关于液体化工产品罐区工艺设计的思考

【摘 要】本文以基础液体化工产品为论述载体，从操作和安全管理方面，简述了液体化工产品贮运罐区的工艺设计，例如贮罐选址、布置、配管等主要方法。

前言

罐区是化工行业的液体产品用来贮运的主要设施，它的设计和使用涉及到地址选择、资金预算、操作的节能、运行的安全性、环保、操作的可实施性、工程施工、后期的维护，以及日后扩建、变更规划等诸多方面。因此，在设计过程中，作为设计者，需要考虑到建造工艺、外部管道、土工建设、电气建设、自控设施、环境保护、消防措施等一系列的专业分工和配合。

综合目前行业内的具体情况来看，国内化工行业液体贮运罐的设计布置，因设计人的不同大都各有差异；其中重要原因，便是当前行业内的设计工作，缺乏一个成熟而规范的例循依据，各类相关条款在普遍程度上都缺乏整合性。比如现行的《建筑设计防火规范》，其中对安全方面给予了充分的重视肯定，但是针对于涉及到具体操作时人的因素，却没有一个全面的规范；而且，对于科学技术发展，而产生的相应最新成果，比如自动灭火装置、自动报警配置，都没有一个肯定的说明。回头再看看国外发达国家的罐区、加油站等，有很多都位于人员密集区域，但是因为其设计、运行、管理的科学性，其安全系数普遍很高。再比如国内，几十年来就矗立在马路旁边，安全运行了半个世纪的上海市区煤气公司大煤气柜，其安全性亦是来自于规范科学的管理操作。分析平常我们所看到的众多恶性事故，不少都来源于不科学、不规范的设计，和像违规操作、擅离职守等人为因素等人为因素而造成。本着共同研讨，安全有效提高罐区设计综合水平的目的，笔者在下文中，就日常设计工作中一些代表性问题，总结了一些经验和看法，以便和大家共同学习进步。

一、罐区的选址

我们都知道，罐区设计工作的第一个问题是选址；位置合适， 对于客户的便利性是不言而喻的；同时对于运营方来说：合适的位置选择，也可以减少运输费用的支出、节省施工中管道材料的应用，像其它占地和资金投入，工作泵的能量消耗、建成后的管理经营等，都是可以让经济效益得到显著提升的。

设计罐区时，其位置的选定，应该遵循几个主要的要点：

1、地理、地形、地质和气象条件。

2、工艺物料性质、吞吐量、危险等级。

3、铁路、公路、物料方向， 水、电、气、公用工程配套条件。

4、建筑物、厂房周围的外部环境条件。

5、防火、防雷、防爆、三废处理等。

6、安全环保消防要求。

罐区所选地址的地域位置、相关地质的情况、日常的气象气候条件等，都应得到重点的考虑。比如出现洪涝灾害时，罐区所在如果是低洼地段，其危险性不言而喻；而罐区的地质情况，如承压性不达标的话，一旦罐内承重，则存在罐区下沉的危险；同时，我们对于气象气候变化所带来的负面影响，亦要引起足够的重视，像管道设备因冬季低温、夏季阳光高温、曝晒等，而引起的损坏乃至泄漏，都需要我们加以综合的评定。

二、基于安全的设计和布置要贯穿整个设计、施工和运行过程

所设计罐区尽量定位于工艺装置一侧，这样对于安全和最大程度的使用安全措施，有着根本性的意义，同时，也可以为将来该罐区和相关工艺装置的发展提升留下可行性的空间。

装卸栈中应建设于罐区内非工艺装置的其它区域，须必免在发生事故的时候危胁到工艺装置系统的安全。

安全通道必须互相联通，并根据实际情况，科学的设置于罐区周围。要保证做到当火灾发生时，即使其中一条或以上发生堵塞时，其它的安全通道也可畅通无阻的使用。

为罐体和周围其它设施科学的设置间距；这一点，主要根据所针对的液化化工产品，其性质品种和实际危险等级而定。根据目前常见的液体化工产品危险等级来看，一般分为以下几个等级：产品的闪点低于23℃为A级，闪点23℃至66℃为B级，闪点高于66℃为C级。间距设置的同时，要综合考虑到设计总图和场内电气设计的防燃防爆规范等因素。

针对易燃类液体化工产品，其罐体区应设计合适的围堤，以便于发生泄漏时的控制，标准情况下，控制围堤的最低容积须≥最大罐体容积的110%，同时，控制围堤之外应建立控制阀或者切断阀。

罐体一般情况下采取编列成组的排列方式。但有时考虑到不同罐体贮有不同液体化工产品时，可能会发生热化学反应，此时，则应当将其分开编列，避免集中一处。同时编列一起的罐体之间，要设置一个或多个公用道路，具体可以考虑到贮罐的数量，保证两种以上的安全撤离方式。需要注意的是，在单个控制围堤内，贮罐所列总数量不要多于6个。

同一场内灭火器材的配置，对于普通类型的非易燃易爆产品，比如酸碱类型产品的罐体，可以不设置控制围堤，但针对于该产品类型所必须的冲洗急救设施，和急救装备，则必须设置。

此外，在设计大型石油化工类罐区时，由于其占地面积较大，品种较多，故多运用先进技术的自动化仪表，以及安全、报警类设施。

三、罐区的管道设计

罐区管道设计有四种方式：埋地、管沟、沿地及架空设立。

水体管道埋地铺设需要埋设于冰冻线之下，其深度最低为距地面750mm，以最大程度的防止低温冰冻；消防栓用水管，应按环状总管埋设以使总管各处压力均一；煤气管道的埋地铺设不可涉及塑料材料和接近于饮用水管道。

如果没有低温冻或易燃气体的安全隐患，则可设计管沟为敞开式，这样可方便的沿道路铺设，而且对于后期的维护安装，都十分的便利。

沿地铺设的方式较为常见，其设计施工都很经济，也便于检修；但是须要注意占地大，而且容易和人行通道部份发生冲突，故一般都辅以跨梯设施。

架空铺设有占地面积小、不会和通道发生冲突、管道配置的走向有很大的自由度、空间利用率也高等优点。这种设计施工方式相对于较紧凑的安全物料管道非常合适。同时，管廊下方的空间，则可用来布置泵类和其它设备，可以省去泵房的设立。而且施工中，管架的设置相对经济节省，也有利于通道的通畅。此种方式的缺点是，容易受到罐区设计布置的限制，对于那些设计布置很松散的罐区类型，则外架管道的投资，可能会较高，这样便利管道拉长反而增加成本。

罐体基础的沉降度可能性分析，也是我们在设计中须要特别注意的。针对这一点，当前通行的方案是用柔韧性达标的软性管道进行连接。

泵设备需要尽量靠近罐体，泵吸入管线的任何变小都要用偏心大小头。泵自上方吸入时，大小头平的部分放在底部。泵自下方吸入时，大小头平的部份放在顶部。所有位于泵上方的吸入管线应安排自设备直接朝向泵而排净，不要有凹穴。

四、罐区环保设计

根据当前我国工业卫生的具体要求，设计合理规范的罐区污水、废气、以及含毒介质排放和挥发系统。

通常情况下，罐区除了清洗罐体时，一般是不经常排污排放的；所以，设计罐区排污系统时，主要需要解决的是其产生的有害气体时，对空气环境的有害影响。日常我们的设计工艺中，液体化工类贮罐，较多的采用了水封槽密封的措施；而油类罐体多为设置呼吸阀和防火器。在针对包装和从其它地方所泄漏气的隐患时，则多用水力喷射泵抽真空喷射吸收。

结语

作为设计者，我们必须清楚而深刻的认识到罐区安全和科学设计的重要性，一旦发生事故，其带来的损失和影响是无法预估的；所以，伴随着现代科学技术的发展，我们只有不断学习和探索，对罐区预防保护措施精准的定位与设计， 认真考虑设计工作中的每一个步骤，才能无愧于我们设计工作者的职责。