儲油罐設計與建設管理探索

張京龍，閆銳，姜家強，譚廣峰，郭杰

（國營四達機械制造公司，陜西 咸陽 712203）

1 研究背景及意義

1.1 研究背景

依據我國現行《鋼制化工容器設計基礎規定》（HGT 20580-2011）第8.0.3條容器設計壽命的要求：“通常設計使用壽命為10年”以及《特種設備安全技術規范》TSD 21-2016第7.1.7條要求：“但凡使用超過20年的壓力容器視為達到設計使用年限”。工廠儲油罐初建于1983年，因歷史原因，原始設計資料不全，且歷經多次改造，導致儲油罐投產時間久遠，設施設備劣化嚴重，總體工作質量效率不高，安全環保應急處置能力有限，現代化智能化建設水平低。按照現行儲油罐規范要求，國內普遍存在儲油罐到達設計使用壽命的情況，也必然需要解決儲油罐改擴建期間相關問題。

1.2 研究意義

儲油罐在改擴建期間，將對修理工廠生產、維修任務及儲油罐管理工作造成影響。本文研究主要目的是探索儲油罐科學合理的建設過程以解決長期困擾工廠發展的安全隱患問題，為切實擔負維修保障使命提供強有力支撐。但我國機械修理工廠油庫改擴建可參考實例有限，而國外兩級維修保障體制與目前我國保障體制存在差異，可借鑒分析數據非常有限，同時該機械修理工廠油庫改擴建也屬該行業國內首例，因此油庫儲油罐建設項目管理研究不僅對其他修理工廠油庫改擴建儲油罐具備指導意義，而且對廣泛開展油料庫儲油設備建設具有參考價值。

2 研究主要內容及目標

2.1 研究主要內容

本文以某地大型機械維修保障企業2022年油庫改擴建項目為研究背景，探索油庫核心設備儲油罐規劃設計建設階段思路，一是結合實際燃油需求量，利用周轉系數法推算儲油罐容量并驗證評估；二是參考《石油庫設計規范》（GB50074-2014）（以下簡稱設計規范），制定罐體相關結構工藝、選擇相關材料；三是建立組織機構、分解項目結構，細化管理職能，采用動態控制法強化過程管控，拉條掛賬壓實責任主體，主動識別風險及解決措施，多措并舉推進儲油罐建設過程管控。

2.2 研究目標

本文主要論證儲油罐容量、參考設計規范制定相關參數，多措并舉推進儲油罐建設過程管控，滿足日益增長生產維修用油需求，一并解決長期困擾工廠發展安全隱患問題，為切實履行維修保障使命提供強有力支撐。

3 儲油罐設計

對2017～2021年這5年工廠燃油相關情況進行統計，如表1所示。分析可得：年均購置量為a噸，呈逐年增長趨勢，年均增長率b%；年均消耗量為c噸，同樣呈增長趨勢，年均增長率d%；購置次數比較穩定，年均購置次數為e；結余量呈現下降趨勢，綜合原儲油罐容積，可得儲油罐年均利用率f。

表1 近5年工廠燃油相關情況統計表 單位：噸

3.1 儲油罐容量設計

（1）儲油罐容量計算。儲油罐容量按周轉系數法，根據設計規范所列經驗公式計算得到，如下所示：

其中，Vs為儲油罐容量；

G為油品年周轉額，暫取燃油年消耗量c；

K為儲油罐周轉系數，需結合儲油罐規模確定，暫取6；

ρ為燃油密度，煤油密度ρ為0.78 t/m3；

η為儲油罐利用系數，煤油屬于重油，利用系數暫取0.85。

代入數據即可得儲油罐容量計算值Vs。

（2）儲油罐容量計算值驗證。

燃油密度ρ為固定值，只需對儲油罐利用系數η、油品年周轉額G及油庫周轉系數K核算分析，即可驗證Vs取值合理性。

油品年周轉額G：油品年周轉額由裝備承修規模與單臺消耗量2項因素決定。根據承修規模與單臺消耗量統計信息，可計算得到油品年周轉額G，此處不再贅述。上述未考慮應急儲備需預存一定數量儲備油量，因此油品年周轉額G略大于燃油年消耗量c，可將儲油罐設計容量向上取整。

油庫周轉系數K：目前儲油罐容量約Xm3，按照儲油罐容量等級劃分為四級。根據近5年平均購置量a與年均增長率b%，計算“十四五”期間工廠燃油年消耗量預估值X，依舊在1000～10000 m3范圍內。即油庫周轉系數K在4～8范圍內仍然合理。

儲油罐利用系數η：按照統計分析結果，可取f，與經驗系數0.85較為接近。

（3）儲油罐容量計算值評估。儲油罐容量計算值合理與否，可通過容量是否滿足用油高峰期油量需求予以驗證。

四季度為工廠修理裝備交付高峰期，用油需求隨之處于高峰期。按照“十四五”末裝備修理規模，預計“十四五”末年四季度用油量峰值可達X噸。

按照油庫周轉系數K，每季度采購a次，用油高峰期可采購b次。四季度按采購c次計算，在d～e噸庫容量的條件下，油庫的季度周轉量可達到f～g噸，可滿足季度用油高峰期h噸需求量，若按h噸計仍可預留i噸儲備容量。因此，計算值j～k噸儲油罐容量較為合理。

綜上所述，儲油罐容量依次通過設計規范經驗公式計算、統計信息數據驗證及合理性評估，計算值取X較為合理。

3.2 儲油罐參數工藝設計

遵循國家及行業最新版本的標準、規范，按照儲油罐容量為X，儲油罐參數工藝設計堅持結構簡單、技術先進、安全可靠，同時材料選擇經濟合理、安全實用。

3.2.1 工況參數

表2 儲油罐工況參數

3.2.2 結構工藝設計

罐底結構：罐底板采用弓形邊緣板的排板形式，罐底中幅板之間及中幅板與邊緣板之間均采用搭接結構,罐底邊緣板采用帶加強墊板對接結構。

罐壁結構：儲罐罐壁板采用對接結構，對接接頭應全焊透。

罐頂結構：儲罐罐頂均為自支撐拱頂、帶肋球殼結構。罐頂板與罐壁包邊角鋼采用弱連接結構，焊腳高度為4mm。

儲油罐附件：內浮頂儲罐附件設有罐頂通氣孔、阻火器、罐頂環向通氣孔、帶芯人孔、帶芯人孔平臺，量油孔、液位儀口、高高及低低液位報警口、采樣口、罐壁人孔、透光孔。罐底部排水采用罐底排水槽結構型式，排水槽采用整體沖壓結構。罐頂踏步一側設防護欄桿，欄桿高度為1.2m。油罐量油孔單獨設置，在量油孔的兩側各設一組接地端子，利于靜電導出。

儲油罐防腐：由于儲油罐內壁受不同的油品和環境溫度變化影響，特別是罐底部易產生水、雜質等沉積物，罐頂部存在油氣、水蒸氣、空氣等，這些腐蝕介質對裸露金屬表面造成不同程度腐蝕，所以應對儲罐不同部位采取不同的涂層保護措施，不再詳述。

3.2.3 材料選用

根據設計規范第6.3罐壁厚度計算方法，結合儲存介質特性，容量為X儲油罐罐壁、罐底及罐頂鋼板選用Q235B鋼板。Q235B鋼板執行標準參見《碳素結構鋼和低合金結構鋼熱軋厚鋼板和鋼帶》（GB/T3274-2017）。

儲罐罐體鋼板采用2.0m寬定尺板，寬幅板可減少焊接與檢驗工作量，減少焊接變形。為便于市場采購，儲罐均采用偶數厚度規格鋼板。

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依據標準《儲油庫大氣污染物排放標準》（GB20950-2020）和國家生態環境部對內浮頂儲罐VOCs 治理的環保要求，內浮頂航空煤油儲罐采用全接液式不銹鋼雙盤式浮頂，內浮盤周邊密封為大補償式密封及二次密封。

接管選用20#無縫鋼管，執行標準《輸送流體用無縫鋼管》（GB/T8163-2018）、《石油裂化用無縫鋼管》（GB9948-2013）。

管法蘭材質選用20鋼鍛件，執行標準《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》（HG/T20592-2009），工藝接管法蘭公稱壓力X，法蘭密封面為RF突面。

平臺、盤梯等由型鋼制造，型鋼等材料均應符合相應標準規范的規定，材質均選用Q235B。

綜上所述，依據設計規范，儲油罐結構參數已制定，綜合實際情況及成本考慮，選用材料及制作工藝已制定。

4 儲油罐建設管理

4.1 組織結構

以油庫改擴建為契機，突出儲油罐作為核心設備的重要性，組織安全教育，要深刻認識到儲油罐建設工作決定油庫改擴建工作方向，影響工廠長遠發展規劃，事關維修保障使命。應牢固樹立安全意識、風險意識和責任意識；建立健全激勵機制，以“責任全覆蓋、問題零容忍”的決心抓進度、抓質量、抓落實，對任務完成突出部門或責任人及時給予獎勵，塑造榮譽感，增強凝聚力；對工作相對滯后部門或責任人，加強針對性正向引導。

4.2 項目結構

加強工廠現有資源統籌管理，建設辦公室按項目結構原理，對儲油罐建設項目分解細化，逐項指定專人負責，逐條制定時間節點。項目負責人全權負責推進結果，以項目啟動、計劃制定、方案實施、資源協調、人員調動、項目驗收為時間軸，負責項目“全壽命周期”管理，每周及時向建設辦公室匯報負責項目的進展情況、考核意見及需要解決的關鍵問題。

4.3 動態控制

各項目負責人依據管理職能，針對未完成項目存在問題進行綜合分析，綜合考慮項目實施過程中的困難與風險，共同制定后續計劃，對計劃的可行性、合理性、可執行性進行全面分析，統籌協調，確保計劃能夠順利開展。對計劃出現偏離的情況，制定動態控制圖，認真分析偏離原因，制定補救措施，及時糾正偏離情況。

4.4 拉條掛賬

建設辦公室加強過程監督，建立建設整體時間控制表，加強對項目整體推進過程中關鍵問題的管控，做到有問題、有監督、有計劃、有落實；將建設項目按期完成情況作為硬性指標納入部門考核、負責人薪酬考核、先進部門評選和綜合績效考評，建立建設項目周監控和月考評制度。

4.5 風險識別及解決措施

建設辦公室持續緊盯突發問題，重點加強建設相關方風險測量，結合既定計劃，把控整改工作節奏，明確各項風險識別及解決措施，并定期動態更新，確保風險提前識別、預案可行。

5 結語

儲油罐建成后，可有效降低原老舊儲油罐運行維護成本，使得供油保障效率、自動化運行能力、規范化管理水平得到提升，滿足工廠日益增長的生產維修用油保障需求，匹配工廠“十四五”修理能力建設發展規劃，有效壓縮在修產品修理周期，各類安全問題得到有效解決，使之成為一座智能化自動化現代化的安全環保儲油罐。