原油處理站場(chǎng)平面布置方法研究

曹萬(wàn)巖 單輝 楊旸

（1.大慶油田工程有限公司；2.中國(guó)石油西南管道昆明輸油氣分公司；3.中國(guó)石油天然氣股份有限公司黑龍江銷售分公司）

在原油處理站場(chǎng)設(shè)計(jì)中，平面布置作為站場(chǎng)設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)，對(duì)于站場(chǎng)設(shè)計(jì)整體至關(guān)重要，而土地利用系數(shù)是原油處理站場(chǎng)平面布置的重要技術(shù)指標(biāo)。土地利用系數(shù)是指場(chǎng)區(qū)內(nèi)建筑物、構(gòu)筑物，露天倉(cāng)庫(kù)及堆場(chǎng)，操作場(chǎng)地，道路及地上、地下管道等所占面積與整個(gè)場(chǎng)區(qū)建設(shè)用地面積之比，該指標(biāo)可綜合反映平面布置的經(jīng)濟(jì)合理性和土地利用效率。

平面布局在滿足工藝流程、單體布局、防火間距、外網(wǎng)銜接等需求的同時(shí)，還應(yīng)該考慮安全環(huán)保、節(jié)約占地、節(jié)省投資等相關(guān)因素[1]。由于需要考慮的因素較多，在進(jìn)行平面布置，特別是對(duì)大型聯(lián)合站場(chǎng)的平面布置時(shí)，設(shè)計(jì)之初常常會(huì)感覺(jué)無(wú)從下手，通過(guò)應(yīng)用“四步法”，即：選規(guī)范、列設(shè)備、定尺寸、守原則，在進(jìn)行油田站場(chǎng)平面布置時(shí)可理清設(shè)計(jì)思路。在滿足工藝要求、兼顧各方面因素的同時(shí)，根據(jù)工程特點(diǎn)及生產(chǎn)管理需求布置站場(chǎng)平面，使其在方便生產(chǎn)操作、管理、施工和維修的前提下，提高土地利用系數(shù)，使站場(chǎng)平面布局先進(jìn)合理、安全經(jīng)濟(jì)[2]。

1 選規(guī)范

1.1 根據(jù)工程特性選擇適用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

在對(duì)站場(chǎng)進(jìn)行平面布置時(shí)，首先要明確站場(chǎng)設(shè)計(jì)需要遵循的主要法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范“總則”一章中的適用對(duì)象要求進(jìn)行相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范選用，應(yīng)避免將不適用的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范在設(shè)計(jì)文件中羅列。對(duì)于油田處理站場(chǎng)總圖設(shè)計(jì)，需遵循以下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范（具體工程應(yīng)在此基礎(chǔ)上根據(jù)其自身需求對(duì)需遵循的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行增減）：

GB 50183《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

GB 50350《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》

GB J16《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》

GB 50187《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》

SY/T 0048《石油天然氣總圖設(shè)計(jì)規(guī)范》

SY/T 0003《石油天然氣工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》

1.2 根據(jù)設(shè)計(jì)需求遵循標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范相應(yīng)規(guī)定

各標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定各有側(cè)重，在設(shè)計(jì)中需根據(jù)不同需求進(jìn)行規(guī)范選用。

1）站場(chǎng)防火間距的設(shè)置主要應(yīng)遵循GB 50183《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，對(duì)于防火間距表中未規(guī)定的防火間距設(shè)置，其設(shè)施的間距應(yīng)符合GB J16《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的規(guī)定[3]。

2） 對(duì)于站場(chǎng)綠化布置及站場(chǎng)管線綜合布置，如地下管線之間的最小凈距、地下管線與建構(gòu)筑物之間的最小水平間距等，應(yīng)遵循GB 50187《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范》及SY/T 0048《石油天然氣總圖設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。

3）站場(chǎng)設(shè)備臺(tái)數(shù)、規(guī)模設(shè)置應(yīng)遵循GB 50350《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。

4）圖紙中的圖例、符號(hào)和代號(hào)應(yīng)遵循SY/T 0003《石油天然氣工程制圖標(biāo)準(zhǔn)》相關(guān)規(guī)定。

2 列設(shè)備

根據(jù)站場(chǎng)處理需求，選用主要處理設(shè)備，確定工藝流程后，依據(jù)開(kāi)發(fā)提供的產(chǎn)量預(yù)測(cè)及站外工藝需求，核對(duì)站場(chǎng)處理量。針對(duì)站場(chǎng)預(yù)測(cè)處理量及選用工藝，列出站場(chǎng)主要處理設(shè)備，包括各類容器、機(jī)泵；根據(jù)處理量、加熱負(fù)荷等工藝需求配備設(shè)備臺(tái)數(shù)及規(guī)格。

對(duì)于處理設(shè)備、加熱設(shè)備、機(jī)泵等設(shè)備臺(tái)數(shù)、規(guī)模設(shè)置，主要遵循GB 50350《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)規(guī)定。例如，對(duì)于臥式壓力脫水設(shè)備的臺(tái)數(shù)及規(guī)格設(shè)定，主要遵循GB 50350《油氣集輸設(shè)計(jì)規(guī)范》 5.3.7 條規(guī)定，即應(yīng)根據(jù)脫水處理的總液（油）量和單臺(tái)脫水設(shè)備的處理能力確定，沉降脫水器應(yīng)按液量核算，電脫水器應(yīng)按油量核算。當(dāng)1臺(tái)脫水設(shè)備檢修，其余脫水設(shè)備負(fù)荷不大于設(shè)計(jì)處理能力（額定處理能力）的120%時(shí)，可不另設(shè)備用；若大于120%時(shí)，可設(shè)1 臺(tái)備用；脫水設(shè)備的臺(tái)數(shù)不宜少于2 臺(tái)，不宜多于6 臺(tái)[4]。

根據(jù)站場(chǎng)各生產(chǎn)單元的設(shè)置，列出各生產(chǎn)單元所含設(shè)備臺(tái)數(shù)及規(guī)格（表1）。

表1 工藝部分主要設(shè)備

3 定尺寸

油田站場(chǎng)均由處理單元組合而成。在初期布置平面方案時(shí)，應(yīng)大致確定處理單元尺寸，待各單體工藝安裝完成，再根據(jù)單體實(shí)際安裝尺寸，對(duì)平面布局進(jìn)行微調(diào)。

因此，平面布局需了解基本的設(shè)備安裝要求。而對(duì)于站場(chǎng)單體安裝，主要涉及機(jī)泵類安裝、處理容器安裝、加熱爐安裝、各類立式及臥式儲(chǔ)罐安裝。

例如，對(duì)于機(jī)泵類設(shè)備，主要根據(jù)SHT 3014《石油化工企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)泵房設(shè)計(jì)規(guī)范》相關(guān)要求并結(jié)合工程實(shí)際需求進(jìn)行泵區(qū)工藝安裝。其基本安裝要求如下：

1）成排布置的泵，盡量將前端基礎(chǔ)邊緣取齊。

2）泵機(jī)組基礎(chǔ)（或突出部分）與泵房側(cè)墻的凈距不宜小于1.2 m。

3）泵前的主要通道（從工藝管道突出部分到前墻的凈距）不小于1.0 m，不大于2.0 m。

4）電動(dòng)機(jī)突出部分與泵房后墻的凈距不小于1.0 m，并應(yīng)滿足更換電動(dòng)機(jī)或抽芯檢修的要求。

5）相鄰機(jī)泵基礎(chǔ)和工藝管線突出部分之間應(yīng)留有足夠的檢修空間，其凈距不應(yīng)小于0.8 m。

對(duì)照站場(chǎng)主要設(shè)備表，根據(jù)安裝需求大致估測(cè)泵房、閥組間等廠房尺寸，以及容器區(qū)、加熱爐區(qū)、罐區(qū)尺寸，再依照站場(chǎng)布置的總體原則進(jìn)行單體組合[5]。

4 守原則

對(duì)油田站場(chǎng)進(jìn)行總平面布局時(shí)，應(yīng)考慮站場(chǎng)選址、場(chǎng)內(nèi)布局等問(wèn)題，在滿足工藝流程、單體布局、外網(wǎng)銜接等需求的同時(shí)，還應(yīng)該考慮安全環(huán)保、節(jié)約占地、節(jié)省投資等相關(guān)因素[6]。

4.1 先外網(wǎng)后內(nèi)部

站場(chǎng)布局首先應(yīng)考慮外部系統(tǒng)的油、氣、水、電、路、信等系統(tǒng)工程物流流向合理，各種工藝管線及電力、通信線路進(jìn)出方便。根據(jù)外網(wǎng)銜接初步確定單體布置的相對(duì)方位。

其次，注意站場(chǎng)內(nèi)各單體的相對(duì)位置，根據(jù)與外部系統(tǒng)的銜接及內(nèi)部各單體之間管網(wǎng)走向，確定各裝置和設(shè)備的平面布置，管道綜合布置應(yīng)與總平面及豎向布置統(tǒng)一考慮。

原油、蒸汽、熱（回）水及其他熱管道均應(yīng)考慮熱補(bǔ)償。管道熱補(bǔ)償應(yīng)與管網(wǎng)布置統(tǒng)一考慮，盡量利用自然補(bǔ)償。當(dāng)需要設(shè)置補(bǔ)償器時(shí)，其形式可按管道工作壓力、空間位置大小等具體情況確定[7]。

4.2 先廠房后容器

站場(chǎng)平面布局，首先考慮主體廠房位置，主體廠房宜鄰路布置，容器、加熱爐等設(shè)備的布置應(yīng)考慮檢修方便。

石油天然氣站場(chǎng)內(nèi)的鍋爐房、35 kV 及以上的變（配）電所、加熱爐、水套爐等有明火或散發(fā)火花的地點(diǎn)，宜布置在站場(chǎng)或油氣生產(chǎn)區(qū)邊緣。

4.3 嚴(yán)格防火間距

站場(chǎng)與周圍設(shè)施的區(qū)域布置防火間距及站場(chǎng)各單體之間的防火間距，應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50183 《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB J16《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等防火規(guī)范中各單體防火間距的要求。

1） 確定站場(chǎng)防火等級(jí)。對(duì)于原油處理站場(chǎng)，在應(yīng)用防火規(guī)范時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)站場(chǎng)油品儲(chǔ)存總?cè)萘浚ㄒ夯蜌?、天然氣凝液?chǔ)存總?cè)萘浚?按照GB 50183 中3.2.2 條規(guī)定確定站場(chǎng)為幾級(jí)站場(chǎng)。油品儲(chǔ)存總?cè)萘堪ㄓ推穬?chǔ)罐、不穩(wěn)定原油作業(yè)罐和原油事故罐的容量，不包括零位罐、污油罐、自用油罐以及污水沉降罐的容積[8]。

2） 確定站場(chǎng)與周圍設(shè)施的防火間距。按照GB 50183 中4.0.4 條規(guī)定確定站場(chǎng)與周圍設(shè)施（如鐵路、相鄰廠礦企業(yè)）的防火間距。

3） 確定站場(chǎng)內(nèi)各單體之間的最小安全距離。明確站場(chǎng)內(nèi)各單體屬哪類建筑物，按照GB 50183中5.2 條規(guī)定確定各單體之間的最小安全距離[9]。

4.4 兼顧相對(duì)風(fēng)向

風(fēng)向玫瑰圖（簡(jiǎn)稱風(fēng)玫瑰圖）也叫風(fēng)向頻率玫瑰圖。它是根據(jù)某一地區(qū)多年平均統(tǒng)計(jì)的各個(gè)風(fēng)向和風(fēng)速的百分?jǐn)?shù)值，并按一定比例繪制而成，一般多用8 個(gè)或16 個(gè)羅盤方位表示，由于形狀酷似玫瑰花朵而得名。當(dāng)?shù)匾荒曛谐霈F(xiàn)次數(shù)最少的風(fēng)向叫最小風(fēng)頻，上風(fēng)向就是風(fēng)吹來(lái)的地方，最小風(fēng)頻的上風(fēng)向就是當(dāng)?shù)刈钌亠L(fēng)向。比如，當(dāng)?shù)刈钌亠L(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)，那么它的最小風(fēng)頻的上風(fēng)向就是在觀測(cè)地的東南，即來(lái)風(fēng)向。

考慮到石油天然氣站場(chǎng)在生產(chǎn)運(yùn)行和維修過(guò)程中，常有油氣散發(fā)隨風(fēng)向下風(fēng)向擴(kuò)散，居民區(qū)及城鎮(zhèn)常有明火存在，遇到明火可引燃油氣逆向回火，引起火災(zāi)或爆炸[10]。因此，GB 50183 中規(guī)定石油天然氣站場(chǎng)宜布置在居民區(qū)及城鎮(zhèn)的最小頻率風(fēng)向上風(fēng)側(cè)，其他產(chǎn)生明火的地方也應(yīng)按此原則布置。所以，在站場(chǎng)布置時(shí)，應(yīng)根據(jù)風(fēng)向布置相關(guān)單體的相對(duì)位置。

5 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用“四步法”對(duì)站場(chǎng)進(jìn)行平面布局，可使站場(chǎng)平面布局在地形、外網(wǎng)銜接等諸多因素的影響下因地制宜。根據(jù)其工程特點(diǎn)在滿足工藝需要、符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，盡量考慮物流方向合理，減少占地面積、降低工程投資等各方面因素，進(jìn)行平面布局，從而使原油處理站場(chǎng)平面布局先進(jìn)合理，提高土地利用系數(shù)，減少站場(chǎng)用地，降低投資。