(yù)處理。

污染雨水收集池的有效容積通常按照一次降雨污染雨水的總量確定，一次降雨污染雨水量為污染區(qū)面積與 15～30,mm 降雨深度的乘積。在污染雨水收集池前應(yīng)考慮后期清凈雨水的分流措施。

2.3 罐區(qū)污染雨水及事故水收集和輸送

為了防止罐區(qū)內(nèi)儲罐發(fā)生泄漏事故時，泄漏物料、消防水、噴淋水以及事故期間降雨而受到污染的雨水對周邊水體環(huán)境造成污染，罐區(qū)內(nèi)污染雨水的收集與工藝裝置具有一定特殊性。

2.3.1 常壓罐區(qū)

對于常壓罐區(qū)防火堤內(nèi)區(qū)域，正常情況下，除儲罐閥組區(qū)、原油儲罐周圍以及外浮頂罐浮盤上等污染區(qū)內(nèi)雨水外，其余區(qū)域內(nèi)雨水均為清凈雨水。罐區(qū)防火堤內(nèi)的雨水排出管道設(shè)有雙閥組控制，正常情況下閥門關(guān)閉，每次降雨后人工手動打開相應(yīng)閥門，將污染區(qū)內(nèi)雨水排入污染雨水系統(tǒng)，其余非污染區(qū)域內(nèi)雨水進入清凈雨水系統(tǒng)。當(dāng)儲罐發(fā)生少量泄漏，防火堤內(nèi)除閥組區(qū)、原油儲罐周圍和浮盤以外的區(qū)域受到污染，降雨結(jié)束后，打開防火堤外相應(yīng)閥門，將所有雨水排入污染雨水系統(tǒng)。當(dāng)罐區(qū)發(fā)生事故進行消防時，仍應(yīng)盡可能將污染控制在防火堤內(nèi)，如消防時間較長，圍堰內(nèi)容積不足以容納消防水和泄漏出的物料時，從防火堤溢出的事故水可繼續(xù)通過防火堤外的污染雨水收集系統(tǒng)和清凈雨水系統(tǒng)進行收集，通過閥門切換進入為整個工程所設(shè)的事故水池存儲。因此，進行管道設(shè)計時，防火堤外清凈雨水管道的管徑應(yīng)用事故排水量進行校核。

尤其值得注意的是：污染雨水出罐區(qū)防火堤后應(yīng)設(shè)水封井，以防止事故狀態(tài)下，危險源通過污染雨水管道導(dǎo)入罐區(qū)防火堤內(nèi)，造成次生事故。

2.3.2 壓力罐區(qū)

泄漏后氣化，且不溶于水的物料，對于如 LNG，儲罐區(qū)內(nèi)沒有污染區(qū)，且不設(shè)污染雨水系統(tǒng)。對于泄漏后氣化，且溶于水的物料，如環(huán)氧乙烷水溶液，通常會設(shè)置自動噴淋系統(tǒng)。其儲罐圍堰外設(shè)有雙閥門，閥門常關(guān)。正常情況下，每次降雨結(jié)束后，人工打開相應(yīng)閥門，將圍堰內(nèi)雨水排至清凈雨水系統(tǒng)；當(dāng)發(fā)生物料泄漏進行噴淋或消防時，及時打開圍堰外的另一閥門，將受到污染的噴淋水和消防水排至污染雨水系統(tǒng)。此類壓力罐區(qū)外的閥門井應(yīng)設(shè)置于離罐區(qū)圍堰盡可能遠(yuǎn)的位置，以保證事故狀態(tài)下，操作人員能安全及時地打開閥門，疏導(dǎo)污水。

［1］ 水體污染防控緊急措施設(shè)計導(dǎo)則[Z]. 中國石化建標(biāo)[2006]43號.

［2］ 《石油和化工工程設(shè)計工作手冊》編委會. 石油和化工工程設(shè)計工作手冊 第十二冊 煉油化工公用工程和輔助設(shè)施設(shè)計[M]. 山東：中國石油大學(xué)出版社，2010.

On Drainage System Design for both Equipment Area and Tank Field in Petrochemical Enterprises

LI Linzhao，TANG Feng
(China HUANQIU Contracting & Engineering Corporation，Beijing 100012，China)

The design of a safe and reasonable drainage system is of significant value to the safe production and operation in modern petrochemical enterprises. Based on the authors’experience in the participation of drainage system design for the equipment area and tank field in petrochemical enterprises，design principles of drainage systems for production wastewater，polluted rainwater and accidental sewage in modern petrochemical enterprises were proposed.

petrochemical industry；equipment area；tank field；drainage system

TE991.2

A

1006-8945(2014)11-0005-02

2014-10-10