可燃液體罐區擴建項目的風險評估及方案設計

王光濤

（連云港沃利工程技術有限公司上海分公司，上海 200000）

隨著石化行業產品技術更新換代及產業升級加速，各石化企業會對現有生產裝置進行改擴建技術升級并新增生產線來迎合市場需求。隨著國家對危化品的監管持續強化，這些企業也通過技術升級來優化其管理控制系統來從容應對機遇和挑戰。而可燃液體，特別是危化品儲罐擴建設計已成為此類工作的重中之重。因此，識別風險、優化方案成為工程設計特別是管道專業的關鍵工作內容。本文將通過具體項目來闡述擴建項目風險識別及基本方案設計要點。

1 可燃液體罐區擴建設計風險識別及應對

為防止和減少石化企業裝置火災危害，預防一次風險及因一次風險引起的二次火災風險，保護生命和財產安全，可燃液體罐區擴建項目中涉及的眾多設備和管道及附件的安全均受到《中華人民共和國特種設備安全法》的監管，且設計方須終生負責。因此在罐區改造項目過程中，設計團隊特別是管道技術負責人或實際設計校審人員均要據最新國家法規、行業規范及安全技術規程對其項目執行風險評估，將已建罐區部分納入本次安全設計范疇內。本文所選項目位于江蘇某鄰長江化工園區。風險評估過程分為2步：

1）梳理最新國家標準，如GB50160/GB50351，評估已建罐區是否有違反國家強制規范風險。本項目中采用到石油化工設計防火標準及儲罐區設計規定GB50160/GB50351，均有更新。本次已建罐區位于江蘇，竣工于2010年，為甲B 類可燃液體儲罐區，其安全間距及要求要和新標準做比對核實。如發現內容沖突，須向相關方提出并給予整改方案，必要時通過業主向地方安監部門進行技術溝通。此類風險為政策風險或系統外風險，如不可控，將影響到項目的驗收和交付。

2）核實新老裝置交接邊界條件，需細化到關聯專業及施工團隊。擴建項目向來交界面復雜，交接點多，各專業層面交接條件也多，且要兼顧開停車及施工進度合理安排。管道專業必須對已建裝置運營和維護情況做徹底的摸底調研工作，整理出交接條件表，提給關聯專業及施工團隊核實，討論出切實解決方案，并交項目討論。

項目執行期間，設計團隊預先熟悉項目前期竣工圖紙，特別是總圖及設備布置，構筑物分布及地管系統分布，再進行現場實地考察，明確交接點細節，施工規劃及工廠開停車計劃等內容，為后續詳細規劃準備一份較為詳細的交接點計劃，列出可能風險及應對辦法并記入項目風險記錄冊。

2 可燃液體罐區擴建設計中詳細方案設計方法

在風險評估以后，本項目的詳細設計隨即展開，以下就施工圖設計工作做概念性的闡述。因業主為某跨國巨頭在華全資子公司，其設計標準比照全球最新行業標準而來。所以本次設計旨在滿足國家法規，行業規范及安全技術規程的前提下，也應滿足業主的設計采購和施工標準。

項目已建罐區及預留地塊（圖1），罐區在左，甲類裝卸站位其東，已建甲類生產裝置及擬建甲類裝置位其南，其南毗鄰全廠管廊，其東及北為外管廊和工廠預留地。罐區主要儲存物料為甲B、乙丙類可燃液體。罐區、裝卸區及生產裝置均定義為甲類，已建儲罐位號為T 3010～T3070，設計為有氮封的金屬固定頂罐。新加設備主要為五種物料儲罐T3100～T3140及其輸送泵，兩套戊類離子吸附系統及雨水初級池。設計原則為滿足工藝流程和國家規范的前提下盡可能有效利用預留用地。

2.1 明確儲罐物料特性及火災危險性類別

根據工藝條件，已建儲罐和新加儲罐的物料參數火災危險性類別及儲罐尺寸（MM）如下，T3140考慮可更換物料，按乙A 類設計。

T3010 某氨基丙胺 甲B 類 中毒 250立方 D7500XH6500。

T3020 某聚醚胺合格品丙A 類低毒 250 立方D7500XH6500。

圖1 已建罐區及周邊環境分布圖

T3030 某聚醚醇 丙A 類 低毒 250立方 D7500XH6500。

T3040 某氨基丙胺不合格品乙B 類 低毒 59 立方D3400xH6500。

T3050 輕沸廢液 乙B 類中毒 59立方 D3400xH6500。

T3060 重沸廢液 乙B 類中毒 59立方 D3400xH6500。

T3070 某聚醚胺不合格品丙A 類低毒59 立方D3400xH6500。

T3100 某二丙二醇合格品 丙B 類低毒容積待定。

T3110 某丙二胺不合格品 甲B 類中毒容積待定。

T3120 某辛胺不合格品 乙B 類中毒容積待定。

T3130 某丙二胺 甲B 類中毒容積待定。

T3140 某N 丙二醇 丙A 類中毒容積待定。

2.2 細化原罐區內外系統安全技術問題

參照風險記錄冊，依據GB50160—2018《石油化工企業設計防火標準》及相關技術規定，細化罐區內外防火間距，內管廊及地下管網分布，洗眼器及公用工程站分布等情況。如發現有地下電纜，電氣儀表及電信專業電纜需要一同核查。本項目相關技術內容核實如下：

（1）原儲罐專有泵區布置在防火堤外，距南側已建和擬建甲類生產裝置防火間距滿足標準20m 間距要求。

（2）原罐區距西側甲類裝卸平臺防火間距滿足標準10m間距要求。

（3）原罐區北側為項目預留地，用道路隔開，道路作消防通道。

（4）原罐區東側為現有外管廊及項目預留地，東側道路需預留地下管網通行空間；其項目預留地按甲B 類物料儲罐區考慮，已滿足標準要求。

（5）原罐區各罐按其不同防火類別，與鄰近設備滿足規范間距要求。

（6）原罐區已設置防火堤，防火堤位置及高度滿足規范要求，本次將罐基礎高度納入考慮因素；為滿足GB 50351—2014《儲罐區防火堤設計規范》要求，新老罐區之間的防火堤將改成隔堤。

（7）原罐組的泵區距離其中一個乙類A 儲罐的最苛刻防火間距滿足規范12m 要求。

（8）原罐組內部依據安監76號文單罐單堤要求設置隔堤，隔堤高度滿足規范要求。

（9）已有公用工程站和洗眼器按照半徑15m要求合理排布，覆蓋相應操作維修區域。

（10）地下管網，雨污水管道沿防火堤南側進到罐區預留用地中，將在后期設計更新走向。

（11）罐區預留用地中無電氣及儀表電纜鋪設。

2.3 通過試布置模擬計算新罐直徑和高度并選擇合適儲罐尺寸

因罐區預留空地東側要作為公共地下管網通行空間，現通過試布置來模擬儲罐大小并確定初步的設備布置方案。具體如下：

（1）為保證罐區設計風格一致，在滿足工藝及操作維修要求下，將新加罐區基礎高度和老罐保持一致。

（2）確定罐區擴建區防火堤東側位置，因東側需要預留公共空間，類推確定其實際位置。

（3）確定罐區擴建區東防火堤北側位置，儲罐北為預留用地，因罐區防火堤設計美觀一致性，考慮儲罐基礎，該區域新堤北移動200mm 后順延至東側。

（4）罐區擴建區南側擬規劃甲類生產裝置，將新罐區泵區和老泵區放在同一緯度并集中布置。

（5）因原有罐區中間管廊兩側儲罐尺寸非對稱性，特考慮2個新罐尺寸和與相鄰儲罐保持一致，充分利用預留地；其他三個罐因地制宜合理設置直徑和高度，且滿足設備高徑比要求。

（6）結合新老管廊設置及工藝要求，合理安排新泵區。離子吸附系統及初期雨水池的位置。

（7）考慮必要逃生通道，過道設置及罐區內部雨污水收集系統，設置地溝和集水池；預留區新設置南北向小管廊，土建專業選擇灌注樁替代靜壓樁以減少樁機施工距離。

（8）其他因素。

試布置后，最終將新罐容積及尺寸定義如下：

其容積與大小及基礎高度設置完全滿足規范及業主需求，而且在紅線范圍內，同時初步罐區布置方案也完成。

2.4 提交布置方案給各關聯方確認

初步方案需要得到項目關聯方的會審和確認，此將作為確定最終方案的決定條件。

管道專業和各關聯方確認如下：

（1）工藝專業，核實大致的工藝流程順序及特殊物流要求。

（2）總圖專業，核實整個罐區和毗鄰建構筑物防火間距以及道路地坪設置。

（3）給排水消防專業，核實地下雨污水管網的干涉問題及改造方案。

（4）土建結構專業，確認小管廊基礎管樁選用灌注樁替代靜壓樁，縮小開挖及施工距離。

（5）業主代表，確認當前設計已滿足業主需求；同時會同項目所在地安監部門對罐區改造方案做初步預審和溝通。

（6）其他相關方，專業會簽，獲取相關建議和意見。

3 交付方案

經過上面大致設計流程，采納項目相關方建議和意見，最終一個合理的可交付罐區布置圖呈現在業主及項目團隊面前，見圖2。從現場考察，獲取實際情況和業主需求及裝置開停車計劃，經過設計團隊分析計算出初步方案，后經相關專業設校審確認，其可能遇到的政策和技術風險逐一化解，在優化模擬參數的同時解決相關技術難題，為后續設計提供了輸入條件。圖2左邊區域為原有儲罐區，右邊區為改擴建新加罐區、新加泵、離子吸附設施，雨水收集池位于右下角，毗鄰裝置管廊。

圖2 交付方案

4 結束語

從某項目的罐區布置入手，針對現場情況復雜性，分別從風險識別、設計分析及相關方介入等三個方面做了詳細闡述，旨在為日后有類似罐區擴建項目提供可以參考的設計辦法，以解決此類石化項目中可能出現的政策風險和技術風險，并提倡以專業化的角度來解讀設計中可能遇到技術難題，爭取給業主提供一個安全可靠的技術解決方案，促進石化企業經濟效益、社會效益及環保效益的協同和發展。