中小型溶剂罐区的设计探讨

刘建欣（信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司西安分公司，陕西西安 710000）



中小型溶剂罐区的设计探讨

刘建欣
（信息产业电子第十一设计研究院科技工程股份有限公司西安分公司，陕西西安 710000）

摘 要：首先阐述了三种溶剂罐区（直埋式地下型、地下或半地下型和地上型）的设计形式，分别对其优缺点进行总结，推荐了一种比较经济实用的形式——地下溶剂罐区，并对其设计要点进行详细探讨。

关键词：中小型；溶剂罐区；地下储罐

医药、精细化工设计中大部分原料药生产、植物提取等工艺都需要用到大量的有机溶剂、酸碱，而且还要存储成品，在桶装不能满足生产需求时，一般会采取溶剂罐区的形式进行储存。

与大化工的几千到几万立方米的溶剂罐区不同，本文介绍的是原料药生产或植物提取所需使用的中小型溶剂罐区，单罐容积在1～50m3左右，罐区总容量在500m3之内，相对来说比较简单，但因储存物品种类繁多，在设计时还是需要仔细比较、慎重考虑。

文中设计的主要依据是GB50016-2014，《建筑设计防火规范》，以下简称建规。

1 溶剂罐区设计形式

一般溶剂罐区基本形式为储罐区+泵房。泵房内设有储罐的输送泵，储罐可以立式也可以卧式布置。目前主要有以下三种形式：

1）直埋式地下储罐：将储罐布置在一个混凝土池内，然后覆土。优点：在容量满足条件要求下，与四周建筑物的防火间距可以比地上罐区减少50%（根据建规第4.2.1条注6：直埋地下的甲、乙、丙类液体卧式罐，当单罐容量不大于50m3，总容量不大于200m3时，与建筑物的防火间距可按本表规定减少50%）。缺点：埋地后无法检测储罐或管道是否渗漏，渗漏后容易引起环境污染问题。

2）地下（或半地下）储罐：将储罐布置在一个空的混凝土池内。优点：便于检修和维护，计量直观，相对地上储罐来说，抵御外部火灾的性能较好，且自身发生事故影响范围小。缺点：混凝土池内容易有积水，因此池上方要做雨棚，池内做好排水设计；另外在使用过程中池内会有易燃易爆的气体积聚，需做好通风设施。

3）地上储罐：一般大型储罐区选择地上形式。优点：对于大型储罐区而言，便于检修和维护，且成本较低。缺点：危险性较高，若发生意外爆炸，对周围影响较大。因此储罐区与其他建筑物之间，储罐与储罐之间防火间距要求均较高。地上储罐区需按规范要求设置不燃性防火堤，对防火堤的具体要求详见建规第4.2.5条规定。

2 中小型溶剂罐区宜选择地下储罐形式

溶剂罐区的设计应在保证安全的前提下，尽量做到经济实用。地下储罐形式，检修维护方便，采取相应措施后相对比较安全，因此推荐医药、精细化工所采用的中小型溶剂罐区选用此形式，现就地下溶剂罐区的设计要点进行详细分析。

2.1 地下溶剂罐区的位置选择

总图布局应该综合考虑厂区的总平面布置情况来布局罐区，原则上远离厂前办公区和生活区，位于厂区全年最小频率风向的上风侧，四周可设环形消防通道；最好靠近使用区布置，方便槽罐车卸料和向使用车间输送物料。

2.2 地下溶剂罐区的防火间距要求

溶剂罐区与其他建筑的防火间距应满足建规表4.2.1的要求，储罐之间的防火间距应满足建规表4.2.2。

结合多个地下溶剂罐区的设计经验，为避免易燃易爆气体在罐区底部积聚，罐区设置可燃气体报警联锁装置及自动排风装置（地上敞开窗口自然补新风）。

以实际案例来说明：某工厂溶剂罐布置了两个5m3的卧式储罐，总容量10m3，存储物质为乙醇。罐区地上部分高度为3.0m，地下部分深度为2.0m，储罐直径1.4m，支腿0.18m，基础高度0.20m，因此储罐顶部距罐区底部1.78m（属于地下储罐形式），则需满足卧式储罐之间间距不小于0.8m，储罐外壁与罐区内壁的水平距离不小于3.0m。

2.3 罐区设计要点

（1）首先应根据溶剂种类确定罐区的火灾危险性和耐火等级，有机溶剂罐区的火灾危险性一般是甲类，耐火等级为二级。

（2）罐区为地下构筑物，为了更好地利用空间，储罐区内尽量无建筑立柱。泵房也为地下设计，同时须考虑通风、排气和排水。储罐区与泵房之间的隔墙用防爆墙砌至建筑顶部，同时外墙防爆，地面应为不发火混凝土地面。

（3）罐区地下部分深度应根据所存放储罐的高度确定，以确保储罐完全位于地下部分。有两方面的因素，一是防爆需要，储罐位于全地下，若发生爆炸意外，相比较位于地上的储罐来说，危害性稍小；二是考虑运输溶剂的槽罐车，以便溶剂能自流入罐，减少设备投资和运行费用。

（4）顶棚保护措施：为防止夏季高温，液体大量自然挥发，罐区设置顶棚，可替代夏季喷淋冷却水系统，同时满足防雨要求。另外考虑泄爆要求及工程造价，顶棚应选轻质材料。

（5）自然补风：前文所提到的设计案例地上部分层高3m，但外墙只砌到1.8m高度（根据实际经验，此高度可有效防爆），与顶棚之间设敞开窗以满足自然补风的要求。

2.4 其他安全措施

（1）为防止罐区内出现积水，储罐区四周需设置导流槽

及集液坑。采用重力流排放，排水横管坡度为0.02。地下泵房及储罐区废水汇至集液坑后，通过潜污泵机械提升排至污水处理站处理后，再排至市政污水管网。当地下泵房及储罐区储存易燃易爆液体时，潜污泵采用防爆潜污泵。

（2）事故排风：储罐区和泵房均设置机械排风系统，用于事故排风兼平时排风，为下排风形式，事故风机室内外均设手动开关，通过外墙与顶棚之间的敞开窗自然补风。集液坑附近需设置排风口。

另外还需具备常规的氮气保护系统。

2.5 自控系统

设计溶剂罐区需从生产安全、操作便捷、减少污染等方面考虑，设置相应的自动化装置。现在就几项主要装置进行重点介绍。

（1）可燃气体报警联锁装置：储罐区和泵房均设置气体报警装置，根据储罐储存的品种不同，选用相对应的可燃气体报警装置，一般保护范围为直径15m 区域，可设多个检测点。根据可燃气体与空气密度的大小关系，来确定可燃气体报警装置装在罐区的位置。现场还可根据具体情况，对探测器的数量及位置作适当调整。例如防爆物为乙醇气体时，因比空气重，则乙醇探测器靠近地面安装，集液坑附近也要设置气体探头。反之，若防爆物密度比空气小，则探测器应靠上安装。当存在可燃气体的房间内气体浓度报警低限时，气体报警控制器报警，联锁开启储罐区或泵房排风管上的电动排风阀及所有事故排风机；气体浓度高限报警时，同时报警信号反馈至消防控制室的火灾报警控制主机，联动火警系统的声光报警器启动、切断事故气体的紧急切断阀（由专业特气厂家实施联动）、进行非消防断电。但应注意气体声光报警器信号与火警的声光报警信号应有区别。

（2）现场流量的计量。在每个输送泵出口均设有流量计，可以将每次的流量数值现场显示，且有月度、年度累计功能。另外还可设置流量，使泵的开停与车间使用点之间进行联锁。但小剂量用料一般先输送至高位罐，再通过输送泵或依据位差自流至使用点。

（3）储罐的液位计上设有高低液位报警装置。高液位报警是为了防止槽罐车卸料时，加料过多而导致储罐内危险液体溢出储罐。低液位报警是为了防止储罐在出料时，输送泵空转而损坏。

（4）储罐上设压力表，与氮气保护联锁，保证储罐上方氮气处于微正压状态。

3 结语

地下溶剂罐区为避免易燃易爆气体在罐区积聚，设置了可燃气体报警联锁装置及自动排风装置（地上敞开窗口自然补新风）。且储罐区设置导流槽及集液坑，通过防爆潜污泵提升，以防止罐区内出现积水。因此，此种设计火灾危险性较地上储罐低，在保证安全的前提下，便于检修与维护，在中小型溶剂罐区的设计中，是一种经济实用的罐区形式。

Design of Small and Medium Solvent Tank Farm

Liu Jian-xin

Abstract：The first describes the three solvents tank（type buried underground，underground or semi-underground type and ground type）form of design，their advantages and disadvantages are summarized，recommended a more economical and practical form-Underground The solvent tank，and discussed in detail its design point.

Key words：SMEs；solvent tank；underground tanks

中图分类号：F426.471；F406.7

文献标志码：A

文章编号：1003–6490（2016）02–0089–02

收稿日期：2016–02–15

作者简介：刘建欣（1984—），女，河北宁晋人，工程师，主要从事化工与医药设计工作。