淺談潤滑油基礎油罐區的優化設計

鄧金平

中國石化潤滑油有限公司濱海分公司

潤滑油基礎油儲罐是潤滑油生產企業原料儲存和基礎油儲運企業重要設備設施。隨著石化工業的迅速發展，基礎油儲罐設計日益標準化、系列化，這對基礎油儲罐的設計提出了更高的要求。因潤滑油基礎油儲罐屬于可燃液體儲存設施，基礎油儲罐設計在滿足國家標準及石化行業標準對罐間距、罐組間距以及罐與防火堤間距等系列規范要求的前提下，通過對基礎油儲罐參數、罐組布置等內容進行優化設計，可以實現節約占地、優化投資的目標。

本文以某潤滑油基礎油儲運項目(以下簡稱項目M)為例進行了基礎油儲罐的選型，并對基礎油儲罐的罐組布置進行了優化設計，最大限度減少占地面積，最大限度降低投資，以確保其設計的實用性、合理性及經濟性。

儲罐選型

按 照 GB 50160—2008（2018年版）《石油化工企業設計防火規范》中對于液化烴、可燃液體的火災危險性的分類，潤滑油基礎油的閉口閃點一般都在210 ℃以上，屬于丙B類可燃液體（閃點＞120 ℃）。

根 據 GB 50160—2008（2018年版）、SH/T 3007—2014《石油化工儲運系統罐區設計規范》和GB 50074—2014《石油庫設計規范》等標準要求，儲存丙類可燃液體一般選用固定頂儲罐和臥式儲罐。臥式儲罐因其占地面積較大，一般用于儲存100 t以下的可燃液體；而固定頂儲罐相對占用平面空間較小，故一般用于儲存100 t及以上的可燃液體。因此，項目M的潤滑油基礎油儲罐選用立式固定頂儲罐。

儲罐參數設計

儲罐規格

因潤滑油基礎油品種繁多，涉及API I類傳統溶劑精制礦物型基礎油、API Ⅱ和Ⅲ類加氫基礎油、BS類光亮油等，呈現出多品種、小批量狀態，潤滑油基礎油儲罐具有儲罐數量多、罐容小的特點。考慮到船舶運輸潤滑油基礎油多品種小批量的特點，船舶容積一般有 1 000 t、3 000 t和5 000 t，故基礎油儲罐初步設計為能夠盛裝3 000 t、1 000 t及700 t共 3種容積類型。

基礎油年輸轉量在20 000 t以上，使用設計罐容可儲存3 000 t的儲罐進行存儲；年輸轉量在10 000～20 000 t，使用設計罐容可儲存1 000 t的儲罐進行存儲； 年輸轉量小于10 000 t的小批量基礎油，使用設計罐容可儲存700 t的儲罐進行存儲。

因此，項目M擬新建32個基礎油儲罐，其中有4個3 000 t儲罐，8個1 000 t儲罐，10個700 t儲罐，項目一期儲罐罐區還預留出10個基礎油儲罐作為未來基礎油儲運業務拓展的補充。

基礎油儲罐尺寸設計

下面以3 000 t基礎油儲罐為例，對儲罐的直徑、高度等尺寸進行優化設計。

儲罐容積確定

所選儲罐型式為立式固定頂圓柱型儲罐，按最大儲量3 000 t、基礎油密度（最小）830 kg/m3計算，儲罐最小有效容積Vmin為3 614.5 m3，按固定頂儲罐設計儲存系數0.9計算，可得儲罐計算容積Vj為 4 016 m3。

儲罐直徑與高度的確定

儲罐計算容積Vj可按公式（1）計算：

D——儲罐內徑，m；

H——儲罐內高，m。

為了最大限度節約占地，儲罐高徑比越大越好，但隨著儲罐高度增加，其底板厚度也相應增大，焊接量增大，特別是若儲罐達到一定高度以上，還需設置兩層中間平臺。因此，綜合考慮投資、安全等因素，項目M的基礎油儲罐高徑比選擇1∶1左右，初步計算，儲罐直徑約為17 m。根據儲罐標準圖集，選取儲罐直徑為17.5 m，高度為17.0 m。

按照上述計算過程，同理可計算出另2種規格儲罐的直徑及高度等規格尺寸。擬設計的3種規格的儲罐尺寸見表1。

表1 3種規格儲罐尺寸設計匯總

儲罐罐組與罐間距設計

擬建設 6個 3 600 m3、10個1 500 m3和16個1 000 m3的儲罐，其中包括2個3 600 m3、2個1 500 m3和6個1 000 m3的預留儲罐位置。

罐組設置

按 照 GB 50160—2008（2018年版）6.2.7第三條“當含有單罐容積大于或等于1 000 m3且小于10 000 m3的儲罐時，儲罐的個數不應多于16個”的規定， 項目M罐區設計方案設置2個罐組，即6個3 600 m3（含預留2個基礎油儲罐）和10個1 500 m3（含預留2個基礎油儲罐）為1個罐組，6個3 600 m3儲罐與10個1 500 m3中間設置一個隔堤，剩余16個1 000 m3為1個罐組。具體設置如圖1所示。

圖1 罐組設置布局示意

罐組內罐間距優化

按照GB 50160—2008（2018年版）6.2.8的規定，對于盛裝丙B類液體的固定頂罐，容積≤1 000 m3的儲罐防火間距不應小于2 m，容積＞1 000 m3的儲罐防火間距不應小于5 m。

相鄰可燃液體地上儲罐的防火間距，是指按管壁外表面最外邊緣到管壁外表面最外邊緣的尺寸，必須不小于規范要求。而設計中提到的常壓儲罐直徑是公稱直徑，等于內徑而不是外徑，儲罐鋼板有一定厚度，所以從布置圖上還要考慮管壁厚度尺寸。同時還要考慮到施工、誤差等因素。因此，在滿足標準規范的基礎上，再增加100 mm。而且，罐組內需要設置防火堤，同時要求立式儲罐至防火堤內堤腳線的距離不應小于罐壁高度的一半。

為了要滿足立式儲罐至防火堤內堤腳線的距離不應小于罐壁高度的一半的要求，同時為了節約占地，儲罐高度既不能過高，且直徑也不能過大，通常情況下儲罐高徑比一般選取 1：1 為宜。

因此，對原設計方案經過設計優化，優化后儲罐罐組距防火堤間距、罐間距以及罐排間距的具體尺寸見表2。

表2 罐組間距優化設計前后對照

與此同時，如圖2所示，通過對原設計方案對罐間距、距防火堤間距、罐排間距等參數進一步優化，優化后方案可優化占地面積1 108.8 m2，具體見表3。

表3 罐組間距優化前后占地面積對照

圖2 儲罐距防火堤間距、罐間距與罐排間距優化前后對比示意

結論

☆潤滑油基礎油儲罐規格參數、罐組布置的設計要嚴格滿足GB 50074—2014、GB 50160—2008（2018年 版）、SH/T 3007—2014等設計規范標準要求。

☆在滿足各種標準規范的前提下，通過對潤滑油基礎油儲罐規格參數、罐組間距等參數進行優化設計，可以節約占地面積，降低項目施工工程量，從而實現優化項目投資的目的。