6.2 工艺系统
6.2.1 油罐车卸油必须釆用密闭卸油方式。
本条是强制性条文。密闭卸油的主要优点是可以减少油品挥发损耗,避免敞口卸油时出现油气沿地面扩散,加重对空气的污染,发生不安全事故。例如,广州某市加油站和天津市某加油站曾发生过两次火灾;北京市昌平县某加油站也曾发生过一次火灾,都是由于敞口式卸油(即将卸油胶管插入量油孔内)发生的着火事故。油气从卸油口排出,有些油气中还夹带有油珠油雾,极不安全。还有的加油站将油品先卸入敞口的油槽内,经过计量再流入油罐,这种方式不仅损耗更大,同时也更不安全,有的还发生过火灾。所以,本条规定必须采用密闭卸油方式十分必要。其含义包括加油站的油罐必须设置专用进油管道,采用快速接头连接进行卸油。相反的含意是严禁采用敞口卸油方式。
6.2.2 汽油罐车卸油宜釆用卸油油气回收系统。
汽油属易挥发性油品,从保护环境和节能的角度上讲,汽油油罐车的卸油采用密闭油气回收系统,使加油站油罐内的油气在卸油的同时,回收到油罐车内,不向大气中排放,其意义十分重大。这种卸油方式已在发达国家的城市普遍使用,北京市也在2000年开始全面实施。
6.2.3 釆用卸油油气回收系统时,应符合下列规定:
1 油罐车上的油气回收管道接口,应装设手动阀门。
2 密闭卸油管道的各操作接口处,应设快速接头及闷盖。宜在站内油气回收管道接口前设手动阀门。
3 加油站内的卸油管道接口、油气回收管道接口宜设在地面以上。
4 油罐应设带有高液位报警功能的液位计。
卸油油气回收与密闭卸油,工艺上的主要不同之处是油罐车与地下油罐之间加设了一条油气回收连通管道和地下油罐的通气管管口需安装机械呼吸阀(见6.2.14条)。故系统相应具备的条件也需符合一定的要求。
1.卸油采用油气加回收,油罐车的油罐必须设置供油气回收连接软管用的油气连接口,否则,无法使地下油罐排出的油气回到油罐车的油罐中。装设手动阀门(宜用球阀)是为了使卸油后,拆除油气连通软管之前关闭此阀,使油罐车油罐内的油气不泄漏。
2.密闭卸油管道的各操作接口处设快速接头是为了方便管道连接,闷盖可对快速接头的口部起保护和密闭作用。站内油气回收管道接口(指由地下油罐直接接出的油气管道端部快速接头)前装设手动阀门,是为了使卸油后拆除油气回收连通软管前关闭此阀,使地下油罐内的油气不泄漏。
对以上两款所说的接口和控制阀门,建议直接采用配套进口的自封式专用油气回收快速接口。
3.加油站内的卸油管道接口、油气回收管道接口设在地面以上,便于操作和油气扩散,比较安全。
4.汽油油罐车的卸油采用密闭油气回收系统时,由于油罐处于密闭状态,卸油过程中不便人工直接观测油罐中的实际液位,为及时反映罐内的液位高度和防止罐内液位超过安全高度,故规定地下油罐应设带有高液位报警功能的液位计。
6.2.4 加油机不得设在室内。
本条是强制性规定。加油机设在室内,容易在室内形成爆炸混合气体。目前,国内外生产的加油机其顶部的显示器和程控件均为非防爆产品,如果将加油机设在室内,则易引发爆炸和火灾事故。故做此条规定。
6.2.5 加油站宜釆用油罐装设潜油泵的一泵供多机(枪)的配套加油工艺。
本条所推荐采用的加油工艺,是我国加油站的技术发展趋势,与采用自吸式加油机相比,其最大特点是:油罐正压出油、技术先进、加油噪音低、工艺简单,一般不受罐位低和管道长等条件的限制。
6.2.6 当釆用自吸式加油机时,每台加油机应按加油品种单独设置进油管。
本条是从保证加油工况的角度上制定的。如果几台加油机共用一根接自油罐的进油管(即油罐的出油管),会造成互相影响,流量不均。当一台加油机停泵时,还有抽入空气的可能,影响计量的准确度,甚至出现断流现象。故规定采用自吸式加油机时,每台加油机应单独设置进油管。
6.2.7 加油枪宜釆用自封式加油枪,流量不应大于60L/min。
使用自封式加油枪加油能对汽车的油箱起到冒油防溢作用,避免浪费及着火,对安全有利。本条规定的流量限制是为选择加油机和对加油机厂家提出的要求,现在采用的加油枪口径一般都是19mm,当流量为60L/min时,管中流速已达3.54m/s,接近限制流速。而且流速越大,在油箱内产生油沫子也越多,往往油箱还未加满,油沫子就溢出油箱,同时也容易发生静电着火事故。另外,现在规定的加油机爆炸危险场所的范围,也是按流量为60L/min时测定的,流量如果增大,油气的扩散范围也会相应扩大,与本规范所规定的范围不符合。故规定加油机的流量不应大于60L/min。目前,从国外引进的加油机,其最大流量的限制,一般都在38~45L/min范围之内,显然比我国的规定还要严格。
6.2.8 加油站的固定工艺管道宜釆用无缝钢管。埋地钢管的连接应釆用焊接。在对钢管有严重腐蚀作用的土壤地段直埋管道时,可选用耐油、耐土壤腐蚀、导静电的复合管材。
本条对加油站的工艺管道即油品管道、油气管道的规定有以下几方面的目的:
1.采用无缝钢管焊缝少,比较严密可靠。石油化工企业的油品和油气管道一般也都是采用无缝钢管。
2.埋地钢管的连接采用焊接方式是钢管埋地敷设的基本要求,其优点是:施工速度快,省材省工,便于防腐,不容易出现渗漏隐患。
3.复合管材的最大优点是抗腐蚀能力强,目前,在国内外已逐步开始应用,但由于此类管材必须具备耐油、耐腐蚀、导静电等基本性能,还需采用配套的专用连接管件,因此存在着强度较低,费用较高,施工难度大等不足之处。加之,国内又是才开始应用,不宜全面展开。但又不能对此进行限制,故本规范规定在有严重腐蚀的土壤地段,可采用此类管材。
6.2.9 油罐车卸油时用的卸油连通软管、油气回收连通软管,应釆用导静电耐油软管。连通软管的公称直径不应小于50mm。
卸油用的连通软管要求选用耐油和导静电软管,是石油化工行业的通用要求。其中软管的导静电要求,是为了在卸油过程中预防软管聚集静电荷,使操作中不发生静电起火问题。连通软管的直径太小,阻力就大,会影响卸油速度。故规定连通软管的公称直径不应小于DN50。
6.2.10 加油站内的工艺管道应埋地敷设,且不得穿过站房等建、构筑物。当油品管道与管沟、电缆沟和排水沟相交叉时,应釆取相应的防渗漏措施。
“且不得穿过站房等建、构筑物。当油品管道与管沟、电缆沟和排水沟相交叉时,应采取相应的防渗漏措施”是新增规定。主要是为了便于检修,防止由于管道渗漏带来的不安全问题。加油站内多是道路或加油场地,工艺管道不便地上敷设。采用管沟敷设的缺点也很多,如工程量大,投资多,特别是管沟容易积聚油气,形成爆炸危险场所。管沟发生的事故也很多,如陕西省户县某一企业加油站,加油间内着火,火焰顺管沟引到油罐室,将罐室内的油罐口引燃;山西省太原市某加油站在修加油机时产生火花,通过管沟传到地下罐室,引起罐室爆炸。故本条规定加油站的工艺管道应埋地敷设。对于管沟用砂或细土填实的敷设方式也符合本规定的埋地要求。
6.2.11 与油罐相连通的进油管、通气管横管,以及油气回收管,均应坡向油罐,其坡度不应小于2‰。
本条规定主要是从管道的放空方面考虑的,油罐的进油管卸油后,应保证管内油品自流入罐,有利于安全。通气管横管,以及油气回收管,因其容易产生冷结油,影响管道气体流通,也必须要有一定的坡度,坡向油罐使管道处于畅通状况。规定2‰的坡度是最低要求,否则油品放不干净。对于供加油机的油罐出油管道,本条虽未做规定,但在有条件时,也最好坡向油罐,具备放空条件,便于今后检修。
6.2.12 油品管道系统的设计压力不应小于0.6MPa。
主要目的是为管道试压确定基准压力。
6.2.13 埋地工艺管道外表面的防腐设计应符合国家现行标准《钢质管道及储罐腐蚀控制工程设计规范》SY0007的有关规定,并应釆用不低于加强级的防腐绝缘保护层。
埋地管线与埋地油罐一样,如果不做防腐保护或防腐等级太低,少则几年,多则十来年,很快就会被腐蚀穿孔漏油。目前,常采用的防腐材料多为环氧煤沥青和防腐沥青,其做法和要求,国家都有相应的标准。
6.2.14 油罐通气管的设置,除应符合5.0.8条的规定外,尚应符合下列规定:
1 汽油罐与柴油罐的通气管,应分开设置。
2 管口应高出地面4m及以上。
3 沿建筑物的墙(柱)向上敷设的通气管管口,应高出建筑物的顶面1.5m及以上(原为:1m)。
4 当釆用卸油油气回收系统时,通气管管口与围墙的距离可适当减少,但不得小于2m。
5 通气管的公称直径不应小于50mm。
6 通气管管口应安装阻火器。
7 当釆用卸油油气回收系统和加油油气回收系统时,汽油通气管管口尚应安装机械呼吸阀。呼吸阀的工作压力宜按表6.2.14确定。
表6.2.14 机械呼吸阀的工作压力(Pa)
本条1~6款是强制性规定。
1.汽油罐与柴油罐的通气管,应分开设置,主要是为防止这两种不同种类的油品罐互相连通,避免一旦出现冒罐时,油品经通气管流到另一个罐造成混油事故,使得油品不能应用。对于同类油品(如:汽油90#、93#、97#)储罐的通气管,本条含义着允许互相连通,共用一根通气立管。这样可使同类油品储罐气路系统的工艺变得简单,省工、省料,便于改造。即使出现冒罐混油问题,也不致于油品不能应用。国外也有不少国家采取此种做法。但在设计时,应考虑便于以后各罐在洗罐和检修时气路管道的拆装与封堵问题。
2.对通气管的管口高度,英国《销售安全规范》规定不小于3.75m,美国规定不小于3.66m,我国的《建筑设计防火规范》GBJ 16-87(2001年修订版)等规定不小于4m。为与我国相关标准取得一致,故规定通气管的管口应高出地面至少4m。
3.规定沿建筑物的墙(柱)向上敷设的通气管管口,应高出建筑物的屋面至少1.5m,主要是为了使油气易于扩散,不积聚于屋顶,同时1.5m也是本规范对通气管管口爆炸危险区域划为1区的半径。
4.由于卸油采用油气回收,通气管管口的油气泄漏量较小,相应的爆炸危险区域划分的2区半径为2m,比不采用油气回收卸油减少了1m。但因围墙以外的火源不好管理,难以控制,为避免其爆炸区域的范围扩延到围墙之外,故规定通气管管口与围墙的距离不得小于2m。
5.关于油罐通气管的直径,英国《销售安全规范》规定通气管的直径不应小于40mm,美国规定通气管的直径应根据油罐进油流量确定。北京市某些加油站的油罐通气管曾采用过DN25的管子,因阻力太大,导致卸油时间较长。有的加油站为了加快卸油速度,还将通气管拆掉,卸油时打开量油孔排气,这样做极不安全。国内汽车油罐车卸油口的直径一般为DN80,多年实践经验证明,规定油罐通气管的直径不应小于DN50是合理的。
6.规定通气管管口应安装阻火器,是为了防止外部的火源通过通气管引入罐内,造成事故。
7.采用卸油油气回收系统(流程见图1)和加油油气回收系统(流程见图2)时,汽油通气管管口尚应安装机械呼吸阀的目的是为了减少油气向大气排放。从采用油气回收的多座加油站的应用情况看,如果通气管口不加控制,气路系统处于常压状态,就无法完全实现卸油密闭油气回收和加油油气回收。特别是卸油时,由于油罐车与地下油罐的液面不断变化,气体的吸入与呼出,造成的挠动蒸发,以及随着油罐车油罐的液面下降,蒸发面积的扩大(指罐壁),外部气温高对其罐壁和空间的影响造成的蒸发等,都会使系统失去平衡,大量的油气仍会从通气管口排掉。如果将通气管口关闭,使油气不外泄,则气路系统就会产生一定的压力,同时也抑制了油品的蒸发量和速度。对加油来讲,通气管口加以一定量的吸气控制,也才能实现加油油气回收。因此,安装呼吸阀不仅可以起到保护设备的安全作用,而且也是实现油气回收的关键设备。国外对油罐通气管口的控制也是采取安装呼吸阀的方法实现油气回收的。
某单位曾在夏季对卸油采用油气回收的加油站进行过一次测试,在通气管口完全关闭的情况下,卸油过程中的气路系统的稳定压力约为2500Pa,可以做到油气完全不泄漏,效果非常明显。考虑到油罐的承压能力,本条规定呼吸阀的工作正压宜为2000~3000Pa。
对于表中两种设计使用状态下的呼吸阀的工作负压规定,主要是基于以下两方面的考虑:
1.仅卸油采用油气回收系统时,呼吸阀的负压阀(盖)只起阻止系统油气外泄的作用,规定其工作负压为200~500Pa,对卸油和加油操作都不会有什么影响。
2.当加油也采用油气回收系统时,油罐在出油的同时,如果机械呼吸阀的负压值定的太小,油罐出现的负压也就太小,从汽车油箱排出的油气就很难通过加油机及回收管道回收到油罐中。如果此负压值定的偏大,就会增加埋地油罐的强度负荷,同时对采用自吸式加油机在油罐低液位时的抽油也很不利。故规定此情况下的机械呼吸阀的工作负压宜为1500~2000Pa。
图1 密闭式卸油油气回收系统流程示意图
图2 辅助吸入法加油油气回收系统流程示意图