淺談潤滑油基礎(chǔ)油罐區(qū)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

鄧金平

中國石化潤滑油有限公司濱海分公司

潤滑油基礎(chǔ)油儲罐是潤滑油生產(chǎn)企業(yè)原料儲存和基礎(chǔ)油儲運(yùn)企業(yè)重要設(shè)備設(shè)施。隨著石化工業(yè)的迅速發(fā)展，基礎(chǔ)油儲罐設(shè)計(jì)日益標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，這對基礎(chǔ)油儲罐的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。因潤滑油基礎(chǔ)油儲罐屬于可燃液體儲存設(shè)施，基礎(chǔ)油儲罐設(shè)計(jì)在滿足國家標(biāo)準(zhǔn)及石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對罐間距、罐組間距以及罐與防火堤間距等系列規(guī)范要求的前提下，通過對基礎(chǔ)油儲罐參數(shù)、罐組布置等內(nèi)容進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)節(jié)約占地、優(yōu)化投資的目標(biāo)。

本文以某潤滑油基礎(chǔ)油儲運(yùn)項(xiàng)目(以下簡稱項(xiàng)目M)為例進(jìn)行了基礎(chǔ)油儲罐的選型，并對基礎(chǔ)油儲罐的罐組布置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，最大限度減少占地面積，最大限度降低投資，以確保其設(shè)計(jì)的實(shí)用性、合理性及經(jīng)濟(jì)性。

儲罐選型

按 照 GB 50160—2008（2018年版）《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》中對于液化烴、可燃液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性的分類，潤滑油基礎(chǔ)油的閉口閃點(diǎn)一般都在210 ℃以上，屬于丙B類可燃液體（閃點(diǎn)＞120 ℃）。

根 據(jù) GB 50160—2008（2018年版）、SH/T 3007—2014《石油化工儲運(yùn)系統(tǒng)罐區(qū)設(shè)計(jì)規(guī)范》和GB 50074—2014《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)要求，儲存丙類可燃液體一般選用固定頂儲罐和臥式儲罐。臥式儲罐因其占地面積較大，一般用于儲存100 t以下的可燃液體；而固定頂儲罐相對占用平面空間較小，故一般用于儲存100 t及以上的可燃液體。因此，項(xiàng)目M的潤滑油基礎(chǔ)油儲罐選用立式固定頂儲罐。

儲罐參數(shù)設(shè)計(jì)

儲罐規(guī)格

因潤滑油基礎(chǔ)油品種繁多，涉及API I類傳統(tǒng)溶劑精制礦物型基礎(chǔ)油、API Ⅱ和Ⅲ類加氫基礎(chǔ)油、BS類光亮油等，呈現(xiàn)出多品種、小批量狀態(tài)，潤滑油基礎(chǔ)油儲罐具有儲罐數(shù)量多、罐容小的特點(diǎn)。考慮到船舶運(yùn)輸潤滑油基礎(chǔ)油多品種小批量的特點(diǎn)，船舶容積一般有 1 000 t、3 000 t和5 000 t，故基礎(chǔ)油儲罐初步設(shè)計(jì)為能夠盛裝3 000 t、1 000 t及700 t共 3種容積類型。

基礎(chǔ)油年輸轉(zhuǎn)量在20 000 t以上，使用設(shè)計(jì)罐容可儲存3 000 t的儲罐進(jìn)行存儲；年輸轉(zhuǎn)量在10 000～20 000 t，使用設(shè)計(jì)罐容可儲存1 000 t的儲罐進(jìn)行存儲； 年輸轉(zhuǎn)量小于10 000 t的小批量基礎(chǔ)油，使用設(shè)計(jì)罐容可儲存700 t的儲罐進(jìn)行存儲。

因此，項(xiàng)目M擬新建32個(gè)基礎(chǔ)油儲罐，其中有4個(gè)3 000 t儲罐，8個(gè)1 000 t儲罐，10個(gè)700 t儲罐，項(xiàng)目一期儲罐罐區(qū)還預(yù)留出10個(gè)基礎(chǔ)油儲罐作為未來基礎(chǔ)油儲運(yùn)業(yè)務(wù)拓展的補(bǔ)充。

基礎(chǔ)油儲罐尺寸設(shè)計(jì)

下面以3 000 t基礎(chǔ)油儲罐為例，對儲罐的直徑、高度等尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

儲罐容積確定

所選儲罐型式為立式固定頂圓柱型儲罐，按最大儲量3 000 t、基礎(chǔ)油密度（最?。?30 kg/m3計(jì)算，儲罐最小有效容積Vmin為3 614.5 m3，按固定頂儲罐設(shè)計(jì)儲存系數(shù)0.9計(jì)算，可得儲罐計(jì)算容積Vj為 4 016 m3。

儲罐直徑與高度的確定

儲罐計(jì)算容積Vj可按公式（1）計(jì)算：

D——儲罐內(nèi)徑，m；

H——儲罐內(nèi)高，m。

為了最大限度節(jié)約占地，儲罐高徑比越大越好，但隨著儲罐高度增加，其底板厚度也相應(yīng)增大，焊接量增大，特別是若儲罐達(dá)到一定高度以上，還需設(shè)置兩層中間平臺。因此，綜合考慮投資、安全等因素，項(xiàng)目M的基礎(chǔ)油儲罐高徑比選擇1∶1左右，初步計(jì)算，儲罐直徑約為17 m。根據(jù)儲罐標(biāo)準(zhǔn)圖集，選取儲罐直徑為17.5 m，高度為17.0 m。

按照上述計(jì)算過程，同理可計(jì)算出另2種規(guī)格儲罐的直徑及高度等規(guī)格尺寸。擬設(shè)計(jì)的3種規(guī)格的儲罐尺寸見表1。

表1 3種規(guī)格儲罐尺寸設(shè)計(jì)匯總

儲罐罐組與罐間距設(shè)計(jì)

擬建設(shè) 6個(gè) 3 600 m3、10個(gè)1 500 m3和16個(gè)1 000 m3的儲罐，其中包括2個(gè)3 600 m3、2個(gè)1 500 m3和6個(gè)1 000 m3的預(yù)留儲罐位置。

罐組設(shè)置

按 照 GB 50160—2008（2018年版）6.2.7第三條“當(dāng)含有單罐容積大于或等于1 000 m3且小于10 000 m3的儲罐時(shí)，儲罐的個(gè)數(shù)不應(yīng)多于16個(gè)”的規(guī)定， 項(xiàng)目M罐區(qū)設(shè)計(jì)方案設(shè)置2個(gè)罐組，即6個(gè)3 600 m3（含預(yù)留2個(gè)基礎(chǔ)油儲罐）和10個(gè)1 500 m3（含預(yù)留2個(gè)基礎(chǔ)油儲罐）為1個(gè)罐組，6個(gè)3 600 m3儲罐與10個(gè)1 500 m3中間設(shè)置一個(gè)隔堤，剩余16個(gè)1 000 m3為1個(gè)罐組。具體設(shè)置如圖1所示。

圖1 罐組設(shè)置布局示意

罐組內(nèi)罐間距優(yōu)化

按照GB 50160—2008（2018年版）6.2.8的規(guī)定，對于盛裝丙B類液體的固定頂罐，容積≤1 000 m3的儲罐防火間距不應(yīng)小于2 m，容積＞1 000 m3的儲罐防火間距不應(yīng)小于5 m。

相鄰可燃液體地上儲罐的防火間距，是指按管壁外表面最外邊緣到管壁外表面最外邊緣的尺寸，必須不小于規(guī)范要求。而設(shè)計(jì)中提到的常壓儲罐直徑是公稱直徑，等于內(nèi)徑而不是外徑，儲罐鋼板有一定厚度，所以從布置圖上還要考慮管壁厚度尺寸。同時(shí)還要考慮到施工、誤差等因素。因此，在滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，再增加100 mm。而且，罐組內(nèi)需要設(shè)置防火堤，同時(shí)要求立式儲罐至防火堤內(nèi)堤腳線的距離不應(yīng)小于罐壁高度的一半。

為了要滿足立式儲罐至防火堤內(nèi)堤腳線的距離不應(yīng)小于罐壁高度的一半的要求，同時(shí)為了節(jié)約占地，儲罐高度既不能過高，且直徑也不能過大，通常情況下儲罐高徑比一般選取 1：1 為宜。

因此，對原設(shè)計(jì)方案經(jīng)過設(shè)計(jì)優(yōu)化，優(yōu)化后儲罐罐組距防火堤間距、罐間距以及罐排間距的具體尺寸見表2。

表2 罐組間距優(yōu)化設(shè)計(jì)前后對照

與此同時(shí)，如圖2所示，通過對原設(shè)計(jì)方案對罐間距、距防火堤間距、罐排間距等參數(shù)進(jìn)一步優(yōu)化，優(yōu)化后方案可優(yōu)化占地面積1 108.8 m2，具體見表3。

表3 罐組間距優(yōu)化前后占地面積對照

圖2 儲罐距防火堤間距、罐間距與罐排間距優(yōu)化前后對比示意

結(jié)論

☆潤滑油基礎(chǔ)油儲罐規(guī)格參數(shù)、罐組布置的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格滿足GB 50074—2014、GB 50160—2008（2018年 版）、SH/T 3007—2014等設(shè)計(jì)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求。

☆在滿足各種標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的前提下，通過對潤滑油基礎(chǔ)油儲罐規(guī)格參數(shù)、罐組間距等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以節(jié)約占地面積，降低項(xiàng)目施工工程量，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)化項(xiàng)目投資的目的。