浅谈石油储库防火堤的建设

摘 要：本文结合已有防火堤设计和现场生产运行经验，从现行规范入手，对大型原油储罐区防火堤设计进行探讨，并提出建议：（1）防火堤高度设计中考虑地势落差，有效容积计算中扣除纵向地势落差所占体积；（2）防火堤内侧地面设计中，选择管线管沟敷设与防渗漏结合，从而减小因管道腐蚀穿孔或意外泄漏对储罐以地基的冲击，消除安全隐患和对地下水的污染；（3）人行踏步与车行坡道的设计，建议增设坡道或检修车辆通道。通过探讨，找到大型原油储罐区防火堤设计更为合理化设计方法，从而使防火堤更安全和经济合理。

关键词：大型原油储罐区 防火堤设计 设计高度 有效容积 管沟敷设 坡道 检修车道

一、前言

随着我国工业化水平的日益提高，原油储备对国家战略意义越发深远， 无论是国家级原油战略储备库，还是石油化工企业商用原油储备库，油罐的单罐容量越来越大，较多储罐数量的大型原油储备库建设也顺应企业及国家战略的需要相继出现。与此同时，由于储罐内储存的介质属易燃、可燃液体，储罐区发生火灾事故的机会也就越来越多；单个油罐容量越大，火灾损失及危害就越大。根据有关规范需要设置防火堤，主要作用除在储罐事故时将泄漏原油储存在防火堤内侧，还具有如下作用：

1.储罐一旦破裂或失火，为使储罐内的物料不致漫延到其它范围， 减少损失，及时处理。

2.便于集中罐区雨水、喷淋冷却水以及消防水等，进行处理。

根据经验，防火堤对于事故预防起着非常重要的作用，但国内外屡次出现过防火堤不合理导致事故扩大的先例。本文主要在现行《储罐区防火堤设计规范》（GB50351- 2005）指导下，对大型原油储罐区防火堤设计问题进行探讨。

二、大型油罐区防火堤设计

1.防火堤高度设计

1.1 防火堤高度

防火堤的高度，主要考虑操作工人在紧急事故发生时能迅速跨越防火堤，及时处理事故。如一旦储罐区发生火灾时，亦能使消防人员迅速跨越防火堤，进行消防工作。如防火堤太高，会影响操作人员、消防人员观察火情，不便操作；如防火堤太低，会使储罐区占地面积过大，增加管线、增加投资。

我国《储罐区防火堤设计规范》（GB50351- 2005）规定，油罐组防火堤顶面应比计算液面高出0.2m。立式油罐组的防火堤内侧高度不应小于1.0m，且外侧高度不应大于2.2m；卧式油罐组的防火堤内、外侧高度均不应小于0.5m。立式油罐组隔堤高度宜为0.5～0.8m。

由图1可见，防火堤高度计算是以储罐区外消防道路中心线地坪算起，是以假象罐区外地坪为同一高程。而罐区实际所处地形具有高程差，同时考虑到站库利用地形汇聚雨水，罐区外地坪并非理想平面，如图2所示。

由图2可见，在实际条件下设计计算的防火堤高度，在地势有落差的情况下，高低地势上防火堤有一定的高度差h，即若满足规范规定，防火堤高度比计算液面高0.2m，则低地势处防火堤高出计算液面0.2m，而高低势处防火堤高出计算计算液面（h+0.2）m。对大型储罐区防火堤建设而言，按规范设计防火堤将造成投资不合理和浪费。

通过以上分析，并结合已有的设计经验，大型储罐区较为合理的设计应该考虑的地势落差，如图3所示计算。但值得注意的是，降低高地势处防火堤高度的前提是该处防火堤必须满足强度和稳定性要求。

由图4可见，有效容积计算也存在与高度计算同样的忽略地势落差的问题，设计计算结果并非实际有效容积。以规范和实际设计为依据，储罐区防火堤内场地应有不小于0.5%的地面设计坡度，而对于大型储罐区而言，由地面坡度造成的有效容积与规范规定计算的有效容积的差值不可忽略。

2.防火堤场地地面设计

防火堤内场地地面设计，是一个比较复杂的问题，因而规范没有对此项做出统一规定，仅对排雨水和防渗漏做了简单说明。

在现行防火堤设计的相关规范中，并未对罐区内管线敷设方式有任何说明，但就现场运行积累的经验，笔者建议采用如图5所示进行设计。

由图5可见，当采用管沟敷设可在管线发生腐蚀穿孔或意外破裂，致使原油泄漏的情况下，最可能大的程度上降低对储罐基础的冲击，同时与防渗技术相结合，可有效减少对土地及地下水的污染。

在设计中，将阻油措施应用在管沟敷设方式中，也有利于油品在事故后的回收，从而减小损失。

3.防火堤越堤人行踏步与车行坡道设计

我国现行的相关设计规范规定，防火堤上应在不同方向设两个以上的安全出入人行踏步或坡道。踏步宽度一般为700mm，可不设栏杆，一般用砖砌筑后抹水泥砂浆，亦可做钢筋混凝土。而日本标准规定防火堤周长每隔50m设置一个，整个周长要分散设置不少于二个的安全出入口。

对于车行坡道规范说明，油罐组内的单罐容量大于或等于50000m3时，宜设置进出罐组的越堤车行通道。该道路可为单车道，应从防火堤顶部通过，弯道纵坡不宜大于10%，直道纵坡不宜大于12%。而实际设计中往往对此项说明持保留态度，即不设车行坡道。

综合分析我国已建的储备库现状，由于单罐罐容较大，一般配套管道管径、附件、阀门、金属软管等设施也较大，重量较重，在日常维修和紧急情况抢修过程中单靠人工很难完成，必须吊车等机械设备配合。

结合规范、设计实际以及现场运行，考虑到工人的操作和事故安全疏散，建议采纳设计方案。

在现场生产及抢险过程中往往遇到由于管道配件或抢险器材体积大、质量重，仅靠人力扛抬很难进出场地的困难，很难实现方便进出，增加了输送器材的难度。

按照消防防火相关规定，在任何情况险情下，防火堤必须保证完好，不能破坏已建防火堤。一旦储罐区出现泄漏、设备设施出现故障或发生其它安全事故，维抢修车辆无法顺利进入。

3.1因此推荐设计小型推车，人行道的两边仍然作为台阶，宽度各600mm（不小于），增加中间宽为600mm 左右的坡道。这样可以在满足人员进出的情况下，减轻一些重量过大器材进出储罐区的难度，如人员携带35kg 干粉灭火器的进出，更换或维修罐区阀门等。

3.2大型检修车辆通行坡道设计

由于5万方以上储罐均要求单罐隔离，为减少检修通道数量，建议在隔堤处增加检修车道，一个车道可共用进入2具相邻的罐。

三、结论与建议

综上所述，在大型原油储备库防火堤设计中，按照规范设计有很多与实际不相符，且容易造成设计不合理，投资增大，使用不便等问题。因此，本文得出结论和建议如下：

1.防火堤高度设计中需依照地势落差，并结合结构力学计算，合理选择不同地势和位置的防火堤高度；与此同时，大型原油储备库罐区有效容积计算中，应扣除地势落差所占容积。

2.防火堤内部地面设计中，建议除注意管线穿墙设计外，还应注意在防火堤内地面设计中选择管线管沟敷设的方式，从而减小因管道腐蚀穿孔或意外泄漏对储罐地基的冲击，消除安全隐患和对地下水的污染。同时，建议管沟采取阻油措施，以利于油品回收。

3.人行踏步与车行坡道的设计问题，建议考虑具体操作、维修及抢险的不便，设计中需要增设坡道。

4.考虑大型储罐管线、附件、阀门、金属软管等设施检修需要吊车等机械设备配合，建议在罐区设计时考虑增加检修车辆通道，检修车道布局尽量考虑共用，达到节约空间和投资的目的。

参考文献

[1] 中国石油天然气集团公司.GB50351- 2005，储罐区防火堤设计规范[S].北京：中国计划出版社，2005.

[2] 李明，李懋星.防火堤的设计与构造[J].化工设备与管道，2002，39（2）：8～10.

[3] 魏致，宏胥敏，丁小虎.关于储油罐区防火堤设计的若干问题探讨[J].石油工业技术监督，2010.