加油站走車式埋地油罐無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)工作原理與應(yīng)用實(shí)踐

林 星

（中石化森美 （福建）石油有限公司 龍巖分公司， 福建 龍巖 364300）

加油站是高風(fēng)險(xiǎn)公共場(chǎng)所，油罐的防火、防爆、防潮、防靜電一直都是加油站建設(shè)和安全管理的重中之重[1-7]。傳統(tǒng)加油站通過(guò)設(shè)置獨(dú)立的油罐區(qū)，有力保障了加油站的安全營(yíng)運(yùn)，這種設(shè)置的特點(diǎn)是占地面積大。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城鎮(zhèn)土地集約化使用已經(jīng)成為一種必然。在城鎮(zhèn)加油站網(wǎng)點(diǎn)發(fā)展和建設(shè)過(guò)程中，受技術(shù)規(guī)范和建筑紅線的制約，一些加油站將油罐布置成了走車式埋地油罐，即將油罐埋在加油營(yíng)業(yè)場(chǎng)地或車道地面下方。這樣布置埋地油罐有節(jié)約空間、提高加油站土地綜合利用率和規(guī)避建筑安全間距限制的優(yōu)點(diǎn)，但地下空間的油氣通風(fēng)安全風(fēng)險(xiǎn)和環(huán)境腐蝕性明顯不足。無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)是一種良好的通風(fēng)換氣裝置，在廠房空氣環(huán)境改善方面已有廣泛應(yīng)用，但在加油站走車式埋地油罐區(qū)的應(yīng)用還缺乏可供參考的可靠經(jīng)驗(yàn)[8-14]。文中對(duì)走車式埋地油罐的優(yōu)勢(shì)及其存在的主要問(wèn)題進(jìn)行了深入探討，提出了以無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)為核心的加油站走車式埋地油罐通風(fēng)系統(tǒng)，介紹了該系統(tǒng)優(yōu)化安裝實(shí)踐的成功經(jīng)驗(yàn)，探討了通風(fēng)系統(tǒng)的工作原理。

1 加油站走車式埋地油罐布置優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)加油站油罐一般埋在遠(yuǎn)離前庭的位置，并在油罐邊界設(shè)置圍堰或圍欄，形成相對(duì)獨(dú)立、封閉的功能區(qū)域，稱之為油罐區(qū)。這種油罐區(qū)設(shè)置安全性高但占地面積大，在城市建成區(qū)新建加油站規(guī)劃用地實(shí)用面積日趨緊張的情況下，優(yōu)化油罐區(qū)用地凸顯重要。為此，一些加油站實(shí)施了將油罐直接埋在加油營(yíng)業(yè)場(chǎng)所或車道地面下方的建設(shè)方案，即形成走車式埋地油罐。

走車式埋地油罐設(shè)置有效實(shí)現(xiàn)了加油站有限面積的高效利用，同時(shí)還解決了已建城市建成區(qū)加油站油罐技術(shù)改造受到建筑安全間距不足限制的問(wèn)題。不同等級(jí)的加油站油罐與不同類別的建筑之間有嚴(yán)格的安全間距規(guī)定，如三級(jí)加油站（油罐罐容上限為30 m3）的油罐距離居民區(qū)安全間距不得少于10 m。此外，在雙層罐技術(shù)改造過(guò)程中出現(xiàn)的，因加油站周邊后建建筑的制約，舊的油罐區(qū)開(kāi)挖后油罐與后建建筑安全距離不夠而無(wú)法在原地設(shè)置埋地油罐情況，也可采用重新設(shè)置走車式埋地油罐加以解決。

1.2 缺點(diǎn)

1.2.1 油氣安全風(fēng)險(xiǎn)

走車式埋地油罐操作井地面上方是加油營(yíng)業(yè)場(chǎng)所和車道，設(shè)計(jì)上考慮走車承重需要[15-16]，設(shè)置了厚重的油罐操作井蓋板。蓋板阻斷了油氣在操作井內(nèi)向外界大氣擴(kuò)散的進(jìn)程，使油罐揮發(fā)和泄漏的介質(zhì)不斷積聚并與空氣混合，如不及時(shí)導(dǎo)出地下密閉空間，則可能發(fā)展成為爆炸性混合物，對(duì)加油站造成不可估量的人員和經(jīng)濟(jì)損失。

1.2.2 設(shè)備銹蝕危害[17-19]

走車式埋地油罐操作井表面與地面齊平或略高于地面，雨水、加油站場(chǎng)地沖地廢水容易滲入，并在井下密閉空間內(nèi)聚集形成長(zhǎng)期潮濕環(huán)境，成為油罐人孔蓋、法蘭盤、計(jì)量孔及輸油管線等設(shè)備銹蝕萌生和加劇的主要原因，同時(shí)縮短了設(shè)備使用壽命。

1.2.3 操作便利性差

油罐操作井是油罐重要的操作窗口，操作井內(nèi)有進(jìn)出油管線、通氣管線、油氣回收管線，以及潛油泵、計(jì)量孔、液位計(jì)量?jī)x器等配套設(shè)施。由于走車式埋地油罐操作井設(shè)置在加油營(yíng)業(yè)場(chǎng)所或走車道，操作人員進(jìn)行開(kāi)蓋檢查、清洗設(shè)備、上漆保養(yǎng)、計(jì)量油品時(shí)，會(huì)影響加油站正常營(yíng)業(yè)和車輛通行，甚至造成過(guò)往車輛對(duì)操作人員的意外傷害。

2 無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)在走車式埋地油罐區(qū)安裝實(shí)踐

2.1 無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)組成

走車式埋地油罐無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)主要由無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)、埋地油罐及其操作井、通風(fēng)管、防火星組件、進(jìn)氣管、排氣管和防雨防塵罩等組成，見(jiàn)圖1。

圖1 無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)組成

2.1.1 埋地油罐及操作井

加油站油罐一般埋在地下，俗稱埋地油罐，是加油站存儲(chǔ)油品的重要設(shè)施。操作井設(shè)置在埋地油罐與地面之間，形狀為圓形或方形，用于連接輸油管、液位儀、潛油泵等油罐附屬設(shè)施。

2.1.2 無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)

無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)是該通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)核心部件。無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)主要部件為風(fēng)球，風(fēng)球在自然風(fēng)推動(dòng)下就能旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)周圍空氣流通。該裝置的特點(diǎn)是，不消耗電，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生噪音，可以長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.1.3 通風(fēng)管、進(jìn)氣管和排氣管

通風(fēng)管為空心管道，掩埋在地下，連通進(jìn)氣管、油罐操作井和排氣管。通風(fēng)管可以為普通鋼管，也可以為鍍鋅管，一般管壁厚8～10 mm，管徑120～200 mm。

2.1.4 防火星組件

防火星組件用于攔截空氣中的帶火星顆粒。防火星組件包括不銹鋼網(wǎng)、弧形安裝座和弧形安裝板。當(dāng)空氣進(jìn)入通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)部時(shí)，裹挾在其中的帶火星顆粒會(huì)首先被不銹鋼網(wǎng)攔截而清除掉。

2.1.5 防雨防塵罩

防雨防塵罩是一種使設(shè)備或零件免受雨水淋濕和雜塵污染的防護(hù)裝置。防雨防塵罩有固定式、開(kāi)蓋式、帶可視窗式等樣式，在鋼鐵廠、化工廠、煤炭廠及港口碼頭等有廣泛應(yīng)用。

2.2 無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)安裝實(shí)例

經(jīng)過(guò)理論設(shè)計(jì)和多次實(shí)踐，優(yōu)選出一種安裝技術(shù)。用通氣管將相鄰的埋地油罐操作井逐個(gè)串接起來(lái)，且兩端分別連通進(jìn)氣管和排氣管，進(jìn)氣管和排氣管垂直伸出地面。進(jìn)氣管一般高出地面50～80 cm。

在進(jìn)氣管管口處安裝可拆卸的防火星組件，并在進(jìn)氣管頂部安裝防雨防塵罩。排氣管一般高出地面2～3 m，在排氣管頂端安裝無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)。無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)一般安裝在通風(fēng)條件較好的位置，為了使通風(fēng)效果更好，可在排氣管頂端設(shè)置2個(gè)或多個(gè)無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)。在保證必要的連接管道條件下，整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)通氣管道連接要以空氣通路最短、轉(zhuǎn)彎最少的組合連接為宜，以便減少空氣流通阻力，提高通風(fēng)換氣效果。某加油站走車式埋地油罐無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)的全景見(jiàn)圖2。

圖2 無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)全景圖

2.3 無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)工作原理

當(dāng)埋地油罐操作井用通氣管與外界環(huán)境連通后，該無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)便開(kāi)始工作，利用自然風(fēng)推動(dòng)無(wú)動(dòng)力風(fēng)機(jī)渦輪旋轉(zhuǎn)，風(fēng)機(jī)內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓，進(jìn)而帶動(dòng)油罐操作井內(nèi)空氣由下而上地流通形成 “煙囪”效應(yīng)，達(dá)到通風(fēng)換氣的目的。當(dāng)外界空氣從進(jìn)氣管進(jìn)入時(shí)，防火星組件上的不銹鋼網(wǎng)能夠?qū)諝膺M(jìn)行攔截過(guò)濾，避免空氣中的帶火星顆粒進(jìn)入通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)，進(jìn)而產(chǎn)生安全隱患。

2.4 無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)使用效果

增設(shè)了無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)后，走車式加油站埋地油罐操作井油氣積聚、環(huán)境潮濕、設(shè)備銹蝕等問(wèn)題明顯改善。經(jīng)過(guò)檢測(cè)，增設(shè)了無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)的埋地油罐操作井井內(nèi)、井外的溫度和濕度基本一致，表明該通風(fēng)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)能帶動(dòng)空氣自下而上流通，達(dá)到通風(fēng)換氣的效果。

3 結(jié)語(yǔ)

無(wú)動(dòng)力通風(fēng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，核心設(shè)備風(fēng)機(jī)不用電力驅(qū)動(dòng)，不會(huì)在油罐區(qū)帶來(lái)次生風(fēng)險(xiǎn)，配套的通風(fēng)管、風(fēng)機(jī)、防雨防塵罩等均為市場(chǎng)化普通設(shè)備，造價(jià)便宜。這種小造價(jià)的無(wú)動(dòng)力通風(fēng)技術(shù)能夠在加油站的特殊作業(yè)環(huán)境下發(fā)揮良好作用，有效改善密閉承重式油罐操作井的生產(chǎn)安全環(huán)境和設(shè)備銹蝕的問(wèn)題，具有進(jìn)一步推廣應(yīng)用的價(jià)值。