醫(yī)藥改造項(xiàng)目中埋地儲(chǔ)罐的選用

趙秉嵚

（中國(guó)電子系統(tǒng)工程第二建設(shè)有限公司，上海 201101）

在醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)中，特別是化藥、中藥項(xiàng)目中，由于生產(chǎn)規(guī)模較大，生產(chǎn)所用溶媒（尤其是甲乙類溶媒）的種類多、需求量大，經(jīng)常會(huì)采用在園區(qū)中設(shè)置儲(chǔ)罐區(qū)的形式儲(chǔ)存溶媒。尤其是改擴(kuò)建項(xiàng)目，由增產(chǎn)導(dǎo)致的溶媒需求量增大，常常需要進(jìn)行現(xiàn)有儲(chǔ)罐區(qū)的擴(kuò)容或新增儲(chǔ)罐區(qū)。由于甲乙類儲(chǔ)罐區(qū)與廠房之間有一定的間距要求，新增儲(chǔ)罐區(qū)時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)無地可用的情況。而地下埋地儲(chǔ)罐能很好地解決這一問題。

同時(shí)，埋地儲(chǔ)罐具有占地面積小、受力狀況好、防火防爆性可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、保溫性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)[1]，故在如今的醫(yī)藥工程設(shè)計(jì)中，埋地儲(chǔ)罐的使用越來越廣泛，埋地儲(chǔ)罐的合理選用將越來越重要。

本文以某改擴(kuò)建項(xiàng)目為例，對(duì)比了不同埋地儲(chǔ)罐的種類特點(diǎn)及其監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等方面，選取符合項(xiàng)目生產(chǎn)要求的儲(chǔ)罐。

1 工程概況

本項(xiàng)目為在某廠區(qū)內(nèi)進(jìn)行的擴(kuò)建工程。項(xiàng)目包含兩個(gè)原料藥車間以及配套儲(chǔ)罐區(qū)。根據(jù)生產(chǎn)功能活動(dòng)性質(zhì)，此三者的火災(zāi)危險(xiǎn)性類別均為甲類。根據(jù)工藝要求，該項(xiàng)目?jī)?chǔ)罐區(qū)共設(shè)有9臺(tái)儲(chǔ)罐，包括1臺(tái)20 m3的乙醇儲(chǔ)罐、1臺(tái)20 m3的廢液儲(chǔ)罐、1臺(tái)10 m3的乙醚儲(chǔ)罐，1臺(tái)15 m3的廢乙醚儲(chǔ)罐，1臺(tái)10 m3的甲醇儲(chǔ)罐、1臺(tái)10 m3的吡啶儲(chǔ)罐，1臺(tái)5 m3的二氯甲烷儲(chǔ)罐、1臺(tái)5 m3的廢甲醇儲(chǔ)罐和1臺(tái)2.5 m3的正丁酐儲(chǔ)罐。儲(chǔ)罐區(qū)物料特性表如表1所示。

表1 儲(chǔ)罐區(qū)物料特性表Tab.1 Material characteristics of storage tank area

從物料特性表中可以看出，除吡啶和正丁酐外，其他所存儲(chǔ)溶媒的沸點(diǎn)均較低，如設(shè)置地上儲(chǔ)罐，在高溫天氣，尤其是盛夏季節(jié)比較容易揮發(fā)，導(dǎo)致物料損失，故需要在儲(chǔ)罐上設(shè)置冷卻降溫系統(tǒng)防止罐內(nèi)液體揮發(fā)。和地上儲(chǔ)罐相比，埋地儲(chǔ)罐由于土壤的存在，熱容比空氣大得多，在高溫天氣，地面上的熱量不能很快地傳遞到土壤深處，只能慢慢向下傳遞。因此，埋地儲(chǔ)罐可有效減少如儲(chǔ)罐外壁噴淋降溫、揮發(fā)溶劑的冷凝回收等設(shè)施投入。本項(xiàng)目所存儲(chǔ)溶媒具有低沸點(diǎn)易揮發(fā)物質(zhì)，設(shè)置埋地儲(chǔ)罐有助于減少溶媒的揮發(fā)以及冷卻降溫系統(tǒng)的投入。

其次，由于項(xiàng)目為舊廠區(qū)內(nèi)的擴(kuò)建項(xiàng)目，項(xiàng)目用地周圍存在已建廠房，可用空間十分緊張。具體用地位置見圖1。圖中陰影區(qū)域?yàn)楸卷?xiàng)目涉及區(qū)域。從圖中可以看出，由于工藝需要，兩棟甲類車間已占據(jù)了大部分面積，車間間距不足40 m，為不影響周圍廠房，儲(chǔ)罐區(qū)只能放置在中間位置。

圖1 項(xiàng)目總圖示意圖Fig.1 Schematic diagram of the Site master plan of the project

根據(jù)GB 51283—2020《精細(xì)化工企業(yè)工程設(shè)計(jì)防火標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，甲B、乙類可燃液體固定頂儲(chǔ)罐與甲類封閉式廠房的防火間距不應(yīng)小于25 m，即使儲(chǔ)罐采用氮?dú)饷芊?，其間距依舊不得小于15 m。如果設(shè)置地上儲(chǔ)罐，罐區(qū)與兩端甲類廠房的總防火間距需大于30 m。同時(shí)，規(guī)范對(duì)甲B、乙類立式儲(chǔ)罐間的間距有嚴(yán)格要求，在有限的空間內(nèi)無法滿足溶媒的儲(chǔ)存要求。而根據(jù)規(guī)范，埋地儲(chǔ)罐的防火間距不應(yīng)小于相應(yīng)儲(chǔ)量地上儲(chǔ)罐防火間距的50%，即甲B、乙類可燃液體埋地儲(chǔ)罐與甲類封閉式廠房的防火間距最小間距不小于12.5 m即可。同時(shí)，由于埋地儲(chǔ)罐多為臥式，其相互間距要求遠(yuǎn)小于地上立式儲(chǔ)罐，且不需要設(shè)置防火堤，省去了防火堤的占地空間。由此可見，在用地比較緊張的情況下，設(shè)置埋地儲(chǔ)罐可有效減小罐區(qū)與甲乙類廠房之間的防火距離，節(jié)省項(xiàng)目用地。

對(duì)比地上儲(chǔ)罐和埋地儲(chǔ)罐可以發(fā)現(xiàn)，在本項(xiàng)目現(xiàn)有條件下，埋地儲(chǔ)罐在節(jié)省占地面積、減少溶媒損耗等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)，結(jié)合具體情況，本項(xiàng)目宜選用埋地儲(chǔ)罐。

2 埋地儲(chǔ)罐

埋地儲(chǔ)罐主要有兩種形式：?jiǎn)螌勇竦貎?chǔ)罐和雙層埋地儲(chǔ)罐。

2.1 單層埋地儲(chǔ)罐

單層埋地儲(chǔ)罐一般采用單層鋼儲(chǔ)罐設(shè)置防滲罐池方式，通過鋼筋混凝土制成罐池（見圖2），并用中性細(xì)沙埋地填實(shí)，罐池底部及罐池內(nèi)壁一定高度范圍內(nèi)貼玻璃鋼防滲層。由于受周圍潮濕環(huán)境、雜散電流、腐蝕性液體侵蝕等因素的影響，罐身易被腐蝕。腐蝕不僅大大縮短了儲(chǔ)罐的使用壽命，也給安全生產(chǎn)帶來隱患，可能導(dǎo)致有毒有害物料泄漏。目前可以通過在罐身內(nèi)外表面涂覆防腐涂層、陰極保護(hù)或者通過對(duì)罐池進(jìn)行防滲處理等手段來減緩儲(chǔ)罐腐蝕速度或防止溶媒滲透到土壤中[2]。

圖2 單層埋地儲(chǔ)罐示意圖Fig.2 Schematic diagram of single-layer buried storage tank

常用的單層埋地儲(chǔ)罐泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)有監(jiān)控井中的傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，液位儀監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等，由于單層埋地儲(chǔ)罐的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都屬于被動(dòng)測(cè)漏系統(tǒng)，其測(cè)漏精確度較差，可靠性低，隨著儲(chǔ)罐服役年齡的增長(zhǎng)，很難準(zhǔn)確得知儲(chǔ)罐泄漏的時(shí)間及泄漏量。

2.2 雙層埋地儲(chǔ)罐

雙層儲(chǔ)罐是指由內(nèi)、外罐罐壁構(gòu)成具有夾層間隙的儲(chǔ)罐（見圖3）。內(nèi)罐和外罐之間具有間隙空間，用于安裝泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。外罐材料通常采用抗腐蝕金屬、環(huán)氧樹脂、玻璃鋼或者合成膜包覆的金屬等[3]。間隙空間需滿足能夠完全容納從內(nèi)罐泄漏的儲(chǔ)液。泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)滿足24 h全程監(jiān)控或在泄漏發(fā)生時(shí)發(fā)出報(bào)警。雙層儲(chǔ)罐的優(yōu)勢(shì)是壽命長(zhǎng)，防滲漏性強(qiáng)，不需要配套的防滲漏池。

圖3 雙層埋地儲(chǔ)罐示意圖Fig.3 Schematic diagram of double-layer buried storage tank

現(xiàn)有的埋地雙層儲(chǔ)罐主要有以下幾種類型：玻璃鋼與鋼復(fù)合雙層儲(chǔ)罐（SF Tank）、玻璃鋼雙層儲(chǔ)罐（FF Tank）、雙層鋼儲(chǔ)罐（SS Tank）以及內(nèi)襯玻璃鋼雙層埋地儲(chǔ)罐（FRP內(nèi)襯罐），其中FRP內(nèi)襯罐技術(shù)是在無需開挖的情況下將原有的單層埋地鋼罐改造為雙層罐的技術(shù)，故本文僅對(duì)前三類罐的特性進(jìn)行討論比較。

三種儲(chǔ)罐各有其優(yōu)缺點(diǎn)，具體特性對(duì)比如表2所示[4]。

表2 三種雙層儲(chǔ)罐的特性對(duì)比Tab.2 Comparison of characteristics of three double-layer storage tanks

從表2可以看出，幾種雙層埋地儲(chǔ)罐各有其特點(diǎn)，鋼制儲(chǔ)罐的耐腐蝕性不如玻璃鋼儲(chǔ)罐，而玻璃鋼儲(chǔ)罐的強(qiáng)度性質(zhì)又相對(duì)弱于鋼制儲(chǔ)罐。對(duì)于內(nèi)層材料，可針對(duì)不同類型的溶媒選取內(nèi)層材料，如具有較強(qiáng)腐蝕性的吡啶、二氯甲烷等，可以考慮使用內(nèi)層材料為FRP的FF雙層罐，對(duì)于腐蝕性較弱的甲醇、乙醇等溶媒，則可以使用鋼制的內(nèi)層材料。對(duì)外層材料，可以根據(jù)項(xiàng)目用地的土壤腐蝕性情況，結(jié)合制造和運(yùn)輸成本進(jìn)行選取。

雙層埋地儲(chǔ)罐滲泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)按照GB/T 30040—2013《雙層罐滲漏檢測(cè)系統(tǒng)》執(zhí)行，分為五級(jí)，分別為壓力/真空監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、液媒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、液體或蒸汽傳感器系統(tǒng)、液位儀監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)井用傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[5]。各級(jí)滲漏檢測(cè)系統(tǒng)適用工況見表3[6]。

從表3中可以看出，壓力/真空監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和液媒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)精度高，覆蓋范圍大，對(duì)土壤無污染，是較為合適的監(jiān)測(cè)手段。隨著企業(yè)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)以及環(huán)保要求的不斷提高，宜選用壓力/真空監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、液媒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為檢測(cè)系統(tǒng)，以保證不污染環(huán)境。

表3 雙層埋地儲(chǔ)罐滲漏檢測(cè)系統(tǒng)適用工況Tab.3 Applicable working conditions of double-layer buried storage tank leakage detection system

2.3 兩種埋地儲(chǔ)罐比較

通過對(duì)單層埋地儲(chǔ)罐及雙層埋地儲(chǔ)罐進(jìn)行對(duì)比可以看出，雙層埋地儲(chǔ)罐在安全性、環(huán)保性等方面均明顯優(yōu)于單層埋地儲(chǔ)罐，且雙層埋地儲(chǔ)罐在單罐費(fèi)用上雖比單層埋地儲(chǔ)罐略高，但是省去了防滲罐池的土建費(fèi)用[7]，其綜合性價(jià)比不輸于單層儲(chǔ)罐。同時(shí)雙層儲(chǔ)罐的使用壽命長(zhǎng)，施工周期短[8]，可以節(jié)省施工費(fèi)用及維修費(fèi)用，故綜合考慮，項(xiàng)目宜選用雙層埋地儲(chǔ)罐。

通過對(duì)不同類型埋地儲(chǔ)罐進(jìn)行對(duì)比可以看出，對(duì)于溶媒具有較強(qiáng)腐蝕性的儲(chǔ)罐，基于安全性的考慮，可選用內(nèi)層材料為FRP的FF罐；而外層材料可根據(jù)項(xiàng)目土地情況及雨水腐蝕的情況，結(jié)合安全性、環(huán)保性及經(jīng)濟(jì)性的因素，綜合分析比較進(jìn)行選擇。雙層埋地儲(chǔ)罐滲泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)宜選用壓力/真空監(jiān)測(cè)系統(tǒng)或液媒監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以保證不污染環(huán)境。

3 結(jié)論

本文介紹了現(xiàn)有埋地儲(chǔ)罐的不同設(shè)計(jì)方案，針對(duì)醫(yī)藥改造項(xiàng)目常見的用地緊張、存儲(chǔ)溶媒沸點(diǎn)較低的情況，通過對(duì)埋地儲(chǔ)罐與地上儲(chǔ)罐的比較以及不同埋地儲(chǔ)罐的種類及特點(diǎn)的對(duì)比，提出了醫(yī)藥項(xiàng)目埋地儲(chǔ)罐可根據(jù)溶媒的性質(zhì)、項(xiàng)目要求、用地情況、安全要求、環(huán)保要求及成本情況等進(jìn)行綜合比較進(jìn)行選取，方便后續(xù)項(xiàng)目選用合適的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行實(shí)施。