加油站工藝設施問題分析與對策

郭建新

(中國石化銷售有限公司山西石油分公司,山西太原 030024)

隨著國家安全環保管理和監管力度不斷加大，加油站安全和油氣排放越來越受到重視。但從加油站現狀來看，還存在著加油站工藝布置不合理、設施設備安裝不規范、油氣回收系統不能滿足加油站油氣排放標準[1]等問題，嚴重制約加油站建設發展和正常經營。因此亟需從加油站工藝設計和設備設施安裝方面提出相應的對策措施和改進建議，為加油站建設發展和隱患治理提供依據。

1 加油站工藝設施存在問題

1.1 工藝設計問題

隨著國家安全環保要求不斷加強，GB20952-2007[2]實施后，加油站進行了一系列改造，但從加油站現狀檢查和檢測統計數據來看，還存在以下問題：①卸油時間延長；②部分加油站將油罐通氣管設置在加油站罩棚柱內，致使通氣管壓力真空閥、阻火透氣帽不便于檢查維修，同時罩棚柱上燈箱廣告處于爆炸危險區域；③部分加油站卸油口設置在加油島上，卸油時影響加油，如果卸油與加油同時進行，會導致安全風險疊加；④汽油油罐的氣相空間相通，而沒有采取工藝控制措施，形成安全隱患。

1.2 設備安裝問題

加油站建設過程中，一是油氣濃度檢測超標。由于油罐操作井內的人孔、法蘭、螺栓等采購選型不符合標準，管線安裝不規范，造成油罐人孔、管線法蘭等不密封，且沒有進行系統打壓試驗，致使油罐操作井油氣濃度超標，不能滿足GB20952-2007中對于密閉性的要求，存在安全和環保風險；二是加油站電氣線路安裝不規范，配電柜底部填砂，配電線路顏色不區分，造成線路不便于檢修、接地極不便于檢測。

2 問題分析

2.1 工藝設計問題分析

2.1.1卸油時間延長

卸油油氣回收系統是將油罐汽車卸汽油時產生的油氣，通過密閉方式收集進入油罐汽車罐內的系統。

某些加油站卸油油氣工藝管道中，利用通氣管DN50兼做卸油油氣回收管道[3]。一是由于卸油油氣回收管道直徑小、管道長，且在安裝、使用中由于土壤下沉造成管線坡度小，形成局部堵塞回氣阻礙；二是油罐槽車卸油管道直徑一般為DN65，由于卸油管直徑大于回氣管線直徑，就會造成卸油管線和回氣管線不匹配，致使卸油流速緩慢，卸油時間延長，嚴重影響加油站經營。

2.1.2加油站罩棚柱內安裝油罐通氣管

加油站罩棚柱內安裝油罐通氣管主要有2個風險。

a)某些加油站平面設計時主要考慮了安全距離要求，把油罐通氣管設置在罩棚柱內。加油站罩棚高度一般在7 m左右，通氣管設置高度應高于罩棚1.5 m，即至少為8.5 m。若安裝在罩棚柱內，會造成壓力真空閥和阻火透氣帽很難檢修和檢查，常常致使壓力真空閥(P/V閥)卡死、透氣帽堵塞等影響加油站正常作業。另外如架設梯子等登高作業，存在人員跌落風險。

b)汽油通氣管設置在加油站罩棚柱內，安裝2根通氣管線，一根管線安裝常開閥門，一根管線安裝常閉閥門。按照爆炸危險區域劃分，閥門、法蘭周邊1 m為爆炸危險區域，而罩棚柱內由于相對密閉，所以罩棚柱內空間劃分為爆炸危險區域2區。如果加油站罩棚柱上安裝的燈箱廣告正處于爆炸危險區域之內，存在安全隱患，見圖1。

圖1 加油站油罐通氣管設置在罩棚柱內爆炸危險區域劃分示意

2.1.3卸油口設置在加油島

部分加油站將卸油口安裝在加油島上，雖然GB50156[4]沒有對卸油口的具體位置距離進行限定。但是加油站油罐車在加油島卸油時，按照油罐車爆炸危險區域劃分，部分卸油爆炸危險區域和加油過程中危險區域疊加，操作存在安全風險，見圖2。且事故突發情況下，應急處置難度加大，現場不易控制，極易造成事故擴大。

圖2 卸油口設置在加油島上卸油爆炸危險區域劃分R: 汽油加油機爆炸危險區域1區半徑；R1： 汽油罐車卸油爆炸危險區域2區半徑；r1：汽油罐車卸油爆炸危險區域1區半徑；R2：汽油卸油口爆炸危險區域2區半徑；r2： 汽油卸油口爆炸危險區域1區半徑

2.1.4汽油油罐的氣相空間相通

加油站在沒有增設汽油油氣回收系統前，每座汽油油罐設置一個不小于DN50通氣管，每座汽油罐的氣相空間是獨立的。油氣回收改造后，所有汽油罐設置一個通氣管，用卸油回氣管線相連，油罐內油蒸汽空間是相同的，中間沒有任何工藝控制閥門，整個連通的氣相空間為爆炸危險區域0區。汽油具有易燃、易爆、易蒸發的特性，而油蒸氣的爆炸下限為1%左右。如一個油罐發生著火、爆炸，將引發其他油罐發生爆炸，造成事故蔓延和擴大。

2.2 設備安裝問題分析

2.2.1油氣濃度檢測超標

目前，加油站油氣回收系統密閉性不符合主要是：①油罐人孔蓋密封不嚴漏氣；②管線法蘭連接處漏氣或漏油；③計量孔密封不嚴漏氣；④潛油泵和輸油管線直接絲扣連接處密封不嚴漏油。

造成漏氣的原因主要有以下兩個方面。

2.2.1.1法蘭原因

a)管線與法蘭連接不符合要求。法蘭與管道焊接時沒有與管道垂直，致使2個法蘭對接時不能壓緊。

b)由于油罐下沉等影響，法蘭螺栓連接受力不均，造成連接處漏氣或漏油。

c)使用非標法蘭，厚度、剛性、螺栓達不到要求，同時使用的密封材料不符合環境條件。

按照GB/T 9112-2010《鋼制管法蘭類與參數要求》，DN50以上法蘭厚度不小于18 mm，通過對大量加油站操作井內連接法蘭的調查，大多數法蘭的安裝都不符合標準要求。如回氣管DN100(?108)連接法蘭厚度為10～16 mm，金屬軟連接法蘭厚度10～13 mm，出油復合管連接法蘭厚度16 mm，通氣管法蘭厚度14 mm，卸油管法蘭厚度16 mm，量油口法蘭厚度16 mm。由于法蘭厚度小，預緊力不夠，連接不緊。

2.2.1.2缺少系統性打壓

加油站管道、油罐安裝后，大多數加油站采用油罐和輸油管線分別打壓，但是缺少管線和油罐連接后，對每一條管線和油罐連接整體打壓，且缺少管線和油罐連接后的系統打壓來檢驗連接點是否密封。不能滿足GB20952-2007中對于密閉性的要求，即油氣回收系統在一定氣體壓力狀態下的密閉程度。

2.2.2配電柜安裝分析

加油站配電柜底部引出電纜通向加油機、油罐、網架照明等區域設備用電。通向加油機和油罐潛油泵等爆炸危險區域用電需要進行隔離，以防止油蒸氣進入配電電氣設備產生閃爆事故，但配電柜底部填砂不是一個好的選擇。因為雖然填砂能減少油氣空間集聚，但是卻帶來電纜電線、接地極不易檢查檢測、不便更換線纜等問題。

3 對策措施和改進建議

3.1 工藝設計

加油站油氣回收系統工程設計應由具有石油化工工程設計資質和工業管道(GC2)設計資質的單位承擔。

3.1.1增大汽油回氣管道直徑

為了減少加油站汽油卸油時間，對于通氣管線部分管段兼做回氣管線的工藝，回氣管道管徑應由DN50增大為DN80。同時卸油油氣回收管道、加油油氣回收管道和油罐通氣管橫管的坡度，應在規范要求不小于 1%的前提下適當增加。為保證管道坡度，埋地敷設管道在開槽施工時，應對槽底按設計要求的坡度找平夯實。油氣回收管道的水平段應嚴格按設計要求的坡度施工，管道安裝完成后，應用坡度檢測儀對管道的水平段進行坡度檢測，每2 m 長管道應檢測1 次。

3.1.2合理平面布置

加油站工藝系統設計應綜合考慮，通氣管工藝設計盡量避免設置在罩棚柱內，卸油口避免設置在加油島附近。如由于加油站位置限制，通氣管必須布置在罩棚柱內，則汽油通氣管可不設置常開球閥，同時取消只有在應急情況和檢維修情況下設置的常閉球閥和管線。

3.1.3汽油油罐增設管道阻火器

由于所有汽油油罐都用卸油回氣管道連通，致使汽油油罐氣相空間相同，一座油罐發生事故將通過卸油回氣管道擴大影響的另外汽油罐。目前GB50156-2014對此沒有要求，為了防止事故擴大，汽油儲罐之間連通的通氣管需要加裝管道阻火器，防止一個油罐著火影響另外油罐，見圖3。

圖3 汽油油罐連通的通氣管加裝管道阻火器示意

3.2 規范油罐及管線安裝

加油站油氣回收系統工程施工與安裝應由具有壓力管道(GC2)安裝資質的施工單位承擔。

3.2.1選擇標準合理的管件和墊片

油罐、加油機和管道連接部件應相互匹配，并應保證連接部件有效密封。所以應對人孔蓋、法蘭、密封墊、金屬軟連接型號提出購置和安裝要求。法蘭厚度一般不得小于18 mm。油罐人孔蓋法蘭厚度不小于20 mm，且螺栓不少于22顆。由于操作井潮濕環境，螺栓一般采用304不銹鋼。

墊片的選擇對密封性能起關鍵作用。過去一般選擇橡膠石棉墊片，但因石棉對環境與人體的損害，現在許多行業都已禁止使用，而采用環境友好材料。現多采用聚四氟乙烯墊，但由于聚四氟乙烯墊片本身蠕變、回彈性小等特性，使用中也存在一定限制。本文建議推薦鋼帶金屬骨架墊、波齒復合墊片。其中波齒復合墊片由特殊構造的金屬骨架與膨脹石墨材料復合而成，優異的密封性、優良的回彈性、密封壽命長、安全可靠性高，且使用安裝方便，是橡膠石棉墊、鐵包墊、纏繞式墊片的替代產品。

3.2.2合理選擇壓力真空閥(P/V)

GB50156-2014要求呼吸閥的工作正壓宜為2～3 kPa，工作負壓宜為 1.5～2 kPa。由于加油站油罐密閉性要求，所以汽油通氣管壓力真空閥(P/V閥)選擇壓力時，應在滿足規范要求下盡量選取最小值。

3.2.3壓力試驗

管道安裝應進行壓力試驗，壓力試驗應按照GB/T20801.5-2006《壓力管道規范工業管道檢驗與試驗》進行。如采用氣體壓力試驗，鋼管管道的氣壓試驗壓力一般為0.65 MPa，熱塑性塑料管道的氣壓試驗壓力一般為0.55 MPa，油罐的氣壓試驗壓力一般為0.1 MPa。管道和油罐連接后要進行系統壓力試驗，即用氮氣進行氣密性試驗。氣密性試驗壓力不應小于0.03 MPa，以穩壓5～10 min 無降壓為合格。油氣回收管道系統安裝、試壓、吹掃完畢之后和覆土之前，應按現行國家標準GB 20952-2007的有關規定，對管路密閉性和液阻進行自檢。

日常油氣回收密閉性檢測按照GB 20952-2007標準要求進行，即用氮氣對油氣回收系統加壓至 500 Pa，允許系統壓力衰減。檢測 5 min 后的剩余壓力值與規定的最小剩余壓力限值進行比較，如果低于限值，表明系統泄漏程度超出允許范圍。

3.3 配電線路

加油站配電柜線纜按照有關線路標準色進行布線。一般火線(L)用紅色、黃色、綠色，零線(N)用黑色、藍色線，地線用黃綠雙色線。所有進出線路應有標注。配電柜底部不應填砂，規范的做法應該是鋼管配線進出口用防爆膠泥密封或加裝防爆隔離密封裝置，配電線路電纜和控制電纜進入配電室的前用非燃燒材料嚴密進行密封堵塞處理，具體做法見圖4。

圖4 電纜線進入配電室之前密封處理示意

4 結語

安全源于設計，源于質量。完善的工藝設計是確保加油站符合安全環保要求下的運營基本條件，標準化、規范化的設施設備安裝是加油站建設和隱患治理的目標保障。加強工藝設計審查、堅持符合標準是最低質量要求理念、提高工程技術人員技能和素質更是保障加油站安全運行的有效手段。