可燃液體罐區(qū)擴建項目的風(fēng)險評估及方案設(shè)計

王光濤

（連云港沃利工程技術(shù)有限公司上海分公司，上海 200000）

隨著石化行業(yè)產(chǎn)品技術(shù)更新?lián)Q代及產(chǎn)業(yè)升級加速，各石化企業(yè)會對現(xiàn)有生產(chǎn)裝置進行改擴建技術(shù)升級并新增生產(chǎn)線來迎合市場需求。隨著國家對?；返谋O(jiān)管持續(xù)強化，這些企業(yè)也通過技術(shù)升級來優(yōu)化其管理控制系統(tǒng)來從容應(yīng)對機遇和挑戰(zhàn)。而可燃液體，特別是?；穬迶U建設(shè)計已成為此類工作的重中之重。因此，識別風(fēng)險、優(yōu)化方案成為工程設(shè)計特別是管道專業(yè)的關(guān)鍵工作內(nèi)容。本文將通過具體項目來闡述擴建項目風(fēng)險識別及基本方案設(shè)計要點。

1 可燃液體罐區(qū)擴建設(shè)計風(fēng)險識別及應(yīng)對

為防止和減少石化企業(yè)裝置火災(zāi)危害，預(yù)防一次風(fēng)險及因一次風(fēng)險引起的二次火災(zāi)風(fēng)險，保護生命和財產(chǎn)安全，可燃液體罐區(qū)擴建項目中涉及的眾多設(shè)備和管道及附件的安全均受到《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》的監(jiān)管，且設(shè)計方須終生負(fù)責(zé)。因此在罐區(qū)改造項目過程中，設(shè)計團隊特別是管道技術(shù)負(fù)責(zé)人或?qū)嶋H設(shè)計校審人員均要據(jù)最新國家法規(guī)、行業(yè)規(guī)范及安全技術(shù)規(guī)程對其項目執(zhí)行風(fēng)險評估，將已建罐區(qū)部分納入本次安全設(shè)計范疇內(nèi)。本文所選項目位于江蘇某鄰長江化工園區(qū)。風(fēng)險評估過程分為2步：

1）梳理最新國家標(biāo)準(zhǔn)，如GB50160/GB50351，評估已建罐區(qū)是否有違反國家強制規(guī)范風(fēng)險。本項目中采用到石油化工設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)及儲罐區(qū)設(shè)計規(guī)定GB50160/GB50351，均有更新。本次已建罐區(qū)位于江蘇，竣工于2010年，為甲B 類可燃液體儲罐區(qū)，其安全間距及要求要和新標(biāo)準(zhǔn)做比對核實。如發(fā)現(xiàn)內(nèi)容沖突，須向相關(guān)方提出并給予整改方案，必要時通過業(yè)主向地方安監(jiān)部門進行技術(shù)溝通。此類風(fēng)險為政策風(fēng)險或系統(tǒng)外風(fēng)險，如不可控，將影響到項目的驗收和交付。

2）核實新老裝置交接邊界條件，需細(xì)化到關(guān)聯(lián)專業(yè)及施工團隊。擴建項目向來交界面復(fù)雜，交接點多，各專業(yè)層面交接條件也多，且要兼顧開停車及施工進度合理安排。管道專業(yè)必須對已建裝置運營和維護情況做徹底的摸底調(diào)研工作，整理出交接條件表，提給關(guān)聯(lián)專業(yè)及施工團隊核實，討論出切實解決方案，并交項目討論。

項目執(zhí)行期間，設(shè)計團隊預(yù)先熟悉項目前期竣工圖紙，特別是總圖及設(shè)備布置，構(gòu)筑物分布及地管系統(tǒng)分布，再進行現(xiàn)場實地考察，明確交接點細(xì)節(jié)，施工規(guī)劃及工廠開停車計劃等內(nèi)容，為后續(xù)詳細(xì)規(guī)劃準(zhǔn)備一份較為詳細(xì)的交接點計劃，列出可能風(fēng)險及應(yīng)對辦法并記入項目風(fēng)險記錄冊。

2 可燃液體罐區(qū)擴建設(shè)計中詳細(xì)方案設(shè)計方法

在風(fēng)險評估以后，本項目的詳細(xì)設(shè)計隨即展開，以下就施工圖設(shè)計工作做概念性的闡述。因業(yè)主為某跨國巨頭在華全資子公司，其設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)比照全球最新行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)而來。所以本次設(shè)計旨在滿足國家法規(guī)，行業(yè)規(guī)范及安全技術(shù)規(guī)程的前提下，也應(yīng)滿足業(yè)主的設(shè)計采購和施工標(biāo)準(zhǔn)。

項目已建罐區(qū)及預(yù)留地塊（圖1），罐區(qū)在左，甲類裝卸站位其東，已建甲類生產(chǎn)裝置及擬建甲類裝置位其南，其南毗鄰全廠管廊，其東及北為外管廊和工廠預(yù)留地。罐區(qū)主要儲存物料為甲B、乙丙類可燃液體。罐區(qū)、裝卸區(qū)及生產(chǎn)裝置均定義為甲類，已建儲罐位號為T 3010～T3070，設(shè)計為有氮封的金屬固定頂罐。新加設(shè)備主要為五種物料儲罐T3100～T3140及其輸送泵，兩套戊類離子吸附系統(tǒng)及雨水初級池。設(shè)計原則為滿足工藝流程和國家規(guī)范的前提下盡可能有效利用預(yù)留用地。

2.1 明確儲罐物料特性及火災(zāi)危險性類別

根據(jù)工藝條件，已建儲罐和新加儲罐的物料參數(shù)火災(zāi)危險性類別及儲罐尺寸（MM）如下，T3140考慮可更換物料，按乙A 類設(shè)計。

T3010 某氨基丙胺 甲B 類 中毒 250立方 D7500XH6500。

T3020 某聚醚胺合格品丙A 類低毒 250 立方D7500XH6500。

圖1 已建罐區(qū)及周邊環(huán)境分布圖

T3030 某聚醚醇 丙A 類 低毒 250立方 D7500XH6500。

T3040 某氨基丙胺不合格品乙B 類 低毒 59 立方D3400xH6500。

T3050 輕沸廢液 乙B 類中毒 59立方 D3400xH6500。

T3060 重沸廢液 乙B 類中毒 59立方 D3400xH6500。

T3070 某聚醚胺不合格品丙A 類低毒59 立方D3400xH6500。

T3100 某二丙二醇合格品 丙B 類低毒容積待定。

T3110 某丙二胺不合格品 甲B 類中毒容積待定。

T3120 某辛胺不合格品 乙B 類中毒容積待定。

T3130 某丙二胺 甲B 類中毒容積待定。

T3140 某N 丙二醇 丙A 類中毒容積待定。

2.2 細(xì)化原罐區(qū)內(nèi)外系統(tǒng)安全技術(shù)問題

參照風(fēng)險記錄冊，依據(jù)GB50160—2018《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標(biāo)準(zhǔn)》及相關(guān)技術(shù)規(guī)定，細(xì)化罐區(qū)內(nèi)外防火間距，內(nèi)管廊及地下管網(wǎng)分布，洗眼器及公用工程站分布等情況。如發(fā)現(xiàn)有地下電纜，電氣儀表及電信專業(yè)電纜需要一同核查。本項目相關(guān)技術(shù)內(nèi)容核實如下：

（1）原儲罐專有泵區(qū)布置在防火堤外，距南側(cè)已建和擬建甲類生產(chǎn)裝置防火間距滿足標(biāo)準(zhǔn)20m 間距要求。

（2）原罐區(qū)距西側(cè)甲類裝卸平臺防火間距滿足標(biāo)準(zhǔn)10m間距要求。

（3）原罐區(qū)北側(cè)為項目預(yù)留地，用道路隔開，道路作消防通道。

（4）原罐區(qū)東側(cè)為現(xiàn)有外管廊及項目預(yù)留地，東側(cè)道路需預(yù)留地下管網(wǎng)通行空間；其項目預(yù)留地按甲B 類物料儲罐區(qū)考慮，已滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

（5）原罐區(qū)各罐按其不同防火類別，與鄰近設(shè)備滿足規(guī)范間距要求。

（6）原罐區(qū)已設(shè)置防火堤，防火堤位置及高度滿足規(guī)范要求，本次將罐基礎(chǔ)高度納入考慮因素；為滿足GB 50351—2014《儲罐區(qū)防火堤設(shè)計規(guī)范》要求，新老罐區(qū)之間的防火堤將改成隔堤。

（7）原罐組的泵區(qū)距離其中一個乙類A 儲罐的最苛刻防火間距滿足規(guī)范12m 要求。

（8）原罐組內(nèi)部依據(jù)安監(jiān)76號文單罐單堤要求設(shè)置隔堤，隔堤高度滿足規(guī)范要求。

（9）已有公用工程站和洗眼器按照半徑15m要求合理排布，覆蓋相應(yīng)操作維修區(qū)域。

（10）地下管網(wǎng)，雨污水管道沿防火堤南側(cè)進到罐區(qū)預(yù)留用地中，將在后期設(shè)計更新走向。

（11）罐區(qū)預(yù)留用地中無電氣及儀表電纜鋪設(shè)。

2.3 通過試布置模擬計算新罐直徑和高度并選擇合適儲罐尺寸

因罐區(qū)預(yù)留空地東側(cè)要作為公共地下管網(wǎng)通行空間，現(xiàn)通過試布置來模擬儲罐大小并確定初步的設(shè)備布置方案。具體如下：

（1）為保證罐區(qū)設(shè)計風(fēng)格一致，在滿足工藝及操作維修要求下，將新加罐區(qū)基礎(chǔ)高度和老罐保持一致。

（2）確定罐區(qū)擴建區(qū)防火堤東側(cè)位置，因東側(cè)需要預(yù)留公共空間，類推確定其實際位置。

（3）確定罐區(qū)擴建區(qū)東防火堤北側(cè)位置，儲罐北為預(yù)留用地，因罐區(qū)防火堤設(shè)計美觀一致性，考慮儲罐基礎(chǔ)，該區(qū)域新堤北移動200mm 后順延至東側(cè)。

（4）罐區(qū)擴建區(qū)南側(cè)擬規(guī)劃甲類生產(chǎn)裝置，將新罐區(qū)泵區(qū)和老泵區(qū)放在同一緯度并集中布置。

（5）因原有罐區(qū)中間管廊兩側(cè)儲罐尺寸非對稱性，特考慮2個新罐尺寸和與相鄰儲罐保持一致，充分利用預(yù)留地；其他三個罐因地制宜合理設(shè)置直徑和高度，且滿足設(shè)備高徑比要求。

（6）結(jié)合新老管廊設(shè)置及工藝要求，合理安排新泵區(qū)。離子吸附系統(tǒng)及初期雨水池的位置。

（7）考慮必要逃生通道，過道設(shè)置及罐區(qū)內(nèi)部雨污水收集系統(tǒng)，設(shè)置地溝和集水池；預(yù)留區(qū)新設(shè)置南北向小管廊，土建專業(yè)選擇灌注樁替代靜壓樁以減少樁機施工距離。

（8）其他因素。

試布置后，最終將新罐容積及尺寸定義如下：

其容積與大小及基礎(chǔ)高度設(shè)置完全滿足規(guī)范及業(yè)主需求，而且在紅線范圍內(nèi)，同時初步罐區(qū)布置方案也完成。

2.4 提交布置方案給各關(guān)聯(lián)方確認(rèn)

初步方案需要得到項目關(guān)聯(lián)方的會審和確認(rèn)，此將作為確定最終方案的決定條件。

管道專業(yè)和各關(guān)聯(lián)方確認(rèn)如下：

（1）工藝專業(yè)，核實大致的工藝流程順序及特殊物流要求。

（2）總圖專業(yè)，核實整個罐區(qū)和毗鄰建構(gòu)筑物防火間距以及道路地坪設(shè)置。

（3）給排水消防專業(yè)，核實地下雨污水管網(wǎng)的干涉問題及改造方案。

（4）土建結(jié)構(gòu)專業(yè)，確認(rèn)小管廊基礎(chǔ)管樁選用灌注樁替代靜壓樁，縮小開挖及施工距離。

（5）業(yè)主代表，確認(rèn)當(dāng)前設(shè)計已滿足業(yè)主需求；同時會同項目所在地安監(jiān)部門對罐區(qū)改造方案做初步預(yù)審和溝通。

（6）其他相關(guān)方，專業(yè)會簽，獲取相關(guān)建議和意見。

3 交付方案

經(jīng)過上面大致設(shè)計流程，采納項目相關(guān)方建議和意見，最終一個合理的可交付罐區(qū)布置圖呈現(xiàn)在業(yè)主及項目團隊面前，見圖2。從現(xiàn)場考察，獲取實際情況和業(yè)主需求及裝置開停車計劃，經(jīng)過設(shè)計團隊分析計算出初步方案，后經(jīng)相關(guān)專業(yè)設(shè)校審確認(rèn)，其可能遇到的政策和技術(shù)風(fēng)險逐一化解，在優(yōu)化模擬參數(shù)的同時解決相關(guān)技術(shù)難題，為后續(xù)設(shè)計提供了輸入條件。圖2左邊區(qū)域為原有儲罐區(qū)，右邊區(qū)為改擴建新加罐區(qū)、新加泵、離子吸附設(shè)施，雨水收集池位于右下角，毗鄰裝置管廊。

圖2 交付方案

4 結(jié)束語

從某項目的罐區(qū)布置入手，針對現(xiàn)場情況復(fù)雜性，分別從風(fēng)險識別、設(shè)計分析及相關(guān)方介入等三個方面做了詳細(xì)闡述，旨在為日后有類似罐區(qū)擴建項目提供可以參考的設(shè)計辦法，以解決此類石化項目中可能出現(xiàn)的政策風(fēng)險和技術(shù)風(fēng)險，并提倡以專業(yè)化的角度來解讀設(shè)計中可能遇到技術(shù)難題，爭取給業(yè)主提供一個安全可靠的技術(shù)解決方案，促進石化企業(yè)經(jīng)濟效益、社會效益及環(huán)保效益的協(xié)同和發(fā)展。