王雯雯
【摘 ?要】在石油庫的設計方案中,總圖設計是整個方案的關鍵部分,總圖布置是否合理直接影響到工程的建設投資、安全生產及經營成本,因此在進行設計時,選擇合理的方案,并在一定程度上優化方案,可以確保設計朝著目標方向發展。儲罐區的設計又是石油庫設計中的重中之重,本文主要介紹了儲罐區的設計原則,分別從分區布置、外圍設置、油罐選型、高徑比選擇、裝置區設置、管道布置、道路設計和規范理解等8個方面闡述了石油庫總圖設計節約用地的有效措施。
【關鍵詞】石油庫;總圖布置;儲罐區;節約用地
隨著我國經濟水平的提高,現代化的不斷發展,我國建設用地越來越少,特別是石油化工項目的建設用地,可謂寸土寸金,總平面布置是否合理、緊湊直接影響到土地的利用率,因此合理的總平面布置對企業的安全生產及土地的有效利用具有決定性的作用。
1概述
石油庫的總圖規劃就是根據油庫的地理位置、罐容、工藝流程、輸送方式、防火、安全、衛生等要求,將外部依托條件、業主生產習慣、投資等因素結合在一起,優化整頓和部署油庫生產設備、輔助設備、辦公用房等設施。集中式緊湊布局是石油庫整體平面設計的重要原則。國土資源部2008年發表的第24號文《工業項目建設土地控制指標》的公告及實施通知要求各級國土資源管理部門要嚴格執行 《控制指標》與相關工程項目建設用地指標,不符合《控制指標》要求的工業項目,不予供地或對項目用地面積予以核減。因此,總平面布置應在滿足流程需要、防火間距的前提下,最大限度地提高土地利用率,以節約土地資源。
石油庫一般分為儲罐區、裝卸區、輔助生產區和行政管理區,而儲罐區是總平面布置主體,本文主要通過介紹如何合理的布置儲罐區達到節省用地、提高經濟指標的目的。
2總平面布置要求
在石油庫總圖布置過程中需要考慮的因素很多,總圖布置是一項政策性、技術性、經濟性和目的性很強的綜合性工作,總圖設計具有綜合性、復雜性、系統性等特點。總圖設計必須結合石油庫所在地的自然環境和外部依托等條件,與公路、鐵路、排水等周邊設施相結合。總圖設計必須了解整個石油庫范圍內的不同專業的要求,需要所有專業設計師的共同支持和合作,如果不同的專業要求沖突,無法同時滿足,則必須協調每個專業,根據設計目標最終達到總體優化設計。
石油庫內的相關設備、設施、建(構)物功能不同,火災危險性也存在差異,為了確保生產安全、方便操作管理、合理設置消防設施,在總平面布置設計中,一般功能類似的生產設施可以盡可能集中地布置、火災危險性差異不大的建筑物可以進行結構整合。在符合相關法律、規范的前提下,通過最小化建筑結構之間的間距,可以節省油庫整個建筑物平面的占地面積。對于不適合合并的結構,可以設置防火墻或設置防火門窗以減少建筑物之間的間距。庫區的儲罐通過消防道路分成多個罐組,罐組的大小取決于單罐罐容。如果單罐罐容小,則需要的罐組多,消防道路的占地面積會增加,反之亦然。隨著鋼板的加工水平和設計、建設水平的提高,油罐生產的大型化已經是必然的趨勢。
3儲罐區總平面布置
石油庫的儲罐區一般規模比較大,占用70%以上的用地面積,因此合理布置儲罐區對節約用地起到決定性的作用。儲罐區的布置一般遵循以下幾個大原則。
1、按物料性質分區布置
對于儲存有原油、成品油及其他易燃和可燃液體化學品的石油庫,應按物料性質分區布置,有利于減少各區域內罐與罐之間的間距,有利于管網的布置,有利于節約用地和方便管理。
2、合理布置庫區外圍罐組
石油庫庫外有居住區、公共建筑物、工礦企業、交通性時,應盡量將儲存火災危險性較低的液體的儲罐與上述單位相鄰以較少安全間距。
3、盡量選擇大型油罐
油罐有很多種類,按其形狀可分為立式、臥式和球形儲罐;按容積有大型和小型。目前國內施工中常見的10╳104m3、12.5╳104m3、5╳104m3、2╳104m3、1╳104m3、0.5╳104m3浮頂油罐以及0.5╳104m3以下的拱頂油罐。浮頂儲罐的容積都比較大,國外已建成容積為20╳104m3的大型儲罐,我國最大的儲罐容積為15╳104m3,國內最常見的10╳104m3。
在已確定總罐容、滿足使用要求、安全生產前提下,合理確定單罐罐容,可以提高土地利用率。通過大量大型油罐的設計、建造和使用發現,采用大容量油罐儲油具有節省鋼材、減少占地面積、方便操作管理、減少油罐附件及管線長度和節省投資等優點。經過測算和比較,在總庫容相同的情況下,由大型油罐組成的罐組比小型油罐組成的罐組節省投資。
4、選擇合適的高徑比
油罐直徑與高度的合理確定(即油罐的高徑比),對總投資有較大影響。大的高徑比在罐體本身方面可節約罐體用材料,在總圖布置上可以節約土地,并且有利于提高油罐的有效容積;但大的高徑比提高對基礎的要求,基礎的投資會加大。從不同地區大型原油庫的投資構成來看,地基處理費用對總投資的影響極大。在軟土地基上建造大型石油庫,土地投資占總投資的35%左右;而在地基條件好的地區建造大型石油庫,土地投資僅占總投資的15%左右。所以,在確定油罐的高徑比時,應綜合考慮各方面的因素,以節約投資、提高油罐的有效容積為原則。一般來說,在軟弱地基條件的地區應選用較小的高徑比,在地基條件好的地區應選用較大的高徑比。
5、集中布置工藝裝置區
工藝裝置區的多少取決于油庫的大小,功能相近單元應盡可能集中或聯合布置,建筑物和構筑物盡量合并。在布置工藝區時應盡量按照圓形輻射區進行設置,一般布置在儲罐區的中間,同時工藝設備應選擇節能、高效、空間占有率小且價格合理的設備。對于像隔油池敞口容器及有明火或散發火花的建(構)筑物盡量布置在儲罐區的邊角上。
6、管道綜合布置
盡量將管道集中布置在管廊上。遍布整個儲罐區的工藝管道是連接各儲罐和設備必不可少的脈絡設施,其布置方案直接關乎用地是否經濟。在確保安全情況下,管道盡量短并采取上管廊多層集中布置,電纜敷設于管架最上層,即充分利用空間并使其整潔大方也有效緩解地面緊張局面。
7、消防道路一步到位
消防道路的設置應嚴格按照設計規范設計石油庫內的道路寬度和轉彎半徑,特別是“一次規劃、分布實施”的石油庫,在設計時應按照油庫的規劃庫容確定的油庫等級進行相應的消防道路設計。
8、遵守規范、靈活運用、合理實施
在總平面布置上,既要符合法律法規,又要有效節約土地,正確理解和靈活運用規范和條例非常重要。
4結束語
石油庫總圖設計中需要考慮的其它因素還有很多,在總平面布置時需要貫徹分區明確、布局緊湊、流程順暢、節約用地、本質安全、方便管理、降低能耗、節省投資、提高效益、美觀實用的原則,同時還要注意適應彈性生產,合理的預留發展。
(作者單位:中國石化管道儲運公司華東管道設計研究院)