國(guó)內(nèi)外液氨罐區(qū)布置要求分析

王兵兵，梁亞棟

(中國(guó)五環(huán)工程有限公司，湖北 武漢 430223)

近年來，國(guó)內(nèi)工程公司不斷拓展海外業(yè)務(wù)作為公司營(yíng)業(yè)額的新增長(zhǎng)點(diǎn)，然而國(guó)內(nèi)工程的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)并不能完全照搬應(yīng)用在海外工程項(xiàng)目上，特別是標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求上的差異需要格外重視，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的對(duì)標(biāo)為更好更準(zhǔn)確的完成海外工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)提供了必要的基礎(chǔ)。

液氨是一種應(yīng)用廣泛的化工原料，易揮發(fā)且具有腐蝕性，為了運(yùn)輸和儲(chǔ)存的便利，通常使用冷卻或者加壓的手段得到液態(tài)氨，液氨的屬性決定了其儲(chǔ)運(yùn)具有較高的危險(xiǎn)性[1]。本文依據(jù)所完成海外工程的經(jīng)驗(yàn)，就國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)于液氨罐區(qū)的布置要求差異進(jìn)行分析討論，為同類型的設(shè)備布置提供參考。

1 氨的火災(zāi)危險(xiǎn)性

氣氨的爆炸極限為15.7%～27.4%[2]，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)將其劃分為乙類可燃[3-4]。液氨屬于比較特殊的一種介質(zhì)，常溫常壓條件下為氣態(tài)，通過研究閃點(diǎn)來判定其火災(zāi)危險(xiǎn)性實(shí)際是沒有意義的，但是儲(chǔ)存液氨的容器受熱時(shí)也有可能發(fā)生爆炸，一旦泄漏在常溫常壓條件下可迅速氣化形成氣態(tài)氨，具有燃燒爆炸危險(xiǎn)，GB50160中可燃液體的火災(zāi)危險(xiǎn)性依據(jù)介質(zhì)的閃點(diǎn)不同劃分，液氨火災(zāi)危險(xiǎn)性劃分為乙A類。

美國(guó)消防協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)[5]根據(jù)閉杯閃點(diǎn)將國(guó)內(nèi)表述的可燃液體分為可燃液體和易燃液體兩類，如果依據(jù)閃點(diǎn)這個(gè)指標(biāo)來劃分，液氨不屬于可燃和易燃的范疇。由于氣氨具有可燃性，如果涉及到海外工程項(xiàng)目，液氨的火災(zāi)危險(xiǎn)性判定應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注合同約定或者當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

2 液氨罐區(qū)布置要求

2.1 儲(chǔ)罐之間的間距

2.1.1

GB50160條款6.3.3注明液氨儲(chǔ)罐間的防火間距要求應(yīng)與液化烴儲(chǔ)罐相同，大于100m?的儲(chǔ)罐布置間距不小于0.5倍相鄰較大儲(chǔ)罐的直徑。值得注意的是，根據(jù)內(nèi)安監(jiān)管三字[2014]104號(hào)《關(guān)于加大危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐間距的通知》,內(nèi)蒙古的建設(shè)項(xiàng)目的儲(chǔ)罐間距需要取現(xiàn)行國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)下限的兩倍[6]。

2.1.2

國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)中并沒有單獨(dú)規(guī)定液氨儲(chǔ)罐的布置間距，筆者認(rèn)為可以參考可燃液體儲(chǔ)罐布置與國(guó)內(nèi)布置要求進(jìn)行比較。NFPA58條款12.7.6和API RP 2510 條款11.3.1.2均注明儲(chǔ)罐布置間距不小于0.5倍相鄰較大儲(chǔ)罐的直徑，NFPA59A條款5.3.4注明儲(chǔ)罐間距不小于相鄰儲(chǔ)罐直徑之和的1/4(大于265m3的儲(chǔ)罐)，NFPA30條款22.4.2.1注明儲(chǔ)罐間距不小于相鄰儲(chǔ)罐直徑之和的1/6(直徑小于45m的儲(chǔ)罐)，直徑大于45m的儲(chǔ)罐又細(xì)分為幾類，最嚴(yán)格要求為不小于相鄰儲(chǔ)罐直徑之和的1/4。

可以發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)外項(xiàng)目?jī)?chǔ)罐間距一般取不小于0.5倍相鄰較大儲(chǔ)罐的直徑基本都能滿足要求，同時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)規(guī)范或合同是否有特殊要求。

2.2 儲(chǔ)罐罐壁至防火堤的距離

2.2.1

GB50160條款6.3.5及條文解釋注明，液氨儲(chǔ)罐的防火堤和隔堤要求與液化烴的要求一致，同時(shí)條款6.3.6指出，液化烴全冷凍式單防罐罐組應(yīng)設(shè)防火堤，單防罐至防火堤內(nèi)頂角線的距離不應(yīng)小于最高液位與防火堤堤頂?shù)母叨戎罴由弦好嫔蠚庀喈?dāng)量壓頭的和。

2.2.2

NFPA59A條款5.3.2.10 與GB50160要求一致。NFPA30條款22.11.2.5(3)指出，防火堤高度超過1.8m時(shí)，罐壁到防火堤內(nèi)側(cè)不應(yīng)小于1.5m。

國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)于儲(chǔ)罐罐壁至防火堤的距離要求基本一致，主要目的均是在儲(chǔ)罐泄露時(shí)，避免泄露的液氨噴射出防火堤范圍。

2.3 防火堤內(nèi)容積

2.3.1

GB50160對(duì)于全壓力式半冷凍式液化烴儲(chǔ)罐設(shè)置防火堤的目的是作為界限防止無關(guān)人員進(jìn)入罐組，較低的防火堤對(duì)少量泄露的液體便于擴(kuò)散，所以，對(duì)于堤內(nèi)容積沒有要求。對(duì)于全冷凍式液氨儲(chǔ)罐，條款6.3.8注明，堤內(nèi)有效容積應(yīng)不小于1個(gè)最大儲(chǔ)罐容積的60%。

2.3.2

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ANSI K61.1條款7.2.7指出，防火堤內(nèi)應(yīng)能容納堤內(nèi)最大罐容積的110%，并扣除堤內(nèi)其它儲(chǔ)罐所占空間。NFPA30條款22.11.2.2表明，防火堤內(nèi)應(yīng)能容納堤內(nèi)最大罐容積。一些設(shè)計(jì)公司會(huì)在100%基礎(chǔ)上增加部分容積以容納消防水，增加的容積具體數(shù)量由當(dāng)?shù)貤l件確定。

對(duì)于防火堤內(nèi)有效容積國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求比較明確，建議國(guó)內(nèi)項(xiàng)目取不小于60%，海外項(xiàng)目取不小于110%，并注意減去的被占用空間還包括隔堤等。

2.4 防火堤高度

2.4.1

GB50160條款6.3.5指出，液化烴全壓力式或半冷凍式儲(chǔ)罐組宜設(shè)不高于0.6m的防火堤。條款6.2.17指出，立式儲(chǔ)罐防火堤的高度應(yīng)為計(jì)算高度加0.2m，但不應(yīng)低于1.0m(以堤內(nèi)設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高為準(zhǔn))，且不宜高于2.2m(以堤外3m范圍內(nèi)設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高為準(zhǔn))。

2.4.2

NFPA30條款22.11.2.5注明，當(dāng)防火堤平均高度(以堤內(nèi)設(shè)計(jì)地坪標(biāo)高為準(zhǔn))超過1.8m時(shí)，應(yīng)有接近儲(chǔ)罐、閥門和其它設(shè)備的正常通道、緊急通道，便于從防火堤內(nèi)疏散。

對(duì)于防火堤的高度國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范并沒有高度限制，筆者認(rèn)為海外項(xiàng)目除非是占地極其有限，否則不建議設(shè)置過高的防火堤，防火堤過高會(huì)帶來消防滅火的難度提高以及出現(xiàn)穿堤管道。

2.5 隔堤的設(shè)置

2.5.1

GB50160條款6.3.5指出，液化烴全壓力式或半冷凍式儲(chǔ)罐組防火堤內(nèi)的隔堤不宜高于0.3m。全冷凍式儲(chǔ)罐組的總?cè)莘e不應(yīng)大于200000m3，單防罐應(yīng)每1個(gè)罐一隔，隔堤應(yīng)低于防火堤0.2m。GB50351條款3.3.7指出，全冷凍式單防罐組應(yīng)每罐設(shè)置一隔堤。

2.5.2

NFPA30條款22.11.2.6 指出，為防止火災(zāi)危險(xiǎn)危及臨罐，兩個(gè)及以上儲(chǔ)罐應(yīng)使用排液通道或者隔堤隔開，隔堤高度不小于450mm。條款22.11.2.6.3.5指出，直徑大于45米的I級(jí)液體儲(chǔ)罐，扣除儲(chǔ)罐所占空間，隔堤內(nèi)應(yīng)能容納儲(chǔ)罐容積的10%。其它類型儲(chǔ)罐未明確要求容積。

目前從國(guó)內(nèi)外規(guī)范的要求來看，一罐一隔將會(huì)是普遍要求，需要注意的是國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)于隔堤高度限制以及各地內(nèi)容積的要求差異性。

3 關(guān)于全防罐

3.1 GB50160條款6.3.5及6.3.7明確指出，全冷凍式液化烴(液氨)雙防罐或全防罐罐組可不設(shè)防火堤。

3.2 ANSI K61.1條款7.2.4指出，冷凍式儲(chǔ)罐周圍應(yīng)提供排液系統(tǒng)、圍堰或者其它二次收集系統(tǒng)用來防止液體泄漏至不可控區(qū)域。API STD 625條款5.3-5.5及附錄C詳細(xì)介紹了單防罐、雙防罐和全防罐的區(qū)別，指出雙壁罐的外殼可以視作攔蓄區(qū)替代圍堰，同時(shí)要求儲(chǔ)罐液位以下不得開孔，若在儲(chǔ)罐下方布置管口，需滿足下列前提要求：業(yè)主同意；不違背使用的規(guī)范；考慮增加的風(fēng)險(xiǎn)；需提供罐內(nèi)閥；增設(shè)圍堰，圍堰容積滿足罐內(nèi)閥關(guān)閉前管道全流速時(shí)流出液體容積的110%。

由此可見海外項(xiàng)目對(duì)于設(shè)置全防罐同時(shí)取消防火堤的設(shè)計(jì)設(shè)置了更多的前提條件，若無法滿足建議仍然設(shè)置防火堤。

4 結(jié)語

(1)對(duì)于國(guó)內(nèi)項(xiàng)目，工程公司都具有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，海外工程項(xiàng)目設(shè)備布置最大的風(fēng)險(xiǎn)往往來自對(duì)海外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范難以全面準(zhǔn)確的掌握，通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，對(duì)于液氨罐區(qū)設(shè)備布置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)大多都可以滿足美標(biāo)等主流標(biāo)準(zhǔn)的要求。

(2)在做海外項(xiàng)目的氨罐區(qū)設(shè)計(jì)時(shí)，首先要滿足合同約定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求，關(guān)注合同中有無特別要求，對(duì)于布置中的問題若國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范沒有具體條文規(guī)定，可謹(jǐn)慎采用國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)作為參考。

(3)關(guān)于液氨儲(chǔ)罐的布置要求，國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范典型的要求差異體現(xiàn)在，防火堤容積要求提高、儲(chǔ)罐要求一罐一隔、防火堤高度去除了限制。

(4)國(guó)內(nèi)全冷凍式液氨儲(chǔ)罐大多使用單防罐，使用雙防罐或全防罐成本會(huì)有所提高，若從安全和節(jié)約占地角度考慮，建議使用全防罐并且將儲(chǔ)罐出口設(shè)置在罐頂。

[1] 彭 林.液氨儲(chǔ)罐事故泄漏環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)探討[J].廣東化工，2009(4):110-112.

[2] 高夢(mèng)非，張哲源，張 苗，等.氨分解裝置中液氨儲(chǔ)罐火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性分析[J].中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù)，2014(8)：150-154.

[3] 中國(guó)石油化工集團(tuán)公司.GB50160-2008.石油化工企業(yè)設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S].北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2009.

[4] 中華人民共和國(guó)公安部.GB50016-2014.建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范[S]. 北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2015.

[5] ANSI/NFPA .NFPA30-2015.Flammable and Combustible Liquids Code[S].[S.I.]:[s.n.]，2015.