1前（qián）言

隨著我國原油戰略儲備項目實施，儲罐發（fā）展趨（qū）於大型化。研究借鑒（jiàn）美國API 650《焊接（jiē）鋼製石油儲（chǔ）罐》、日（rì）本JIS B8501《焊接鋼（gāng）製石油儲罐（guàn）》等國外標準中單雙盤浮（fú）頂選用、罐壁厚度、抗風圈設計和抗震設計等做法，我國已掌握15×104 m3大型儲罐的設計建設（shè）技術。但近年來儲罐事故時有發生，例如2010年7月16日大連油庫（kù）發生火災爆炸事故（gù）、2006年8月7日儀征輸（shū）油站油罐發生雷擊火（huǒ）災事（shì）故。為了從根源上杜絕儲罐事故，應持續研究國外儲罐設計和運行標準的先進（jìn）經驗，應用於（yú）改進我國標準，特別（bié）是美國和俄羅斯等管道行業發（fā）達國家。本文重點針對儲罐運行（háng）管理和安全（quán）消防，選擇了美國、俄羅斯等以及美國石油學（xué）會（AmericanPetroleum Institute，API）、美國消防協會（National Fire Protection Association，NFPA）等標準化組織的儲（chǔ）罐設計和運行標準，並與我國的相關標準進行了（le）對比。研究結果對於改進我國儲（chǔ）罐設計標準和提升儲罐運行管理水平具有參考價值。

2國內外儲罐設計和運行標準

我國（guó）儲罐設計和運行標準有GB 50183-2004《石油天然氣工（gōng）程設計規範》、GB 50341-2014《立式圓筒型鋼製焊接油罐（guàn）設計規範》、GB 50074-2014《石油庫設（shè）計規範（fàn）》、GB 50351-2014《儲罐（guàn）區防火堤設計規範》，行業標準SY/T 4080-2010《管道、儲罐滲漏檢測方法》等。

美國石油學會API儲罐標準有API Std650-2013《鋼（gāng）製焊接石油儲罐》、API Std2610-2610《轉（zhuǎn）運油（yóu）庫和儲罐（guàn）設施的設計、施工、操作、維護（hù）和（hé）檢驗》、APIRP2016—2001（R2006）《進入與清理儲（chǔ）油罐指（zhǐ）南與程序》、API Std 653-2014《油罐檢驗（yàn）、修理、改造和（hé）翻建》、APIRP2021—2001（R2006）《常壓儲罐的滅火處（chù）理》、API RP12R1-1997（R2008）《采油用儲罐的安裝（zhuāng）、維護、檢驗、操作和維修的（de）推薦作（zuò）法》。此外，美國消防（fáng）協會NFPA標準NFPA30-2012《易燃（rán）和可燃（rán）液體規範》也具有較高權威性和通用性。俄羅斯代表性儲罐標準的是РД 153-39.4-078-2001《幹線石（shí）油管道和油庫的儲（chǔ）罐的技術運營的準則》、Правила-2004《儲罐技術運營規則》等。

3儲罐安全附件設計

3.1 儲罐鋼材

目前國內浮（fú）頂罐罐壁和罐（guàn）底邊（biān）緣板均使（shǐ）用屈服強（qiáng）度為（wéi）490MPa的高強度鋼板，國產12MnNiVR鋼板和進口SPV490Q鋼板在化學成分、力（lì）學和工藝性能（néng）等方麵基本一致。低溫焊接工藝評定、消除焊後熱應力（lì）以及提高鋼板綜合質量穩定性（外觀、平整度、內應力等）是未來發展方向。以儲罐鋼材設計溫度為例，國外標準比我國的標準（zhǔn）更為嚴格。例（lì）如，API Std650規定設計溫度應比儲罐所在地區最冷日平均環境溫度高8℃，GB 50341規（guī）定設計溫度應比（bǐ）儲罐（guàn）所（suǒ）在地區比較低日平均溫度（dù）值高13℃。中俄原油管道通過高寒凍土地區，應借鑒國（guó）外（wài）標準提高儲罐鋼材設計條件。

3.2 儲罐液位計

一般采用浮磁式液位計結合人工檢尺的方法（fǎ）確定儲（chǔ）罐液位。由於儲罐區規模（mó）大、人工（gōng）檢尺不及（jí）時（shí），加上液位計在低溫條件下的機械（xiè）故障、誤報警等原因，可能導致（zhì）儲罐液位過高事故。儲罐液位計一般設有低液位、高液位和高-高液位開關，但僅具有報警功能。我國標準對儲罐是否設置冗餘液（yè）位計無相關規定。例如，GB 50183規定儲罐液位計的高液位報警信（xìn）號應與輸油泵設定為自動聯鎖保護狀態，報警信號觸發緊急停泵以（yǐ）切斷供油。俄羅斯標準Правила規定儲罐應至少采用2個最高液位報警器，以確保發送接收、切斷油品以及停止泵運行的信號；浮頂（dǐng）罐至（zhì）少安裝3個可同時工作的信號報警器，如不能滿足，則應設置溢流設備、備用儲罐或（huò）泄放管道等。針對液位計（jì）冗餘配置，俄羅斯（sī）標準（zhǔn）更為嚴格。針對新建儲罐應借鑒俄羅斯標準，強製設定儲罐液位聯鎖保護，確保液（yè）位計的正（zhèng）常工作和故障狀態下均可以準確檢測儲罐液位數據（jù）。

3.3 儲罐控製閥

國外（wài）儲罐控製閥一般（bān）在防火堤外且為電（diàn）動閥門，而我國的儲罐控製（zhì）閥較多位（wèi）於（yú）防火堤內且多為手動閥門，在火災事（shì）故狀態下難以切斷油源，進而導致（zhì）災難性後果。建議我（wǒ）國標準（zhǔn）明（míng）確規定儲罐控製閥安（ān）裝在防火堤外部，已安裝在（zài）防火堤內的儲罐（guàn）緊急切斷（duàn）閥，應具（jù）備在防火堤外部操作的功能（néng），並選（xuǎn）用耐火耐高溫鎧裝電纜等。

3.4 內浮頂儲罐（guàn）浮盤狀態監視

浮盤沉沒是（shì）浮頂（dǐng）罐運行中較常見的事故，浮盤缺陷是內因，儲罐操作失誤（wù）是外因。在儲罐操作過程中，如果能有效檢測浮盤狀態則可避免浮盤事故，但是對內浮（fú）頂儲罐（guàn）浮盤狀態監視，我國標準（zhǔn）無規定。俄羅斯標準РД 153-39.4-078規定利用罐頂通光孔檢查內浮盤狀況；俄（é）羅（luó）斯標準Правила規定浮頂罐浮盤上應設（shè）置有害氣體遠控報警器（qì）和浮盤高位報警（jǐng）器，利用通光（guāng）孔查看浮盤狀況（kuàng）每月（yuè）至少1次。該方法簡單實用，操作人員在儲罐日常巡護過程中即可掌（zhǎng）握浮盤狀態，值得借鑒。

浮盤製造缺陷應在儲罐建設過程中重點檢驗，但對防止外浮頂下沉措施，我國標準無規定，美國標準API RP2016規定防止浮盤邊緣（yuán）移動、防止浮（fú）盤旋轉和浮頂支架可靠，這（zhè）是（shì）保持浮盤穩定性的基本要求。API Std 653規定了浮盤結構完整（zhěng）性評定準則：在任意 645.2 cm2的麵積上，罐（guàn）頂板平均厚度（dù）小於2.3 mm，或浮頂板或有穿孔（kǒng）現象則應該進行修補或更換。API RP2021列舉了外浮頂（dǐng）沉降原因，包括（kuò）浮盤泄漏、機械故障、裂紋破（pò）裂或雪、雨水或（huò）消防用水重量過多等，建議借鑒美（měi）國標準，製定儲罐浮（fú）盤穩定性評價準則，以及浮盤失效預防（fáng）措施等

4 儲罐消防（fáng）係統設計

4.1 消防係統供電方式

儲罐規模不斷擴大，因此提（tí）高油庫消防係統應急保障（zhàng）能力具有重要（yào）意義。很多油庫火災發生之初火勢並不（bú）大，但由於供電係統遭到破壞，導致無備用動力源的消防係統癱瘓，造成（chéng）火（huǒ）災（zāi）擴（kuò）大。GB 50183規定油氣（qì）站場消防泵應滿足一級（jí）負（fù）荷供電要求，我國油庫消防水泵和泡沫泵一般為雙路交流供電，但是邊遠（yuǎn）地區達不到一級負荷供電要（yào）求。國外使用柴油或丙烷為燃料的發電機快速啟動消防泵的技術較成熟（shú），規定柴油機油料儲備量（liàng）應滿足（zú）消防泵連續運轉時間不低於6 h的條件，以確保發生火災和電（diàn）力中斷情（qíng）況下驅動消防（fáng）泵，這對提高油庫消防係統應急保障能力具有借鑒（jiàn）意義。

4.2 儲罐發生火災時相鄰儲罐的冷卻

GB 50183規定著火固定頂（dǐng）儲罐以及距離著火油罐罐壁1.5倍直徑範圍內的相鄰油罐應同時冷卻；著火浮頂罐應冷卻，其相鄰油罐（guàn）可不（bú）冷卻。國外標準對儲罐（guàn）發生火災時相鄰儲（chǔ）罐（guàn）的冷卻比較（jiào）謹慎，儲罐一般不設置水噴淋冷卻係統，泡沫係統和消防水係統的應（yīng）急響應側重於撲（pū）滅著火儲罐，僅對暴露於熱輻射中的相鄰儲罐進行水冷卻，例如API RP 2021規定（dìng）應謹慎使用消防水量，如果火焰直（zhí）接衝擊暴露的罐體或者（zhě）儲存易燃和（hé）低閃點液體儲罐罐壁受熱，則應對該罐立即冷卻。NFPA 30認為，在儲罐發生火災時，如用水冷卻臨近儲罐，可能會影響著火儲罐的滅火。目前，我（wǒ）國的儲罐組隔堤設計一般為6個（2排×3個（gè）罐（guàn），即一排3個罐排成2排，或者3排×2個罐，即一排2個罐排成3排），3個儲罐並排（pái）時，如果中間儲罐發生火災，則兩側相鄰儲罐均受熱輻射的（de）影響；國外儲罐隔堤組設計一般為4個，此外防（fáng）火堤（dī）容量、儲罐間距較大，儲罐發生火災時對相鄰儲罐的影響有限。

4.3 泡沫注入（rù）方式

浮頂罐發生的（de）火災主要是密封圈火災，我國的儲罐普遍采用罐壁式泡沫滅火係統，這種泡沫頂部注入方式易受風力、降雨（yǔ）的影響（xiǎng），泡沫充滿環形（xíng）空間需要約9 min，對密（mì）封圈火災很（hěn）可能錯過滅火的最佳時間。浮盤邊緣式泡沫係統尚未（wèi）在我國普遍（biàn）應用，近年來（lái）國外研發了CFI、TankGuard、Sef等設置在浮盤邊（biān）緣的獨立的滅火單元。SY/T 6306（采標API 2021）規定了液下注射、半液下注射以及投影式泡沫滅火3種方式。有文獻介紹了伊（yī）朗某油田的儲罐（guàn）進行的液下（xià）泡沫滅（miè）火係統試驗，泡沫裝置安裝在（zài）儲罐底部，不易（yì）受到（dào）儲罐燃燒（shāo）爆（bào）炸而被損壞，泡沫從中央上浮至燃燒液麵，可有效冷卻原油，可以利用油罐進出油管道作為泡沫管線，因此還可節省投資。

5儲罐安全（quán）設（shè）施設計

5.1 儲罐安全距（jù）離

對油庫與居民區、工（gōng）礦企業和交通線（xiàn）的安全距離，國外標準比我國的標準更為嚴（yán）格細致，根據油品危險等級和儲罐直徑大小確定安全距離。NFPA 30規定，操作壓力不超過17.2 kPa（表壓）的A級穩定液體儲罐（guàn），距（jù）離公路最小間（jiān）距為罐徑的1/2，距離重（chóng）要建築物距（jù）離（lí）為管徑的1/6；此外，還規定了操作壓力超過17.2 kPa（表壓）的A級穩定（dìng）液體儲罐、儲存具有沸溢特性的液（yè）體的儲罐（guàn）、儲（chǔ）存不穩（wěn）定液體的（de）儲（chǔ）罐與（yǔ）居民區、工礦企業及交通線的（de）安（ān）全距離（A級（jí）液體是（shì）閃點低於22.8 ℃、沸點低於37.8 ℃的液體）。GB 50074規定， 1～5級油庫距公路的最小間距為15～20 m，距離（lí）居民區及公共建築物的最小間（jiān）距為（wéi）50～100 m。

對儲罐之間的安全距（jù）離，國外標準比我國標準更為嚴格細致。 NFPA 30規定，儲存A級穩定液體的儲罐，在罐徑不大於45 m時（shí），儲（chǔ）罐安全距（jù）離為相鄰儲罐直徑之和（hé）的1/6；在罐徑大於45 m且（qiě）設置事故蓄液（yè）池（chí）時，浮頂罐（guàn）安全距離為相鄰儲罐直徑之和的1/4，固定頂安全距離為相鄰儲罐直徑之和的1/3。GB 50074規定（dìng），固定頂儲罐安全距離為0.6D，浮頂罐安全（quán）距離為0.4D（D為（wéi）相鄰儲罐中較大儲罐的直徑），如果該距離大於20 m，且相鄰油罐的冷卻水量（liàng）之（zhī）和不小於45 L/s，則安全距（jù）離可取20 m。以15×104 m3浮頂罐安全距離為例，我國標準為32 m（特（tè）殊情況下取20 m），美（měi）國標準為40 m，二者差距較大。

針對儲罐安全（quán）距離，國外標（biāo）準該參數遠大於我國標準，但是儲罐規劃設計涉及站場選址、土地征用、社會環境、經濟規劃等因素，建議參照國外標準，基於可接受風險等級對罐區進行（háng）安全分析（xī），合理確定儲罐（guàn）間距。

5.2 防火堤有（yǒu）效容積

對防火堤有效容量，GB 50183規定固定頂儲罐的防火堤有效容積不應（yīng）小於油罐組內（nèi）一個最大油罐的容量；對浮頂罐或內浮頂罐，防火堤有（yǒu）效容積不應小於油罐組（zǔ）內一個最（zuì）大油罐容量的一半。API Std2610規（guī）定防（fáng）火堤容量能容納可能從最大儲罐釋放出的最大液量，並考慮蓄水池消（xiāo）防液容量以及降雨量；API RP 12R1規定防火堤容積至少為最大罐密閉體積加上（shàng）雨水（shuǐ）容限量（通常為罐體積的（de）10%）。換言之（zhī），我國標準對防（fáng）火堤有效容積的規定是固定頂罐區容（róng）積為（wéi）最大儲（chǔ）罐容量的100%，浮頂罐罐區容積為最大儲（chǔ）罐容量的50%；美國標（biāo）準規定防火堤有效容積為最大罐罐容積的100%～110%。建（jiàn）議在條件允許的情況下，防火堤有效容積應滿足1座最大儲罐有效容積，並考慮（lǜ）存儲雨水及消防水量。

對儲罐區（組）布置方（fāng）式，GB 50074規定在同一個防火堤內最（zuì）多可以布置6座10×104 m3油罐，且不超過兩排。存在的問（wèn）題是處於（yú）中間的兩個儲罐發生火災時，對臨近油罐安全造成威脅（xié）。NFPA 30規定一個防火堤內的（de）大型浮頂油罐數（shù）量控製在4個，該規定（dìng）可降低儲罐在火災情況下的熱輻射對相鄰儲罐（guàn）的影響，具有借鑒意義。

建議（yì）參（cān）考國外標準適當增加防火堤有效容積，可考慮采取加（jiā）高儲罐基礎（chǔ）、適當增加防火堤頂寬度、減少隔堤內儲罐數量等多種措施，提高防火堤設（shè）計等級。

5.3 儲罐滲（shèn）漏探測

我國標準對新建儲罐工程滲漏檢測較完善，例如SY/T 4080規定罐底板使用氣密性試漏檢查、煤油試漏檢查和真空箱法試漏檢查，缺點是在儲罐清空和通風處理後才能進行。儲罐運行（háng）過程中的泄漏探測主要依靠人工檢尺與測（cè）量、罐周圍油氣濃度檢測等。近年（nián）來國外（wài）儲罐滲漏探測技術發展較快，如API Std2610列舉的（de）滲漏檢測新技術包括聲發射、示蹤法、體積（包括質量明（míng）顯變（biàn）化）監控以及蒸汽傳（chuán）感等。其他新（xīn）型的滲漏檢測方（fāng）法包括感官/外觀探漏（lòu）法（fǎ）、油膜探漏法、儲罐基礎（chǔ）層探漏法、地基/罐基礎鑽孔探漏法（fǎ）、電（diàn）阻探漏法、地（dì）質雷達探漏法、罐基（jī）礎預埋檢測元件（jiàn）探漏（lòu）法、光導纖維監測法、漏（lòu）油感應電纜監測法等。

GB 50074規定儲罐防火堤內宜設防滲措施（shī），由於該條款屬於非強製性要求，我國較少進行罐區防滲設計，一旦發生儲罐泄漏（lòu），可能導致環境和（hé）水體汙染（rǎn）。俄羅斯（sī）標準Правила規定（dìng），應在地表以下至少1 m地基處進行防滲處理，在一種合成防滲膜上麵加鋪一層最少150 mm厚的碎石，或者采用厚度為100 mm的混凝土材料，建議研究在新建儲罐防火堤（dī）內應用俄羅斯防滲設（shè）計方法的可行性。

6 結論

綜上所述，美（měi）國和俄羅斯儲罐設計和運行標準的先進性主要表現在（zài）以下幾個方麵，建議我國的標準借鑒。

（1）對（duì）儲罐技術指標參數，國外標（biāo）準要（yào）求更加嚴（yán）格，例如儲罐鋼材設計溫度（dù）、儲罐（guàn）安全距離、防火堤有效容積等，應當大力借鑒。

（2）對儲罐液位計冗餘設計、儲罐控製閥門設置位置、儲罐（guàn）發生火災時相鄰儲罐冷卻等問題（tí），國外標準設計理念更為先進，應該改進（jìn）我國相關規定的設計理念。

（3）對內浮頂（dǐng）儲罐浮盤（pán）狀態監視、消防係統供電方式、儲（chǔ）罐防滲（shèn）設計等問題，國外標（biāo）準有相關規定或（huò）者有相應（yīng）的（de）推薦做法，我國標準尚不明確，應進（jìn）一步分析研究確定其（qí）適用性。

（4）近年來（lái）儲罐消防安（ān）全技術方興未艾，例如儲罐邊緣泡沫滅火係統（tǒng）、液下泡沫滅火（huǒ）技術、儲罐基礎鑽孔探漏技術等，建議（yì）進行采（cǎi）標。