儲罐更換儲存介質的復核要點與注意事項

李 東

（中海油石化工程有限公司，山東青島 266100）

0 引言

在石油化工企業的生產過程中，會因為市場因素或經營狀況的變化，從而需要改變罐區內儲罐儲存介質的情況。在原罐區的一次設計過程中，會考慮儲存介質發生變化的情況，如密度、操作溫度、介質腐蝕性等。近年來隨著安全、工藝、環保等方面的要求及相關規范發生了變化，儲罐及其他罐區內配套設施等是否適用于新的存儲介質和新的規范等，需要重新進行設計復核。

罐區內儲罐更換儲存介質復核，需要從設計方面全面評估原存儲介質和新介質的物理性質、安全間距、儲運工藝和系統、設備罐體強度、罐區消防設施、儲罐基礎結構、安全自控聯鎖等問題，結合現行規范要求和行業指導文件，綜合考慮新貨種在本罐區的適用性，并對不符合現行規范要求的內容進行整改后方可存儲投用。

1 儲運系統復核

1.1 工藝流程與管道材料復核

儲罐更換儲存介質，首先應判斷原有罐區的儲罐流程能否滿足新介質所需要的工藝流程，如裝船、裝車、供料、倒罐、外輸等工藝流程是否滿足。需判斷項目有：已有機泵揚程、流量能否滿足新工藝流程要求；原有的管道是否需增加保溫、伴熱、保冷等隔熱措施以及原有管道材料是否滿足輸送新介質的要求等等。依照國家安監總局第68 號文件的精神，油罐高高、低低液位分別需要自動聯鎖關停油罐進出口的油品輸送，而針對容積在1 萬立方米以上的儲罐、儲存介質為液化氣體或毒性為劇毒的儲罐，需要根據規定增加緊急切斷閥。建設時期較早的儲罐往往無法滿足此項要求，如果要對存儲介質進行更換，則需要按照上述要求對罐區進行整改后方可投用。

例如，如果更換儲存后的新介質為含較多硫化氫的油品、酸性氣、酸性水、貧胺液、富胺液等介質，管道材料需考慮抗HIC（氫致開裂）性。因為一些管道材料成分會在含H2S（硫化氫）等酸性介質的狀態下通過腐蝕導致氫侵入鋼內，使管道發生裂紋。

1.2 存儲介質與安全間距復核

更換儲存介質時還要判斷新介質的物理性質，如果儲存介質為沸溢性液體，則其儲罐不得與同其沸溢性質不一致的液體儲罐擺放在同一個罐組內。常見的沸溢性液體如原油、渣油、重油等，其存放儲罐不得與汽油、柴油等儲罐擺放在同一個罐組內。

結合存放貨種的物理性質確定其自身的火災危險性。對于不同火災危險性的介質而言，其防火間距根據規范要求不同，根據存儲介質的變化，判斷介質火災危險性是否發生變化，從而全面核實與廠區內其他工藝裝置、其他儲罐、泵房、液化烴儲罐、碼頭、汽車裝卸站、污水處理廠等的間距是否符合要求。尤其是更換后介質的火災危險性高于原介質的，如果無法滿足安全間距要求則無法利用原有儲罐儲存新貨種。

1.3 防火堤、隔堤

儲罐變更儲存介質，應重新復核防火堤高度是否滿足最新版GB 50351—2014《儲罐區防火堤設計規范》的要求。該規范2005 年的版本中，“根據固定頂罐和浮頂罐的型式不同而有效容積取值不同，其中固定頂罐取最大罐的公稱容積，而外浮頂和內浮頂罐取半罐容積。”而新修訂的條文解釋，統一修改為最大罐的公稱容量。那些建設年限較長、原設計執行舊版設計規范的罐區防火堤，應根據新版規范要求進行防火堤有效容積的復核，達到新規范標準要求后才可以更換儲存介質。

GB 50351—2014 還要求，立式儲罐內介質如果為可燃液體，則每個罐都需要用隔堤隔開，且對高度也做了限定。

1.4 機泵復核

變更儲罐儲存介質后，應對機泵的相應工況進行分析。因輸送介質的腐蝕性、密度、黏度、所需輸送工況下的溫度等條件的不同，為達到輸送介質的要求泵體和葉輪的材料應匹配：當油品為可燃、有毒等危險介質時，泵的材料宜選擇鑄鋼；如果介質為酸性、堿性等具有腐蝕性的油品時，應考慮合金鋼材料；如果介質對管道運輸的清潔程度有一定要求，則應考慮不銹鋼材料。

如果選用離心泵且操作溫度下介質的黏度大于20 cSt，則需要根據介質的密度重新計算泵的功率和性能參數（表1）。

表1 機泵效率換算系數與泵的選型

2 設備部分

（1）罐體強度。原儲罐罐體強度根據原儲存貨種的密度進行計算，更換存儲貨種后，如果新介質密度小于原設計介質，則罐體強度滿足設計及規范要求；如果大于原設計介質，則需進行計算，核實罐體強度能否滿足儲存新介質的要求。

（2）浮力計算。如果儲罐為內浮頂儲罐，則需要根據更換儲存后的介質校核浮頂浮力，根據單盤浮頂的計算準則，浮頂應有足夠的浮力以保持浮頂漂浮。例如，某油庫內的原油罐區和燃料油罐區需要根據生產實際情況，在原油罐區內儲罐中存放燃料油、在燃料油罐區儲罐內存放原油；原設計中浮力按照罐內儲存介質計算密度為700 kg/m3，更換后的介質原油為842.1～890 kg/m3、燃料油為945.6 kg/m3，均大于700 kg/m3，則針對本項目浮頂浮力計算滿足要求，反之則要進行重新計算。

（3）儲罐防腐。核實原有防腐蝕涂層能否滿足要求，否則需重新選用。根據規范要求，儲罐如果儲存的介質相對密度小于900 kg/m3或為具有揮發性的有機溶劑，則儲罐的防腐涂料應選擇具有熱反射隔熱性物質，并對防腐涂料的總干膜厚度、熱反射隔熱涂料和涂層性能的指標也有著明確規定。根據介質的腐蝕性質及涂料性能、操作溫度和耐介質性能等，選用不同的涂料。

3 消防部分

3.1 消防水量需求

（1）消防專業需計算更換介質后罐區的最大消防水需求（體積），將其與現有消防泵站消防水總儲量比較，如果后者大于前者，則可以滿足要求，否則需要對消防泵站進行改造。

（2）計算罐區最大消防水需求量（流量），與現有消防泵站可供給流量進行比較，如果可供給流量大于罐區最大消防水需求流量，則可以滿足要求，否則需要對消防泵站進行改造。

3.2 儲罐上固定噴淋系統

根據罐容確定儲罐固定噴淋所需的流量對與儲罐現狀采用的噴淋裝置管徑（包含每根支管和主管）流量進行核實，確定更換介質后儲罐可否滿足噴淋冷卻水量的要求。

3.3 儲罐上固定泡沫系統

（1）根據罐容確定儲罐固定泡沫混合液計算量，根據儲罐上現狀設置的泡沫產生器和主管、支管管徑，核實儲罐是否可以滿足泡沫混合液量要求。

（2）根據罐區泡沫滅火系統的供給泡沫站，核實泡沫站設置平衡壓力比例裝置、泡沫液泵等設備的數量和規模，核實泵的流量和揚程等參數，綜合考慮是否可以滿足罐區泡沫混合液流量需求，是否需要對消防泵站進行改造。

3.4 泡沫產生器

（1）需要核實現儲罐上泡沫產生器能否滿足國標現行規范要求，同時需注意部分地方政府頒布的補充規定。如果儲罐上泡沫產生器為橫式，雖然可以滿足國標現行規范要求，但卻無法滿足東營市地方政府的規定要求。另外，根據GB 50151—2021《泡沫滅火系統技術標準》，當采用橫式泡沫發生器時其吸氣口應為圓形，需核實與儲罐現狀是否一致，否則需要進行整改。

（2）依據GB 50151—2021、DB37/T 3964—2020《大型浮頂儲罐安全技術規程》和《石油庫設計規范》，核實泡沫液儲備量是否滿足要求，并需根據罐區現狀核實是否滿足規范要求。

3.5 其他要求

（1）消防閥門。如果沒有穩定的靠近消防閥門的保障措施，則消防閥門與對應的起火油罐罐壁的間距應大于15 m。

（2）管牙接口或二分水器。與油罐罐頂平臺上二分水器相接的消防管線，需要在圍堰外的相連管線上安裝管牙接口，管牙接口距地面高度宜為0.7 m。

4 結構部分

更換儲存介質時需對儲罐基礎進行核算。

（1）單樁豎向承載力。查詢原設計圖紙基礎采用的混凝土管樁，核實單樁豎向承載力特征值是否滿足要求。

（2）鋼筋混凝土環墻基礎與鋼筋混凝土承臺。根據GB 50473—2008《鋼制儲罐地基基礎設計規范》，對已有罐區內儲罐變更儲存介質的儲罐基礎進行核算。

5 自控部分

隨著安全聯鎖要求的日益嚴格，變更儲罐的使用介質時需要根據現有規范對罐區自控部分進行復核。

5.1 可燃氣體和有毒氣體檢測報警

GB 50493—2019《石油化工可燃氣體和有毒氣體檢測報警設計標準》對2009 年的版本進行了部分內容修訂，適用范圍修改為“石油化工新建、擴建工程”，有毒氣體的范圍擴大至常見劇毒氣體且應獨立設置：針對有毒氣體范圍增加而新增的介質，需要增加有毒氣體報警；針對較為常見的原油介質，需要確認原油混合物中是否含硫化氫，如果存在則需要設置有毒氣體報警器。如果前期可燃氣體和有毒氣體報警系統接入SCADA 系統，則需要設置為獨立的氣體檢測報警系統。

新版可燃和有毒氣體報警規范中，對探測點的布置與可能發生泄漏的釋放點的水平距離也做了修訂。原規范中，“可燃氣體探測點如果位于泄漏點的上風側，則間距需小于15 m；處于泄漏點的下風側，則水平距離需小于5 m”。后修訂為：與“探測點與泄漏點的距離小于10 m”；“有毒氣體探測點如果位于泄漏點的上風側，水平距離需小于2 m；如果布置在下風側，則小于1 m”修改為“有毒氣體報警器探測點與泄漏點的間距小于4 m”。總體上新版規范要求更加清晰直觀，一些罐區以前設置的探測器不足或覆蓋范圍達不到的情況，需根據管道安裝情況重新進行復核，適當增加有毒和可燃氣體報警器。

5.2 安全工藝聯鎖

（1）應根據最新規范要求核實安全工藝聯鎖，設置完善的過程控制和操作超限報警，確保生產控制平穩運行。

（2）急切斷閥設置現場防爆操作柱，并按照規范要求設置與緊急切斷閥的距離。

6 結束語

隨著規范的更新和安全、環保等問題的日益受到重視，根據原有規范設計的罐區如果要進行儲存介質的變更，需要在現行規范和要求下進行一定的整改方可投用，此外還需要根據地方政府部門的要求進行報批或備案。本文就復核設計的主要方面進行說明，并列舉了一些容易被忽視的問題，為儲罐更換儲存介質的復核工作提供思路。