中小型溶劑罐區(qū)的設(shè)計(jì)探討

劉建欣（信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司西安分公司，陜西西安 710000）

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中小型溶劑罐區(qū)的設(shè)計(jì)探討

劉建欣
（信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司西安分公司，陜西西安 710000）

摘 要：首先闡述了三種溶劑罐區(qū)（直埋式地下型、地下或半地下型和地上型）的設(shè)計(jì)形式，分別對(duì)其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)，推薦了一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的形式——地下溶劑罐區(qū)，并對(duì)其設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)探討。

關(guān)鍵詞：中小型；溶劑罐區(qū)；地下儲(chǔ)罐

醫(yī)藥、精細(xì)化工設(shè)計(jì)中大部分原料藥生產(chǎn)、植物提取等工藝都需要用到大量的有機(jī)溶劑、酸堿，而且還要存儲(chǔ)成品，在桶裝不能滿足生產(chǎn)需求時(shí)，一般會(huì)采取溶劑罐區(qū)的形式進(jìn)行儲(chǔ)存。

與大化工的幾千到幾萬(wàn)立方米的溶劑罐區(qū)不同，本文介紹的是原料藥生產(chǎn)或植物提取所需使用的中小型溶劑罐區(qū)，單罐容積在1～50m3左右，罐區(qū)總?cè)萘吭?00m3之內(nèi)，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單，但因儲(chǔ)存物品種類繁多，在設(shè)計(jì)時(shí)還是需要仔細(xì)比較、慎重考慮。

文中設(shè)計(jì)的主要依據(jù)是GB50016-2014，《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，以下簡(jiǎn)稱建規(guī)。

1 溶劑罐區(qū)設(shè)計(jì)形式

一般溶劑罐區(qū)基本形式為儲(chǔ)罐區(qū)+泵房。泵房?jī)?nèi)設(shè)有儲(chǔ)罐的輸送泵，儲(chǔ)罐可以立式也可以臥式布置。目前主要有以下三種形式：

1）直埋式地下儲(chǔ)罐：將儲(chǔ)罐布置在一個(gè)混凝土池內(nèi)，然后覆土。優(yōu)點(diǎn)：在容量滿足條件要求下，與四周建筑物的防火間距可以比地上罐區(qū)減少50%（根據(jù)建規(guī)第4.2.1條注6：直埋地下的甲、乙、丙類液體臥式罐，當(dāng)單罐容量不大于50m3，總?cè)萘坎淮笥?00m3時(shí)，與建筑物的防火間距可按本表規(guī)定減少50%）。缺點(diǎn)：埋地后無(wú)法檢測(cè)儲(chǔ)罐或管道是否滲漏，滲漏后容易引起環(huán)境污染問(wèn)題。

2）地下（或半地下）儲(chǔ)罐：將儲(chǔ)罐布置在一個(gè)空的混凝土池內(nèi)。優(yōu)點(diǎn)：便于檢修和維護(hù)，計(jì)量直觀，相對(duì)地上儲(chǔ)罐來(lái)說(shuō)，抵御外部火災(zāi)的性能較好，且自身發(fā)生事故影響范圍小。缺點(diǎn)：混凝土池內(nèi)容易有積水，因此池上方要做雨棚，池內(nèi)做好排水設(shè)計(jì)；另外在使用過(guò)程中池內(nèi)會(huì)有易燃易爆的氣體積聚，需做好通風(fēng)設(shè)施。

3）地上儲(chǔ)罐：一般大型儲(chǔ)罐區(qū)選擇地上形式。優(yōu)點(diǎn)：對(duì)于大型儲(chǔ)罐區(qū)而言，便于檢修和維護(hù)，且成本較低。缺點(diǎn)：危險(xiǎn)性較高，若發(fā)生意外爆炸，對(duì)周圍影響較大。因此儲(chǔ)罐區(qū)與其他建筑物之間，儲(chǔ)罐與儲(chǔ)罐之間防火間距要求均較高。地上儲(chǔ)罐區(qū)需按規(guī)范要求設(shè)置不燃性防火堤，對(duì)防火堤的具體要求詳見(jiàn)建規(guī)第4.2.5條規(guī)定。

2 中小型溶劑罐區(qū)宜選擇地下儲(chǔ)罐形式

溶劑罐區(qū)的設(shè)計(jì)應(yīng)在保證安全的前提下，盡量做到經(jīng)濟(jì)實(shí)用。地下儲(chǔ)罐形式，檢修維護(hù)方便，采取相應(yīng)措施后相對(duì)比較安全，因此推薦醫(yī)藥、精細(xì)化工所采用的中小型溶劑罐區(qū)選用此形式，現(xiàn)就地下溶劑罐區(qū)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 地下溶劑罐區(qū)的位置選擇

總圖布局應(yīng)該綜合考慮廠區(qū)的總平面布置情況來(lái)布局罐區(qū)，原則上遠(yuǎn)離廠前辦公區(qū)和生活區(qū)，位于廠區(qū)全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)，四周可設(shè)環(huán)形消防通道；最好靠近使用區(qū)布置，方便槽罐車卸料和向使用車間輸送物料。

2.2 地下溶劑罐區(qū)的防火間距要求

溶劑罐區(qū)與其他建筑的防火間距應(yīng)滿足建規(guī)表4.2.1的要求，儲(chǔ)罐之間的防火間距應(yīng)滿足建規(guī)表4.2.2。

結(jié)合多個(gè)地下溶劑罐區(qū)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，為避免易燃易爆氣體在罐區(qū)底部積聚，罐區(qū)設(shè)置可燃?xì)怏w報(bào)警聯(lián)鎖裝置及自動(dòng)排風(fēng)裝置（地上敞開(kāi)窗口自然補(bǔ)新風(fēng)）。

以實(shí)際案例來(lái)說(shuō)明：某工廠溶劑罐布置了兩個(gè)5m3的臥式儲(chǔ)罐，總?cè)萘?0m3，存儲(chǔ)物質(zhì)為乙醇。罐區(qū)地上部分高度為3.0m，地下部分深度為2.0m，儲(chǔ)罐直徑1.4m，支腿0.18m，基礎(chǔ)高度0.20m，因此儲(chǔ)罐頂部距罐區(qū)底部1.78m（屬于地下儲(chǔ)罐形式），則需滿足臥式儲(chǔ)罐之間間距不小于0.8m，儲(chǔ)罐外壁與罐區(qū)內(nèi)壁的水平距離不小于3.0m。

2.3 罐區(qū)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

（1）首先應(yīng)根據(jù)溶劑種類確定罐區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)性和耐火等級(jí)，有機(jī)溶劑罐區(qū)的火災(zāi)危險(xiǎn)性一般是甲類，耐火等級(jí)為二級(jí)。

（2）罐區(qū)為地下構(gòu)筑物，為了更好地利用空間，儲(chǔ)罐區(qū)內(nèi)盡量無(wú)建筑立柱。泵房也為地下設(shè)計(jì)，同時(shí)須考慮通風(fēng)、排氣和排水。儲(chǔ)罐區(qū)與泵房之間的隔墻用防爆墻砌至建筑頂部，同時(shí)外墻防爆，地面應(yīng)為不發(fā)火混凝土地面。

（3）罐區(qū)地下部分深度應(yīng)根據(jù)所存放儲(chǔ)罐的高度確定，以確保儲(chǔ)罐完全位于地下部分。有兩方面的因素，一是防爆需要，儲(chǔ)罐位于全地下，若發(fā)生爆炸意外，相比較位于地上的儲(chǔ)罐來(lái)說(shuō)，危害性稍?。欢强紤]運(yùn)輸溶劑的槽罐車，以便溶劑能自流入罐，減少設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用。

（4）頂棚保護(hù)措施：為防止夏季高溫，液體大量自然揮發(fā)，罐區(qū)設(shè)置頂棚，可替代夏季噴淋冷卻水系統(tǒng)，同時(shí)滿足防雨要求。另外考慮泄爆要求及工程造價(jià)，頂棚應(yīng)選輕質(zhì)材料。

（5）自然補(bǔ)風(fēng)：前文所提到的設(shè)計(jì)案例地上部分層高3m，但外墻只砌到1.8m高度（根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，此高度可有效防爆），與頂棚之間設(shè)敞開(kāi)窗以滿足自然補(bǔ)風(fēng)的要求。

2.4 其他安全措施

（1）為防止罐區(qū)內(nèi)出現(xiàn)積水，儲(chǔ)罐區(qū)四周需設(shè)置導(dǎo)流槽

及集液坑。采用重力流排放，排水橫管坡度為0.02。地下泵房及儲(chǔ)罐區(qū)廢水匯至集液坑后，通過(guò)潛污泵機(jī)械提升排至污水處理站處理后，再排至市政污水管網(wǎng)。當(dāng)?shù)叵卤梅考皟?chǔ)罐區(qū)儲(chǔ)存易燃易爆液體時(shí)，潛污泵采用防爆潛污泵。

（2）事故排風(fēng)：儲(chǔ)罐區(qū)和泵房均設(shè)置機(jī)械排風(fēng)系統(tǒng)，用于事故排風(fēng)兼平時(shí)排風(fēng)，為下排風(fēng)形式，事故風(fēng)機(jī)室內(nèi)外均設(shè)手動(dòng)開(kāi)關(guān)，通過(guò)外墻與頂棚之間的敞開(kāi)窗自然補(bǔ)風(fēng)。集液坑附近需設(shè)置排風(fēng)口。

另外還需具備常規(guī)的氮?dú)獗Ｗo(hù)系統(tǒng)。

2.5 自控系統(tǒng)

設(shè)計(jì)溶劑罐區(qū)需從生產(chǎn)安全、操作便捷、減少污染等方面考慮，設(shè)置相應(yīng)的自動(dòng)化裝置。現(xiàn)在就幾項(xiàng)主要裝置進(jìn)行重點(diǎn)介紹。

（1）可燃?xì)怏w報(bào)警聯(lián)鎖裝置：儲(chǔ)罐區(qū)和泵房均設(shè)置氣體報(bào)警裝置，根據(jù)儲(chǔ)罐儲(chǔ)存的品種不同，選用相對(duì)應(yīng)的可燃?xì)怏w報(bào)警裝置，一般保護(hù)范圍為直徑15m 區(qū)域，可設(shè)多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。根據(jù)可燃?xì)怏w與空氣密度的大小關(guān)系，來(lái)確定可燃?xì)怏w報(bào)警裝置裝在罐區(qū)的位置。現(xiàn)場(chǎng)還可根據(jù)具體情況，對(duì)探測(cè)器的數(shù)量及位置作適當(dāng)調(diào)整。例如防爆物為乙醇?xì)怏w時(shí)，因比空氣重，則乙醇探測(cè)器靠近地面安裝，集液坑附近也要設(shè)置氣體探頭。反之，若防爆物密度比空氣小，則探測(cè)器應(yīng)靠上安裝。當(dāng)存在可燃?xì)怏w的房間內(nèi)氣體濃度報(bào)警低限時(shí)，氣體報(bào)警控制器報(bào)警，聯(lián)鎖開(kāi)啟儲(chǔ)罐區(qū)或泵房排風(fēng)管上的電動(dòng)排風(fēng)閥及所有事故排風(fēng)機(jī)；氣體濃度高限報(bào)警時(shí)，同時(shí)報(bào)警信號(hào)反饋至消防控制室的火災(zāi)報(bào)警控制主機(jī)，聯(lián)動(dòng)火警系統(tǒng)的聲光報(bào)警器啟動(dòng)、切斷事故氣體的緊急切斷閥（由專業(yè)特氣廠家實(shí)施聯(lián)動(dòng)）、進(jìn)行非消防斷電。但應(yīng)注意氣體聲光報(bào)警器信號(hào)與火警的聲光報(bào)警信號(hào)應(yīng)有區(qū)別。

（2）現(xiàn)場(chǎng)流量的計(jì)量。在每個(gè)輸送泵出口均設(shè)有流量計(jì)，可以將每次的流量數(shù)值現(xiàn)場(chǎng)顯示，且有月度、年度累計(jì)功能。另外還可設(shè)置流量，使泵的開(kāi)停與車間使用點(diǎn)之間進(jìn)行聯(lián)鎖。但小劑量用料一般先輸送至高位罐，再通過(guò)輸送泵或依據(jù)位差自流至使用點(diǎn)。

（3）儲(chǔ)罐的液位計(jì)上設(shè)有高低液位報(bào)警裝置。高液位報(bào)警是為了防止槽罐車卸料時(shí)，加料過(guò)多而導(dǎo)致儲(chǔ)罐內(nèi)危險(xiǎn)液體溢出儲(chǔ)罐。低液位報(bào)警是為了防止儲(chǔ)罐在出料時(shí)，輸送泵空轉(zhuǎn)而損壞。

（4）儲(chǔ)罐上設(shè)壓力表，與氮?dú)獗Ｗo(hù)聯(lián)鎖，保證儲(chǔ)罐上方氮?dú)馓幱谖⒄龎籂顟B(tài)。

3 結(jié)語(yǔ)

地下溶劑罐區(qū)為避免易燃易爆氣體在罐區(qū)積聚，設(shè)置了可燃?xì)怏w報(bào)警聯(lián)鎖裝置及自動(dòng)排風(fēng)裝置（地上敞開(kāi)窗口自然補(bǔ)新風(fēng)）。且儲(chǔ)罐區(qū)設(shè)置導(dǎo)流槽及集液坑，通過(guò)防爆潛污泵提升，以防止罐區(qū)內(nèi)出現(xiàn)積水。因此，此種設(shè)計(jì)火災(zāi)危險(xiǎn)性較地上儲(chǔ)罐低，在保證安全的前提下，便于檢修與維護(hù)，在中小型溶劑罐區(qū)的設(shè)計(jì)中，是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的罐區(qū)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

中圖分類號(hào)：F426.471；F406.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1003–6490（2016）02–0089–02

收稿日期：2016–02–15

作者簡(jiǎn)介：劉建欣（1984—），女，河北寧晉人，工程師，主要從事化工與醫(yī)藥設(shè)計(jì)工作。