可燃液体罐区扩建项目的风险评估及方案设计

王光涛

（连云港沃利工程技术有限公司上海分公司，上海 200000）

随着石化行业产品技术更新换代及产业升级加速，各石化企业会对现有生产装置进行改扩建技术升级并新增生产线来迎合市场需求。随着国家对危化品的监管持续强化，这些企业也通过技术升级来优化其管理控制系统来从容应对机遇和挑战。而可燃液体，特别是危化品储罐扩建设计已成为此类工作的重中之重。因此，识别风险、优化方案成为工程设计特别是管道专业的关键工作内容。本文将通过具体项目来阐述扩建项目风险识别及基本方案设计要点。

1 可燃液体罐区扩建设计风险识别及应对

为防止和减少石化企业装置火灾危害，预防一次风险及因一次风险引起的二次火灾风险，保护生命和财产安全，可燃液体罐区扩建项目中涉及的众多设备和管道及附件的安全均受到《中华人民共和国特种设备安全法》的监管，且设计方须终生负责。因此在罐区改造项目过程中，设计团队特别是管道技术负责人或实际设计校审人员均要据最新国家法规、行业规范及安全技术规程对其项目执行风险评估，将已建罐区部分纳入本次安全设计范畴内。本文所选项目位于江苏某邻长江化工园区。风险评估过程分为2步：

1）梳理最新国家标准，如GB50160/GB50351，评估已建罐区是否有违反国家强制规范风险。本项目中采用到石油化工设计防火标准及储罐区设计规定GB50160/GB50351，均有更新。本次已建罐区位于江苏，竣工于2010年，为甲B 类可燃液体储罐区，其安全间距及要求要和新标准做比对核实。如发现内容冲突，须向相关方提出并给予整改方案，必要时通过业主向地方安监部门进行技术沟通。此类风险为政策风险或系统外风险，如不可控，将影响到项目的验收和交付。

2）核实新老装置交接边界条件，需细化到关联专业及施工团队。扩建项目向来交界面复杂，交接点多，各专业层面交接条件也多，且要兼顾开停车及施工进度合理安排。管道专业必须对已建装置运营和维护情况做彻底的摸底调研工作，整理出交接条件表，提给关联专业及施工团队核实，讨论出切实解决方案，并交项目讨论。

项目执行期间，设计团队预先熟悉项目前期竣工图纸，特别是总图及设备布置，构筑物分布及地管系统分布，再进行现场实地考察，明确交接点细节，施工规划及工厂开停车计划等内容，为后续详细规划准备一份较为详细的交接点计划，列出可能风险及应对办法并记入项目风险记录册。

2 可燃液体罐区扩建设计中详细方案设计方法

在风险评估以后，本项目的详细设计随即展开，以下就施工图设计工作做概念性的阐述。因业主为某跨国巨头在华全资子公司，其设计标准比照全球最新行业标准而来。所以本次设计旨在满足国家法规，行业规范及安全技术规程的前提下，也应满足业主的设计采购和施工标准。

项目已建罐区及预留地块（图1），罐区在左，甲类装卸站位其东，已建甲类生产装置及拟建甲类装置位其南，其南毗邻全厂管廊，其东及北为外管廊和工厂预留地。罐区主要储存物料为甲B、乙丙类可燃液体。罐区、装卸区及生产装置均定义为甲类，已建储罐位号为T 3010～T3070，设计为有氮封的金属固定顶罐。新加设备主要为五种物料储罐T3100～T3140及其输送泵，两套戊类离子吸附系统及雨水初级池。设计原则为满足工艺流程和国家规范的前提下尽可能有效利用预留用地。

2.1 明确储罐物料特性及火灾危险性类别

根据工艺条件，已建储罐和新加储罐的物料参数火灾危险性类别及储罐尺寸（MM）如下，T3140考虑可更换物料，按乙A 类设计。

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

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

图1 已建罐区及周边环境分布图

T3030 某聚醚醇 丙A 类 低毒 250立方 D7500XH6500。

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

T3050 轻沸废液 乙B 类中毒 59立方 D3400xH6500。

T3060 重沸废液 乙B 类中毒 59立方 D3400xH6500。

T3070 某聚醚胺不合格品丙A 类低毒59 立方D3400xH6500。

T3100 某二丙二醇合格品 丙B 类低毒容积待定。

T3110 某丙二胺不合格品 甲B 类中毒容积待定。

T3120 某辛胺不合格品 乙B 类中毒容积待定。

T3130 某丙二胺 甲B 类中毒容积待定。

T3140 某N 丙二醇 丙A 类中毒容积待定。

2.2 细化原罐区内外系统安全技术问题

参照风险记录册，依据GB50160—2018《石油化工企业设计防火标准》及相关技术规定，细化罐区内外防火间距，内管廊及地下管网分布，洗眼器及公用工程站分布等情况。如发现有地下电缆，电气仪表及电信专业电缆需要一同核查。本项目相关技术内容核实如下：

（1）原储罐专有泵区布置在防火堤外，距南侧已建和拟建甲类生产装置防火间距满足标准20m 间距要求。

（2）原罐区距西侧甲类装卸平台防火间距满足标准10m间距要求。

（3）原罐区北侧为项目预留地，用道路隔开，道路作消防通道。

（4）原罐区东侧为现有外管廊及项目预留地，东侧道路需预留地下管网通行空间；其项目预留地按甲B 类物料储罐区考虑，已满足标准要求。

（5）原罐区各罐按其不同防火类别，与邻近设备满足规范间距要求。

（6）原罐区已设置防火堤，防火堤位置及高度满足规范要求，本次将罐基础高度纳入考虑因素；为满足GB 50351—2014《储罐区防火堤设计规范》要求，新老罐区之间的防火堤将改成隔堤。

（7）原罐组的泵区距离其中一个乙类A 储罐的最苛刻防火间距满足规范12m 要求。

（8）原罐组内部依据安监76号文单罐单堤要求设置隔堤，隔堤高度满足规范要求。

（9）已有公用工程站和洗眼器按照半径15m要求合理排布，覆盖相应操作维修区域。

（10）地下管网，雨污水管道沿防火堤南侧进到罐区预留用地中，将在后期设计更新走向。

（11）罐区预留用地中无电气及仪表电缆铺设。

2.3 通过试布置模拟计算新罐直径和高度并选择合适储罐尺寸

因罐区预留空地东侧要作为公共地下管网通行空间，现通过试布置来模拟储罐大小并确定初步的设备布置方案。具体如下：

（1）为保证罐区设计风格一致，在满足工艺及操作维修要求下，将新加罐区基础高度和老罐保持一致。

（2）确定罐区扩建区防火堤东侧位置，因东侧需要预留公共空间，类推确定其实际位置。

（3）确定罐区扩建区东防火堤北侧位置，储罐北为预留用地，因罐区防火堤设计美观一致性，考虑储罐基础，该区域新堤北移动200mm 后顺延至东侧。

（4）罐区扩建区南侧拟规划甲类生产装置，将新罐区泵区和老泵区放在同一纬度并集中布置。

（5）因原有罐区中间管廊两侧储罐尺寸非对称性，特考虑2个新罐尺寸和与相邻储罐保持一致，充分利用预留地；其他三个罐因地制宜合理设置直径和高度，且满足设备高径比要求。

（6）结合新老管廊设置及工艺要求，合理安排新泵区。离子吸附系统及初期雨水池的位置。

（7）考虑必要逃生通道，过道设置及罐区内部雨污水收集系统，设置地沟和集水池；预留区新设置南北向小管廊，土建专业选择灌注桩替代静压桩以减少桩机施工距离。

（8）其他因素。

试布置后，最终将新罐容积及尺寸定义如下：

其容积与大小及基础高度设置完全满足规范及业主需求，而且在红线范围内，同时初步罐区布置方案也完成。

2.4 提交布置方案给各关联方确认

初步方案需要得到项目关联方的会审和确认，此将作为确定最终方案的决定条件。

管道专业和各关联方确认如下：

（1）工艺专业，核实大致的工艺流程顺序及特殊物流要求。

（2）总图专业，核实整个罐区和毗邻建构筑物防火间距以及道路地坪设置。

（3）给排水消防专业，核实地下雨污水管网的干涉问题及改造方案。

（4）土建结构专业，确认小管廊基础管桩选用灌注桩替代静压桩，缩小开挖及施工距离。

（5）业主代表，确认当前设计已满足业主需求；同时会同项目所在地安监部门对罐区改造方案做初步预审和沟通。

（6）其他相关方，专业会签，获取相关建议和意见。

3 交付方案

经过上面大致设计流程，采纳项目相关方建议和意见，最终一个合理的可交付罐区布置图呈现在业主及项目团队面前，见图2。从现场考察，获取实际情况和业主需求及装置开停车计划，经过设计团队分析计算出初步方案，后经相关专业设校审确认，其可能遇到的政策和技术风险逐一化解，在优化模拟参数的同时解决相关技术难题，为后续设计提供了输入条件。图2左边区域为原有储罐区，右边区为改扩建新加罐区、新加泵、离子吸附设施，雨水收集池位于右下角，毗邻装置管廊。

图2 交付方案

4 结束语

从某项目的罐区布置入手，针对现场情况复杂性，分别从风险识别、设计分析及相关方介入等三个方面做了详细阐述，旨在为日后有类似罐区扩建项目提供可以参考的设计办法，以解决此类石化项目中可能出现的政策风险和技术风险，并提倡以专业化的角度来解读设计中可能遇到技术难题，争取给业主提供一个安全可靠的技术解决方案，促进石化企业经济效益、社会效益及环保效益的协同和发展。