雙層儲(chǔ)油罐在加油站設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

梁慧（大慶油田有限責(zé)任公司儲(chǔ)運(yùn)銷售分公司）

根據(jù)我國(guó)商務(wù)部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，20世紀(jì)90年代全國(guó)分布的加油站的數(shù)量?jī)H為5000多座，到新版GB 50156—2012《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》頒布時(shí)，全國(guó)加油站的數(shù)量已經(jīng)增加了20倍達(dá)到近10萬座，僅次于美國(guó)的16.2萬座而位居全球第二位[1]。按照GB 50156—2002版的加油站設(shè)計(jì)規(guī)范要求，加油站儲(chǔ)油罐應(yīng)為不小于5 mm的鋼制儲(chǔ)罐，應(yīng)為埋地敷設(shè)，而金屬的腐蝕速度會(huì)因時(shí)間的推移急劇加快，這些埋地金屬儲(chǔ)罐無疑是今后環(huán)境保護(hù)的安全隱患。我國(guó)現(xiàn)有的10萬座加油站，其埋地儲(chǔ)罐大部分已經(jīng)運(yùn)行20多年，如果油罐發(fā)生滲泄漏，不僅會(huì)對(duì)人身安全和財(cái)產(chǎn)造成損害，還會(huì)污染土壤和地下水。隨著國(guó)家環(huán)境保護(hù)法令法規(guī)的逐步出臺(tái)，人們的意識(shí)逐漸從經(jīng)濟(jì)發(fā)展轉(zhuǎn)移到環(huán)境保護(hù)上來。新版加油站建設(shè)規(guī)范的發(fā)布，對(duì)環(huán)境保護(hù)要求貫徹的核心要點(diǎn)是采取必要的措施，防止油品滲漏。

1 雙層儲(chǔ)罐的種類及特點(diǎn)

雙層儲(chǔ)罐一般是指由內(nèi)罐和將內(nèi)罐完全封閉的外罐構(gòu)成的油品儲(chǔ)罐，內(nèi)罐用于儲(chǔ)存油品，外罐為液體泄漏防護(hù)層，內(nèi)外罐體之間的間隙空間用于油品泄漏檢測(cè)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)泄漏防止油品污染土壤和地下水。雙層油罐是目前加油站防止油品滲漏而采用的主要措施，按其過渡歷程與趨勢(shì)分為鋼制雙層罐（SS儲(chǔ)罐）、內(nèi)鋼外玻璃纖維增強(qiáng)塑料雙層罐（SF儲(chǔ)罐）、玻璃纖維增強(qiáng)塑料雙層罐（FF儲(chǔ)罐）。

1.1 鋼制雙層罐（SS儲(chǔ)罐）

鋼制雙層罐罐體采用耐腐蝕類鋼板制造，其內(nèi)壁厚度應(yīng)大于或等于6 mm，外壁厚度5～8 mm。其優(yōu)點(diǎn)是罐壁強(qiáng)度高、防雷防靜電性能優(yōu)異；缺點(diǎn)是造價(jià)高，不具備液媒測(cè)漏基本條件，內(nèi)外膽耐腐蝕性都較差，質(zhì)保期短。隨著SF和FF儲(chǔ)罐的逐漸發(fā)展，目前已很少采用。

1.2 玻璃鋼與鋼復(fù)合雙層油罐（SF儲(chǔ)罐）

SF儲(chǔ)罐采用鋼制強(qiáng)化玻璃纖維制雙層結(jié)構(gòu)，內(nèi)層采用特種鋼板制造，可以為油罐提供強(qiáng)度支撐和承載油品，外層采用FRP（玻璃纖維增強(qiáng)塑料），杜絕了土壤中的水分對(duì)內(nèi)層罐體的電解腐蝕。在SF儲(chǔ)罐的內(nèi)部鋼殼與外部強(qiáng)化玻璃纖維層之間有0.1 mm的空隙，用于充盈內(nèi)層罐體泄漏的油品和泄漏檢測(cè)。SF儲(chǔ)罐配置的泄漏檢測(cè)儀探頭深入檢測(cè)狹縫，外接監(jiān)視設(shè)備可實(shí)現(xiàn)泄漏監(jiān)控，從而杜絕環(huán)境隱患、保護(hù)土壤和水的生態(tài)環(huán)境。SF儲(chǔ)罐具有安裝便捷、使用壽命長(zhǎng)（大于單層金屬油罐的5倍，其安全使用期長(zhǎng)達(dá)10年）、泄漏監(jiān)測(cè)中可以采用遠(yuǎn)程監(jiān)控等優(yōu)點(diǎn)[2]。缺點(diǎn)是不具備液媒測(cè)漏基本條件，同時(shí)因內(nèi)層罐體采用碳鋼制造，故而對(duì)微生物誘導(dǎo)的生物腐蝕以及低硫柴油、汽油含水等化學(xué)因素產(chǎn)生的化學(xué)腐蝕較為敏感，導(dǎo)致該類地下油品儲(chǔ)罐整體的耐腐蝕性有所降低，保質(zhì)期、使用期縮短。

1.3 玻璃鋼雙層油罐（FF儲(chǔ)罐）

FF儲(chǔ)罐由內(nèi)層FRP、外層FRP及中間層3D玻纖織物的三層結(jié)構(gòu)組成，3D玻纖織物是整個(gè)儲(chǔ)罐建造的關(guān)鍵技術(shù)，將油罐內(nèi)壁和外壁構(gòu)造成為一個(gè)整體。柔韌的FRP和3D玻纖織物能夠緩減儲(chǔ)罐所承受外部沖擊力，增加了油罐的整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。內(nèi)外層所構(gòu)筑的FRP罐體由玻璃纖維和樹脂基體復(fù)合而成，具有不銹蝕、不需要陰極保護(hù)、檢修周期長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，充分保證了罐內(nèi)油品的質(zhì)量和罐體的耐蝕性。3D復(fù)合材料技術(shù)的采用，保證了中間層的結(jié)構(gòu)連通性，形成的3.5 mm中間層空隙保證了測(cè)漏的全方位無死角；內(nèi)外層所設(shè)置的FRP材料，也同樣可以防止液媒帶來的腐蝕，使之具備了液媒測(cè)漏檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)，避免了在真空或壓力測(cè)漏系統(tǒng)中，壓力衰減帶來的誤報(bào)問題，狹長(zhǎng)中間空隙使操作更為可靠、更為便捷；同時(shí)即便是儲(chǔ)罐內(nèi)壁因應(yīng)力作用或機(jī)械損傷發(fā)生意外泄漏，油品也不會(huì)通過夾層直接流入外部環(huán)境污染水土，從整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和罐體材料的選用上杜絕了油品外泄的可能性，也杜絕了由于油品泄漏帶來環(huán)境污染和財(cái)產(chǎn)損失。其優(yōu)點(diǎn)是耐沖擊、罐體不會(huì)發(fā)生內(nèi)外腐蝕、使用壽命較長(zhǎng)；而由一體化模具加工而成的儲(chǔ)罐罐體，又使之具備結(jié)實(shí)可靠、安裝便捷、維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)[3]。

表1 埋地儲(chǔ)罐泄漏監(jiān)測(cè)方法對(duì)比

2 雙層儲(chǔ)罐的選用

我國(guó)現(xiàn)存10萬座加油站中，有90%的油罐為較早期間設(shè)計(jì)的的單層鋼制儲(chǔ)罐，在對(duì)老區(qū)加油站改造和新建加油站的建設(shè)中，地下油品油罐的需求量增長(zhǎng)迅速，加油站儲(chǔ)罐的選用設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況區(qū)分對(duì)待。

2.1 相關(guān)規(guī)范的要求

GB50156—2012條文說明中明確指出內(nèi)鋼外玻璃纖維增強(qiáng)塑料雙層油罐抗土壤和化學(xué)腐蝕方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于鋼制油罐，其使用壽命也因此要比GB 50156—2002所要求的直接埋地敷設(shè)的鋼罐要長(zhǎng)，同時(shí)也闡明了雙層玻璃纖維增強(qiáng)塑料油罐在抗內(nèi)、外腐蝕方面都優(yōu)于帶有金屬罐體的油罐，并將雙層玻璃纖維增強(qiáng)塑料油罐（FF儲(chǔ)罐）列為今后各國(guó)在加油站地下油罐的主推產(chǎn)品[4]。中石化2015年發(fā)布的SH/T 3177—2015《加油站用埋地玻璃纖維增強(qiáng)塑料雙層油罐工程技術(shù)規(guī)范》，以及SH/T 3178—2015《加油站用埋地鋼-玻璃纖維增強(qiáng)塑料雙層油罐工程技術(shù)規(guī)范》中，更加明確了玻璃纖維增強(qiáng)塑料雙層油罐的制造要求，也為雙層罐的選型和應(yīng)用創(chuàng)造了條件。

2.2 儲(chǔ)罐泄漏監(jiān)測(cè)的技術(shù)要求

2013年發(fā)布的GB/T 30040《雙層罐泄漏檢測(cè)系統(tǒng)》中，把對(duì)儲(chǔ)罐的泄漏檢測(cè)定位Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ個(gè)級(jí)別，并提出了壓力和真空、液體媒介、液體或蒸汽傳感器、液位儀測(cè)漏、監(jiān)測(cè)井用傳感器五種泄漏監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（表1）。液體媒介監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可運(yùn)行在-30～60℃的環(huán)境中，因其具備準(zhǔn)確可靠、全方位無死角、不受環(huán)境影響，以及安裝操作簡(jiǎn)單、后期使用和維護(hù)成本低的特點(diǎn)，也成為雙層儲(chǔ)罐選擇的必要條件。

表2 SF儲(chǔ)罐與FF儲(chǔ)罐的特性對(duì)比

2.3 耐腐蝕性

FF儲(chǔ)罐因其內(nèi)、外膽皆為玻璃纖維，故而有著耐腐蝕性強(qiáng)、日常維護(hù)少、檢修周期長(zhǎng)等特點(diǎn)。SF儲(chǔ)罐卻因內(nèi)膽為金屬降低了耐腐蝕性能，因而增加了維護(hù)周期和日常維護(hù)，內(nèi)膽的腐蝕性也導(dǎo)致其壽命縮短。

2.4 其他因素

除上述之外，儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)還因考慮造價(jià)、工期、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等因素。FF儲(chǔ)罐因其制造工藝復(fù)雜，工程造價(jià)高于SF儲(chǔ)罐30%左右；但其有著質(zhì)量小、安裝方便、工期較短、風(fēng)險(xiǎn)較低等特點(diǎn)，使之在選型上占有了一定的優(yōu)勢(shì)（表2）。

3 結(jié)論

總之，加油站儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)選型，除應(yīng)從規(guī)范入手外，還應(yīng)結(jié)合監(jiān)測(cè)手段、耐腐蝕性、工程造價(jià)等多方面因素，從實(shí)際出發(fā)選取符合本地實(shí)情的儲(chǔ)罐類型[5]。從《汽車加油加氣站設(shè)計(jì)與施工規(guī)范》中可以看出，SF儲(chǔ)罐雖然可以滿足防滲和環(huán)保的要求，但它是雙層玻璃纖維儲(chǔ)罐的過渡期。在北美和澳洲市場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中FF儲(chǔ)罐占80%份額，另外約20%市場(chǎng)的SF儲(chǔ)罐[6]。隨著液體媒介測(cè)漏的推廣應(yīng)用，在未來的加油站設(shè)計(jì)中，F(xiàn)F地下儲(chǔ)油罐將會(huì)廣泛使用。