儲罐更換儲存介質(zhì)的復(fù)核要點與注意事項

李 東

（中海油石化工程有限公司，山東青島 266100）

0 引言

在石油化工企業(yè)的生產(chǎn)過程中，會因為市場因素或經(jīng)營狀況的變化，從而需要改變罐區(qū)內(nèi)儲罐儲存介質(zhì)的情況。在原罐區(qū)的一次設(shè)計過程中，會考慮儲存介質(zhì)發(fā)生變化的情況，如密度、操作溫度、介質(zhì)腐蝕性等。近年來隨著安全、工藝、環(huán)保等方面的要求及相關(guān)規(guī)范發(fā)生了變化，儲罐及其他罐區(qū)內(nèi)配套設(shè)施等是否適用于新的存儲介質(zhì)和新的規(guī)范等，需要重新進行設(shè)計復(fù)核。

罐區(qū)內(nèi)儲罐更換儲存介質(zhì)復(fù)核，需要從設(shè)計方面全面評估原存儲介質(zhì)和新介質(zhì)的物理性質(zhì)、安全間距、儲運工藝和系統(tǒng)、設(shè)備罐體強度、罐區(qū)消防設(shè)施、儲罐基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)、安全自控聯(lián)鎖等問題，結(jié)合現(xiàn)行規(guī)范要求和行業(yè)指導(dǎo)文件，綜合考慮新貨種在本罐區(qū)的適用性，并對不符合現(xiàn)行規(guī)范要求的內(nèi)容進行整改后方可存儲投用。

1 儲運系統(tǒng)復(fù)核

1.1 工藝流程與管道材料復(fù)核

儲罐更換儲存介質(zhì)，首先應(yīng)判斷原有罐區(qū)的儲罐流程能否滿足新介質(zhì)所需要的工藝流程，如裝船、裝車、供料、倒罐、外輸?shù)裙に嚵鞒淌欠駶M足。需判斷項目有：已有機泵揚程、流量能否滿足新工藝流程要求；原有的管道是否需增加保溫、伴熱、保冷等隔熱措施以及原有管道材料是否滿足輸送新介質(zhì)的要求等等。依照國家安監(jiān)總局第68 號文件的精神，油罐高高、低低液位分別需要自動聯(lián)鎖關(guān)停油罐進出口的油品輸送，而針對容積在1 萬立方米以上的儲罐、儲存介質(zhì)為液化氣體或毒性為劇毒的儲罐，需要根據(jù)規(guī)定增加緊急切斷閥。建設(shè)時期較早的儲罐往往無法滿足此項要求，如果要對存儲介質(zhì)進行更換，則需要按照上述要求對罐區(qū)進行整改后方可投用。

例如，如果更換儲存后的新介質(zhì)為含較多硫化氫的油品、酸性氣、酸性水、貧胺液、富胺液等介質(zhì)，管道材料需考慮抗HIC（氫致開裂）性。因為一些管道材料成分會在含H2S（硫化氫）等酸性介質(zhì)的狀態(tài)下通過腐蝕導(dǎo)致氫侵入鋼內(nèi)，使管道發(fā)生裂紋。

1.2 存儲介質(zhì)與安全間距復(fù)核

更換儲存介質(zhì)時還要判斷新介質(zhì)的物理性質(zhì)，如果儲存介質(zhì)為沸溢性液體，則其儲罐不得與同其沸溢性質(zhì)不一致的液體儲罐擺放在同一個罐組內(nèi)。常見的沸溢性液體如原油、渣油、重油等，其存放儲罐不得與汽油、柴油等儲罐擺放在同一個罐組內(nèi)。

結(jié)合存放貨種的物理性質(zhì)確定其自身的火災(zāi)危險性。對于不同火災(zāi)危險性的介質(zhì)而言，其防火間距根據(jù)規(guī)范要求不同，根據(jù)存儲介質(zhì)的變化，判斷介質(zhì)火災(zāi)危險性是否發(fā)生變化，從而全面核實與廠區(qū)內(nèi)其他工藝裝置、其他儲罐、泵房、液化烴儲罐、碼頭、汽車裝卸站、污水處理廠等的間距是否符合要求。尤其是更換后介質(zhì)的火災(zāi)危險性高于原介質(zhì)的，如果無法滿足安全間距要求則無法利用原有儲罐儲存新貨種。

1.3 防火堤、隔堤

儲罐變更儲存介質(zhì)，應(yīng)重新復(fù)核防火堤高度是否滿足最新版GB 50351—2014《儲罐區(qū)防火堤設(shè)計規(guī)范》的要求。該規(guī)范2005 年的版本中，“根據(jù)固定頂罐和浮頂罐的型式不同而有效容積取值不同，其中固定頂罐取最大罐的公稱容積，而外浮頂和內(nèi)浮頂罐取半罐容積。”而新修訂的條文解釋，統(tǒng)一修改為最大罐的公稱容量。那些建設(shè)年限較長、原設(shè)計執(zhí)行舊版設(shè)計規(guī)范的罐區(qū)防火堤，應(yīng)根據(jù)新版規(guī)范要求進行防火堤有效容積的復(fù)核，達到新規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求后才可以更換儲存介質(zhì)。

GB 50351—2014 還要求，立式儲罐內(nèi)介質(zhì)如果為可燃液體，則每個罐都需要用隔堤隔開，且對高度也做了限定。

1.4 機泵復(fù)核

變更儲罐儲存介質(zhì)后，應(yīng)對機泵的相應(yīng)工況進行分析。因輸送介質(zhì)的腐蝕性、密度、黏度、所需輸送工況下的溫度等條件的不同，為達到輸送介質(zhì)的要求泵體和葉輪的材料應(yīng)匹配：當(dāng)油品為可燃、有毒等危險介質(zhì)時，泵的材料宜選擇鑄鋼；如果介質(zhì)為酸性、堿性等具有腐蝕性的油品時，應(yīng)考慮合金鋼材料；如果介質(zhì)對管道運輸?shù)那鍧嵆潭扔幸欢ㄒ螅瑒t應(yīng)考慮不銹鋼材料。

如果選用離心泵且操作溫度下介質(zhì)的黏度大于20 cSt，則需要根據(jù)介質(zhì)的密度重新計算泵的功率和性能參數(shù)（表1）。

表1 機泵效率換算系數(shù)與泵的選型

2 設(shè)備部分

（1）罐體強度。原儲罐罐體強度根據(jù)原儲存貨種的密度進行計算，更換存儲貨種后，如果新介質(zhì)密度小于原設(shè)計介質(zhì)，則罐體強度滿足設(shè)計及規(guī)范要求；如果大于原設(shè)計介質(zhì)，則需進行計算，核實罐體強度能否滿足儲存新介質(zhì)的要求。

（2）浮力計算。如果儲罐為內(nèi)浮頂儲罐，則需要根據(jù)更換儲存后的介質(zhì)校核浮頂浮力，根據(jù)單盤浮頂?shù)挠嬎銣?zhǔn)則，浮頂應(yīng)有足夠的浮力以保持浮頂漂浮。例如，某油庫內(nèi)的原油罐區(qū)和燃料油罐區(qū)需要根據(jù)生產(chǎn)實際情況，在原油罐區(qū)內(nèi)儲罐中存放燃料油、在燃料油罐區(qū)儲罐內(nèi)存放原油；原設(shè)計中浮力按照罐內(nèi)儲存介質(zhì)計算密度為700 kg/m3，更換后的介質(zhì)原油為842.1～890 kg/m3、燃料油為945.6 kg/m3，均大于700 kg/m3，則針對本項目浮頂浮力計算滿足要求，反之則要進行重新計算。

（3）儲罐防腐。核實原有防腐蝕涂層能否滿足要求，否則需重新選用。根據(jù)規(guī)范要求，儲罐如果儲存的介質(zhì)相對密度小于900 kg/m3或為具有揮發(fā)性的有機溶劑，則儲罐的防腐涂料應(yīng)選擇具有熱反射隔熱性物質(zhì)，并對防腐涂料的總干膜厚度、熱反射隔熱涂料和涂層性能的指標(biāo)也有著明確規(guī)定。根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性質(zhì)及涂料性能、操作溫度和耐介質(zhì)性能等，選用不同的涂料。

3 消防部分

3.1 消防水量需求

（1）消防專業(yè)需計算更換介質(zhì)后罐區(qū)的最大消防水需求（體積），將其與現(xiàn)有消防泵站消防水總儲量比較，如果后者大于前者，則可以滿足要求，否則需要對消防泵站進行改造。

（2）計算罐區(qū)最大消防水需求量（流量），與現(xiàn)有消防泵站可供給流量進行比較，如果可供給流量大于罐區(qū)最大消防水需求流量，則可以滿足要求，否則需要對消防泵站進行改造。

3.2 儲罐上固定噴淋系統(tǒng)

根據(jù)罐容確定儲罐固定噴淋所需的流量對與儲罐現(xiàn)狀采用的噴淋裝置管徑（包含每根支管和主管）流量進行核實，確定更換介質(zhì)后儲罐可否滿足噴淋冷卻水量的要求。

3.3 儲罐上固定泡沫系統(tǒng)

（1）根據(jù)罐容確定儲罐固定泡沫混合液計算量，根據(jù)儲罐上現(xiàn)狀設(shè)置的泡沫產(chǎn)生器和主管、支管管徑，核實儲罐是否可以滿足泡沫混合液量要求。

（2）根據(jù)罐區(qū)泡沫滅火系統(tǒng)的供給泡沫站，核實泡沫站設(shè)置平衡壓力比例裝置、泡沫液泵等設(shè)備的數(shù)量和規(guī)模，核實泵的流量和揚程等參數(shù)，綜合考慮是否可以滿足罐區(qū)泡沫混合液流量需求，是否需要對消防泵站進行改造。

3.4 泡沫產(chǎn)生器

（1）需要核實現(xiàn)儲罐上泡沫產(chǎn)生器能否滿足國標(biāo)現(xiàn)行規(guī)范要求，同時需注意部分地方政府頒布的補充規(guī)定。如果儲罐上泡沫產(chǎn)生器為橫式，雖然可以滿足國標(biāo)現(xiàn)行規(guī)范要求，但卻無法滿足東營市地方政府的規(guī)定要求。另外，根據(jù)GB 50151—2021《泡沫滅火系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，當(dāng)采用橫式泡沫發(fā)生器時其吸氣口應(yīng)為圓形，需核實與儲罐現(xiàn)狀是否一致，否則需要進行整改。

（2）依據(jù)GB 50151—2021、DB37/T 3964—2020《大型浮頂儲罐安全技術(shù)規(guī)程》和《石油庫設(shè)計規(guī)范》，核實泡沫液儲備量是否滿足要求，并需根據(jù)罐區(qū)現(xiàn)狀核實是否滿足規(guī)范要求。

3.5 其他要求

（1）消防閥門。如果沒有穩(wěn)定的靠近消防閥門的保障措施，則消防閥門與對應(yīng)的起火油罐罐壁的間距應(yīng)大于15 m。

（2）管牙接口或二分水器。與油罐罐頂平臺上二分水器相接的消防管線，需要在圍堰外的相連管線上安裝管牙接口，管牙接口距地面高度宜為0.7 m。

4 結(jié)構(gòu)部分

更換儲存介質(zhì)時需對儲罐基礎(chǔ)進行核算。

（1）單樁豎向承載力。查詢原設(shè)計圖紙基礎(chǔ)采用的混凝土管樁，核實單樁豎向承載力特征值是否滿足要求。

（2）鋼筋混凝土環(huán)墻基礎(chǔ)與鋼筋混凝土承臺。根據(jù)GB 50473—2008《鋼制儲罐地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》，對已有罐區(qū)內(nèi)儲罐變更儲存介質(zhì)的儲罐基礎(chǔ)進行核算。

5 自控部分

隨著安全聯(lián)鎖要求的日益嚴(yán)格，變更儲罐的使用介質(zhì)時需要根據(jù)現(xiàn)有規(guī)范對罐區(qū)自控部分進行復(fù)核。

5.1 可燃氣體和有毒氣體檢測報警

GB 50493—2019《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》對2009 年的版本進行了部分內(nèi)容修訂，適用范圍修改為“石油化工新建、擴建工程”，有毒氣體的范圍擴大至常見劇毒氣體且應(yīng)獨立設(shè)置：針對有毒氣體范圍增加而新增的介質(zhì)，需要增加有毒氣體報警；針對較為常見的原油介質(zhì)，需要確認原油混合物中是否含硫化氫，如果存在則需要設(shè)置有毒氣體報警器。如果前期可燃氣體和有毒氣體報警系統(tǒng)接入SCADA 系統(tǒng)，則需要設(shè)置為獨立的氣體檢測報警系統(tǒng)。

新版可燃和有毒氣體報警規(guī)范中，對探測點的布置與可能發(fā)生泄漏的釋放點的水平距離也做了修訂。原規(guī)范中，“可燃氣體探測點如果位于泄漏點的上風(fēng)側(cè)，則間距需小于15 m；處于泄漏點的下風(fēng)側(cè)，則水平距離需小于5 m”。后修訂為：與“探測點與泄漏點的距離小于10 m”；“有毒氣體探測點如果位于泄漏點的上風(fēng)側(cè)，水平距離需小于2 m；如果布置在下風(fēng)側(cè)，則小于1 m”修改為“有毒氣體報警器探測點與泄漏點的間距小于4 m”。總體上新版規(guī)范要求更加清晰直觀，一些罐區(qū)以前設(shè)置的探測器不足或覆蓋范圍達不到的情況，需根據(jù)管道安裝情況重新進行復(fù)核，適當(dāng)增加有毒和可燃氣體報警器。

5.2 安全工藝聯(lián)鎖

（1）應(yīng)根據(jù)最新規(guī)范要求核實安全工藝聯(lián)鎖，設(shè)置完善的過程控制和操作超限報警，確保生產(chǎn)控制平穩(wěn)運行。

（2）急切斷閥設(shè)置現(xiàn)場防爆操作柱，并按照規(guī)范要求設(shè)置與緊急切斷閥的距離。

6 結(jié)束語

隨著規(guī)范的更新和安全、環(huán)保等問題的日益受到重視，根據(jù)原有規(guī)范設(shè)計的罐區(qū)如果要進行儲存介質(zhì)的變更，需要在現(xiàn)行規(guī)范和要求下進行一定的整改方可投用，此外還需要根據(jù)地方政府部門的要求進行報批或備案。本文就復(fù)核設(shè)計的主要方面進行說明，并列舉了一些容易被忽視的問題，為儲罐更換儲存介質(zhì)的復(fù)核工作提供思路。