董 俊，孔劍梅，沈 琰

（云南化工設(shè)計院有限公司，云南 昆明 650041）

乙醇（C2H5OH，俗稱酒精），在常溫常壓下，是一種易燃、易揮發(fā)的無色透明液體，有酒香和刺激性辛辣味，易溶于水，閃點(diǎn)為13℃，沸點(diǎn)為78.3℃，爆炸極限（體積分?jǐn)?shù)）為3.3%～19.0%。乙醇的用途很廣，可以作為有機(jī)溶劑、有機(jī)合成原料，還可以做防凍劑、燃料、消毒劑等等。

根據(jù)2018年版GB50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》 （以下簡稱《建規(guī)》） 3.1.3條規(guī)定[1]，乙醇的火災(zāi)危險性分類為甲類，這類液體火災(zāi)危險性較大。已發(fā)生的儲罐火災(zāi)事故中，絕大多數(shù)是這類液體儲罐。因此，加強(qiáng)其安全可靠性是必要的。

企業(yè)乙醇的安全生產(chǎn)使用，需要科學(xué)可靠、安全、經(jīng)濟(jì)適用的設(shè)計方案來保障。本文結(jié)合工程實(shí)例，對小型乙醇罐（區(qū)）的結(jié)構(gòu)形式、工藝布置及流程進(jìn)行規(guī)范化的優(yōu)化設(shè)計。

該工程實(shí)例為某制藥廠，廠區(qū)占地面積14233.3m2，主要包含了綜合樓、生產(chǎn)車間、倉庫、給水站、乙醇罐（區(qū)） 等子項(xiàng)。乙醇罐（區(qū)） 面積45m2，乙醇罐（區(qū)） 為單罐、總存儲量20m3。

1 小型乙醇罐結(jié)構(gòu)型式的選擇

按照GB50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計防火規(guī)范》 （以下簡稱《石化規(guī)》）中的3.0.2條規(guī)定[2]，乙醇屬于甲B類可燃液體。

儲存甲B、乙A可燃類液體的設(shè)備結(jié)構(gòu)型式對防火、防爆有明顯的影響。防火安全性大小與儲存設(shè)備內(nèi)蒸發(fā)空間的大小緊密相關(guān)。蒸發(fā)空間越大，越易形成大量易爆炸混合氣體，也即越不安全。

因此，《石化規(guī)》對可燃液體的地上儲罐要求是應(yīng)采用鋼罐。第6.2.2條提出，儲存甲B、乙A類的液體應(yīng)選用金屬浮艙式的浮頂或內(nèi)浮頂罐。對于容積小于或等于200m3的儲罐，在采取相應(yīng)安全措施后可選用其他型式的儲罐。

《石油庫設(shè)計規(guī)范》 (GB50074-2014，以下簡稱《石庫規(guī)》)，對可燃液體的地上儲罐要求仍然是應(yīng)采用鋼罐[3]?！妒瘞煲?guī)》6.1.4提出，儲存甲B、乙A類原油和成品油，應(yīng)采用外浮頂儲罐、內(nèi)浮頂儲罐和臥式儲罐；當(dāng)采用臥式儲罐儲存甲B、乙A類油品時，儲存甲B類油品臥式儲罐的單罐容量不應(yīng)大于100m3。

《石庫規(guī)》特別對覆土臥式油罐提出相應(yīng)要求。如，參照國家現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鋼制常壓儲罐第一部分：儲存對水有污染的易燃和不易燃液體的埋地臥式圓筒形單層和雙層儲罐》AQ 3020制訂的第6.3.1條，對采用鋼制覆土臥式油罐的罐壁鋼板公稱厚度做出了規(guī)定。此外，第6.3.2條規(guī)定，儲存對水和土壤有污染的液體的覆土臥式油罐，要求采取防滲漏措施，并應(yīng)具備檢漏功能。同時，第6.3.3條提出對有防滲漏要求的覆土臥式油罐，應(yīng)采用雙層油罐或單層鋼油罐設(shè)置防滲罐池的方式。

此外，《石庫規(guī)》允許單罐容量大于50m3的覆土臥式油罐采用單層鋼儲罐設(shè)置防滲罐池方式，單罐容量大于100m3的和既有單層覆土臥式油罐的防滲采用儲罐內(nèi)襯防滲層的方式。

而《建規(guī)》沒有對甲類可燃液體儲存設(shè)備采用何種結(jié)構(gòu)型式做出特別要求。

綜上所述，經(jīng)過對相關(guān)規(guī)范的比對分析，在滿足有關(guān)環(huán)境保護(hù)法令、法規(guī)和安全的前提下，我們認(rèn)為，對于小型乙醇罐（區(qū)）的設(shè)計，可以參照《石庫規(guī)》相關(guān)條款進(jìn)行。

因此，本工程實(shí)例20m3的單罐乙醇罐結(jié)構(gòu)型式為：鋼制常壓埋地臥式圓筒形單層儲罐（φ2200×5700 mm），并設(shè)置防滲罐池（內(nèi)設(shè)配置檢查立管的檢查井）。

2 乙醇罐（區(qū)）防滲罐池的設(shè)計施工

乙醇罐（區(qū)）防滲罐池的設(shè)計和施工，依據(jù)《汽車加油加氣站設(shè)計與施工規(guī)范》GB50156-2012[4]和《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》GB50108進(jìn)行。

2.1 防滲罐池的土建工程

防滲罐池 （5100mm×7500mm×3200mm），采用防滲鋼筋混凝土整體澆筑，池子底部和內(nèi)壁襯玻璃鋼防滲層。防滲池底設(shè)計不小于0.5%的坡度，坡向檢查井。

2.2 防滲罐池的排水措施

在檢查井 （700 mm×700 mm ×400mm） 內(nèi)，設(shè)置一根DN300 mm的碳鋼管，作為檢查立管。立管下端置于井的最低處，頂部高出防滲池池壁200mm。在檢查立管上，不均勻地開φ6 mm的小孔。檢查立管周圍回填粒徑為10～30mm的礫石，若立管內(nèi)有水時，可放入小型潛水泵將水抽出。

2.3 乙醇罐（區(qū)）的安裝

防滲罐池底板上，設(shè)高為200mm的混凝土條形基礎(chǔ)，預(yù)留地腳螺栓孔。乙醇儲罐吊入池內(nèi)，平放在基礎(chǔ)上，將設(shè)備支腿螺栓孔與基礎(chǔ)預(yù)留螺栓孔對齊，進(jìn)行二次澆灌。為防止雨季或洪水時期罐體浮起，在罐體上加兩條防漂浮抱帶與基礎(chǔ)固定[5]。

乙醇儲罐安裝就位，且與儲罐相關(guān)的管道連接完畢后，其周圍及上方回填中性沙至與防滲池池壁頂面平齊。

3 乙醇罐（區(qū)）的工藝管道流程設(shè)計

3.1 工藝流程設(shè)計

3.1.1 工藝流程簡介

汽車槽車送來的乙醇，取樣后，送質(zhì)檢中心，經(jīng)檢驗(yàn)合格后，將槽車出液口管道與乙醇罐（區(qū)）的快裝接頭對接好，經(jīng)檢查無誤后，通過乙醇泵卸車。

設(shè)置兩臺乙醇泵，一用一備。通過優(yōu)化管路設(shè)計，根據(jù)閥門的轉(zhuǎn)換開閉，實(shí)現(xiàn)乙醇從汽車槽車到乙醇儲罐的卸車和由乙醇儲罐儲到生產(chǎn)車間使用兩個目的。

3.1.2 設(shè)備參數(shù)

1） 乙醇儲罐。 臥式，V=20m3，φ2200×5700，材質(zhì)為S30408，1臺。

2） 乙醇（酒精） 泵。磁力驅(qū)動離心泵，Q=15m3/h，揚(yáng)程25m，汽蝕余量4m，電機(jī)N=5.5Kw（防爆），材質(zhì)為組合件，2臺（一用一備）。

3.1.3 工藝管道流程圖

工藝流程圖見圖1。

圖1 工藝管道流程圖

3.2 管道設(shè)計安裝

3.2.1 嚴(yán)格執(zhí)行壓力管道設(shè)計及檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

根據(jù)國家質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫總局2014年10月30日關(guān)于修訂《特種設(shè)備目錄》的公告 (2014年第114號)提出，壓力管道是指：利用一定的壓力，用于輸送氣體或者液體的管狀設(shè)備，最高工作壓力大于或者等于0.1MPa（表壓），最高工作溫度高于或者等于標(biāo)準(zhǔn)沸點(diǎn)的液體，且公稱直徑大于或者等于50mm的管道。

本工藝設(shè)計的輸送乙醇介質(zhì)的管道管徑為DN65，壓力為0.25MPa，屬于壓力管道。按照壓力管道的分類分級，乙醇管道劃分為工業(yè)管道的GC2級。

3.2.2 工藝管道安裝

1） 乙醇儲罐 （區(qū)） 工藝管道材質(zhì)采用S30408材質(zhì)。

2）乙醇儲罐的進(jìn)出口管道采用柔性連接。

3）乙醇儲罐的進(jìn)料管從上部接入，延伸至距罐底200mm處。

4）乙醇儲罐的通氣管管徑不小于DN50mm。通氣管管口安裝高度為高出地面4m，高出建筑物的頂面1.5m以上；通氣管設(shè)阻火器，安裝在呼吸閥之下，用以防止火星或火焰進(jìn)入儲罐。

5）乙醇儲罐安裝帶有高液位報警功能的液位計。

6）乙醇儲罐（區(qū)） 設(shè)室外消火栓系統(tǒng)及配置半固定式泡沫滅火系統(tǒng)。

4 乙醇罐（區(qū)）的布置設(shè)計

4.1 一般布置原則

按照《建規(guī)》，乙醇屬于甲類液體，乙醇罐（區(qū)）一般布置在區(qū)域的邊緣；或者相對獨(dú)立的安全地帶，全年最小頻率風(fēng)向的上風(fēng)側(cè)；或者布置在地勢較低的地帶；與裝卸區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)及辦公區(qū)分開布置。

4.2 工程實(shí)例布置

工程實(shí)例為某制藥廠，乙醇作為有機(jī)溶劑使用，量不大，單罐為20m3，乙醇儲罐采用鋼制常壓埋地臥式圓筒形單層儲罐，并設(shè)置防滲罐池。乙醇由汽車槽車送來，通過乙醇罐（區(qū)）的乙醇泵卸車和提供生產(chǎn)車間使用。

由于受場地使用的限制，且乙醇罐（區(qū)）與生產(chǎn)裝置聯(lián)系密切，需滿足安全間距的要求以及生產(chǎn)工藝布置的需要。乙醇罐（區(qū)）西面為廠區(qū)綜合樓，其間距為11.78m，南面為生產(chǎn)車間，間距為16.36m；北面為給水站，間距為19.08m。

根據(jù)《建規(guī)》中第4.2.1條、表4.2.1注6規(guī)定，直埋地下的甲、乙、丙類液體臥式罐，當(dāng)單罐容量不大于50 m3，總?cè)萘坎淮笥?00 m3時，與建筑物的防火間距可按規(guī)定減少50%。也就是說，埋地乙醇罐（區(qū)）與西面綜合樓的間距大于6m即可滿足規(guī)范要求；若乙醇儲罐為地上儲罐，則不能滿足規(guī)范要求。

總平面布置圖詳見圖2。

圖2 總平面布置圖

4.3 本工程實(shí)例布置的優(yōu)點(diǎn)

1）乙醇在常溫常壓下儲存，有較強(qiáng)的揮發(fā)性。采用埋地臥式圓筒形單層儲罐，并設(shè)置防滲罐池方式，能夠抑制乙醇揮發(fā)，對保證安全非常有利。

2）避免地上可燃液體儲罐一旦破裂所引發(fā)的蔓流事故。設(shè)置防滲池的形式，隔離了乙醇與土壤和地下水的接觸，有效避免了泄漏帶來的環(huán)境污染問題。

3） 根據(jù)《建規(guī)》中第4.2.1條、表4.2.1注6規(guī)定，以及《石化規(guī)》 （表4.2.12石油化工廠總平面布置的防火間距）注第5條規(guī)定，埋地儲罐與其他設(shè)施的防火間距可按表規(guī)定減少50%。與地上儲罐相比，埋地乙醇罐（區(qū)）可以減少占地面積，有效提高土地利用率。

5 結(jié)語

小型乙醇儲罐（區(qū)）采用鋼制常壓埋地臥式圓筒形單層儲罐，并設(shè)置防滲罐池方式的設(shè)計，具有節(jié)省占地，土地利用率高，安全環(huán)保的特點(diǎn)。該方案科學(xué)可行，經(jīng)濟(jì)適用，對小型乙醇罐（區(qū)）的設(shè)計有一定的指導(dǎo)意義。

除此之外，在實(shí)際生產(chǎn)中，生產(chǎn)企業(yè)必須嚴(yán)格按照相應(yīng)的規(guī)范要求嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程和安全管理制度，確保乙醇的安全生產(chǎn)使用。