特殊設(shè)備及管道在加油站防滲改造中的應(yīng)用

郭輝，劉楊，徐葉飛

(1.中國(guó)石油四川南充銷售分公司，四川 南充 637000；2.四川盛泰祥建設(shè)工程有限公司，四川 成都 610014)

0 引言

《中華人民共和國(guó)水污染防治法》(2017修正)第四十條規(guī)定：“加油站等的地下油罐應(yīng)當(dāng)使用雙層罐或者采取建造防滲池等其他有效措施，并進(jìn)行防滲漏監(jiān)測(cè)，防止地下水污染。”因此,各地加油站紛紛進(jìn)行相關(guān)改造工作，降低加油站在運(yùn)行期間有可能造成的污染風(fēng)險(xiǎn)，從而更好地保護(hù)環(huán)境。

1 加油站滲漏原因分析

1.1 儲(chǔ)油罐設(shè)計(jì)不合理

在加油站設(shè)計(jì)和建設(shè)之初,有一些建設(shè)單位沒(méi)有嚴(yán)格地按照相應(yīng)的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，導(dǎo)致其存在儲(chǔ)油罐設(shè)計(jì)不合理問(wèn)題。同時(shí)，我國(guó)現(xiàn)存的加油站建設(shè)時(shí)間都比較長(zhǎng)，受到當(dāng)時(shí)的技術(shù)限制，施工水平較低，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，質(zhì)量問(wèn)題逐漸暴露出來(lái)，泄露風(fēng)險(xiǎn)大大增加。

1.2 使用壽命超限

目前我國(guó)大多數(shù)加油站內(nèi)使用的儲(chǔ)油罐為鋼性材料制成的，一方面是汽油、柴油等介質(zhì)會(huì)對(duì)儲(chǔ)油罐的內(nèi)壁造成腐蝕，另一方面則是在土壤中的有機(jī)鹽等成分也會(huì)對(duì)儲(chǔ)油罐的外壁造成一定的侵蝕，使儲(chǔ)油罐的老化速度加快，甚至出現(xiàn)泄漏的問(wèn)題。我國(guó)現(xiàn)階段規(guī)定儲(chǔ)油罐的使用壽命一般控制在15～20年左右，在儲(chǔ)油罐的使用期間還應(yīng)該每隔三年時(shí)間進(jìn)行一次系統(tǒng)檢查，如果有存在密封不嚴(yán)等泄露風(fēng)險(xiǎn)的問(wèn)題，要及時(shí)進(jìn)行更換[1]。目前我國(guó)一些已經(jīng)建成使用很長(zhǎng)時(shí)間的加油站，大多存在儲(chǔ)油罐使用壽命超限的問(wèn)題，但是因?yàn)橘Y金或者其他限制因素導(dǎo)致其更新?lián)Q代較慢。

2 特殊設(shè)備及管道在加油站防滲改造中的應(yīng)用

2.1 埋地用復(fù)合儲(chǔ)油罐

2.1.1 基本形式及適用類型

目前我國(guó)建成使用的加油中，埋地用的新式復(fù)合儲(chǔ)油罐分為SS型（內(nèi)罐特種鋼板+外罐特種鋼板雙層儲(chǔ)油罐）、SF型（內(nèi)罐特種鋼板+外罐玻璃鋼加強(qiáng)纖維雙層儲(chǔ)油罐）、FF型（內(nèi)罐玻璃鋼加強(qiáng)纖維+外罐玻璃鋼加強(qiáng)纖維雙層儲(chǔ)油罐）復(fù)合儲(chǔ)油罐三種，其具體特點(diǎn)如下[2]。

（1）SS型復(fù)合儲(chǔ)油罐

在SS型復(fù)合儲(chǔ)油罐的使用中，鋼板的厚度尤其重要，國(guó)家所規(guī)定的鋼制復(fù)合儲(chǔ)油罐的使用壽命為10年。但是鋼制儲(chǔ)油罐的抗腐蝕性能較差，不僅內(nèi)壁會(huì)因?yàn)槠汀⒉裼偷冉橘|(zhì)的侵蝕出現(xiàn)較大的質(zhì)量問(wèn)題，外壁更是會(huì)在外界環(huán)境的影響下出現(xiàn)較為嚴(yán)重的腐蝕情況，導(dǎo)致其使用壽命較短。因此SS型復(fù)合儲(chǔ)油罐目前已經(jīng)逐漸被淘汰，很少見(jiàn)到加油站使用這種儲(chǔ)油罐。

（2）SF型復(fù)合儲(chǔ)油罐

SF型復(fù)合儲(chǔ)油罐內(nèi)層采用的是特種鋼板，厚度在5～7 mm，外層使用的是玻璃鋼纖維材質(zhì)，厚度在4 mm以上，玻璃鋼纖維材質(zhì)具有較好的耐腐蝕性、耐電蝕性，使用壽命會(huì)大大延長(zhǎng)。同時(shí)這兩種特殊材料會(huì)使得兩層之間有一定的間隙，可以防止靜電的產(chǎn)生，使用壽命可達(dá)20年。但是，SF型復(fù)合儲(chǔ)油罐外罐強(qiáng)度較低，承壓能力較弱，不能埋在車行道下方，需要一定的支撐。

（3）FF型復(fù)合儲(chǔ)油罐

FF型復(fù)合儲(chǔ)油罐的內(nèi)外罐體材質(zhì)皆采用厚度≥4 mm的玻璃鋼加強(qiáng)纖維FRP制造，同時(shí)還使用了先進(jìn)的3D中空纖維材料技術(shù)使剛性?shī)A層空間內(nèi)形式有空間隙，因此具有較為優(yōu)良的抗腐蝕性，使用壽命也高于SF型復(fù)合儲(chǔ)油罐，承壓能力較強(qiáng)，可以直接埋在車行道下方。

2.1.2 特點(diǎn)性能對(duì)比

最初在加油站使用的儲(chǔ)油罐為單層鋼罐，后來(lái)使用的是SS型罐，隨著技術(shù)的進(jìn)步以及資金的支持，當(dāng)前的加油站普遍使用SF型罐和FF型罐。這一過(guò)程也是我國(guó)在加油站建設(shè)技術(shù)上的進(jìn)步表現(xiàn)，綜合上述各個(gè)管道的類型來(lái)看，推薦加油站在防滲改造的過(guò)程中應(yīng)該盡可能地使用FF雙層油罐，如果經(jīng)費(fèi)緊張可以退而求其次，選擇SF雙層油罐。

2.2 埋地用熱塑性塑料雙層管道

2.2.1 埋地用雙層輸油管的優(yōu)點(diǎn)

在1988年，美國(guó)環(huán)保署（EPA）公布的統(tǒng)計(jì)資料表明：對(duì)加油站埋地碳鋼輸油管道的使用情況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)管道一半以上都存在腐蝕泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。這主要是因?yàn)槁竦毓艿赖倪\(yùn)行環(huán)境較為復(fù)雜，不同地區(qū)的土壤土質(zhì)也會(huì)對(duì)管道造成一定的腐蝕，甚至?xí)绊懙剿斢推返馁|(zhì)量，如果油品泄露，不僅會(huì)給土壤、水質(zhì)造成太嚴(yán)重的污染，還會(huì)因?yàn)槠漭^強(qiáng)的易燃性以及揮發(fā)性引起爆炸事故[3]。埋地輸油管道作為當(dāng)前原油的主要輸送方式，保障管道的質(zhì)量至關(guān)重要。目前熱塑性塑料雙層管道因其抗腐蝕性能優(yōu)良逐漸得到了普及應(yīng)用，相比于傳統(tǒng)的無(wú)縫鋼管，其更符合當(dāng)下的環(huán)保要求。如今生態(tài)環(huán)境保護(hù)問(wèn)題已經(jīng)成為全球性的問(wèn)題，各國(guó)家都在大力提倡綠色環(huán)保、健康安全，加油站作為國(guó)家建設(shè)的主要設(shè)施，必須要緊跟時(shí)代發(fā)展潮流，因此埋地用雙層復(fù)合輸油管道在我國(guó)加油站輸油管建設(shè)中的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越普遍，其優(yōu)點(diǎn)具體表述如下：

（1）良好的抗?jié)B透、耐腐蝕性

熱塑性塑料雙層管道分為內(nèi)外兩層：內(nèi)層管道設(shè)有防滲透層，用于輸送介質(zhì)，其防滲透層可以有效阻隔油品的滲透；外層采用的是熱塑性塑料管材，其抗腐蝕性性較為優(yōu)良，可以在不同土質(zhì)的土壤中存在較久的時(shí)間，且永不生銹，因此使用壽命較長(zhǎng)，最長(zhǎng)年限可達(dá)50年。

（2）安裝方便、工期短

加油站對(duì)施工工期要求較為嚴(yán)格，為滿足銷售等目的，需要盡可能縮短工期。就加油站的建設(shè)情況來(lái)看，其原本使用的雙層碳鋼管道在安裝的時(shí)候較為復(fù)雜，施工周期一般較長(zhǎng)。而目前進(jìn)行加油站防滲改造工程中，使用的熱塑性塑料雙層管道連接主要是采用熱熔和黏結(jié)技術(shù)，能夠避免傳統(tǒng)焊接的明火作業(yè)，減少施工安全隱患，在敷設(shè)的時(shí)候也可以節(jié)省防腐處理工序，節(jié)省時(shí)間，實(shí)踐表明，一個(gè)加油站所需要的埋地管道工期僅為3～5天。

（3）長(zhǎng)途運(yùn)輸方便

熱塑性塑料管道作為一種復(fù)合管道，重量?jī)H為鋼管的十分之一，而且不受加工長(zhǎng)度的限制，具有良好的撓性和彎曲度，可實(shí)現(xiàn)捆盤(pán)式整裝運(yùn)輸，即使是長(zhǎng)途運(yùn)輸也基本不會(huì)受到影響。

（4）較強(qiáng)的韌性和承壓能力

熱塑性塑料管道在制作工藝上選用的是多層結(jié)構(gòu)，各層之間采用先進(jìn)工藝結(jié)合在一起成為一個(gè)整體，各層之間可能因剝離而引起溶脹和滲漏的風(fēng)險(xiǎn)也得以消除，內(nèi)部管道在外部套管的保護(hù)下充分發(fā)揮作用。

（5）良好的抗靜電性

在復(fù)合管的多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，內(nèi)表面光滑，間隙間設(shè)計(jì)有獨(dú)立的導(dǎo)電層，導(dǎo)靜電性能良好，對(duì)靜電的產(chǎn)生也具有較好的效抑作用。與此同時(shí)，平整線性良好的管道內(nèi)表面還可以減小阻力，使油品輸送順暢，減少靜電的產(chǎn)生，因而具有較高的安全性。

2.2.2 推薦技術(shù)應(yīng)用

在埋地管道的改造施工中，熱塑性塑料管道具有安裝簡(jiǎn)易、耐腐蝕、耐滲透等優(yōu)良特性，得到廣泛應(yīng)用。在實(shí)際的改造中，可以選用直徑φ63～φ110 mm，外層材質(zhì)為高密度聚乙烯（HDPE）的管道，所有接頭在連接上選擇電熔焊接工藝，內(nèi)層結(jié)構(gòu)采用具有較好防滲透性能的乙烯－乙烯醇樹(shù)脂層（EVOH），這種管道不僅安全，使用性能也更好。

3 案例分析

中國(guó)石油集團(tuán)作為我國(guó)重要的石油化工集團(tuán)，其在加油站的防滲改造上也做出了改變，并將加油站防滲改造作為首要政治任務(wù)。實(shí)際施工中，在保證質(zhì)量安全的前提下，工期再短、管控再嚴(yán)、投資再省，打贏這場(chǎng)綠色升級(jí)攻堅(jiān)戰(zhàn)。以某中石油旗下銷售公司加油站防滲改造項(xiàng)目為例，待改造項(xiàng)目位于一處水源保護(hù)地中，建成于2003年，已經(jīng)持續(xù)運(yùn)行近18年，共設(shè)有6臺(tái)單層鋼制埋地儲(chǔ)油罐，而地下管網(wǎng)采用的是無(wú)縫鋼管。據(jù)調(diào)查，罐區(qū)與最近的居民飲用水井距離僅為85 m，而且油罐封頭是半裸露的。輸油管道是從裸露的封頭底部焊接引出來(lái)的。通過(guò)檢查，我們發(fā)現(xiàn)罐體的封頭處、管道與閥門(mén)已經(jīng)銹蝕嚴(yán)重，且部分埋地的管道和法蘭可能存在較大腐蝕穿孔漏油風(fēng)險(xiǎn)[4]，可以判定管道及油罐壁厚已經(jīng)不符合規(guī)范要求。

對(duì)該加油站進(jìn)行改造，主要工作就是安裝6臺(tái)新的SF型雙層儲(chǔ)油罐，用來(lái)替換原來(lái)的6臺(tái)鋼制儲(chǔ)油罐，并且要建設(shè)相關(guān)的配套設(shè)施，主要包括油品工藝管道、潛油泵、一體式卸油箱和一體式操作井套、承重井蓋，加油機(jī)底座等。加油站經(jīng)過(guò)改造后，日均成品油得到較大提升，由原來(lái)的11.7 t/d提升到14.8 t/d，年均利潤(rùn)可以增長(zhǎng)約42.5萬(wàn)元。不僅解決了泄漏污染風(fēng)險(xiǎn)，還使產(chǎn)值得以增加，具有良好的安全性和經(jīng)濟(jì)性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，加油站的泄露問(wèn)題已經(jīng)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，因此需要石油集團(tuán)重視起加油站的防滲改造工作，加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)手段的推廣與應(yīng)用，提高加油站的改造質(zhì)量，確保加油站的穩(wěn)定、健康發(fā)展。