“布置規(guī)”和“新石化標(biāo)準(zhǔn)”對(duì)煉油廠總圖設(shè)計(jì)的影響

張敏

摘要：《石油化工企業(yè)布置設(shè)計(jì)規(guī)范》和《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》的發(fā)布對(duì)煉油廠總圖設(shè)計(jì)提出了新的要求和方向，總圖工程師除了準(zhǔn)確掌握規(guī)范的條文內(nèi)容，更應(yīng)深刻理解其所運(yùn)用的方法，在煉油廠的規(guī)劃中融會(huì)貫通，學(xué)以致用。本文舉例說明新標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施后煉油廠總圖設(shè)計(jì)的變化，為煉油廠總圖設(shè)計(jì)提供新的典型布置方案和解決一般問題的思路及方法。

關(guān)鍵詞：《石油化工企業(yè)布置設(shè)計(jì)規(guī)范》；《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》；總圖設(shè)計(jì)；定性分析；定量評(píng)價(jià)

1、概述

隨著石油化工行業(yè)的發(fā)展，煉油企業(yè)大規(guī)?；同F(xiàn)代化的進(jìn)程，煉油廠的總圖設(shè)計(jì)也在不斷發(fā)展改進(jìn)。2014年出版的GB50984《石油化工工廠布置設(shè)計(jì)規(guī)范 》和2018年修訂發(fā)布的GB50160《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》是石化企業(yè)工程設(shè)計(jì)最重要的兩本規(guī)范，其內(nèi)容不僅對(duì)煉油廠的總圖布置提出了新的要求，也為現(xiàn)代化煉油廠的工程設(shè)計(jì)指明了發(fā)展方向。

2、《石油化工工廠布置設(shè)計(jì)規(guī)范 》的影響

“布置規(guī)”第4.8.2條要求人員集中場(chǎng)所應(yīng)遠(yuǎn)離爆炸危險(xiǎn)源和高毒危險(xiǎn)源，并在其對(duì)應(yīng)的條文解釋中給出計(jì)算要求及建議值，這一條文對(duì)工廠總圖布置的規(guī)劃方案具有很大的意義：

“布置規(guī)”發(fā)布之前，總平面布置中的防爆和防毒設(shè)計(jì)采用定性分析的手段，即有毒有爆炸危險(xiǎn)的設(shè)施應(yīng)與人員集中的設(shè)施分區(qū)布置，僅防火設(shè)計(jì)采用定量衡量的方法，要求人員集中設(shè)施與甲類裝置保證40米以上的防火間距。因此，煉油廠采用的典型布置為三行式，即第一行布置由罐區(qū)和汽車裝卸站組成的儲(chǔ)運(yùn)區(qū)，第二行布置裝置區(qū)，第三行布置公輔工程區(qū)及廠前區(qū)，這樣的布置既可以保障罐區(qū)與裝置區(qū)的物料管線短接，又可以滿足公用工程靠近負(fù)荷中心的要求，節(jié)約管廊長度并減少能源損耗，被認(rèn)為是最經(jīng)濟(jì)合理的總平面規(guī)劃方案。

“布置規(guī)”的發(fā)布，標(biāo)志著對(duì)蒸汽云爆炸和高毒危險(xiǎn)源的評(píng)價(jià)已由定性分析發(fā)展至定量評(píng)價(jià)，工程師們可以為蒸汽云爆炸和高毒危險(xiǎn)源計(jì)算出一個(gè)具體的安全防護(hù)距離，而這個(gè)距離往往遠(yuǎn)高于防火間距的要求，因此，越來越多的煉油廠規(guī)劃開始采用T型布置或兩行式布置。T型布置即儲(chǔ)運(yùn)區(qū)和裝置區(qū)分布兩行，公用工程和廠前區(qū)組成的一列布置在其一端。兩行式布置為一行布置儲(chǔ)運(yùn)區(qū)，另一行依次布置裝置區(qū)，公輔工程區(qū)和廠前區(qū)。這兩種布置型式，在滿足工藝流程和物料運(yùn)輸要求的同時(shí)，能夠保證人員集中的廠前區(qū)與具有蒸汽云爆炸和高毒危險(xiǎn)源的裝置區(qū)距離更遠(yuǎn)，從而更好的保障了工廠人員的人身安全。

3、《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》的影響

第一，2010年大連中石油國際儲(chǔ)運(yùn)公司原油罐區(qū)輸油管道爆炸，造成大量原油泄漏，儲(chǔ)罐防火堤受損后，原油流入廠區(qū)道路并沿道路流出廠外，最終引燃周邊多個(gè)企業(yè)設(shè)施。吸取本次事故的教訓(xùn)，在新標(biāo)準(zhǔn)的宣貫中，對(duì)4.1.5條：“石油化工企業(yè)應(yīng)采取防止泄漏的可燃液體和受污染的消防水排出廠外的措施”進(jìn)行了強(qiáng)調(diào)，要求煉油廠罐區(qū)的道路盡量做成路堤式。在以往的設(shè)計(jì)中，考慮到檢修和排雨水的方便，石油化工企業(yè)的罐區(qū)一般略高于周邊道路；而采取路堤式布置后，罐區(qū)標(biāo)高則略低于周邊廠區(qū)道路，這樣設(shè)計(jì)，罐組的檢修和排雨水設(shè)計(jì)雖然略微復(fù)雜，但當(dāng)罐組發(fā)生事故路堤可作為另一道屏障，在防火堤受損時(shí)起到補(bǔ)充替補(bǔ)的作用，控制火災(zāi)蔓延，從而達(dá)到控制事故范圍、降低事故損失的效果。

第二，“新防火標(biāo)準(zhǔn)”對(duì)廠際管道敷設(shè)問題、石油化工企業(yè)設(shè)施與園區(qū)設(shè)施間距問題、高架火炬熱輻射問題均提出了明確的要求，這些問題在以往煉油廠總圖設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到，但卻沒有統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)?！靶路阑饦?biāo)準(zhǔn)”發(fā)布前，由于缺乏專業(yè)的規(guī)范條文要求及數(shù)據(jù)分析結(jié)果作為理論支撐，若遇到此類問題時(shí)，設(shè)計(jì)人員往往依據(jù)以往項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，選取相近的規(guī)定作為參照進(jìn)行設(shè)計(jì)。“新防火標(biāo)準(zhǔn)”編制組收集了大量的工程實(shí)例，并對(duì)其進(jìn)行了專業(yè)的數(shù)據(jù)分析，并最終對(duì)此類問題提出了具體的要求。這一切標(biāo)志著，總圖設(shè)計(jì)已開始具備足夠的實(shí)例及數(shù)據(jù)支撐由經(jīng)驗(yàn)化轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)化。

4、項(xiàng)目案例

國內(nèi)某企業(yè)擬建一座煉油廠，包含的主要單元：

1）主要生產(chǎn)裝置：130萬噸/年常減壓裝置、40萬噸/年重整預(yù)加氫裝置、25萬噸/年連續(xù)重整裝置、55萬噸/年柴油加氫裝置、50萬噸/年汽油加氫裝置、4000噸/年硫磺回收聯(lián)合裝置、8000Nm?/h制氫裝置；

2）配套的儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施：原油罐組、產(chǎn)品油罐組（一）（二）（三）、輕油中間罐組、重油中間罐組、汽車裝卸設(shè)施；

3）配套的公輔工程：總變電所、中央控制室、消防水設(shè)施、循環(huán)水場(chǎng)、動(dòng)力站、凝結(jié)水站、脫鹽水站、壓縮空氣站、倉庫及檢維修、分析化驗(yàn)室、消防站、污水處理場(chǎng)及事故水池；

4）其他設(shè)施：辦公綜合樓、火炬設(shè)施。

“布置規(guī)”發(fā)布前，本項(xiàng)目的規(guī)劃方案擬采用三行式，而“布置規(guī)”發(fā)布后，本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)思路為：

項(xiàng)目伊始，設(shè)計(jì)人員首先對(duì)項(xiàng)目生產(chǎn)中的物料及設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，將場(chǎng)內(nèi)設(shè)施劃分為三類：

第一類，人員集中場(chǎng)所（工作人員超過40 人·時(shí)/天的場(chǎng)所）：分析化驗(yàn)室、中心控制室、綜合辦公樓、消防站、檢維修站。

第二類，包含蒸汽云爆炸危險(xiǎn)源和高毒危險(xiǎn)源的設(shè)施：所有生產(chǎn)裝置。

第三類，既非人員集中場(chǎng)所，又非危險(xiǎn)源的設(shè)備：主要包括儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施及無需人員值守的公輔工程。

根據(jù)《石油化工工廠布置設(shè)計(jì)規(guī)范 》條紋4.8.2條及其條文解釋的規(guī)定，本項(xiàng)目中第一類設(shè)施與第二類設(shè)施（危險(xiǎn)源設(shè)備）之間的間距不小于200米（蒸汽云爆炸設(shè)備）或150（高毒危險(xiǎn)源設(shè)備）。而第三類設(shè)施，與另外兩類設(shè)施之間則不存在防爆和防毒的安全要求，因此，其布置主要考慮防火要求約幾十米。因此在進(jìn)行總圖設(shè)計(jì)時(shí)，除了滿足工藝流程的需要，應(yīng)盡量將第三類設(shè)施布置在第一類及第二類設(shè)施之間，同時(shí)達(dá)到安全防護(hù)和節(jié)約用地的要求，最終得到的總圖布置方案如下圖。

本項(xiàng)目的總圖方案即為典型的T型布置：儲(chǔ)運(yùn)區(qū)布置在全廠的北部西側(cè)，與其關(guān)系緊密的生產(chǎn)裝置區(qū)布置在南部西側(cè)，這樣布置保證了儲(chǔ)運(yùn)區(qū)與裝置區(qū)之間的物料管線盡量短接。為生產(chǎn)裝置區(qū)服務(wù)的公用工程緊靠裝置區(qū)，布置在廠區(qū)的東側(cè)，能夠減少能源輸送損耗；其中聯(lián)系緊密的循環(huán)水等布置在東側(cè)南部，聯(lián)系稍弱的消防水設(shè)施等布置在東側(cè)北部。人員集中的設(shè)施集中布置在東北角，位于全年最小風(fēng)頻的下風(fēng)側(cè)，保證期環(huán)境較好的同時(shí)遠(yuǎn)離危險(xiǎn)源。

另外，在整體布局確定后，需根據(jù)《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)火炬熱輻射提出的要求，分別計(jì)算不同高度的火炬所對(duì)應(yīng)的熱輻射距離，選擇滿足熱輻射要求的火炬高度。同時(shí)，由于火炬高度超過150米后，其造價(jià)及技術(shù)要求均大幅增高，因此若計(jì)算的火炬高度超過了150米，則應(yīng)對(duì)總圖布局進(jìn)行局部調(diào)整，拉大火炬與相鄰設(shè)施之間的間距，最終完成項(xiàng)目的總平面規(guī)劃工作。

5、結(jié)論

無論是“布置規(guī)”還是“新石化標(biāo)準(zhǔn)”，其內(nèi)容的更新，均伴隨著大量工程數(shù)據(jù)的量化評(píng)價(jià)。而總圖設(shè)計(jì)作為一門綜合性學(xué)科，除了具備系統(tǒng)觀念、制宜觀念、權(quán)重觀念外，更應(yīng)具備量化思維，在解決矛盾時(shí)，除了經(jīng)驗(yàn)化的方法，更應(yīng)掌握專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的算法，這是“布置規(guī)”和“新石化規(guī)”所代表的設(shè)計(jì)趨勢(shì)，也是總圖設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。

石油化工行業(yè)在不斷發(fā)展的同時(shí)積累了大量的工程實(shí)例和數(shù)據(jù)，科技進(jìn)步為工程設(shè)計(jì)提供了更多的方法和手段?？倛D工程師應(yīng)走在行業(yè)發(fā)展的前端，學(xué)習(xí)和吸收這些進(jìn)步所帶來的設(shè)計(jì)革新，平衡煉油廠總圖設(shè)計(jì)中各影響因素之間的矛盾，為煉油企業(yè)描繪出既經(jīng)濟(jì)實(shí)用、又環(huán)保安全的建設(shè)藍(lán)圖。

參考文獻(xiàn)

[1]GB50984-2014《石油化工工廠布置設(shè)計(jì)規(guī)范 》[M].中國計(jì)劃出版社，2014

[2]GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》（2018年修訂版）[M].中國計(jì)劃出版社，2014

（作者單位：上海河圖工程股份有限公司）