趙云峰 姚學(xué)軍 劉 冰 稅碧垣

中國(guó)石油管道科技研究中心 （河北 廊坊 065000）

防火堤是保障油庫(kù)儲(chǔ)罐安全的重要措施之一，事故和自然災(zāi)害情況下防火堤的安全保障作用尤為突出。在油品儲(chǔ)罐發(fā)生溢流甚至破罐等重大的事故中,防火堤可以通過(guò)有效控制危險(xiǎn)液體的擴(kuò)散而降低事故造成的影響和損失,被公認(rèn)為油庫(kù)控制石油泄漏最有效的手段。目前，我國(guó)關(guān)于防火堤設(shè)計(jì)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有GB 50160-2008《石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB 50183-2004《石油天然氣工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》、GB 50351-2005《儲(chǔ)罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)規(guī)范》,對(duì)防火堤的規(guī)定較為詳細(xì),內(nèi)容涉及防火堤的設(shè)置、容積、強(qiáng)度計(jì)算等方面。國(guó)外公開標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于防火堤的標(biāo)準(zhǔn)主要為美國(guó)消防協(xié)會(huì)的NFPA 30-2003《易燃和可燃液體規(guī)范》，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)目前已采標(biāo)為行標(biāo)SY/T 6344-2010《易燃和可燃液體規(guī)范》。此外,俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)也有關(guān)于防火堤的規(guī)定,與我國(guó)做法有些不同。另外,在對(duì)比分析中還參考了加拿大Enbridge公司的實(shí)際做法（表1）。

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在防火堤設(shè)計(jì)方面與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)相比存在一些技術(shù)指標(biāo)上的差異，如防火堤的有效容積、材質(zhì)、防火堤尺寸等方面的設(shè)計(jì)。因此，有必要對(duì)防火堤的國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究和對(duì)比分析，借鑒國(guó)外防火堤的較佳做法，以促進(jìn)國(guó)內(nèi)防火堤技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)水平的提升，這對(duì)保障我國(guó)輸油站場(chǎng)的安全運(yùn)營(yíng)具有重要的意義[1]。

1 標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)指標(biāo)對(duì)比分析

1.1 防火堤設(shè)置

我國(guó)對(duì)于丘陵地區(qū)的油罐組，當(dāng)有可利用地形條件設(shè)置導(dǎo)油溝和事故存油池時(shí)或者對(duì)5級(jí)站內(nèi)不大于500m3的丙類油罐規(guī)定可不設(shè)防火堤，而國(guó)外Enbridge公司對(duì)于油品儲(chǔ)罐均設(shè)置防火堤，或者隔堤，因此我國(guó)應(yīng)該借鑒國(guó)外做法，在符合實(shí)際條件下盡可能為每個(gè)儲(chǔ)油罐設(shè)置防火堤或隔堤。

1.2 防火堤材質(zhì)

俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)РД 153-39.4-078-01《干線石油管道儲(chǔ)罐和石油供應(yīng)站》1.6.4規(guī)定每組地上儲(chǔ)罐應(yīng)當(dāng)被頂部寬度不小于0.5m的封閉的防火堤圍起來(lái)，或采用由不可燃材料修筑的防火墻圍起來(lái)，防火堤或防火墻應(yīng)考慮溢流液體的液壓。

表1 國(guó)外防火堤相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

NFPA 30-2003《易燃與可燃液體規(guī)范》22.11.2.4規(guī)定防火堤的墻壁應(yīng)采用土、鋼、混凝土或磚石，做到不漏液和能承受滿水時(shí)的靜水壓。

Enbridge公司則一般采用土堤做防火堤材料，當(dāng)土源有困難時(shí)，考慮采用鋼筋混凝土做防火堤。

通過(guò)對(duì)比分析可知，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)均優(yōu)先選用土堤，在實(shí)踐中，我國(guó)則采用混凝土堤，這可能是與混凝土堤施工較為方便，占地面積較小，承壓強(qiáng)度大等因素有關(guān)。不足之處，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)防火堤的防火涂料并沒有給出具體的技術(shù)指標(biāo)要求，這樣不能保證所用材料均符合消防安全要求[2]。

1.3 防火堤高度及頂部寬度

俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)РД 153-39.4-078-01《干線石油管道儲(chǔ)罐和石油供應(yīng)站》1.6.5規(guī)定每組儲(chǔ)罐防火堤或防火墻的高度應(yīng)當(dāng)比溢流液體計(jì)算容積的液位高0.2m，但不低于1m（針對(duì)額定容積在10 000m3以內(nèi)的儲(chǔ)罐）和1.5m（針對(duì)額定容積在10 000m3和10 000m3以上的儲(chǔ)罐）。

NFPA 30-2003《易燃與可燃液體規(guī)范》22.11.2.4規(guī)定土墻高度為0.9m以上，墻頂部為平整斷面，其寬度不小于0.6m。土墻的坡度應(yīng)與所建墻的材料的休止角一致。22.11.2.5規(guī)定在設(shè)有正常通道和應(yīng)急通道接近油罐，閥門和其他設(shè)備的地方，以及防火堤內(nèi)設(shè)置有安全出口時(shí)，防火堤的平均高度可以比內(nèi)部地面高出1.8m。

Enbridge公司防火堤一般高1～1.5m左右，頂寬1.5m左右。

通過(guò)比較可以看出，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)與俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于防火堤高度的規(guī)定相似。但是俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定更加細(xì)致，規(guī)定容積在10 000m3以內(nèi)的儲(chǔ)罐防火堤高度不低于1m，而容積在10 000m3和10 000m3以上的儲(chǔ)罐防火堤高度則不低于1.5m。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)防火堤的頂部寬度比北美標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定較窄，國(guó)外防火堤的頂部寬度為0.6～1.5m，這可能與歐美國(guó)家人體較為寬胖有關(guān)，我國(guó)在防火堤建設(shè)中，可依據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加防火堤頂部寬度，以利于行走方便[3]。

1.4 防火堤構(gòu)造

我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于土堤的地基，壓實(shí)系數(shù)，以及混凝土堤內(nèi)側(cè)培土頂面寬度、壓實(shí)系數(shù)均作出了詳細(xì)的規(guī)定，但是對(duì)比國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，如Enbridge公司做法為防火堤坡度一般底邊:高為2:1，如果粘土性能很好，可以粘結(jié)緊密，可采用1:1的比例。而我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中并為對(duì)土堤的坡度作出明確規(guī)定，這會(huì)造成實(shí)際施工時(shí)沒有相關(guān)依據(jù)，施工后難以保證土堤不滑坡，這可能也是目前大部分采用混凝土堤的原因之一。建議我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)借鑒國(guó)外做法，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中土堤的坡度進(jìn)行細(xì)化規(guī)定。

1.5 防火堤距離

對(duì)于50 000m3儲(chǔ)罐，其罐璧高度為19m，則防火堤與儲(chǔ)罐距離為9.5m，而俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)于10 000m3以上的儲(chǔ)罐，其距離不小于6m，因此，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的儲(chǔ)罐與防火堤的距離比國(guó)外規(guī)定的距離較遠(yuǎn)。

1.6 防火堤容積

API 12R1《生產(chǎn)服役中罐的設(shè)置、維護(hù)、檢測(cè)、運(yùn)行和維修推薦做法》規(guī)定防火堤或圍墻最低應(yīng)能容納最大儲(chǔ)罐的容量，并需要考慮積聚雨水的容積(額外10%儲(chǔ)罐容積)。

NFPA 30-2003《易燃與可燃液體規(guī)范》22.11.2規(guī)定防火堤蓄液區(qū)的容量應(yīng)不小于最大儲(chǔ)罐的容積（假設(shè)是滿罐）。對(duì)于在防火堤區(qū)域內(nèi)多于一個(gè)罐的情況，防火堤蓄液區(qū)的有效容量計(jì)算應(yīng)為防火堤內(nèi)的容積減去最大儲(chǔ)罐外的所有儲(chǔ)罐在防火堤高度以下的體積。

Enbridge公司的做法是防火堤的容積為在區(qū)域內(nèi)最大罐容的110%，其中包括了最大罐本身在防火堤高度以下的容量。幾個(gè)大小不同罐組成的防火堤內(nèi)，也同樣考慮最大罐的罐容的100%+10%。

通過(guò)比較可以看出，在計(jì)算容積時(shí)，也計(jì)算上最大罐本身低于防火堤設(shè)計(jì)液面高度以下的容積部分。我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)在計(jì)算容積時(shí)，除去了最大罐的基礎(chǔ)體積，實(shí)際上也將最大罐本身在防火堤設(shè)計(jì)液面高度下的部分計(jì)算在內(nèi)，與國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)一致。但是國(guó)外對(duì)于單罐和罐組區(qū)，防火堤的容積均為區(qū)域內(nèi)一個(gè)最大罐容的110%，主要考慮了積聚雨水的容積。因此有必要借鑒國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和做法，考慮更加周全，增加防火堤的有效罐容量。

1.7 防火堤地坪坡度

NFPA 30-2003《易燃與可燃液體規(guī)范》22.11.2規(guī)定從儲(chǔ)罐到防火堤之間，或距儲(chǔ)罐至少15m范圍，應(yīng)設(shè)置不小于1%的斜坡。

由標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比可以看出，國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定防火堤內(nèi)地坪的坡度為1%，而我國(guó)僅為0.5%，排水效果不如國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，因此，可根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)增加防火堤內(nèi)地坪的坡度。

1.8 防火堤防滲

Enbridge公司在防火堤內(nèi)地坪底部墊土，然后附上一層膨潤(rùn)土防滲墊 （防滲墊鋪滿地坪及整個(gè)防火堤的內(nèi)坡面，可以使整個(gè)防火堤內(nèi)部均能夠防滲），然后再覆土或沙子，覆土或砂的厚度約為2cm。膨潤(rùn)土防水毯的好處：①防透性能優(yōu)異：膨潤(rùn)土以水止水，具有很高的抗靜水壓力；②施工簡(jiǎn)便：對(duì)基層要求低，可直接以疊搭方式鋪設(shè)，負(fù)溫條件下也可施工；③獨(dú)有的自愈性：利用膨潤(rùn)土遇水具有膨脹性，它能自愈修補(bǔ)防滲層的缺陷；④耐久、環(huán)保：膨潤(rùn)土屬于無(wú)機(jī)材料，不老化，耐久性好。

通過(guò)對(duì)比可以看出，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于防火堤內(nèi)的防滲只做出了要求，但是對(duì)于具體的防滲措施沒有相關(guān)規(guī)定，這樣會(huì)造成實(shí)際施工時(shí)，防火堤的防滲效果不理想，甚至不采取防滲措施。而Enbridge公司對(duì)每個(gè)站場(chǎng)均采取防滲措施，并且采用性能較佳，使用方便的膨潤(rùn)土防水毯技術(shù)，這種技術(shù)在我國(guó)也有應(yīng)用，因此非常值得借鑒。

2 結(jié)論及建議

（1）由于石油組分包括了甲乙丙3類油品，目前新建站場(chǎng)內(nèi)的油品儲(chǔ)量也超過(guò)5級(jí)站場(chǎng)容量，建議按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,同時(shí)也借鑒Enbridge公司做法，對(duì)每個(gè)儲(chǔ)油罐組都設(shè)置防火堤，或者在儲(chǔ)罐組內(nèi)對(duì)小的儲(chǔ)罐設(shè)置隔堤。浮頂、內(nèi)浮頂油罐組，防火堤內(nèi)總罐容量可根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不大于600 000m3。

（2）在防火堤的材質(zhì)上，國(guó)外均優(yōu)先使用土堤做防火堤，其材料選用粘性土壤為佳，若土源實(shí)在有困難，可選用鋼筋混凝土，內(nèi)側(cè)培土的防火堤。因此國(guó)內(nèi)應(yīng)學(xué)習(xí)借鑒國(guó)外做法，盡量采用土堤，當(dāng)然如果土源確實(shí)有困難的地方，可采用內(nèi)側(cè)培土的混凝土堤。

（3）防火堤的高度我國(guó)與俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定一致，但是俄羅斯標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定更加詳細(xì)。

（4）關(guān)于土質(zhì)防火堤頂部寬度，建議參考國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)及做法，在0.5m的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加。

（5）防火堤的容積可借鑒國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)及做法，設(shè)為最大罐容的110%。

（6）土質(zhì)防火堤的內(nèi)側(cè)坡度可借鑒國(guó)外做法，采用底邊:高為2:1～1:1的比例。

（6）防火堤內(nèi)的地坪，建議坡度設(shè)置為1%。

（7）關(guān)于防火堤的防滲措施，建議借鑒國(guó)外做法，采用鋪設(shè)一層膨潤(rùn)土防滲墊來(lái)防滲。

[1]傅志敏,黃金印.油罐區(qū)防火堤及排水對(duì)消防安全的影響[J].油氣儲(chǔ)運(yùn),1998,17（4）:43-45.

[2]李欽華,朱煥勤,樊寶德.油庫(kù)防火堤存在的問(wèn)題及其改進(jìn)措施[J].石油工程建設(shè)，2007，33（2）:5-6.

[3]魏致宏,胥敏,丁小虎.關(guān)于儲(chǔ)油罐區(qū)防火堤設(shè)計(jì)的若干問(wèn)題探討[J].石油工業(yè)技術(shù)監(jiān)督，2010，26(5):53-54.