石油站庫建設(shè)現(xiàn)狀及優(yōu)化建議

苗文成 趙飛 牟永春 楊莉娜 郝曉東

1中國石油天然氣股份有限公司油氣與新能源分公司

2中國石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院

隨著世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，各國對石油天然氣的需求逐年增加[1]。油氣田開發(fā)企業(yè)擔(dān)負(fù)著保障油氣能源生產(chǎn)與供應(yīng)的重要使命，石油站庫的安全性對于保障社會經(jīng)濟的良好運行和人民生活的和諧安定具有至關(guān)重要的作用[2]。

近年來，我國油氣田開發(fā)企業(yè)所轄石油站庫規(guī)模不斷增大，各類火災(zāi)事故頻發(fā)，不僅造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，也產(chǎn)生了極為不良的社會后果。由此，在國家對安全生產(chǎn)管理要求愈加嚴(yán)格的形勢下，盡可能優(yōu)化站庫管理、提升現(xiàn)場安全管理水平、降低事故風(fēng)險、有效預(yù)防和避免事故成為油氣田企業(yè)各站庫亟待解決的問題[3]。

1 石油站庫建設(shè)現(xiàn)狀

1.1 建設(shè)規(guī)模

截至2021 年底，油氣與新能源公司共有礦場油庫31 座（包括石油庫、石油儲備庫以及具備外輸功能的生產(chǎn)運行庫），儲罐356 座，總罐容1 231.1×104m3，總外輸量9 871×104t/a，其中管道8902×104t/a、鐵路442×104t/a、公路363×104t/a、其他165×104t/a。

礦場油庫中，儲罐容量大于等于10 000 m3的共有302 座，占總數(shù)的84.8%。各類型罐容占比如圖1所示。

圖1 礦場油庫儲罐罐容占比Fig.1 Proportion of tank capacity in the oil depot of the mine

油氣與新能源公司共有油田聯(lián)合站206座，轉(zhuǎn)油站3 097 座；共有油田內(nèi)部儲罐17 310 座，總罐容1 278×104m3，其中：原油、凝析油儲罐罐容1 260×104m3，占總罐容98.6%。內(nèi)部儲罐中，儲罐容量大于等于10 000 m3的共有276座，占總數(shù)的1.6%。

1.2 設(shè)計依據(jù)

礦場油庫主要設(shè)計依據(jù)為GB 50074—2022/2014《石油庫設(shè)計規(guī)范》、GB 50737—2011《石油儲備庫設(shè)計規(guī)范》，油田內(nèi)部儲罐主要設(shè)計依據(jù)為SYJ1—1985 《油田建設(shè)設(shè)計防火規(guī)范》、GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》、GB 50253—2014《輸油管道工程設(shè)計規(guī)范》。

1.3 典型站庫

1.3.1 新疆油田王家溝油庫

新疆油田王家溝油庫是中國石油在新疆北疆地區(qū)的原油、成品油，哈薩克斯坦進(jìn)口原油的匯集地，是原油、成品油的中轉(zhuǎn)、儲存，汽車和火車發(fā)運等重要作業(yè)點，始建于1958 年，歷經(jīng)多次改擴建，有原油、成品油儲罐61 座，總庫容162.45×104m3，屬于特級石油庫。

1.3.2 長慶油田油房莊生產(chǎn)運行庫

2003年9月建成，油房莊生產(chǎn)運行庫位于陜西省定邊縣磚井鎮(zhèn)閆塘村，總占地面積約24×104m3，是長慶油田北部油區(qū)樞紐，也是靖惠輸油管道的中間站，承擔(dān)著向?qū)幭氖蜕虡I(yè)儲備庫、長呼管線首站、延長油礦榆林煉油廠的供油任務(wù)。全站共有10個原油交接口（其中外貿(mào)交接口2個、油田內(nèi)部5 個、處內(nèi)部3 個），儲油能力為66×104m3，為一級石油庫。

1.3.3 大慶油田南三油庫

南三油庫1968 年建成投產(chǎn)，共有儲罐24 座，總設(shè)計儲油能力為230×104m3，主要擔(dān)負(fù)采油廠來油計量工作，并承擔(dān)向國家管網(wǎng)北方管道有限責(zé)任公司大慶輸油氣分公司林源站、黑龍江省海國龍油石化股份有限公司助劑廠外輸原油和向大慶中藍(lán)石化有限公司、中國石油哈爾濱石化公司外運俄油的任務(wù)。

1.3.4 遼河油田坨子里輸油首站

坨子里輸油站始建于1974 年，是遼河油田公司儲油能力最大的輸油站，設(shè)計輸油能力為500×104t/a，站內(nèi)原油儲罐（外浮頂罐）共計8 座，原油儲備總?cè)莘e達(dá)31×104m3。站內(nèi)主要負(fù)責(zé)接收采油廠、聯(lián)合站來油，以及內(nèi)部中轉(zhuǎn)至石化總廠的原油外輸和原油裝車外銷任務(wù)。

2 國內(nèi)外石油站庫事故案例

從儲存介質(zhì)及事故后果來看，石油站庫事故風(fēng)險極大。常見的事故類型有火災(zāi)爆炸、環(huán)境污染、窒息等。避免因設(shè)備、人員、管理等因素造成油氣田企業(yè)站庫火災(zāi)爆炸事故已經(jīng)成為站庫隱患整改與安全防控的重點任務(wù)[4]。

2009 年10 月3 日，位于拉丁美洲的波多黎各自治邦的加勒比石油公司發(fā)生了一起特大爆炸事故，事故主要由于加勒比石油公司未有效開展HAZOP 分析、液位監(jiān)控措施不可靠、安全管理系統(tǒng)失效等原因造成。在這次事故中，由于儲庫三級防控系統(tǒng)中罐區(qū)圍堰的閥門沒有及時關(guān)閉，導(dǎo)致泄漏的汽油外排流淌至周圍濕地和航道，從而造成環(huán)境污染。事故現(xiàn)場見圖2、圖3。

圖2 英國邦斯菲爾德油庫事故后現(xiàn)場Fig.2 Scene after the Buncefield Oil Depot accident in the United Kingdom

圖3 溢油泄漏到附近的濕地和當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的排水溝Fig.3 Oil spills into nearby wetlands and drainage ditches in local communities

2009 年10 月29 日，印度齋普爾市的印度石油公司（IOC）油庫發(fā)生汽油泄漏，導(dǎo)致毀滅性的蒸汽云爆炸，產(chǎn)生了巨大的爆炸壓力[5]。事故起源點位于401A 儲油罐，其工藝流程如圖4 所示。第一個隔斷閥是電動閘閥（MOV），第二個隔斷閥是手動閘閥（HOV），由于事故前控制室內(nèi)遠(yuǎn)程關(guān)閉和斷電電動閘閥一直沒有啟動，造成汽油不斷泄漏，最終高濃度的汽油蒸汽遇點火源發(fā)生閃爆。事故現(xiàn)場見圖5。

圖4 印度石油公司單罐單管工藝流程Fig.4 Single tank single pipe process flow of Indian Oil Company

圖5 印度石油公司油庫火災(zāi)事故現(xiàn)場Fig.5 Oil depot fire accident scene of Indian Oil Company

3 石油站庫安全管理新要求

2021 年5 月10 日，國家應(yīng)急管理部下發(fā)《油氣儲存企業(yè)安全風(fēng)險評估指南（試行）》，要求油氣儲存企業(yè)按照評估檢查表開展深度評估，強化油氣儲存企業(yè)安全風(fēng)險辨識和管控，提高安全生產(chǎn)保障能力，防范遏制生產(chǎn)安全事故。

2021 年12 月31 日，國務(wù)院安全生產(chǎn)委員會下發(fā)關(guān)于印發(fā)《全國危險化學(xué)品安全風(fēng)險集中治理方案》的通知，要求各國家石油儲備庫等大型油氣儲存基地針對緊急切斷、氣體檢測、視頻監(jiān)控、雷電預(yù)警“四個系統(tǒng)”重點排查。

2022 年2 月24 日，國家應(yīng)急管理部下發(fā)關(guān)于印發(fā)《大型油氣儲存基地雷電預(yù)警系統(tǒng)基本要求》《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求》的通知，要求油氣儲存企業(yè)在2022 年6 月30 日前完成油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)問題整改工作。

2022 年8 月9 日，國務(wù)院安委會辦公室下發(fā)《加強油氣儲存安全管理工作的通知》，要求各企業(yè)按照油氣儲存企業(yè)安全風(fēng)險評估指南要求，深入排查工藝、設(shè)備、儀表、電氣、消防等方面安全風(fēng)險，落實風(fēng)險管控和隱患整改措施。

4 排查整改存在問題

4.1 緊急切斷系統(tǒng)

按照《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求（試行）》規(guī)定，“緊急切斷閥應(yīng)設(shè)置在儲罐與柔性連接之間”。由于緊急切斷閥一般都是聯(lián)鎖機構(gòu)，如構(gòu)成重大危險源，還需進(jìn)入SIS 系統(tǒng)，另外，此種緊急切斷閥都帶有執(zhí)行機構(gòu)，并且還要具有FC（故障關(guān)）功能。集多功能于一體的緊急切斷閥自身的故障率也大幅增加，一旦發(fā)生故障，由于其緊靠罐根，無法下線檢修，除非清罐。但是如果發(fā)生故障的緊急切斷閥恰好位于物料出口管道，則清罐也無法實現(xiàn)。

4.2 雷電預(yù)警系統(tǒng)

根據(jù)應(yīng)急管理部2021 年5 月11 日下發(fā)的《大型油氣儲存基地安全風(fēng)險評估工作的通知》，明確了大型油氣儲存基地的定義為：單罐罐容不小于10×104m3、總庫容不小于100×104m3的原油庫，單罐罐容不小于5 000 m3、總庫容不小于5×104m3的成品油庫，單罐罐容不小于10 000 m3、總庫容不小于10×104m3的液化天然氣接收站，單罐罐容不小于1 000 m3、總庫容不小于1×104m3的液化石油氣儲存企業(yè)。根據(jù)定義，《大型油氣儲存基地雷電預(yù)警系統(tǒng)基本要求（試行）》僅適用于以上企業(yè)，并不針對所有儲運站庫。

4.3 鋁制浮盤改造

儲罐鋁制浮盤改造為鋼制浮盤，在清罐時，由于易產(chǎn)生具有爆炸性的混合物，再加上作業(yè)環(huán)境火源類型多，容易造成爆炸事故，危害清罐人員的生命安全[6]。清罐期間存在的主要問題如下：①安全風(fēng)險大。清罐時使用過的沾有油料的棉紗、抹布、手套、木屑等易燃、自燃物，如果不及時妥善處理將會留下事故隱患[7]，甚至造成人員傷亡，同時還存在機械傷害、窒息、油氣中毒、觸電等安全風(fēng)險；②環(huán)保風(fēng)險高。人工清罐因罐底的污油泥無法分離，清理量較大，固體廢物如處理不當(dāng)，會引起環(huán)境污染事故[8]；③施工周期長。一方面，部分站庫無法倒罐，不具備改造條件；另一方面鋁制浮盤改鋼制浮盤施工周期長，對生產(chǎn)影響大。

5 優(yōu)化建議

5.1 緊急切斷系統(tǒng)改造對象具體化

由于股份公司所轄陸上石油天然氣站場在定義、功能以及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)上與油氣儲存企業(yè)存在較大差異，因此建議油氣與新能源公司所轄陸上石油天然氣站場不納入整改的范圍，石油與天然氣站場對照《陸上石油天然氣站場安全風(fēng)險分級評估細(xì)則》進(jìn)行風(fēng)險排查與評估。按GB 50074—2022/2014《石油庫設(shè)計規(guī)范》、GB 50737—2011《石油儲備庫設(shè)計規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計的石油庫、石油儲備庫應(yīng)按照《大型油氣儲存基地安全風(fēng)險評估指南》、《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求》進(jìn)行風(fēng)險排查評估、問題整改。

5.2 緊急切斷閥設(shè)置位置科學(xué)化

緊急切斷閥最直接的作用是在緊急情況下用來切斷儲罐物料進(jìn)出的閥門，目的是當(dāng)外界周邊發(fā)生緊急情況時，徹底阻斷并庇護儲罐這個重大危險源，以防止火災(zāi)波及儲罐，造成更嚴(yán)重的二次事故。因此緊急切斷閥至罐根之間不允許存在分支管線，并且中間法蘭數(shù)量盡可能少，當(dāng)金屬軟管采用法蘭連接時，會增加兩道法蘭口，相當(dāng)于增加了兩個潛在的泄漏源。因此需要充分考慮以上因素進(jìn)行科學(xué)化、合理化的設(shè)計。

5.3 雷電預(yù)警系統(tǒng)技術(shù)要求差異化

從《大型油氣儲存基地雷電預(yù)警系統(tǒng)基本要求和應(yīng)用指南（征求意見稿）》中規(guī)定的適用范圍來看，該指南僅針對于大型油氣儲存基地，對于股份公司所轄儲存基地、陸上石油天然氣站場（聯(lián)合站、轉(zhuǎn)油站）等不滿足大型油氣儲存基地定義的石油站庫，可不參照該指南執(zhí)行。

由于大型儲存基地儲存介質(zhì)多樣、儲罐類型多樣，建議《大型油氣儲存基地雷電預(yù)警系統(tǒng)基本要求和應(yīng)用指南（征求意見稿）》中規(guī)定的雷電預(yù)警提前時間、雷電平均有效報警率、探測半徑、大氣電場探測精度、防爆防水防塵等級、使用壽命等技術(shù)指標(biāo)，根據(jù)大型儲存基地服役年限、自動化水平、儲庫罐容及儲存介質(zhì)進(jìn)行差異化規(guī)定。

5.4 現(xiàn)有鋁制浮盤不建議改為鋼制浮盤

股份公司所轄部分儲庫設(shè)計建設(shè)年代較早，設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)采用GB 50074—2002《石油庫設(shè)計規(guī)范》、GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》，標(biāo)準(zhǔn)中未限制內(nèi)浮頂儲罐不得采用易熔材料制作內(nèi)浮頂，設(shè)計時采用鋁制浮盤是考慮到鋁制浮盤相較于鋼制浮盤具有抗腐蝕性能好、油氣接觸空間小、密封性能好、防旋效果好、施工風(fēng)險小、計量精度高等優(yōu)點。

結(jié)合GB 50183—2004《石油天然氣工程設(shè)計防火規(guī)范》中6.5.7 條規(guī)定“淺盤式和浮艙用易熔材料制作的內(nèi)浮頂油罐按固定頂油罐確定罐間距，即0.6D”[9]、GB 50074—2002《石油庫設(shè)計規(guī)范》中12.2.7 條規(guī)定“著火的浮頂、內(nèi)浮頂油罐應(yīng)冷卻，其相鄰油罐可不冷卻。當(dāng)著火的浮頂油罐、內(nèi)浮頂油罐浮盤為淺盤或浮艙用易熔材料制作時，其相鄰油罐也應(yīng)冷卻”、GB 50074—2002《石油庫設(shè)計規(guī)范》中12.2.10 條規(guī)定“直徑大于20 m 的地上固定頂油罐（包括直徑大于20 m 的浮盤為淺盤或浮艙用易熔材料制作的內(nèi)浮頂油罐）消防冷卻水最小供給時間應(yīng)為6 h，其他地上立式油罐可為4 h”[10]，由此可以看出，鋁制浮盤儲罐在防火間距、冷取水的供應(yīng)范圍、供給強度、最小供給時間等消防要求方面明顯高于鋼制浮盤儲罐。

5.5 “法不溯及既往”原則

隨著標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的不斷完善更新，政府及各級專家在對油庫檢查過程中，按照新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢查，提出油庫部分設(shè)計不滿足現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等問題。按照住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部2021年9月8日批準(zhǔn)的強制性工程建設(shè)規(guī)范GB 55022—2021《既有建筑維護與改造通用規(guī)范》中指出：“對于既有建筑改造項目（指不改變現(xiàn)有實用功能），當(dāng)條件不具備、執(zhí)行現(xiàn)行規(guī)范有困難時，應(yīng)不低于原建造時的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)按照“法不溯及既往”的原則進(jìn)行評估，并在各項評估記錄和評估報告中說明。”對于符合當(dāng)時設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的站庫，建議檢查或評估時仍依據(jù)原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)論

（1）鋁制浮盤內(nèi)浮頂儲罐由于防火間距、冷取水的供應(yīng)范圍、強度等安全要求高于鋼制浮盤儲罐，鋁制浮盤改造應(yīng)遵循“法不溯及既往”原則，當(dāng)既有儲庫滿足原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)要求時，檢查評估工作應(yīng)當(dāng)依據(jù)原設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，在新標(biāo)準(zhǔn)頒布后建設(shè)的儲庫應(yīng)按照新規(guī)評估。

（2）《油氣儲存企業(yè)緊急切斷系統(tǒng)基本要求》不適用于油氣田開發(fā)企業(yè)所轄聯(lián)合站、輸油站、中轉(zhuǎn)站，以上站庫應(yīng)根據(jù)工藝設(shè)計、場站功能、運行狀況合理科學(xué)的開展緊急切斷系統(tǒng)優(yōu)化，同時應(yīng)當(dāng)按照《陸上石油天然氣站場安全風(fēng)險分級評估細(xì)則》定期開展風(fēng)險排查與評估。

（3）大型儲存基地儲存介質(zhì)復(fù)雜、儲罐類型多樣，《大型油氣儲存基地雷電預(yù)警系統(tǒng)基本要求和應(yīng)用指南》中規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)根據(jù)油庫服役環(huán)境、年限、自動化水平、罐容及介質(zhì)進(jìn)行差異化要求。

中石油勘探與生產(chǎn)分公司所轄石油站庫數(shù)量多、體量大、使用年限長，在面臨新形勢下的新要求時，應(yīng)結(jié)合現(xiàn)有站庫的設(shè)計建設(shè)依據(jù)、功能及定位、生產(chǎn)運行管理實際量體裁衣，合理選擇使用標(biāo)準(zhǔn)。切實做好站庫的安全隱患整改及安全防控工作，健全站庫長效安全管理機制、提升站庫本質(zhì)安全運行水平。