基于不同案例分析的石油庫總圖設計方法研究

許迎

摘 要：本文以油庫總圖設計為研究對象，在調研了國內各個大型油庫總體設計的相關參數的基礎上，從9個方面對油庫總圖設計的相關思路進行了總結和探討，每個方面都結合具體案例進行了相信的分析，相信對從事相關工作的同行能有所裨益。

關鍵詞：油庫 總圖設計 案例 大型

中圖分類號：TE972 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）03（b）-0051-02

1 大型油庫的特點

油庫一般包括儲油罐區、生產區、輔助生產區、水處理區、辦公管理區、警消區、生活區等功能區。大型油庫除具備以上組成外，還具有中小型油庫不具備的特點：一是容量大，一般容量大于100×104 m3的油庫稱為大型油庫；二是占地大，100×104 m3的油庫占地在28×104 m2以上；三是防洪等級高，大型油庫的防洪按100年重現期考慮；四是對區域環境影響較大；五是土石方工程量大。

2 大型油庫總圖設計

2.1 庫址選擇

石油庫的庫址必須滿足建成后日常的運營、管理等基本要求，即，有接卸大型原油油輪的碼頭、裝卸車棧橋、石油輸送管道等可依托條件；有以原油為主的石油化工中心或成品油消費市場。根據石油庫以上特點以及相關規范、標準的規定，油庫庫址的選擇應符合以下規定：一是，根據石油庫的性質、油品、油品運輸方式、生產特點等綜合因素，合理選擇石油庫所在區域位置；二是，為防止石油庫影響周圍環境，庫址選擇應符合油庫所在地的城鎮規劃；三是，應根據石油庫所在地區的地形、地質、交通、可用土地等條件，經濟合理地確定具體的最優建庫地址；四是，國家鐵路干線、企業鐵路支線對石油庫的安全距離有不同的要求，應根據石油庫附近的鐵路性質合理確定庫址，若待建油庫運輸方式為鐵路運輸，還需考慮支線鐵路的長度、安全距離等；五是，石油庫的庫址應符合油庫所在地的環境功能區劃的要求，即庫址應有利于廢氣擴散、廢水排放。庫區與居民區、人員集中的學校、企事業單位之間，應保持相關規范規定的衛生防護距離，并盡量遠離其他環境敏感目標。

大型石油庫選址是整個工程建設中非常重要的一環，除滿足日常的運營要求外，還要滿足交通、環境、地質、水土流失防治等要求。因此庫址的選擇必須有兩個以上的方案，綜合各因素選擇最佳庫址。如蘭州180×104 m3原油商業儲備庫在庫址選擇階段共選了5個庫址，分別位于蘭州市轄區內的西固區庫址、沙井驛庫址、河口庫址、中川庫址和永登庫址。經過對5個庫址的社會依托條件、進出庫管道建設長度及走向、工程地質條件、交通運輸條件、土石方工程、總投資等諸多方面進行綜合比較，最后確定蘭州市西固區庫址為最佳庫址，該庫址與蘭州石化公司等相關企業構成石化工業區，符合蘭大型油庫的總圖設計州市總體規劃要求，同時因衛生防護距離因素，庫址所在區域大量村莊需搬遷，正符合蘭州市西固區城中村改造總體規劃。

2.2 總平面設計

在進行油庫總平面布置之前，首先要明確油庫的性質、規模，熟悉工藝流程，明確外部邊界條件及其對庫區有何特殊要求。油庫內的功能區一般包括儲油罐區、（油品裝卸區）、輔助生產區、行政管理區、水處理區、警消區等。各區內的設施在進行總平面設計過程中，應以儲油罐區為核心，以交通運輸及消防通道為骨架，結合各功能區的特點和特殊要求，綜合布置石油庫區總平面。

2.3 罐間距和防火堤的確定

根據《石油庫設計規范》（GB50074—2002）規定，地上式固定頂油罐罐間距不小于0.6D或0.75D（根據消防方式確定）；覆土式固定頂油罐罐間距不小于0.4D；浮頂油罐、內浮頂油罐罐間距不小于0.4D（D為相鄰油罐中較大油罐的直徑）。其次還要考慮罐前安裝、防腐保溫層厚度等因素，一般罐間距要略大于計算間距。冀東油庫罐型為鋼制雙盤式外浮頂儲罐，罐直徑為80 m，罐間距按 0.4D考慮，即32 m，實際距離為33 m。

防火堤的有效容積與很多因素有關，應符合《石油庫設計規范》（GB50074—2002）及《儲罐區防火堤設計規范》（GB50351—2005）的相關規定。一般前期設計階段按《石油庫設計規范》給出的公式計算比較繁瑣，參數較多，本文推薦行之有效的簡易計算方法。浮頂罐：S=0.55V/h+（n-1）r2π，拱頂罐：S=1.05V/h+nr2π，S為罐組面積；V為罐組有效容積；h為油面高度；n為油罐數量；r為儲油罐的半徑。

根據計算，得出防火堤高度值，核實防火堤高度值是否符合規范，在符合規范的前提下，根據用地情況，可以微調（防火堤高度和防火堤面積之間是一種定量的比例關系）。關于大型油庫防火堤有效容積按罐組最大罐一半計算還是按整個罐計算存在爭議，根據目前各設計院的做法，一般庫區內外如果有地方設置事故緩沖池，則按事故緩沖池的有效容積和防火堤的有效容積之和為罐組最大罐容積考慮，同時還要考慮消防水所占體積；否則防火堤有效容積就按罐組最大罐容積和少量消防水體積之和計算。例如鄯善100×104 m3原油商業儲備庫和蘭州180×104 m3原油商業儲備庫都有足夠大的事故緩沖池，防火堤有效容積均按罐組最大罐容積一半計算；冀東100×104 m3原油商業儲備庫沒有地方設置事故緩沖池，按罐組最大罐容積和少量消防水體積之和計算。

在滿足庫區容量的前提下，罐間距和防火堤高度確定后，罐區平面基本布置完成。結合當地主導風向或季候風向、外部交通條件、外部系統銜接條件以及周圍環境等因素，將綜合用房、辦公用房等輔助生產設施布置在全年最大風頻上風向，同時注意庫內道路與外部道路的合理銜接，保證交通運輸的順暢。輸油泵房、計量間等生產設施結合外部系統銜接條件，布置在適當位置，保證工藝流程合理順暢。當油庫的消防不能依托地方已有消防設施時，需單獨設置消防站，大型油庫的消防站一般為二級，由于安全距離的要求（200 m），消防站一般布置在庫外。endprint

2.4 衛生防護距離

關于衛生防護距離的設置標準，其基本原則是根據所建項目的性質、污染物的排放量來確定防護實體與所建項目的距離。石油庫屬于有污染的設施，其污染主要來自排放的烴類氣體、儲罐泄露或滲漏、含油污水和含油雨水的排放、加熱爐污染物的排放、儲罐切水和儲罐清洗的廢水排放、裝卸車、倒灌等操作過程。因此，環評部門有時會提出比規范規定還嚴格的衛生防護距離。防護距離的確定由環評單位根據以上污染源及污染物的排放量計算得出。防護距離因石油庫的規模、儲存的油品、生產作業不同而不同。該距離一般從防火堤算起，防護距離范圍內不允許有人員密集的企事業單位、村莊等。因此，在庫址選擇時就要考慮衛生防護距離。以蘭州180×104 m3原油商業儲備庫為例，由于儲備庫位于城區，區域環境容量已基本飽和，油庫所在地有大面積村莊（城中村改造之前），經環評單位（中科院華南環境與科學研究所）計算，自庫區防火堤算起，需要有300 m的衛生防護距離，結合蘭州市西固區城中村改造工程，該庫址能滿足環評單位的要求。

2.5 道路及交通出入口

大型油庫的道路設計與其他規模的油庫沒有本質上的區別，都是在確定各功能區的規模和位置后，根據出入口的位置、消防需求等因素確定油庫道路布局。庫區內部交通線路的布局必須與外部交通運輸條件相適應，方便的交通運輸條件是企業建設和生產所必須的，因此在選址階段就必須考慮這個問題，即應靠近主要交通干道，合理確定庫區主入口的位置。

大型油庫的出入口至少要設3個，并且要求在不同方位上，一般是辦公區單獨設一個出入口，汽車裝車場單獨設一個出入口，另外根據實際情況，輔助生產區設一個出入口，或者將輔助生產區、水處理區等合設一個出入口。分區設置出入口，能保證車流、人流互不干擾，能保證生產安全，便于人員疏散。如冀東100×104 m3原油商業儲備庫共設4個出入口，南側兩個，西側兩個；鄯善100×104 m3原油商業儲備庫共設3個出入口，東側一個，西側兩個；蘭州180×104 m3原油商業儲備庫因涉及與原裝置區銜接，共設了5個出入口，東側一個，西北側4個。

大型油庫要求罐區周圍設6 m寬環形消防通道，并且保證每具罐距最近的消防道路不大于80 m，滿足消防要求。其他功能區的道路根據實際情況可適當減少寬度，但不得低于4 m。

2.6 豎向設計

大型油庫的占地較大，其豎向設計有很強的靈活性，尤其是局部豎向設計。但是豎向布置方式的靈活性有限，這要根據不同豎向布置方式發生的土石方量大小、投資等因素確定。一般情況下，大型油庫的豎向設計要根據油庫所在地的地形地勢確定，自然坡度不大于1%的場地，宜采用平坡式；自然坡度大于1%小于2%、寬度小于500 m的場地，宜采用平坡式；自然坡度大于2%的場地，宜采用臺階式。例如，新疆鄯善100×104 m3原油儲備庫所在地自然坡度為2.2%～2.5%，豎向布置方式為臺階式，臺階上下各布置一個罐組，臺階高度為4.5 m。冀東100×104 m3原油儲備庫所在地地形平坦，豎向布置方式為平坡式。

大型油庫的局部豎向設計很重要，尤其是灌區內部，不宜采用單面平坡式，原因是儲油罐直徑較大，一般大于80 m。罐區地面坡度要控制在不大于0.3%，且要多面坡向，這樣才能保證儲油罐基礎地面以上部分高度相差不多。罐區內部的雨水排放一般是通過沿防火堤周圍設置的排水明溝排放，一般在防火堤對角各設置一處雨水集水井，雨水經隔油處理后排到庫區雨水系統。大型石油庫占地面積較大，庫區內的雨水無法自由散排，必須設置完善的雨水排放系統，將庫區內的雨水收集處理后，統一排放至雨水收集池或市政雨水系統。

2.7 防洪

根據《石油儲備庫設計規范》規定，大型油庫的防洪等級按100年重現期設計。油庫受洪水的威脅有3種方式，不同的威脅方式要采取不同的防洪措施。

方式一是平原地區建庫，油庫受周圍大型河流的威脅。此時的防洪措施是根據油庫所在地周圍水系的100年重現期的水文資料，科學合理地確定庫區場地設計標高，其原則是“當庫址選定在靠近江河、湖泊等地段時，庫區場地的最低設計標高，應高于計算洪水位0.5 m及以上”。此種防洪措施一般是僅針對新建的油庫，填方量較大。

方式二是在沿海地帶建庫，油庫受海潮的威脅。此時的防洪措施有兩種：一種是將庫區場地標高抬高至計算水位1 m及以上，其原則是“當庫址選定在海島、沿海地段或潮汐作用明顯的河口段時，庫區場地的最低設計標高，應高于計算水位1m及以上。在無掩護海岸，還應考慮波浪超高；第二種是從區域角度考慮防洪，即沿海修建防浪堤，此時的防浪堤不僅僅是為油庫而建，堤頂標高高于計算水位1 m及以上，還要考慮波浪超高，此時庫區場地標高只考慮如何與原有場地或已建設施合理銜接。

采取哪一種方式要根據技術經濟比較的結果確定。一般情況下，當油庫周圍無其他在建或擬建重要設施時，取第一種；當油庫周圍有其他在建或擬建重要設施或油庫因受地形限制成長條狀布局時，取第二種。如在建的河北省曹妃甸工業區100×104 m3 原油儲備庫毗鄰渤海灣，考慮整個工業區的防洪，沿海修建了高約5.5 m的防浪堤；渤南油氣田陸上終端毗鄰渤海灣建設，呈1km 長條狀，建設地點又是取沙坑，其防洪措施宜采取防浪堤形式。

方式三是山區或坡地建庫，其威脅主要是山洪水，此時的防洪措施以修建導流堤為主，根據油庫所在山區或坡地的山洪水文資料（流速、流量、爆發頻率、至庫前水位等）確定導流堤修建位置、走向以及高度、寬度等。在確定導流堤修建位置及走向的同時，要確定山洪水向何處導流，并分析導出的山洪水對周邊的影響，必要時采取防范措施。

2.8 防滲

“防滲”是指在工程建設區域為防止有害物質（原油、各種滲濾液等）滲入地下，污染河流和地下水資源或防止水資源滲漏而采取的措施。endprint

石油庫的防滲應用主要是指儲油罐區、隔油池、事故緩沖池等區域防止有害物質滲入地下，污染河流或地下水資源而采取的措施。由于這些區域一旦發生泄露或滲漏現象，遭受污染的河流或地下水資源將很難恢復原狀，且會嚴重影響人們的日常生活和生產，因此要求防滲技術要先進，防滲材料要可靠。根據國家環境保護管理規定和相關標準，為增強防滲功能的可靠性，目前均采用高密度聚乙烯土工膜（HDPE 土工膜）為主要防滲層。

2.9 技術經濟比較

2.9.1 豎向布置形式的經濟比較

當油庫所在地的地形地勢坡度臨界于2%時，豎向布置形式可以是平坡式，也可以是臺階式。平坡式布置時，填挖土石方工程量較大，填方一側要砌筑擋土墻，挖方一側要砌筑護坡；臺階式布置時，填挖土石方量會減少很多，但臺階處及道路拉坡高度超過0.5 m時要砌筑擋土墻。要對這兩種形式做經濟比較，同時要考慮兩種豎向布置形式對應的平面布局哪一個更合理、更適用。綜合比較后，選取科學、經濟適用的豎向布置形式。

2.9.2 防洪形式的比較

大型油庫防洪等級比較高，一、二、三級油庫防洪均需按50年重現期設防，規模超過300×104m3的國家儲備庫防洪需按100 年重現期設防。當油庫所在地有若干已建或待建的重要建構筑物或基礎設施，但防洪等級較低時，油庫的防洪形式有兩種：一種是修建防洪墻或防浪堤，對油庫所在區域進行防洪；另一種是僅對油庫進行防洪，將油庫場地標高設為高于100年重現期的計算洪水位0.5m及以上。由于大型油庫占地較大，抬高場地標高將發生很大的填方量，此時應對兩種形式的防洪進行經濟比較，選擇經濟、安全、可靠的一種。

2.9.3 設計計算與實際發生的填挖方量相差較多時的比較

在油庫工程的三通一平、場地平整階段，因地形地勢復雜，設計計算的填挖方量與實際發生的填挖方量相差較多時，要進行兩種經濟比較：一種是挖方剩余較多時，要進行外運剩余土方與抬高場地標高消耗剩余土方的經濟比較；另一種是填方較多，需再購土時，要進行降低場地標高并外運土方與外購土方的經濟比較。

2.10 存在問題

大型油庫罐容大多在10×104 m3以上，當發生事故時，為避免原油或成品油溢出防火堤污染環境，一般在庫區內或庫區外附近位置設置一座事故緩沖池，收集溢出的原油、成品油或油水混合物。關于事故緩沖池的設立，目前國內還沒有成功的范例，主要困難在于原油或成品油如何從防火堤進入緩沖池，有的工程是通過庫區內的排洪溝，如四川二五五成品油儲備庫（到目前為止，尚未發生成品油泄漏事故）；有的工程是通過管道，如鄯-善原油儲備庫（正在施工）；無論是通過哪一種渠道，都存在一定的不確定因素和安全隱患。

參考文獻

[1] 林宇凡，楊秋俠，耿娟.淺談臺階式場地的總圖豎向布置[J].寧夏工程技術， 2009（2）.

[2] 張震.淺談山地建廠總圖設計中的幾個問題[J].企業科技與發展，2008（16）.

[3] 黃用世，趙姝.邊坡、擋土墻在電廠臺階式豎向中的應用[J].價值工程，2011（14）.endprint

石油庫的防滲應用主要是指儲油罐區、隔油池、事故緩沖池等區域防止有害物質滲入地下，污染河流或地下水資源而采取的措施。由于這些區域一旦發生泄露或滲漏現象，遭受污染的河流或地下水資源將很難恢復原狀，且會嚴重影響人們的日常生活和生產，因此要求防滲技術要先進，防滲材料要可靠。根據國家環境保護管理規定和相關標準，為增強防滲功能的可靠性，目前均采用高密度聚乙烯土工膜（HDPE 土工膜）為主要防滲層。

2.9 技術經濟比較

2.9.1 豎向布置形式的經濟比較

當油庫所在地的地形地勢坡度臨界于2%時，豎向布置形式可以是平坡式，也可以是臺階式。平坡式布置時，填挖土石方工程量較大，填方一側要砌筑擋土墻，挖方一側要砌筑護坡；臺階式布置時，填挖土石方量會減少很多，但臺階處及道路拉坡高度超過0.5 m時要砌筑擋土墻。要對這兩種形式做經濟比較，同時要考慮兩種豎向布置形式對應的平面布局哪一個更合理、更適用。綜合比較后，選取科學、經濟適用的豎向布置形式。

2.9.2 防洪形式的比較

大型油庫防洪等級比較高，一、二、三級油庫防洪均需按50年重現期設防，規模超過300×104m3的國家儲備庫防洪需按100 年重現期設防。當油庫所在地有若干已建或待建的重要建構筑物或基礎設施，但防洪等級較低時，油庫的防洪形式有兩種：一種是修建防洪墻或防浪堤，對油庫所在區域進行防洪；另一種是僅對油庫進行防洪，將油庫場地標高設為高于100年重現期的計算洪水位0.5m及以上。由于大型油庫占地較大，抬高場地標高將發生很大的填方量，此時應對兩種形式的防洪進行經濟比較，選擇經濟、安全、可靠的一種。

2.9.3 設計計算與實際發生的填挖方量相差較多時的比較

在油庫工程的三通一平、場地平整階段，因地形地勢復雜，設計計算的填挖方量與實際發生的填挖方量相差較多時，要進行兩種經濟比較：一種是挖方剩余較多時，要進行外運剩余土方與抬高場地標高消耗剩余土方的經濟比較；另一種是填方較多，需再購土時，要進行降低場地標高并外運土方與外購土方的經濟比較。

2.10 存在問題

大型油庫罐容大多在10×104 m3以上，當發生事故時，為避免原油或成品油溢出防火堤污染環境，一般在庫區內或庫區外附近位置設置一座事故緩沖池，收集溢出的原油、成品油或油水混合物。關于事故緩沖池的設立，目前國內還沒有成功的范例，主要困難在于原油或成品油如何從防火堤進入緩沖池，有的工程是通過庫區內的排洪溝，如四川二五五成品油儲備庫（到目前為止，尚未發生成品油泄漏事故）；有的工程是通過管道，如鄯-善原油儲備庫（正在施工）；無論是通過哪一種渠道，都存在一定的不確定因素和安全隱患。

參考文獻

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[2] 張震.淺談山地建廠總圖設計中的幾個問題[J].企業科技與發展，2008（16）.

[3] 黃用世，趙姝.邊坡、擋土墻在電廠臺階式豎向中的應用[J].價值工程，2011（14）.endprint

石油庫的防滲應用主要是指儲油罐區、隔油池、事故緩沖池等區域防止有害物質滲入地下，污染河流或地下水資源而采取的措施。由于這些區域一旦發生泄露或滲漏現象，遭受污染的河流或地下水資源將很難恢復原狀，且會嚴重影響人們的日常生活和生產，因此要求防滲技術要先進，防滲材料要可靠。根據國家環境保護管理規定和相關標準，為增強防滲功能的可靠性，目前均采用高密度聚乙烯土工膜（HDPE 土工膜）為主要防滲層。

2.9 技術經濟比較

2.9.1 豎向布置形式的經濟比較

當油庫所在地的地形地勢坡度臨界于2%時，豎向布置形式可以是平坡式，也可以是臺階式。平坡式布置時，填挖土石方工程量較大，填方一側要砌筑擋土墻，挖方一側要砌筑護坡；臺階式布置時，填挖土石方量會減少很多，但臺階處及道路拉坡高度超過0.5 m時要砌筑擋土墻。要對這兩種形式做經濟比較，同時要考慮兩種豎向布置形式對應的平面布局哪一個更合理、更適用。綜合比較后，選取科學、經濟適用的豎向布置形式。

2.9.2 防洪形式的比較

大型油庫防洪等級比較高，一、二、三級油庫防洪均需按50年重現期設防，規模超過300×104m3的國家儲備庫防洪需按100 年重現期設防。當油庫所在地有若干已建或待建的重要建構筑物或基礎設施，但防洪等級較低時，油庫的防洪形式有兩種：一種是修建防洪墻或防浪堤，對油庫所在區域進行防洪；另一種是僅對油庫進行防洪，將油庫場地標高設為高于100年重現期的計算洪水位0.5m及以上。由于大型油庫占地較大，抬高場地標高將發生很大的填方量，此時應對兩種形式的防洪進行經濟比較，選擇經濟、安全、可靠的一種。

2.9.3 設計計算與實際發生的填挖方量相差較多時的比較

在油庫工程的三通一平、場地平整階段，因地形地勢復雜，設計計算的填挖方量與實際發生的填挖方量相差較多時，要進行兩種經濟比較：一種是挖方剩余較多時，要進行外運剩余土方與抬高場地標高消耗剩余土方的經濟比較；另一種是填方較多，需再購土時，要進行降低場地標高并外運土方與外購土方的經濟比較。

2.10 存在問題

大型油庫罐容大多在10×104 m3以上，當發生事故時，為避免原油或成品油溢出防火堤污染環境，一般在庫區內或庫區外附近位置設置一座事故緩沖池，收集溢出的原油、成品油或油水混合物。關于事故緩沖池的設立，目前國內還沒有成功的范例，主要困難在于原油或成品油如何從防火堤進入緩沖池，有的工程是通過庫區內的排洪溝，如四川二五五成品油儲備庫（到目前為止，尚未發生成品油泄漏事故）；有的工程是通過管道，如鄯-善原油儲備庫（正在施工）；無論是通過哪一種渠道，都存在一定的不確定因素和安全隱患。

參考文獻

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[3] 黃用世，趙姝.邊坡、擋土墻在電廠臺階式豎向中的應用[J].價值工程，2011（14）.endprint