關(guān)于輸油管道站場儲罐區(qū)幾種類型防火堤的應(yīng)用趨勢探討

周興家

摘要：隨著新的《安全生產(chǎn)法》和《環(huán)境保護法》的頒布實施，社會對于各大行業(yè)的安全環(huán)保關(guān)注也越來越高，故而作為在國民經(jīng)濟發(fā)展中扮演重要角色的石油化工企業(yè)的安全生產(chǎn)和環(huán)境保護的壓力也越發(fā)增大。輸油管道站場及其儲罐作為油品儲存輸運中的重要組成部分，其發(fā)生事故后最關(guān)鍵的就是防止事故的擴大化，尤其是避免次生事故和污染。其中，防火堤作為防止儲罐事故狀態(tài)下火情蔓延和事故液體泄漏擴散的第一道保護，其作用更顯得尤為突出?；诖?，本文首先對防火堤的類型、作用和有效容積等進行闡述，并在此基礎(chǔ)上詳細探討鋼筋混凝土防火堤具備的優(yōu)勢及其在輸油管道站場儲罐區(qū)的應(yīng)用，以期在輸油管道站場的設(shè)計和應(yīng)用上引起更多人的重視。

關(guān)鍵字：防火堤；儲罐區(qū)；輸油管道站場；安全；環(huán)保

引言

隨著我國的原油及成品油管道運輸行業(yè)的不斷發(fā)展，如慶鐵四線原油管道、蘭鄭長成品油管道等長距離管線也越發(fā)增多，作為長距離輸運中的關(guān)鍵中轉(zhuǎn)站往往設(shè)有大型儲罐區(qū)以達到樞紐調(diào)節(jié)控制的作用。隨著上下游油品需求的不斷增大，輸運需求也隨之增大，繼而其中轉(zhuǎn)站的儲罐區(qū)的儲罐體積也越來越大。其中原油浮頂油罐已達到150000m3，成品油儲罐也達到50000m3，且還在不斷增大。這就造成了危險集中，危機關(guān)聯(lián)，單個油罐出現(xiàn)事故造成的火災(zāi)危害及環(huán)境損失也越來越大。為了將風(fēng)險降低，降低單個儲罐容積已是必須，故而多個小容積儲罐構(gòu)成儲罐區(qū)后防火堤及其隔堤的作用也逐漸凸顯。本文從防火堤設(shè)計規(guī)范入手，結(jié)合當(dāng)前輸油管道儲罐區(qū)的實際形勢，著重探討鋼筋混凝土防火堤較其他類型防火堤的優(yōu)勢以降低企業(yè)實際面臨的越來越大的安全環(huán)保壓力。

1防火堤的概念及作用

防火堤是用于常壓液體儲罐組在油罐或其他危險液體儲罐發(fā)生泄漏事故時，防止液體外流和火災(zāi)蔓延的構(gòu)筑物。其中隔堤是指為減少油罐發(fā)生少量泄漏等事故的污染范圍，而將一個油罐組內(nèi)的多個油罐分成若干分區(qū)的構(gòu)筑物。

防火堤的作用主要有三：

一、在儲罐罐體一旦發(fā)生火災(zāi)，危險液體或流淌火蔓延時起阻遏、防擴散的作用。

二、正常狀態(tài)下，因操作不當(dāng)或者設(shè)備（如閥門）問題造成罐內(nèi)液體外泄（如冒頂、閥體損壞），利用防火堤構(gòu)成的有效容積可將泄漏液體鎖閉在固定區(qū)域，避免事故擴大，也便于收集處置。

三、大型儲罐配套的消防系統(tǒng)演練或試車時，噴淋液或泡沫將被集中在設(shè)計區(qū)域內(nèi)，避免散排外流造成環(huán)境污染。

2防火堤的類型與選用

國內(nèi)用于儲罐組的防火堤目前主要有四種：土筑防火堤、漿砌毛石防火堤、磚砌防火堤和鋼筋混凝土防火堤。

防火堤的選型一般綜合考慮當(dāng)?shù)赝临|(zhì)條件、地質(zhì)條件、占地面積及儲罐容量等。在以往的設(shè)計考慮中，漿砌毛石防火堤和磚砌防火堤在抗震設(shè)防烈度不大于6度且地質(zhì)條件較好的一般地區(qū)選用，土筑防火堤在一般其他地區(qū)選用，而鋼筋混凝土防火堤因為其成本高只在用地緊張且油罐區(qū)容量過大的時候選用。

3防火堤的有效容積及計算

防火堤的高度是影響防火堤有效容積的重要因素，GB50351-2005《儲罐區(qū)防火堤設(shè)計規(guī)范》3.2.4要求：固定頂油罐，防火堤的有效容積V不應(yīng)小于油罐組內(nèi)一個最大油罐的容量；浮頂式油罐，不應(yīng)小于油罐組內(nèi)一個最大油罐的容量的一半；兩種儲罐同時布置時選取最大的計算值。

防火堤的有效容積的計算方法如下：

V=AHi-（V1+V2+V3+V4）

式中： V——防火堤的有效容積（m3）

A——由防火堤中心線圍成的水平投影面積（m2）

Hi——設(shè)計液面高度（m）

V1——防火堤內(nèi)設(shè)計液面高度內(nèi)的一個最大油罐的基礎(chǔ)體積（m2）；

V2——防火堤內(nèi)除一個最大油罐以外的其他油罐在防火堤設(shè)計液面高度內(nèi)的液體體積和油罐基礎(chǔ)體積之和（m3）；

V3——防火堤中心線以內(nèi)設(shè)計液面高度內(nèi)的防火堤體積和內(nèi)培圖體積之和（m3）；

V4——防火堤內(nèi)設(shè)計液面高度內(nèi)的隔堤、配管、設(shè)備及其他構(gòu)筑物體積之和（m3）；

4幾種主要類型防火堤在實際應(yīng)用的比較

雖然土筑防火堤的耐燃燒性和封閉性是最好的，但對土質(zhì)條件有要求，在水土流失嚴重、土質(zhì)結(jié)構(gòu)松散的地域中，使用已經(jīng)越來越少，且其占地面積大，不利于人員進出罐區(qū)和消防通道的設(shè)置已經(jīng)逐漸為國內(nèi)輸油管道站場所淘汰。漿砌毛石防火堤整體性差，封閉性低、抗震性與抗沉降性均有欠缺，除在山地地區(qū)因取材方便外國內(nèi)已很少使用。

目前，國內(nèi)輸油管道站場儲罐區(qū)主要有兩種類型的防火堤，即磚砌式防火堤和鋼筋混凝土式防火堤，兩種防火堤大部分均含有內(nèi)培土結(jié)構(gòu)。但隨著投產(chǎn)運行時間的累積，磚砌防火堤在使用中逐漸暴露的問題和隱患已經(jīng)形成了企業(yè)單位面對越來越大的安全環(huán)保壓力的短板。

很多企業(yè)單位在磚砌防火堤的使用維護過程中，逐漸發(fā)現(xiàn)儲罐組四周的磚砌防火堤暴露多處出現(xiàn)裂縫，且為貫通縫；防火堤內(nèi)側(cè)涂刷的防火涂料出現(xiàn)大面積剝落和開裂，無法對防火堤形成有效的保護。防火堤開裂和涂料脫落的問題，嚴重影響防火堤的嚴密性和耐火性，無法滿足《儲罐區(qū)防火堤設(shè)計規(guī)范》GB50351-2005 中對防火堤的各項指標(biāo)要求。此類情況尤其以在濕陷性黃土地區(qū)較嚴重，其地質(zhì)條件導(dǎo)致的沉降對防火堤的完整性有較大危害。

面對這種情況，企業(yè)生產(chǎn)單位無非有兩種：一是拆除有裂縫的磚砌防火堤進行重建，二是對有裂縫的部位進行填充和二次內(nèi)培土。但兩種方法均是“治標(biāo)不治本”的暫時方法，無法從根本上解決隱患，無法達到本質(zhì)安全。

鋼筋混凝土防火堤的顯著優(yōu)點是整體性好、強度大、封閉性強，可承受的液體靜液壓力荷載高，抗震能力強，受沖擊后結(jié)構(gòu)粘連不分散，但缺點是工程量較大，投資高。但鋼筋混凝土防火堤能夠從根本上消除磚砌防火堤的使用問題和安全隱患，投資所帶來的安全生產(chǎn)效益遠大于不可接受的風(fēng)險和隱患。所以國內(nèi)多數(shù)輸油管道企業(yè)的站場儲罐區(qū)已經(jīng)開始逐步使用鋼筋混凝土防火堤替代磚砌防火堤。

5防火堤的管理

應(yīng)定期檢查防火堤的完整性，當(dāng)儲罐維修需要運送設(shè)備及材料時，應(yīng)在防火堤內(nèi)外側(cè)設(shè)坡道，維修完成后，及時恢復(fù)。嚴禁內(nèi)燃機車輛利用坡道穿越防火堤。防火堤內(nèi)培土層及面層應(yīng)保持完好，遇有沉降應(yīng)及時填充和修復(fù)。

防火堤內(nèi)的截油排水閥日常應(yīng)處于常關(guān)狀態(tài)，必要時從防火堤內(nèi)向外排水。截油排水設(shè)施應(yīng)定期檢查和維護，具體包括每月檢查清理排水管的進口濾網(wǎng) 清洗沉沙井中沉淀物，以防堵塞。每季度檢查沖洗截油排水閥內(nèi)的淤泥或沉淀物，在多雨季節(jié)應(yīng)適當(dāng)增加頻次。每三年對閥門進行檢修，清理浮體，檢查更換非金屬部件。

結(jié)束語

國內(nèi)輸油管道站場儲罐組的磚砌防火堤在一些土地沙化較嚴重、沉降性較強的環(huán)境中應(yīng)用，出現(xiàn)了完整性不斷損壞又不斷修復(fù)的死循環(huán)問題。使用鋼筋混凝土防火堤，并設(shè)內(nèi)培土后，配合地面全部硬化處理可以達到本質(zhì)安全。其已逐步為更多的輸油管道企業(yè)所重視和接受，產(chǎn)生的極大的安全環(huán)保效力將會成為輸油管道企業(yè)的儲罐區(qū)更新改造的新動力，并將有效幫助企業(yè)降低面臨的安全環(huán)保壓力。

參考文獻

[1]翟博文，張巧生等.大型原油儲罐區(qū)防火堤設(shè)計問題探討[J]. 《中國科技博覽》，2011（4）：44-45.

[2]任亞麗，洪桂根.地上儲油罐區(qū)防火堤設(shè)計若干問題的分析和探討[J].石油庫與加油站，2017，第4期：1-3.