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大型油庫的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)

文檔作者：楊曉靜，邢科偉，軒志勇，楊潞鋒文檔來源：總裝備部工程設(shè)計(jì)研究總院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年10月12日
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38 石油工 程建設(shè)
蠢黧潼臻麴本質(zhì)安全設(shè)計(jì)
楊曉靜，邢科偉，軒志勇，楊潞鋒
(總裝備部工程設(shè)計(jì)研究總院，北京 1 00028)
摘 要：大型油庫建設(shè)是國家石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備和企業(yè)規(guī)?；l(fā)展的必然趨勢(shì)，然而怎樣保證大型原油
庫設(shè)計(jì)的本質(zhì)安全． 目前還沒有形成統(tǒng)一的規(guī)范模式。文章根據(jù)一些大型油庫設(shè)計(jì)審查和管理的經(jīng)
驗(yàn)，提出了采用體系化和庫區(qū)完整性管理相結(jié)合的模式進(jìn)行本質(zhì)安全設(shè)計(jì)，以供探討。
關(guān)鍵詞：油庫；本質(zhì)安全；完整性；設(shè)計(jì)
doi：l 0．39694．issn．1 001—2206．201 3．05．01 1
0 引言
由于國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和戰(zhàn)略儲(chǔ)備的需要．
原油罐區(qū)的建設(shè)越來越大型化和集群化．但隨之
而來的安全危險(xiǎn)也在不斷累加．近幾年屢屢發(fā)生
的大型罐區(qū)的安全事故對(duì)此類工程項(xiàng)目管理也提
出了更高的要求 設(shè)計(jì)是項(xiàng)目的龍頭．如果在設(shè)
計(jì)階段考慮到本質(zhì)安全的問題．無疑會(huì)對(duì)以后的
生產(chǎn)運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用
1 本質(zhì)安全
1．1 本質(zhì)安全的概念
本質(zhì)安全是指通過設(shè)計(jì)等手段使生產(chǎn)設(shè)備或
生產(chǎn)系統(tǒng)本身具有安全性．即使在誤操作或發(fā)生
故障的情況下也不會(huì)造成事故
諸多管理人員提出“本質(zhì)安全是油庫的生命
線”．從安全依靠人一依靠規(guī)章制度一依靠本質(zhì)安
全．管理者的安全意識(shí)不斷加強(qiáng)．也對(duì)設(shè)計(jì)者如何
在設(shè)計(jì)階段達(dá)到本質(zhì)安全提出了更高層面的要求
1．2 本質(zhì)安全設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)途徑
要在建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全設(shè)計(jì)．
應(yīng)采取以下步驟：根據(jù)建設(shè)單位提出的使用要求，
結(jié)合項(xiàng)目所在地的建設(shè)條件及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)參數(shù)(地
形、地貌、地質(zhì)、氣象、水文、地震烈度等)并
考慮到投產(chǎn)后的運(yùn)行，從物、人、環(huán)境三個(gè)方面，
辨識(shí)和分析建設(shè)項(xiàng)目潛在的危險(xiǎn)、有害因素，預(yù)
測(cè)發(fā)生事故的可能性及其嚴(yán)重程度．要具體到設(shè)
計(jì)中的工藝、設(shè)備、電氣、儀表、結(jié)構(gòu)、消防等
各個(gè)專業(yè)中去．采用PDCA的模式．循環(huán)運(yùn)行計(jì)
劃、實(shí)施、檢查、修正的方法，檢查原設(shè)計(jì)方案與
安全生產(chǎn)法律、法規(guī)、規(guī)章、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的符合
性，最終提出科學(xué)、合理、可行的設(shè)計(jì)方案。
在設(shè)計(jì)中．形成PDCA循環(huán)，并貫穿整個(gè)設(shè)計(jì)
過程，其主要工作程序見圖l。
圖1 PDCA 循環(huán)設(shè)計(jì)程序
2 設(shè)計(jì)計(jì)劃
依據(jù)油庫的特殊性．油庫項(xiàng)目的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)
按區(qū)域劃分主要包括選址及總平面布置、油罐區(qū)設(shè)
置、收發(fā)油作業(yè)區(qū)設(shè)置(碼頭、火車、汽車等)、
供配電及通信、消防系統(tǒng)、公用工程等。
2．1 危險(xiǎn)有害因素辨識(shí)與分析
2．1．1 物質(zhì)危險(xiǎn)性分析
針對(duì)油庫運(yùn)營的油品物性，對(duì)其固有危險(xiǎn)進(jìn)行
分析，主要包括易燃、易爆、易積聚、易產(chǎn)生靜
第39卷第5期 楊曉靜等：大型油庫的本質(zhì)安全設(shè)計(jì) 39
電、易沸溢、噴濺、易中毒等物性。對(duì)每一危險(xiǎn)特
性．應(yīng)分析其成因及其可能造成的后果
2．1．2 工藝設(shè)備危險(xiǎn)因素辨識(shí)
對(duì)油品儲(chǔ)存、裝卸、收發(fā)、使用過程中，因材
質(zhì)選用不當(dāng)．操作參數(shù)控制不當(dāng)，安全閥、壓力表
損壞失效，設(shè)備本體、管道、附件發(fā)生腐蝕，超溫
超壓保護(hù)裝置失效．以及設(shè)備破損、操作疏忽等諸
多原因可能引起的泄漏、火災(zāi)爆炸成因進(jìn)行分析．
主要從火災(zāi)爆炸、物理爆炸、中毒窒息、灼燙、凍
傷、機(jī)械傷害、高處墜落、觸電、淹溺、雷擊危
害、車輛傷害、噪聲危害、物體打擊、腐蝕等14
個(gè)方面進(jìn)行逐一辨識(shí)
2．1．3 周圍環(huán)境影響因素
充分考慮庫區(qū)周邊與油庫發(fā)生安全間距要求的
相關(guān)企業(yè)、居民、交通、自然環(huán)境等諸多因素對(duì)安
全的影響
2．2 劃分設(shè)計(jì)單元
根據(jù)工藝流程劃分為相對(duì)獨(dú)立的設(shè)計(jì)單元 一
般油庫的設(shè)計(jì)單元可劃分為：廠址、總平面布置與
消防單元．油罐區(qū)單元．收發(fā)油作業(yè)區(qū)單元同，供
配電及通信單元．公用輔助設(shè)施單元等。
3 設(shè)計(jì)實(shí)施
設(shè)計(jì)實(shí)施過程以工藝為主線，設(shè)備、消防、儀
表、配電、土建等專業(yè)配合完成各單元的設(shè)計(jì)。
3．1 過程安全措施
總平面布置、消防系統(tǒng)、公用工程設(shè)計(jì)時(shí)除了
要考慮上述危險(xiǎn)有害因素外．同時(shí)還要兼顧考慮油
庫二期的預(yù)留問題．必要時(shí)可適當(dāng)提高系統(tǒng)的消防
以及公用工程能力 總圖設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的一點(diǎn)是需
要預(yù)測(cè)油庫發(fā)生最嚴(yán)重事故時(shí)污油污水的數(shù)量．以
便就近設(shè)置相應(yīng)規(guī)模的事故應(yīng)急池。
(1)油罐區(qū)主要的安全措施包括：罐體二次密
封、高低液位報(bào)警、可燃?xì)怏w濃度報(bào)警、電視監(jiān)控
系統(tǒng)、自動(dòng)聯(lián)鎖切油裝置、儲(chǔ)罐地基處理、進(jìn)出油
管道雙閥并柔性連接、涂層與陰保聯(lián)合防腐、防火
堤容油量及抗?jié)B性、罐區(qū)外水封井設(shè)切斷閥、罐體
防雷防靜電接地、消防器材配備等。
(2)收發(fā)油作業(yè)區(qū)主要的安全措施包括： 自動(dòng)
灌裝系統(tǒng)、管道穿防火堤時(shí)加套管密封、管道熱補(bǔ)
償及卸壓裝置、防水擊限設(shè)計(jì)流速、防靜電裝置、
電視監(jiān)視系統(tǒng)、合理通風(fēng)等。
(3)供配電及通信單元的安全措施：二級(jí)負(fù)荷
采用雙回線路供電、配電間電纜阻燃、電纜穿越封
堵、移動(dòng)用電設(shè)備有漏電保護(hù)器、各類建構(gòu)筑物防
雷接地、危險(xiǎn)場(chǎng)所防靜電、設(shè)置行政電話、計(jì)算機(jī)
網(wǎng)絡(luò)、儲(chǔ)運(yùn)監(jiān)控管理系統(tǒng)、防爆無線通信系統(tǒng)等。
(4)公用工程及其他安全措施：蒸汽管道保
溫、化驗(yàn)室機(jī)械排風(fēng)、有油氣泄漏可能的建構(gòu)筑
物通風(fēng)、氮?dú)鈮嚎s站缺氧報(bào)警裝置、操作人員防
護(hù)措施等
3．2 加強(qiáng)儲(chǔ)罐的完整性設(shè)計(jì)
完整性是指在特定的操作條件下．使影響員
工、環(huán)境、設(shè)備安全的風(fēng)險(xiǎn)值達(dá)到一個(gè)可接受的水
平fl1。儲(chǔ)罐儲(chǔ)存大量的危險(xiǎn)液體，一旦失效，很可
能帶來嚴(yán)重后果．因此需要很好地管理和維護(hù)儲(chǔ)罐
的完整性。
儲(chǔ)罐完整性的每一個(gè)環(huán)節(jié)都需要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的支
持，EEMUA 159、API 653、API 575、SY廠I1 5921、
SH 3046等國內(nèi)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)[2-7]．對(duì)于儲(chǔ)罐完整性方
法做出了具體的規(guī)定和建議 API和EEMUA以退
化速率作為計(jì)算下一次檢測(cè)時(shí)間間隔和剩余壽命的
依據(jù)，對(duì)于罐底板、罐壁板和罐頂板給出了兩個(gè)最
小厚度 但目前這種方法的應(yīng)用有限．因?yàn)閮纱螜z
測(cè)之間的時(shí)間間隔很長．難以得到可靠和準(zhǔn)確的數(shù)
據(jù)(尤其是平底罐底板)．以便與以前的結(jié)果比較
而得出一個(gè)趨勢(shì) 另外還有不可預(yù)測(cè)的均勻腐蝕損
失 SY／rI1 5921—2011《立式圓筒形鋼制焊接油罐操
作維護(hù)修理規(guī)程》規(guī)定：油罐的修理周期一般為5
至7年．新建油罐第一次修理周期不宜超過10年
與國外標(biāo)準(zhǔn)相比．我國標(biāo)準(zhǔn)中無外部檢測(cè)的規(guī)定．
而內(nèi)部檢測(cè)的周期比國外標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定短得多．而且
未與腐蝕速率掛鉤
在操作中．將上述標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比對(duì)．結(jié)合油庫的
實(shí)際情況，對(duì)儲(chǔ)罐的沉降、傾斜、罐壁、罐底、罐
頂、檢測(cè)、水壓試驗(yàn)等指標(biāo)進(jìn)行逐一分析，形成本
項(xiàng)目的完整性管理標(biāo)準(zhǔn)列表．同時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮
儲(chǔ)罐的完整性檢測(cè)和維修
3．3 設(shè)計(jì)檢查
3．3．1 選擇安全分析方法
根據(jù)油品的物性及工藝流程特點(diǎn)．油庫安全評(píng)
價(jià)方法主要有：預(yù)先危險(xiǎn)性分析法；安全檢查表
法；道化學(xué)(DOW)火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)法；
危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)法：事故樹分析法：重大危險(xiǎn)源辨識(shí)方
法：事故后果定量計(jì)算等7種方法。對(duì)于大型油
石油工 程建設(shè)
庫．鑒于項(xiàng)目?jī)?chǔ)存物料量大且易燃易爆．發(fā)生事故
后危險(xiǎn)性大、影響面廣，除選擇上述7種方法之一
外．建議還進(jìn)行火災(zāi)計(jì)算和液氮儲(chǔ)罐破裂事故后果
模擬計(jì)算以便給出量的概念
3．3．2 進(jìn)行安全分析
對(duì)每一設(shè)計(jì)單元進(jìn)行安全分析時(shí)所選用的分析
方法可能不同。如對(duì)于廠址、總平面布置與消防單
元，主要涉及地質(zhì)條件危險(xiǎn)有害因素分析，氣象、
水文等自然條件的危險(xiǎn)有害因素分析．防火間距不
足可能帶來的危險(xiǎn)，廠區(qū)道路、鐵路設(shè)置不當(dāng)?shù)奈?
險(xiǎn)，消防系統(tǒng)缺陷危險(xiǎn)，建、構(gòu)筑物方面危險(xiǎn)有害
因素分析，公用工程設(shè)施危險(xiǎn)有害因素分析等 而
對(duì)于油罐區(qū)單元．主要有工藝、設(shè)備危險(xiǎn)有害因素
分析， 自然災(zāi)害危險(xiǎn)有害因素分析．事故易發(fā)部位
和危險(xiǎn)點(diǎn)分析，DOW 火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)指數(shù)評(píng)價(jià)，
事故后果定量計(jì)算等
3．3．3 編制指向性安全檢查袁
依據(jù)GB 50074—2002《石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范》、GB
50160—2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》等安
全法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和儲(chǔ)罐完整性標(biāo)準(zhǔn)列表、可行性研究
報(bào)告等資料編制指向性安全檢查表．分別對(duì)每個(gè)設(shè)
計(jì)單元進(jìn)行安全檢查
3．3．4 形成設(shè)計(jì)檢查報(bào)告
按照危險(xiǎn)度評(píng)價(jià)取值和危險(xiǎn)程度分級(jí)表．得出
本單元的危險(xiǎn)度計(jì)算值和危險(xiǎn)度等級(jí)．形成危險(xiǎn)度
評(píng)價(jià)；依據(jù)指向性安全檢查表．提出整改項(xiàng)。并特
別注意以下要求：
(1)總圖布置、地基處理、設(shè)備、管道及建構(gòu)
筑物設(shè)計(jì)要安全可靠．具有合理的防御自然災(zāi)害風(fēng)
險(xiǎn)的能力．符合規(guī)范規(guī)定的要求
(2)工業(yè)及民用建筑設(shè)計(jì)應(yīng)滿足防火和防腐等
規(guī)范的要求
(3)按照物料的性質(zhì)和操作狀況．壓力容器及
管道設(shè)計(jì)應(yīng)滿足《壓力容器設(shè)計(jì)》規(guī)范、《壓力管
道安全管理與監(jiān)察規(guī)定》的要求
(4)根據(jù)生產(chǎn)危險(xiǎn)場(chǎng)所的特性與要求．對(duì)總
圖、設(shè)備、管道、電氣、儀表的設(shè)計(jì)與選型，應(yīng)滿
足防火、防爆、防雷、防靜電等設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。
(5)在全廠、裝置或建筑設(shè)計(jì)中．應(yīng)充分考慮
有效的消防措施或設(shè)施．滿足有關(guān)規(guī)范的要求
(6)對(duì)生產(chǎn)中有毒、有害或強(qiáng)腐蝕性物料的排
放或泄漏．以及其他危及人身安全的場(chǎng)所．應(yīng)采取
符合工業(yè)安全、衛(wèi)生設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)定要求的防患和
控制措施
(7)環(huán)保設(shè)計(jì)應(yīng)貫徹“以防為主、防治結(jié)合、
綜合治理” 的方針．工業(yè)“三廢”等有害物的濃度
和排放量應(yīng)達(dá)到政府規(guī)定的排放“標(biāo)準(zhǔn)”
3．4 設(shè)計(jì)修正
根據(jù)設(shè)計(jì)檢查報(bào)告．對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行討論、
整改
3．5 循環(huán)
對(duì)于重大項(xiàng)目．特別是含重大危險(xiǎn)源的國家一
級(jí)油庫．對(duì)本文中3．2 3．4節(jié)所述步驟要循環(huán)操
作．持續(xù)改進(jìn) PDCA循環(huán)過程在項(xiàng)目前期主要集
中在可研階段 可研設(shè)計(jì)方案完成后．在基礎(chǔ)設(shè)
計(jì)階段和詳細(xì)設(shè)計(jì)階段．設(shè)計(jì)修正是對(duì)原可研設(shè)
計(jì)中采用的安全設(shè)施設(shè)計(jì)的補(bǔ)充、完善、細(xì)化，
把各種措施具體落實(shí)在設(shè)計(jì)的說明書及圖紙上 設(shè)
計(jì)評(píng)審后的階段． 因進(jìn)行循環(huán)過程而突顯的各種
問題．還可能在施工階段的設(shè)計(jì)變更以及設(shè)計(jì)聯(lián)
絡(luò)單上體現(xiàn)出來 工程竣工后．項(xiàng)目所在地政府部
門參與的消防、安全設(shè)施竣工驗(yàn)收．形成的評(píng)價(jià)整
改意見。同樣要?jiǎng)澐衷诒举|(zhì)安全設(shè)計(jì)程序內(nèi)
4 結(jié)束語
用本質(zhì)安全的方法進(jìn)行油庫設(shè)計(jì)．考慮了影響
安全的諸多因素．綜合了國內(nèi)外關(guān)于儲(chǔ)罐完整性設(shè)
計(jì)的先進(jìn)理念和標(biāo)準(zhǔn) 體系化運(yùn)行．也對(duì)設(shè)計(jì)方案
進(jìn)行了持續(xù)改進(jìn) 此方法還可與項(xiàng)目的質(zhì)量管理體
系整合起來．這也是該方法的優(yōu)勢(shì)和實(shí)用性所在
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Atmospheric and Low Pressure Storage Tanks[S]．
[6]SY／T 5921—2011，立式圓筒形鋼制焊接油罐操作修護(hù)修理規(guī)程[s】．
[7]GB 50074—2002，石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范『S1．
作者簡(jiǎn)介：楊曉靜(1979一)， 女， 黑龍江大慶人， 工程師
2004年畢業(yè)于中國石油大學(xué)(北京)油氣儲(chǔ)運(yùn)專業(yè)，碩士
一直從事油庫、低溫工程的設(shè)計(jì)和研究工作
收稿日期：2012—12—13

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