雙層儲油罐在加油站設計中的應用

梁慧（大慶油田有限責任公司儲運銷售分公司）

根據(jù)我國商務部統(tǒng)計數(shù)據(jù)，20世紀90年代全國分布的加油站的數(shù)量僅為5000多座，到新版GB 50156—2012《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》頒布時，全國加油站的數(shù)量已經(jīng)增加了20倍達到近10萬座，僅次于美國的16.2萬座而位居全球第二位[1]。按照GB 50156—2002版的加油站設計規(guī)范要求，加油站儲油罐應為不小于5 mm的鋼制儲罐，應為埋地敷設，而金屬的腐蝕速度會因時間的推移急劇加快，這些埋地金屬儲罐無疑是今后環(huán)境保護的安全隱患。我國現(xiàn)有的10萬座加油站，其埋地儲罐大部分已經(jīng)運行20多年，如果油罐發(fā)生滲泄漏，不僅會對人身安全和財產(chǎn)造成損害，還會污染土壤和地下水。隨著國家環(huán)境保護法令法規(guī)的逐步出臺，人們的意識逐漸從經(jīng)濟發(fā)展轉(zhuǎn)移到環(huán)境保護上來。新版加油站建設規(guī)范的發(fā)布，對環(huán)境保護要求貫徹的核心要點是采取必要的措施，防止油品滲漏。

1 雙層儲罐的種類及特點

雙層儲罐一般是指由內(nèi)罐和將內(nèi)罐完全封閉的外罐構(gòu)成的油品儲罐，內(nèi)罐用于儲存油品，外罐為液體泄漏防護層，內(nèi)外罐體之間的間隙空間用于油品泄漏檢測，以便及時發(fā)現(xiàn)泄漏防止油品污染土壤和地下水。雙層油罐是目前加油站防止油品滲漏而采用的主要措施，按其過渡歷程與趨勢分為鋼制雙層罐（SS儲罐）、內(nèi)鋼外玻璃纖維增強塑料雙層罐（SF儲罐）、玻璃纖維增強塑料雙層罐（FF儲罐）。

1.1 鋼制雙層罐（SS儲罐）

鋼制雙層罐罐體采用耐腐蝕類鋼板制造，其內(nèi)壁厚度應大于或等于6 mm，外壁厚度5～8 mm。其優(yōu)點是罐壁強度高、防雷防靜電性能優(yōu)異；缺點是造價高，不具備液媒測漏基本條件，內(nèi)外膽耐腐蝕性都較差，質(zhì)保期短。隨著SF和FF儲罐的逐漸發(fā)展，目前已很少采用。

1.2 玻璃鋼與鋼復合雙層油罐（SF儲罐）

SF儲罐采用鋼制強化玻璃纖維制雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層采用特種鋼板制造，可以為油罐提供強度支撐和承載油品，外層采用FRP（玻璃纖維增強塑料），杜絕了土壤中的水分對內(nèi)層罐體的電解腐蝕。在SF儲罐的內(nèi)部鋼殼與外部強化玻璃纖維層之間有0.1 mm的空隙，用于充盈內(nèi)層罐體泄漏的油品和泄漏檢測。SF儲罐配置的泄漏檢測儀探頭深入檢測狹縫，外接監(jiān)視設備可實現(xiàn)泄漏監(jiān)控，從而杜絕環(huán)境隱患、保護土壤和水的生態(tài)環(huán)境。SF儲罐具有安裝便捷、使用壽命長（大于單層金屬油罐的5倍，其安全使用期長達10年）、泄漏監(jiān)測中可以采用遠程監(jiān)控等優(yōu)點[2]。缺點是不具備液媒測漏基本條件，同時因內(nèi)層罐體采用碳鋼制造，故而對微生物誘導的生物腐蝕以及低硫柴油、汽油含水等化學因素產(chǎn)生的化學腐蝕較為敏感，導致該類地下油品儲罐整體的耐腐蝕性有所降低，保質(zhì)期、使用期縮短。

1.3 玻璃鋼雙層油罐（FF儲罐）

FF儲罐由內(nèi)層FRP、外層FRP及中間層3D玻纖織物的三層結(jié)構(gòu)組成，3D玻纖織物是整個儲罐建造的關(guān)鍵技術(shù)，將油罐內(nèi)壁和外壁構(gòu)造成為一個整體。柔韌的FRP和3D玻纖織物能夠緩減儲罐所承受外部沖擊力，增加了油罐的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。內(nèi)外層所構(gòu)筑的FRP罐體由玻璃纖維和樹脂基體復合而成，具有不銹蝕、不需要陰極保護、檢修周期長等優(yōu)點，充分保證了罐內(nèi)油品的質(zhì)量和罐體的耐蝕性。3D復合材料技術(shù)的采用，保證了中間層的結(jié)構(gòu)連通性，形成的3.5 mm中間層空隙保證了測漏的全方位無死角；內(nèi)外層所設置的FRP材料，也同樣可以防止液媒帶來的腐蝕，使之具備了液媒測漏檢測的優(yōu)點，避免了在真空或壓力測漏系統(tǒng)中，壓力衰減帶來的誤報問題，狹長中間空隙使操作更為可靠、更為便捷；同時即便是儲罐內(nèi)壁因應力作用或機械損傷發(fā)生意外泄漏，油品也不會通過夾層直接流入外部環(huán)境污染水土，從整體結(jié)構(gòu)的設計和罐體材料的選用上杜絕了油品外泄的可能性，也杜絕了由于油品泄漏帶來環(huán)境污染和財產(chǎn)損失。其優(yōu)點是耐沖擊、罐體不會發(fā)生內(nèi)外腐蝕、使用壽命較長；而由一體化模具加工而成的儲罐罐體，又使之具備結(jié)實可靠、安裝便捷、維護費用低等優(yōu)點[3]。

表1 埋地儲罐泄漏監(jiān)測方法對比

2 雙層儲罐的選用

我國現(xiàn)存10萬座加油站中，有90%的油罐為較早期間設計的的單層鋼制儲罐，在對老區(qū)加油站改造和新建加油站的建設中，地下油品油罐的需求量增長迅速，加油站儲罐的選用設計應根據(jù)實際情況區(qū)分對待。

2.1 相關(guān)規(guī)范的要求

GB50156—2012條文說明中明確指出內(nèi)鋼外玻璃纖維增強塑料雙層油罐抗土壤和化學腐蝕方面遠遠優(yōu)于鋼制油罐，其使用壽命也因此要比GB 50156—2002所要求的直接埋地敷設的鋼罐要長，同時也闡明了雙層玻璃纖維增強塑料油罐在抗內(nèi)、外腐蝕方面都優(yōu)于帶有金屬罐體的油罐，并將雙層玻璃纖維增強塑料油罐（FF儲罐）列為今后各國在加油站地下油罐的主推產(chǎn)品[4]。中石化2015年發(fā)布的SH/T 3177—2015《加油站用埋地玻璃纖維增強塑料雙層油罐工程技術(shù)規(guī)范》，以及SH/T 3178—2015《加油站用埋地鋼-玻璃纖維增強塑料雙層油罐工程技術(shù)規(guī)范》中，更加明確了玻璃纖維增強塑料雙層油罐的制造要求，也為雙層罐的選型和應用創(chuàng)造了條件。

2.2 儲罐泄漏監(jiān)測的技術(shù)要求

2013年發(fā)布的GB/T 30040《雙層罐泄漏檢測系統(tǒng)》中，把對儲罐的泄漏檢測定位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ個級別，并提出了壓力和真空、液體媒介、液體或蒸汽傳感器、液位儀測漏、監(jiān)測井用傳感器五種泄漏監(jiān)測系統(tǒng)（表1）。液體媒介監(jiān)測系統(tǒng)可運行在-30～60℃的環(huán)境中，因其具備準確可靠、全方位無死角、不受環(huán)境影響，以及安裝操作簡單、后期使用和維護成本低的特點，也成為雙層儲罐選擇的必要條件。

表2 SF儲罐與FF儲罐的特性對比

2.3 耐腐蝕性

FF儲罐因其內(nèi)、外膽皆為玻璃纖維，故而有著耐腐蝕性強、日常維護少、檢修周期長等特點。SF儲罐卻因內(nèi)膽為金屬降低了耐腐蝕性能，因而增加了維護周期和日常維護，內(nèi)膽的腐蝕性也導致其壽命縮短。

2.4 其他因素

除上述之外，儲罐的設計還因考慮造價、工期、風險評估等因素。FF儲罐因其制造工藝復雜，工程造價高于SF儲罐30%左右；但其有著質(zhì)量小、安裝方便、工期較短、風險較低等特點，使之在選型上占有了一定的優(yōu)勢（表2）。

3 結(jié)論

總之，加油站儲罐的設計選型，除應從規(guī)范入手外，還應結(jié)合監(jiān)測手段、耐腐蝕性、工程造價等多方面因素，從實際出發(fā)選取符合本地實情的儲罐類型[5]。從《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》中可以看出，SF儲罐雖然可以滿足防滲和環(huán)保的要求，但它是雙層玻璃纖維儲罐的過渡期。在北美和澳洲市場的統(tǒng)計數(shù)據(jù)中FF儲罐占80%份額，另外約20%市場的SF儲罐[6]。隨著液體媒介測漏的推廣應用，在未來的加油站設計中，F(xiàn)F地下儲油罐將會廣泛使用。