基于減小油罐事故后果的機場油庫油罐緊急切斷閥門設計

唐聞智李朋沈青(．北京中航油工程建設有限公司，北京000；．中航油（北京）機場航空油料有限責任公司，北京060)

基于減小油罐事故后果的機場油庫油罐緊急切斷閥門設計

唐聞智1李朋2沈青1(1．北京中航油工程建設有限公司，北京100012；2．中航油（北京）機場航空油料有限責任公司，北京102602)

當機場油庫儲油罐發生泄漏后，油罐內油品的泄漏量主要取決于閥門的位置和關閉速度。如何優化關鍵位置閥門的設置，以使事故發生時的泄漏量最小，從而減少經濟損失和環境污染，成為了一個關鍵問題。本文對該問題進行探討，并經過方案對比分析，建議對儲油罐第一道閥門設置為電液聯動閥門，從而降低事故風險，使事故發生后不造成嚴重后果或使后果盡可能減小。

機場；油庫；緊急切斷；閥門；設計

近年來，隨著航空運輸迅速發展，以及節約用地和降低成本理念日益深入，機場油庫規模日益擴大，油罐容積也隨之擴大，由2000m3到5000 m3，再到10000 m3甚至20000 m3。雖然油罐遵照嚴格的規范進行設計安裝，但是考慮到腐蝕、正常損耗甚至誤操作所造成的泄漏事故隱患依然存在，需要在油罐進出管路上多個位置安裝截止閥，以迅速切斷管路，為事故救援贏取寶貴時間。比如黃島和大連油品泄漏事故以及某些油庫持續泄漏，都存在事故時人員無法靠近，不能及時切閉閥門的情況。本文探討如何合理設計罐前閥門，以使事故發生時泄漏量最小，從而降低事故風險。

1 緊急切斷閥門設計

1.1 閥門設置的關鍵位置

供油工程是機場重要配套部分和機場運行大動脈，機場油庫是供油系統核心，直接供應油品。大型機場24小時不間斷運行，因此要求機場油庫不間斷供油。一旦發生事故，要求事故罐能夠被及時隔離，繼續保障供油。

儲油罐罐前第一道閥門，即罐根閥，是安裝在儲油罐根部距離油罐最近的閥門，也是油罐與外部工藝管道的分界。在發生故障或火災事故時，關閉罐根閥可以將油罐與外部工藝管道完全隔離，即使罐根閥與其他閥門之間管道遭到破壞，也能避免事故擴散。因此，罐根閥在事故狀態下能否關閉，是事故會不會進一步擴大的關鍵因素。

1.2 罐根閥門的型式

傳統上，為減少油罐壁板受力，罐根閥一般選用輕型平板閘閥，手動啟閉。但近年來一批規范要求大型油罐閥門采用緊急切斷型：

2014年7月11日，《國家安全監管總局關于進一步加強化學品罐區安全管理的通知》（安監總管三〔2014〕68號）中提到：“大型、液化氣體及劇毒化學品等重點儲罐要設置緊急切斷閥。”

2015年9月1日實施的AQ3053-2015《立式圓筒形鋼制焊接儲罐安全技術規程》中6.13條規定，“儲罐物料進出口管道靠近罐體處應設一個總切斷閥。對于大型儲罐，應采用氣動型、液動型或電動型執行機構的閥門。”

因此，有必要考慮在大型儲罐采用緊急切斷型閥門。

1.3 罐根閥門方案對比

電動方案：以電力驅動。油庫供電方便，并且不會對周邊設備造成影響。但是存在供電線或者信號線在事故中被破壞而無法運行的風險。

氣動方案：以壓縮氣體驅動。需要額外氣動裝置；使得本已用地有限的油罐區需要額外考慮氣瓶或者空氣壓縮機等氣動裝置的安全距離；氣動裝置需要供電，事故中也存在斷電無法運行的風險；氣體可壓縮，因此抗偏移性、控制精度和穩定性較差。

電液聯動方案：以液壓驅動。需要額外液動裝置；在斷電或失去信號情況下，可以實現預定行程動作緊急切斷，穩定性高。

考慮油庫發生事故時電動閥供電可能中斷，油庫設計中可以選用電液聯動閥作為罐根閥。

2 電液聯動閥門應用

2.1 可行性

電液聯動閥門在石化行業應用普遍，航油長輸管線進出站閥門也選用電液聯動閥門，性能和可靠性可以滿足航油罐區使用的要求。在油罐根部設置電液聯動閥，油庫在火災、高高液位報警或突然失電的情況下，事故狀態下液壓缸驅動閥門自動關閉，無需油庫值班人員事故狀態下冒險進入罐區操作，可以有效地保護保護油品不會因事故溢出。

2.2 基本原理

電液聯動執行機構是以液壓油為動力源，通過電液伺服閥放大電控制信號，輸出功率較大的液壓能量驅動閥門動作。

此類閥門的最大優點是自帶液動蓄能機構，可以在罐區失電情況下，依靠自身蓄能完成閥門關閉操作，從而保證罐區安全，防止事故擴大。

2.3 應用趨勢

目前，電液聯動閥門仍然存在一些需要繼續優化的方面。

首先，最大的障礙是價格。電液聯動閥門，目前為保障可靠性，多采用進口，價格是進口電動閥門的2～3倍，更是國產電動閥門的4～6倍。隨著應用越來越普遍，價格呈現逐步下降的趨勢，但是依然偏高，建議繼續尋找其他緊急切斷型式的閥門替代方案，另外國產閥門日趨成熟，可以考慮可靠的國產電液聯動閥門方案。

其次，閥門恢復開啟不便。閥門緊急切斷后，如果排除了事故或故障，需要盡快恢復開啟。建議在考慮尺寸的條件下，適當增加行程的數量，并保留手動開啟功能。

最后，重量和尺寸。液動裝置的液壓缸體積過于龐大，安裝多有不便，重量也常常超過1噸，閥門支撐成為問題。因此需要優化結構設計，減小尺寸；另外，可以借鑒部分機場油庫基礎延伸一個凸臺作為閥門支撐的方案，使閥門隨罐體均勻沉降，避免罐根管道拉裂。

3 結語

（1）罐根閥門設置為緊急切斷型符合機場油庫要求，可以有效地避免事故情況下的漏油，提高職業勞動安全性。

（2）罐根閥門采用電液聯動閥門是可行的，安全可靠。

（3）電液聯動閥門目前價格偏高，需要設計中進行方案比選；尺寸重量偏大，需設計時進行方案優化。

[1]AQ 3053-2015.立式圓筒形鋼制焊接儲罐安全技術規程[S].北京：國家安全生產監督管理局，2015.