石油库设计规范 [附条文说明] GB50074-2014 众星建筑资源
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6 储 罐 区

6.1 地上储罐

6.1.1 钢制储罐与非金属储罐比较具有防火性能好、造价低、施工快、防渗防漏性好、检修容易等优点,故要求地上储罐采用钢制储罐。

6.1.2 沸点低于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压大于88kPa的甲B类液体在常温常压下极易挥发,所以需要采用压力储罐、低压储罐或低温常压储罐来抑制其挥发。对本条第1款、第2款具体要求说明如下:
    1 用压力储罐或低压储罐储存甲B类液体,罐内易燃气体浓度较高,要求“防止空气进入罐”是为了消除储罐爆炸危险,常见的措施是向储罐内充氮,保持储罐在一定正压范围内;要求“密闭回收处理罐内排出的气体”是为了避免有害气体污染大气环境。
    2 对沸点小于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压大于88kPa的甲B类液体,采取低温储存方式也是一种可以抑制其挥发的有效措施。“控制储存温度使液体蒸气压不大于88kPa”可以避免沸腾性挥发,但仍有较强的挥发性,所以要求“选用内浮顶储罐”来抑制其挥发。“控制储存温度低于液体闪点5℃及以下”,气体挥发量就很少了,基本处于安全区域。要求“设置氮封保护系统”,是为了防止控制措施不到位或失效的安全保护措施。

6.1.3 对本条规定说明如下:
    储存沸点大于或等于45℃或在37.8℃时的饱和蒸气压不大于88kPa的甲B、乙A类液体可以常温常压下储存,但仍有较强的挥发性,所以规定“应选用外浮顶储罐或内浮顶储罐”来抑制其挥发。采用外浮顶或内浮顶储罐储存甲B类和乙A类易燃液体可以减少易燃液体蒸发损耗90%以上,从而减少烃类气体对空气的污染,还减少了空气对物料的氧化,保证物料质量,此外对保证安全也非常有利。
    有些甲B、乙A类液体化工品有防聚合等特殊储存需要,不适宜采用内浮顶储罐。因此,本条规定允许这些甲B、乙A类液体化工品选用固定顶储罐、低压储罐和容量小于或等于50m3的卧式储罐,但应采取氮封、密闭回收处理罐内排出的气体、控制储存温度低于液体闪点5℃及以下等必要的安全保护措施。

6.1.4 甲B类和乙A类油品是易挥发性液体,选用外浮顶储罐或内浮顶储罐可以抑制其挥发。本条的“成品油”不包括在37.8℃时的饱和蒸气压大于或等于88kPa的轻石脑油。
    为保证3号喷气燃料的质量,机场油库3号喷气燃料储罐内需安装浮动发油装置,从油位上部发油,安装了浮动发油装置的3号喷气燃料储罐采用内浮顶罐有诸多不便。根据中国航空油料集团提供的实测数据,全国绝大多数民用机场油库3号喷气燃料储罐最高储存温度低于油品闪点5℃以下,罐内油气浓度达不到爆炸下限(1.1%V),基本处于安全状态,在这种情况下,3号喷气燃料采用固定顶储罐是可行的。机场油库如采用固定顶储罐,则在采购3号喷气燃料时,应要求闪点指标高于机场所在地油品的最高储存温度5℃及以上。由于全国各地机场气温差异较大,如不能保证最高储存温度低于油品闪点5℃及以下,为了安全,还应采用内浮顶罐。

6.1.5 乙B类和丙类液体危险性较低,可以根据实际需要任意选用外浮顶储罐、内浮顶储罐、固定顶储罐和卧式储罐。

6.1.6 钢制单盘式或双盘式浮顶结构强度高、密封效果好、耐火性能强,外浮顶储罐一般都是大型储罐,因此,为安全起见,本条规定“外浮顶储罐应选用钢制单盘式或双盘式浮顶”。

6.1.7 对本条各款规定说明如下:
    1 非金属内浮顶,浅盘式或敞口隔舱式内浮顶安全性能差故限制其使用。
    2 甲B、乙A类液体火灾危险性较大,所发生的储罐火灾事故绝大多数也是这类液体储罐,加强其安全可靠性是必要的;目前广泛采用的组装式铝质内浮顶属于“用易熔材料制作的内浮顶”,其安全性相对钢质内浮顶要差,储罐一旦发生火灾,容易形成储罐全截面积着火,且直径越大越难以扑救,造成的火灾损失也越大,所以本款对直径大于40m的储存甲B、乙A类液体的内浮顶储罐,限制其使用“用易熔材料制作的内浮顶”是必要的。储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的液体的储罐一旦发生火灾事故,将造成比油品储罐火灾更严重的危害,故对储存Ⅰ级和Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐应有更高的要求。
    3 根据现行国家标准《泡沫灭火系统设计规范》GB 50151-2010第4.4.1条的规定,采用钢制单盘式或双盘式的内浮顶储罐,泡沫的保护面积应按罐壁与泡沫堰板间的环形面积确定;其他内浮顶储罐应按固定顶储罐对待(即泡沫需要覆盖全部液面)。安装在储罐罐壁上的泡沫发生器发生的泡沫最大流淌长度为25m,为保证泡沫能够有效覆盖保护面积,故规定“直径大于48m的内浮顶储罐,应选用钢制单盘式或双盘式内浮顶”。
    4 “新结构内浮顶”是指国家或行业标准没有对其进行技术要求的内浮顶。

6.1.8 限制储存Ⅰ、Ⅱ级毒性的甲B、乙A类液体储罐容量是为了降低其事故危害性,氮封保护系统可有效防止储罐发生爆炸起火事故,进一步加强有毒液体储罐的安全可靠性。常见易燃和可燃有毒液体毒性程度举例见表2。

表2 常见易燃和可燃有毒液体毒性程度举例



    注:序号1~34摘目现行行业标准《压力容器中化学介质毒性危害和爆炸危险程度分类》HG 20660-2000,序号35~40摘自现行行业标准《石油化工有毒、可燃介质钢制管道工程施工及验收规范》SH 3501-2011。

6.1.10 对本条各款说明如下:
    1 甲B类、乙类和丙A类液体储罐布置在同一个防火堤内,有利于储罐之间互相调配和统一考虑消防设施,既可节省输油管道和消防管道,也便于管理。而丙B类液体基本都是燃料油和润滑油,相对于甲B类、乙类和丙A类液体黏度较大,火灾危险性较小,在消防要求上也不同(见本规范第12.1.4条、第12.1.5条),故不宜布置在一个储罐组内。
    2 沸溢性油品在发生火灾等事故时容易从储罐中溢出,导致火灾流散,影响非沸溢性油品安全,故规定沸溢性油品储罐不应与非沸溢性油品储罐布置在同一储罐组内。
    3 地上储罐与卧式储罐的罐底标高、管道标高等各不相同,消防要求也不相同,布置在同一储罐组内对操作、管理、设计和施工等均有不便。故地上储罐不宜与卧式储罐布置在同一储罐组内。
    4 本款规定目的是降低其他储罐火灾事故时,对Ⅰ、Ⅱ级毒性的易燃和可燃液体储罐的影响。

6.1.12 一个储罐组内储罐数量越多,发生火灾事故的机会就越多,单体储罐容量越大,火灾损失及危害就越大,为了控制一定的火灾范围和火灾损失,故根据储罐容量大小规定了最多储罐数量。由于丙B类油品储罐不易发生火灾,而储罐容量小于1000m3时,发生火灾容易扑救,故对这两种情况不加限制。

6.1.13 储罐布置不允许超过两排,主要是考虑储罐失火时便于扑救。如果布置超过两排,当中间一排储罐发生火灾时,因四周都有储罐会给扑救工作带来一些困难,也可能会导致火灾的扩大。
    储存丙B类油品的储罐(尤其是储存润滑油的储罐),发生火灾事故的概率极小,至今没有发生过着火事故。所以规定这种储罐可以布置成四排,这样有利于节约用地和投资。

6.1.15 储罐间距是关乎储罐区安全的一个重要因素,也是影响油库占地面积的一个重要因素。节约用地是我国的基本国策之一,因此在保证操作方便和生产安全的前提下应尽量减少储罐间距,以达到减少占地和减少工程投资的目的。本条关于储罐间距的规定,是参照国外标准,并根据火灾模拟计算和实践经验制订的。具体说明如下:
    (1)国外相关标准的规定:
    1)美国国家防火协会安全防火标准《易燃和可燃液体规范》(NFPA30 2003版)规定:直径大于150英尺(45m)的浮顶储罐间距取相邻罐径之和的1/4(对同规格储罐即为0.5D)。浮顶罐一般不需采取保护措施(指固定式消防冷却保护系统和固定泡沫灭火系统)。
    2)英国石油学会《石油工业安全操作标准规范》第二部分《销售安全规范》(第三版)关于储存闪点低于21℃的油品和储存温度高于油品闪点的浮顶储罐的间距是这样规定的:对直径小于或等于45m的罐,建议罐间距为10m;对直径大于45m的罐,建议罐间距为15m。该规范要求,浮顶储罐灭火采用移动式泡沫灭火系统和移动式消防冷却水系统。
    3)法国石油企业安全委员会编制的石油库管理规则关于储存闪点低于55℃的油品浮顶储罐的间距是这样规定的:两座浮顶储罐中,其中一座的直径大于40m时,最小间距可为20m。
    4)日本东京消防厅1976年颁布的消防法规,关于闪点低于70℃的危险品储罐的间距是这样规定的:取最大直径和最大高度中的较大值。储罐可不设固定式消防冷却水系统。
    与国外大多数规范比较,我们规定的储罐间距是适中的。
    (2)火灾模拟计算:
    为了解着火储罐火焰辐射热对邻近罐的影响,我们运用国际上比较权威的DNV Technical公司的安全计算软件(PHAST Professional5.2版),对储罐火灾辐射热影响做模拟计算,计算结果见下表3。

表3 储罐不同距离处辐射热计算表

    注:1 表中的火灾辐射热强度是按储罐发生全面积火灾计算出来的。
        2 带*号数据为天津消防科研所的火灾试验实测数据。
        3 L为储罐间距。
    根据国外资料,易燃和可燃液体储罐可以长时间承受的火焰辐射热强度是24kW/m2。表3中的绝大多数储罐,即使发生全液面火灾,其0.4D远处的火焰辐射热强度也小于24kW/m2;表3中的罐容积3000m3及以上储罐,如果是固定顶罐或浮盘用易熔材料制作的内浮顶罐,着火罐的邻近罐需采取冷却措施。因此,本条关于储罐之间防火距离的规定是合理的。
    (3)实践经验:
    总结国内炼油厂和油库发生过的储罐火灾事故(非流淌火事故)案例可以发现,有固定顶储罐着火引燃临近固定顶储罐的案例(都是甲B、乙A类易燃液体),但没有外浮顶罐和内浮顶罐引燃临近浮顶罐和内浮顶罐的案例,也没有乙B类和丙类可燃液体储罐被邻近着火罐引燃的案例。这是因为外浮顶储罐和内浮顶储罐的浮盘直接浮在油面上,抑制了油气挥发,很少发生火灾,也不易被邻近的着火罐引燃;外浮顶罐即使发生火灾,基本上只在浮盘周围密封圈处燃烧,比较易于扑灭,也不需要冷却相邻储罐;乙B类和丙类可燃液体闪点较高,且一般远高于其储存温度,不易被引燃。因此,外浮顶罐和内浮顶罐可以比固定顶罐的罐间距小一些,丙类可燃液体储罐可以比甲B、乙类易燃液体储罐的罐间距小一些。