特殊設(shè)備及管道在加油站防滲改造中的應(yīng)用

齊紹飛 高陽 左傳鵬

摘 ? ? ?要：近年來加油站地下儲油罐及埋地管道滲漏頻發(fā)，不僅會造成加油站的經(jīng)濟損失和環(huán)境污染，泄漏嚴(yán)重時還會發(fā)生爆炸，給周邊生活的居民生命財產(chǎn)留下了安全隱患。重點介紹了現(xiàn)階段中石油加油站針對防滲改造技術(shù)中應(yīng)用的雙層防滲儲油罐、雙層埋地復(fù)合管道兩項新技術(shù)設(shè)備，并與原先使用的單層儲罐及碳鋼管道做了比較。介紹了某銷售公司加油站防滲改造項目的應(yīng)用情況。

關(guān) ?鍵 ?詞：雙層防滲儲油罐;防滲;雙層復(fù)合輸油管;腐蝕

中圖分類號：TE 832 ? ? ? 文獻標(biāo)識碼： A ? ? ? 文章編號： 1671-0460（2020）02-0489-04

Abstract： In recent years， the frequent leakage of underground oil storage tanks and buried pipelines in gas stations not only caused economic loss and environmental pollution of gas stations， but also caused explosion accidents. In this paper， two new technical equipments including double-layer anti-seepage storage tank and double-layer buried composite pipeline applied in the anti-seepage transformation of PetroChina gas stations at the present stage were introduced， and they were compared with the original single-layer storage tank and carbon steel pipeline. At last， application of double-layer anti-seepage storage tank and double-layer buried composite pipeline in the transformation project of the oil station of a sales company was discussed.

Key words： ?double-layer anti-seepage storage tank; anti-seepage; double layer composite pipeline; corrosion

伴隨著國家經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，汽車保有量不斷增加，人們的環(huán)保意識越來越強，國家對環(huán)保的要求也越來越嚴(yán)格。人們對汽油的需求加大導(dǎo)致加油站的數(shù)量逐年增多，因而相應(yīng)的環(huán)保問題也逐漸受到社會大眾的關(guān)注。加油站對環(huán)境的污染主要來源于油品的泄漏，其中埋地儲罐和管道的腐蝕泄露是主要的泄漏源[1]。針對這一情況國務(wù)院已于2015年4月2日頒發(fā)《水污染防治行動計劃》又稱“水十條”，著重強調(diào)加強對周邊水資源及地下土壤的保護。為貫徹這一目標(biāo)中石油集團計劃利用近幾年時間對國內(nèi)所有老舊加油站實施防滲改造工作。統(tǒng)一指導(dǎo)思想：“以防滲改造為主線，統(tǒng)籌全流程診斷優(yōu)化、非油業(yè)務(wù)提升、安全隱患治理，做到方案統(tǒng)一考慮，項目一次實施”[2]。本文則重點介紹國內(nèi)加油站在防滲改造技術(shù)應(yīng)用上對雙層防滲儲油罐及雙層復(fù)合輸油管的應(yīng)用。

全國大多數(shù)加油站面臨的問題大致相同，配套設(shè)施老舊、設(shè)備管道腐蝕嚴(yán)重。大致情況如下：

（1）儲油罐：使用單層鋼制儲油罐外加罐體四周做防滲罐池。

（2）人孔操作井：一般為磚加混凝土砌成人孔操作井。

（3）管道：絕大部分使用的是無縫碳鋼鋼管并做防腐處理。

（4）加油機底槽：據(jù)不完全統(tǒng)計現(xiàn)在絕大多數(shù)加油機底槽都未做防滲處理。

經(jīng)過多年使用，按照鋼制儲油罐每年腐蝕量約0.05～0.5 mm計算[3]，無論是單層鋼制儲油罐或者是埋地?zé)o縫鋼管壁厚被腐蝕的越來越薄，存在著漏油的風(fēng)險。一旦泄露就會對周圍的環(huán)境造成無法挽回的損失，而且大多加油站建設(shè)在城區(qū)內(nèi)人口聚集的地方，所以存在危險因素。

1 ?埋地用復(fù)合儲油罐

1.1 ?技術(shù)形式及適用類型

加油站埋地用的新式復(fù)合儲油罐按其材質(zhì)、構(gòu)造及適用范圍大致分為三種類型。其具體形式如下：

1.1.1 ?SS型復(fù)合儲油罐（內(nèi)罐特種鋼板+外罐特種鋼板雙層儲油罐）

應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)上對埋地罐體使用的板材厚度有著嚴(yán)格的要求。鋼制復(fù)合儲油罐內(nèi)外層皆為特種鋼板制造，導(dǎo)致其重量是同規(guī)格單層油罐的2倍左右，其使用壽命參照現(xiàn)有國家標(biāo)準(zhǔn)約為10 a[4]。在腐蝕性能上鋼制儲油罐比一般非金屬材質(zhì)差，經(jīng)過長時間使用后管壁會被嚴(yán)重腐蝕，所以直接接觸外部的外罐外壁需要作加強或特加強級防腐才能抵抗外界的腐蝕。放置于車行道下方時需在罐體四周設(shè)承重框架?？偨Y(jié)以上特點目前加油站在用此類型的數(shù)量偏少。

1.1.2 ?SF型復(fù)合儲油罐（內(nèi)罐特種鋼板+外罐玻璃鋼加強纖維雙層儲油罐）

內(nèi)層采用5～7 mm厚的特種鋼板制造，外層使用厚度4 mm以上的玻璃鋼纖維材質(zhì)，應(yīng)用特殊材料使內(nèi)外兩層之間形成一定間隙。材質(zhì)方面外罐玻璃鋼纖維具有很強的耐腐蝕性、耐電蝕性，使用壽命不少于20 a。但是承壓上外罐強度較低，不能直接埋在車行道下方，如果必須放置的話需在罐體四周加設(shè)承重框架。

1.1.3 ?FF型復(fù)合儲油罐（內(nèi)罐玻璃鋼加強纖維+外罐玻璃鋼加強纖維雙層儲油罐）

內(nèi)外罐體材質(zhì)皆采用厚度≥4 mm的玻璃鋼加強纖維FRP制造，應(yīng)用當(dāng)前先進的3D中空纖維材料技術(shù)，使剛性夾層空間內(nèi)形式有空間隙。無論是內(nèi)或外罐其抗腐蝕性均強于鋼制材質(zhì)，而且在使用壽命上高于SF型儲油罐。在承壓方面罐體外部設(shè)有加強圈使之整體抗壓能力較好，埋在車行道下方時，不需在增設(shè)承重框架。

1.2 ?特點性能對比

參考近年來加油站使用儲油罐的過程為單層鋼罐→內(nèi)外罐為鋼制雙層儲油罐（SS型罐）→內(nèi)鋼+外玻璃鋼增強塑料雙層儲油罐（SF型罐）→內(nèi)外罐玻璃鋼增強塑料雙層儲油罐（FF型罐）[5]。所以結(jié)合“安全環(huán)保、經(jīng)濟實用”的原則對上述雙層油罐技術(shù)方案進行比選后，推薦在項目建設(shè)資金和周期寬裕的情況下選用FF雙層油罐;在項目建設(shè)資金、周期相對緊張的情況下選用SF雙層油罐。簡單歸納一下兩種油罐的對比。見表1。

2 ?埋地用熱塑性塑料雙層管道

2.1 ?埋地用雙層輸油管使用優(yōu)勢

美國環(huán)保署（EPA）1988年公布的統(tǒng)計資料表明：經(jīng)檢查加油站埋地使用的碳鋼輸油管道，一半以上都存在管道被腐蝕后泄漏的風(fēng)險。由于運行環(huán)境復(fù)雜，各種原因造成的管道腐蝕嚴(yán)重影響其使用壽命和所輸油品質(zhì)量，甚至造成泄漏而污染環(huán)境。因為燃油具有較強的易燃性和揮發(fā)性，一旦泄露不僅對土壤水源造成污染，還可能引起爆炸等嚴(yán)重后果。

作為目前原油的主要輸送方式，埋地輸油管道的優(yōu)點日益突出。熱塑性塑料雙層管道追溯其歷史要從20世紀(jì)80年代說起，因其抗腐蝕性能優(yōu)良逐步取代了無縫鋼管。此類材質(zhì)在歐美等發(fā)達國家的加油站中得到廣泛的推廣應(yīng)用。隨著我國對環(huán)保要求越來越嚴(yán)格，相應(yīng)出臺了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，其中《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》GB50156- 2012（2014年版）中規(guī)定，加油站用埋地敷設(shè)輸油管道應(yīng)采用無縫鋼管或適于輸送油品的熱塑性塑料管道[6]。在相應(yīng)國家全力提倡健康、安全、環(huán)保戰(zhàn)略的背景趨勢下，埋地用雙層復(fù)合輸油管道應(yīng)用于我國加油站輸油管這一項技術(shù)已成必然趨勢。將其歸納優(yōu)點大致集中在以下六項。

2.1.1 ?耐腐蝕、耐滲透

熱塑性塑料雙層管道由內(nèi)外雙層套管組成。內(nèi)層主管道用于輸送介質(zhì)，因其內(nèi)層設(shè)有防滲透層，能夠更好地阻隔油品在管道中的滲透。外層為熱塑性塑料管材具有極強的抗腐蝕性，而且確保永久不生銹。

2.1.2 ?使用壽命長

普通碳鋼管道因腐蝕等因素一般使用周期相對較短。熱塑性塑料雙層管道因其材質(zhì)良好的穩(wěn)定性正常使用年限可長達50 a之久。

2.1.3 ?安裝方便、工期短

加油站因為考慮到銷售等問題一般施工周期比較短。傳統(tǒng)的雙層碳鋼管道安裝復(fù)雜成本高、施工難度大而且周期長人工時消耗比較多，工人一天焊口數(shù)量是一定的。相比較復(fù)合管道施工采用的是特殊定制的管件，連接技術(shù)采用熱熔及黏結(jié)原理，有效地避免傳統(tǒng)焊接上的明火作業(yè)而且熱塑性塑料外層不需要防腐處理就可直接埋地敷設(shè)，一般平均工期僅為3～5 d。

2.1.4 ?長途運輸方便

復(fù)合管道不受加工長度的限制可實現(xiàn)捆盤式整裝運輸。重量僅為鋼管的十分之一，加上其具有良好的撓性和彎曲度，方便了管材的物流運輸，可以說是簡單方便快捷。

2.1.5 ?承壓和韌性強

熱塑性塑料管材制作工藝上為多層結(jié)構(gòu)，利用特殊的工藝方式將多個復(fù)雜的管道層捏合成一個整體結(jié)構(gòu)，從而消除各層之間剝離引起的滲漏和溶脹風(fēng)險。內(nèi)外雙層的結(jié)構(gòu)使外部套管更好地起到保護內(nèi)部管道的作用。相比于無縫鋼管明顯承壓能力強于對方。

2.1.6 ?安全抗靜電性

復(fù)合管為多層設(shè)計，其間隙間獨立設(shè)計導(dǎo)電層具有良好的導(dǎo)靜電性，能有效抑制靜電的產(chǎn)生并且其內(nèi)表面層光滑。管道內(nèi)部平整線性良好使其液體流態(tài)順暢完全可有效減少靜電荷的產(chǎn)生，進而滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

2.2 ?推薦技術(shù)應(yīng)用

熱塑性塑料管道具有安裝簡易、耐腐蝕、耐滲透等優(yōu)點，并且在施工過程中難度小，周期短。雙層復(fù)合管可用于自吸式或者壓力式的操作工藝，特別適合用于加油站輸油管道上（可用直徑范圍63到110 mm）。管道外層材質(zhì)為HDPE（高密度聚乙烯），連接上允許使用電熔焊接工藝連接所有接頭，在工藝上提供一個完備的管道工程系統(tǒng)。管道內(nèi)部使用EVOH（乙烯-乙烯醇）樹脂層，更加有力的提供了防滲屏障，并且通過其他小型設(shè)備輔助升級，更有效的提升了保護級別。通過以上詳細論述埋地管道的技術(shù)對比可看出，埋地管道的材質(zhì)易選擇熱塑性塑料管道。由于埋地?zé)崴苄运芰想p層管道進入我國市場時間不長，相對應(yīng)的國內(nèi)還出臺相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，也沒有專門針對這種熱塑性塑料雙層管道的權(quán)威檢測單位。檢測方面的缺失不利于我國加油站安全、環(huán)保、健康戰(zhàn)略的推進。為此，希望國家相關(guān)部門應(yīng)盡快出臺針對熱塑性塑料雙層管道的檢測標(biāo)準(zhǔn)和施工規(guī)范，從而為熱塑性塑料雙層管道在我國加油站的安全推廣應(yīng)用保駕護航。

3 ?工程案例

以2016年某中石油旗下銷售公司加油站防滲改造項目為例。該站處于水源保護地，2004年建成正式投入運行。全站共有5臺單層鋼制埋地儲油罐，地下管道均采用無縫鋼管且現(xiàn)已運行12 a。罐區(qū)距離最近居民飲用水井僅為80 m，距離水源保護地河流約120 m。油罐封頭半裸露，輸油管道是從裸露的封頭底部焊接接出，管道、罐體封頭處及閥門已出現(xiàn)嚴(yán)重銹蝕，部分管道法蘭有埋地情況，存在較大腐蝕穿孔漏油風(fēng)險。油站整體包裝褪色嚴(yán)重，骨架銹蝕嚴(yán)重，地坪破損，罩棚排水溝銹蝕穿孔。管道及油罐壁厚已經(jīng)不符合規(guī)范要求，且油罐區(qū)距周邊廠房安全間距不足。

圖1、圖2為改造前油罐腐蝕照片。

本次改造需要將原5臺鋼制儲油罐拆除更換成5臺新SF型雙層儲油罐，相應(yīng)配套的油品工藝管道、一體式操作井套、加油機底座、潛油泵、承重井蓋、一體式卸油箱等配套設(shè)施全部更換。改造后日均成品油由原來的9.7 t/d增長到11.8 t/d，年均增加利潤29.78萬元。既滿足了規(guī)范要求，也使產(chǎn)值增加，保證了安全性和經(jīng)濟性。

圖3-圖5為改造中油罐及輸油管的照片。

4 ?結(jié)束語

隨著全球化經(jīng)濟發(fā)展趨勢越來越快[7]，2015年國家著重提出推進對加油站防滲改造工程這項議題，為響應(yīng)這項關(guān)乎清潔生產(chǎn)、綠色經(jīng)營的國家重要決策，中國石油集團將加油站防滲改造作為首要政治任務(wù)，保證質(zhì)量安全的前提下，工期再短、管控再嚴(yán)、投資再省，打贏這場綠色升級攻堅戰(zhàn)?，F(xiàn)如今加油站無論是設(shè)備上還是工藝技術(shù)上都有很大的進步。

以上只是筆者結(jié)合工作內(nèi)容對埋地油罐及輸油管方面一些認(rèn)知的簡單介紹。以后會在工藝油氣回收技術(shù)、油罐儀表側(cè)漏監(jiān)控等技術(shù)方面作詳細的分析和介紹。伴隨著各種工藝技術(shù)的研究不斷深入，很多現(xiàn)存的工藝技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們的使用需求[8]。相信隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，會讓我們生活得到更多便利，使汽車加油會越來越方便，安全性會越來越高。

參考文獻：

[1] 童楊. 加油站防滲一體化改造中雙層油罐的應(yīng)用及施工管理[J]. 化工管理，2018（35）：72-73

[2]中國石油銷售公司. 中國石油加油站防滲改造實施輔導(dǎo)意見[R].工程科技，2017.

[3]孫巖，郝代輝，呂佳佳.淺談加油站防滲改造[J]. 化工管理，2018（15）：129-130

[4]方建華，卜艷軍. 淺談加油站埋地油罐防滲設(shè)計[J].中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量.2013（11）：251-251

[5]賈光，陶彬.埋地雙層油罐在加油站中的應(yīng)用[J].化學(xué)工程與裝備，2015（04）：112-113

[6]GB50156-2012（2014年版），汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范[S]

[7] 班宇. 淺談加油站改造的創(chuàng)新[J]. 中小企業(yè)管理與科技，2015 （30）： 59-60

[8]譚延彬. 淺談汽車加油站工藝技術(shù)改造[J]. 科學(xué)家，2017（04）： 70-71.