2020年7月份中石化發(fā)布了《關(guān)于提升內(nèi)浮頂（拱頂）儲(chǔ)罐本質(zhì)安全及安全管理水平的建議》，該建議明確了常壓儲(chǔ)罐VOCs治理安全安全附件的要求，以進(jìn)一步規(guī)范常壓儲(chǔ)罐VOCs治理安全改造風(fēng)險(xiǎn)防范工作。本文摘抄該建議重點(diǎn)章節(jié)并對(duì)之配圖和解讀。

       背景：隨著儲(chǔ)罐設(shè)施規(guī)模大型化、運(yùn)行長(zhǎng)周期化、罐區(qū)工藝復(fù)雜化、儲(chǔ)罐檢修專(zhuān)業(yè)化等影響，儲(chǔ)運(yùn)設(shè)施本質(zhì)安全和安全管理重要性日益顯著。

罐區(qū)夜景（配圖）

第一章、 內(nèi)浮頂（拱頂）儲(chǔ)罐安全現(xiàn)狀 

（一）儲(chǔ)罐附件的本質(zhì)安全水平低

       目前，我國(guó)在立式鋼結(jié)構(gòu)儲(chǔ)罐主體（罐底、罐壁和罐頂）的設(shè)計(jì)、建造及驗(yàn)收等環(huán)節(jié)有著嚴(yán)格的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和管理流程，但在儲(chǔ)罐安全附件要求方面存在空缺，認(rèn)證、檢驗(yàn)程序不規(guī)范，儲(chǔ)罐安全附件多作為單一產(chǎn)品進(jìn)行管理。在采購(gòu)、使用和日常維護(hù)過(guò)程中，其優(yōu)劣基本多憑借甲方的經(jīng)驗(yàn)和乙方的宣傳，對(duì)其性能沒(méi)有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z驗(yàn)手段和管理辦法，使用單位把自身的安全需求寄托于廠家自身質(zhì)量保證。具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面： 

1. 內(nèi)浮盤(pán)可靠性低。 

       內(nèi)浮盤(pán)的本質(zhì)安全水平與其自身的“密封性”、“穩(wěn)定性”、“耐火性”和“可維修性”密切相關(guān)，浮盤(pán)應(yīng)具備一定強(qiáng)度的“穩(wěn)定性”和“耐火性”，可避免儲(chǔ)罐閃爆之后，浮盤(pán)失穩(wěn)或失效引發(fā)全面積火災(zāi)。如“6·29 鎮(zhèn)海煉化雷擊石腦油儲(chǔ)罐閃 爆事故”，儲(chǔ)罐初次閃爆之后，浮筒式浮盤(pán)發(fā)生傾覆引發(fā)全面積火災(zāi)。浮盤(pán)應(yīng)具有良好的可維修性，箱式全接液和蜂巢粘接全接液可維修性較差，箱體泄漏之后，拆卸難度增大，增加了儲(chǔ)罐的檢修風(fēng)險(xiǎn)。如“5·12 上海賽科苯罐檢維修閃爆事故”因浮箱內(nèi)部存有大量苯積液，浮箱被打孔后，箱體內(nèi)的苯積液流至罐底板，導(dǎo)致罐內(nèi)形成爆炸性混合氣體，遇點(diǎn)火源發(fā)生閃爆。

全金屬全焊接蜂窩浮盤(pán)能有效地提升儲(chǔ)罐的本質(zhì)安全＆環(huán)保（配圖）

2. 呼吸閥和浮盤(pán)的密閉性是企業(yè)提質(zhì)增效的重要保障 

       呼吸閥和浮盤(pán)的密封性是減少油品損耗、提升氮封系統(tǒng)運(yùn)行效率和滿足無(wú)組織排放達(dá)標(biāo)的重要保障。一方面，當(dāng)前氮封系統(tǒng)壓力控制范圍狹窄，壓力控制閥（呼吸閥、單呼閥、氮封閥）的控制壓力相互之間易產(chǎn)生交集，易導(dǎo)致氮封系統(tǒng)失效。另一方面，《揮發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 37822-2019）標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，要求氮封儲(chǔ)罐的呼吸閥和無(wú)氮封儲(chǔ)罐的罐頂 通氣孔位置的油氣濃度不應(yīng)超過(guò)5000μmol/mol(重點(diǎn)地區(qū)為 2000μmol/mol，中石化要求為 4000μmol/mol)。由于氮封儲(chǔ)罐罐內(nèi)油氣濃度普遍較高，如果呼吸閥密閉性不達(dá)標(biāo)，呼吸閥口將無(wú)法滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

復(fù)森14吋9100系列呼吸閥＆8830系列阻火器在中化泉州凝析油罐區(qū)的應(yīng)用（配圖）

3. 阻火器是保障儲(chǔ)罐及連通系統(tǒng)安全的基石。 

      儲(chǔ)罐氣相連通支線管道和罐頂中央通氣孔上設(shè)置的阻火器性能是否達(dá)標(biāo)，是確保儲(chǔ)罐安全運(yùn)行的重要保障。未設(shè)阻火器或性能不達(dá)標(biāo)所引發(fā)的儲(chǔ)罐事故案例共有 4 起，如“2014 年 6·9 揚(yáng)子石化酸性水罐硫化亞鐵自燃事故”，事故儲(chǔ)罐的連通管線上未設(shè)阻火器，導(dǎo)致罐區(qū)發(fā)生群罐火災(zāi)事故，另外3起事故的罐頂中央通氣孔未設(shè)阻火器或阻火器失效，而由雷擊引燃罐內(nèi)的可燃?xì)狻?nbsp;

儲(chǔ)罐火災(zāi)（配圖）

（二）儲(chǔ)罐安全附件的檢測(cè)和評(píng)估能力不足。 

      由于儲(chǔ)罐不屬于特種設(shè)備，最能反映儲(chǔ)罐安全狀況的全面檢驗(yàn)只對(duì)罐體腐蝕和裂紋進(jìn)行檢測(cè)，儲(chǔ)罐安全附件檢驗(yàn)技術(shù)要求不明確，其優(yōu)劣基本多憑借使用經(jīng)驗(yàn)和廠家宣傳。當(dāng)前國(guó)內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)尚不具備能力對(duì)儲(chǔ)罐的安全附件進(jìn)行有效、全面的檢測(cè)和評(píng)估，如浮盤(pán)、呼吸閥、氮封閥、緊急泄壓閥和阻火器等。

復(fù)森可以對(duì)全系列呼吸閥、緊急泄放閥進(jìn)行開(kāi)啟壓力、泄漏率＆流量測(cè)試（配圖）

（三）儲(chǔ)罐安全附件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求低或規(guī)范缺失。 

      如我國(guó)對(duì)呼吸閥的泄漏量要求為 0.4m3/h，遠(yuǎn)低于 API 和 ISO 要求的 0.014m3/h 和部分國(guó)家要求的 0.0017 m3/h。另外，呼吸閥、單呼閥、氮封閥等安全附件在產(chǎn)品和使用方面技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不完備或可操作性差。

第一章解讀：以前國(guó)內(nèi)儲(chǔ)罐的安全附件普遍未受重視，體現(xiàn)在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求較低甚至缺失、用戶(hù)選擇安全附件憑感覺(jué)、產(chǎn)品性能不達(dá)標(biāo)、產(chǎn)品檢測(cè)手段不足，在大煉油、大化工項(xiàng)目如火如荼建設(shè)的今天，需要從系統(tǒng)上重視儲(chǔ)罐安全附件的建設(shè)，而且還涉及到以往已投用的罐區(qū)，老舊不達(dá)標(biāo)的罐區(qū)還需要技術(shù)改造。不過(guò)值得慶幸的是，目前國(guó)家已經(jīng)大力開(kāi)始對(duì)罐區(qū)進(jìn)行源頭治理，作為央企的中石化集團(tuán)，身負(fù)社會(huì)責(zé)任和歷史使命，一馬當(dāng)先，率先發(fā)文進(jìn)行治理工作，將引領(lǐng)整個(gè)行業(yè)，將不斷提高我國(guó)化工罐區(qū)的本質(zhì)安全環(huán)保的建設(shè)水平。

第二章、 意見(jiàn)和建議 

（一）本質(zhì)安全設(shè)計(jì)方面 

（1）非強(qiáng)制要求做油氣密閉處理的在役儲(chǔ)罐。 

       推薦采用“高效內(nèi)浮盤(pán)技術(shù)+高效密封技術(shù)”，在提升儲(chǔ)罐本質(zhì)安全水平基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)罐頂 VOCs 排放值不超過(guò) 2000μmol/mol 的要求。 

雙層大補(bǔ)償彈性密封圈（配圖）

（2）需做油氣密閉處理的在役儲(chǔ)罐。 

       推薦采用低超壓10%呼吸閥和阻爆轟型阻火器。由于氮封儲(chǔ)罐具有密閉性，因此不論采用何種內(nèi)浮盤(pán)技術(shù)，受浮盤(pán)泄漏以及罐壁掛油的影響，罐內(nèi)氣相空間油氣濃度值超標(biāo)情況成為客觀存在。因此，對(duì)于氮封儲(chǔ)罐，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注氮封系統(tǒng)的密閉性、罐內(nèi)氧含量的控制和群罐火災(zāi)的防控，提升氮封系統(tǒng)密閉性的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確控制呼吸閥的泄漏量，低超壓10%呼吸閥有助于在較窄的壓力控制區(qū)間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)這一目的，避免儲(chǔ)罐在微正壓狀態(tài)下持續(xù)泄漏，在減少油氣和氮?dú)庑孤p耗的同時(shí)，同時(shí)滿足無(wú)組織排放要求。

      阻爆轟型阻火器有助防止連通的罐區(qū)發(fā)生群罐火災(zāi)事故。

復(fù)森8850型非穩(wěn)態(tài)阻爆轟阻火器為更優(yōu)選擇（配圖）

（3）需做油氣密閉處理的新建儲(chǔ)罐。 

       對(duì)甲 B 和乙 A 類(lèi)介質(zhì)推薦采用“微內(nèi)壓儲(chǔ)罐+隔熱措施”技術(shù)。適當(dāng)將儲(chǔ)罐的設(shè)計(jì)壓力由 2kPa 提升至 4-6kPa，在投資成本略增的情況下，可大幅減少儲(chǔ)罐“呼吸”造成的氮?dú)夂陀蜌鈸p耗。另外，也擴(kuò)大了氮封系統(tǒng)壓力控制區(qū)間，使儲(chǔ)罐壓力控制系統(tǒng)更加可靠，氮封系統(tǒng)更高效。 

       對(duì)儲(chǔ)罐的外壁采取隔熱措施，如隔熱涂料、保溫層、雙壁儲(chǔ)罐等技術(shù)，有利于減少儲(chǔ)罐的“小呼吸”損耗。其中增加保溫層，可減少 67%的“小呼吸”損耗；采用雙壁儲(chǔ)罐可減少 75%的呼吸損耗。 

（4）非強(qiáng)制要求做油氣密閉處理的新建儲(chǔ)罐。 

       推薦采用“高效內(nèi)浮盤(pán)+高效密封+鋁網(wǎng)殼”技術(shù)。儲(chǔ)罐鋁網(wǎng)殼是一種采用 1.2mm 鋁合金板和鋁合金三角網(wǎng)架作為支撐結(jié)構(gòu)的罐頂技術(shù)，該技術(shù)在國(guó)外的常壓儲(chǔ)罐上已經(jīng)廣泛應(yīng)用。其技術(shù)優(yōu)勢(shì)在于免維護(hù)，罐頂材質(zhì)全部為鋁制材料，降低腐蝕風(fēng)險(xiǎn)；成本低，同尺寸鋁網(wǎng)殼罐比鋼網(wǎng)殼罐頂?shù)某杀靖?；更輕的罐頂有助于罐壁厚度和基礎(chǔ)方面的減少而節(jié)約投資。 

鋁網(wǎng)殼（配圖）

       為防止儲(chǔ)罐罐頂遭直擊雷燒穿發(fā)生閃爆問(wèn)題，目前規(guī)范要求儲(chǔ)罐頂板材料厚度不應(yīng)小于 4mm。針對(duì)該問(wèn)題，采用高效內(nèi)浮盤(pán)和高效密封技術(shù)，可有效將儲(chǔ)罐的罐內(nèi)油氣濃度控在爆炸下限以?xún)?nèi)。另外，也可采用抗雷擊型材料，消除直擊雷的擊穿風(fēng)險(xiǎn)。 

       建議：注重儲(chǔ)罐本質(zhì)安全的提升和 VOCs 源頭治理。長(zhǎng)期來(lái)看，儲(chǔ)罐“呼吸”造成的油氣損耗、氮?dú)鈸p耗以及油氣收集系統(tǒng)和處理系統(tǒng)的設(shè)備投入和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用造成的經(jīng)濟(jì)損失要大于提升儲(chǔ)罐及其安全附件本質(zhì)安全的一次性投入，因此： 

a）基于儲(chǔ)罐長(zhǎng)周期運(yùn)行和本質(zhì)安全提升的考慮，建議由設(shè)計(jì)院對(duì)不同介質(zhì)存儲(chǔ)方案的投入與產(chǎn)出進(jìn)行詳細(xì)核算。 

b）建議選取若干有代表性的危險(xiǎn)化學(xué)品儲(chǔ)罐，對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行試點(diǎn)應(yīng)用。安工院對(duì)試點(diǎn)儲(chǔ)罐的節(jié)能降耗、環(huán)保排放達(dá)標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性等效果進(jìn)行長(zhǎng)期跟蹤，確保新技術(shù)具有普遍推廣的意義。 

（二）安全運(yùn)行方面 

（1）氮封系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行正規(guī)設(shè)計(jì)，并確保有效工作。 

（2）嚴(yán)格落實(shí)《石油化工企業(yè)儲(chǔ)運(yùn)罐區(qū)罐頂油氣連通安全技術(shù)要求（試行）》，做好運(yùn)行期間儲(chǔ)罐的罐內(nèi)氧含量和油氣濃度監(jiān)測(cè)。

（3）定期對(duì)儲(chǔ)罐的呼吸口等泄漏點(diǎn)開(kāi)展檢測(cè)，并對(duì)泄漏狀況進(jìn)行分析和評(píng)估。定期對(duì)氮封閥、呼吸閥、緊急泄壓閥等安全附件進(jìn)行校驗(yàn)，確保其完好可靠。 

復(fù)森6610型氮封閥（配圖）

（三）直接作業(yè)環(huán)節(jié)方面 

（1）嚴(yán)禁在存有危險(xiǎn)化學(xué)品的儲(chǔ)罐、罐頂空間，及與儲(chǔ)罐直接相連的部件、管路進(jìn)行用火作業(yè)。 

（2）在罐區(qū)內(nèi)可能存在易燃易爆油氣泄漏的區(qū)域進(jìn)行非動(dòng)火施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)強(qiáng)化作業(yè)前的 JSA 工作，作業(yè)過(guò)程要連續(xù)監(jiān)測(cè)施工區(qū)域可燃?xì)怏w。作業(yè)人員要穿戴勞保用品、使用防爆工器具。 

（3）儲(chǔ)罐檢維修前，應(yīng)進(jìn)行水洗、蒸罐、置換等處理，對(duì)有硫化亞鐵自燃風(fēng)險(xiǎn)的內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐，應(yīng)進(jìn)行鈍化。在清罐后交付前，應(yīng)檢查內(nèi)浮盤(pán)和密封是否存在泄漏，嚴(yán)格執(zhí)行《關(guān)于加強(qiáng)內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐檢維修安全管理的緊急通知》《關(guān)于下發(fā)煉化企業(yè)內(nèi)浮頂儲(chǔ)罐清罐和內(nèi)部檢修作業(yè)指導(dǎo)意見(jiàn)（試行）的通知》。 

（4）當(dāng)儲(chǔ)罐檢維修作業(yè)內(nèi)容發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)按變更管理要求重新編制、審批方案，重點(diǎn)對(duì)變更作業(yè)進(jìn)行危害識(shí)別、風(fēng)險(xiǎn)分析。 

（四）標(biāo)準(zhǔn)制修訂方面 

       基于我國(guó)儲(chǔ)罐的安全現(xiàn)狀和環(huán)保需求，結(jié)合國(guó)際先進(jìn)技術(shù)和優(yōu)秀做法，建立健全儲(chǔ)罐安全附件的標(biāo)準(zhǔn)體系。建議組織相關(guān)單位完善儲(chǔ)罐安全附件標(biāo)準(zhǔn)體系，包括氮封閥、呼吸閥、單呼閥、緊急泄壓閥、全接液浮盤(pán)與高效密封等，為提升儲(chǔ)罐本質(zhì)安全和安全管理提供依據(jù)。 

（五）檢測(cè)檢驗(yàn)方面 

       建議由青島安工院建設(shè)大型儲(chǔ)罐安全附件檢測(cè)檢驗(yàn)平臺(tái)，開(kāi)展儲(chǔ)罐安全附件的檢測(cè)與認(rèn)證，為系統(tǒng)內(nèi)儲(chǔ)罐安全運(yùn)行提供技術(shù)支撐。檢測(cè)平臺(tái)內(nèi)容包括浮盤(pán)性能評(píng)估實(shí)驗(yàn)室、密封性能評(píng)估實(shí)驗(yàn)室、氮封系統(tǒng)效能評(píng)估實(shí)驗(yàn)室、罐-罐連通安全性評(píng)估實(shí)驗(yàn)室。

第二章解讀：中石化集團(tuán)作為國(guó)內(nèi)最大的成品油和石化產(chǎn)品供應(yīng)商，旗下100余家公司，包括多家知名工程公司，多年來(lái)積累了豐富的化工生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和化工項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，上述若干條具體的意見(jiàn)和建議，鞭辟入里、一針見(jiàn)血，從以往僅對(duì)VOCs回收治理的思路向罐區(qū)本質(zhì)安全環(huán)保整治的思路進(jìn)行了轉(zhuǎn)變，由粗放性轉(zhuǎn)變成精準(zhǔn)性、系統(tǒng)性，意味著今后涉及到的所有的安全附件，都將納入整體考慮，而且還將加強(qiáng)罐區(qū)安全運(yùn)行、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定、檢測(cè)檢驗(yàn)等方面的工作，從源頭進(jìn)行安全和環(huán)保的治理。

     附錄C：氮封系統(tǒng)的運(yùn)行現(xiàn)狀與低超壓 10%呼吸閥

      氮封系統(tǒng)是提升儲(chǔ)罐安全、減少油品損耗、環(huán)保排放達(dá)標(biāo)的重要保障。但目前氮封系統(tǒng)壓力控制區(qū)間狹窄，壓力控制閥（呼吸閥、單呼閥、氮封閥）的控制壓力相互之間易產(chǎn)生交集，易導(dǎo)致氮封系統(tǒng)密封不嚴(yán)或失效?！稉]發(fā)性有機(jī)物無(wú)組織排放控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 37822-2019）標(biāo)準(zhǔn)要求儲(chǔ)罐的呼吸閥和罐頂通氣孔位置的油氣濃度不應(yīng)超過(guò)5000μmol/mol (重點(diǎn)地區(qū)為 2000μmol/mol）。特別是對(duì)于氮封儲(chǔ)罐，罐內(nèi)油氣濃度普遍超標(biāo)，如果呼吸閥密閉不嚴(yán)，那么呼吸閥口處的檢測(cè)值，無(wú)法滿足無(wú)組織排放標(biāo)準(zhǔn)要求。 

（1）“高壓”氮封運(yùn)行狀況 

       嚴(yán)格按照儲(chǔ)罐設(shè)計(jì)壓力為 2kPa 進(jìn)行設(shè)計(jì)的氮封系統(tǒng)，可稱(chēng)為“高壓”氮封。各壓力控制閥參數(shù)設(shè)置如下： 

呼吸閥排氣壓力 Ps=1.35kPa（呼吸閥呈連續(xù)“呼出”狀態(tài)）。 

呼吸閥開(kāi)啟壓力 Pv=0.75×Ps=1.01kPa，各國(guó)對(duì)呼吸閥密閉狀態(tài)下的泄漏量都有要求。 

單呼閥排氣：0.9kPa。 

氮封常壓儲(chǔ)罐（2.0kPa）各安全附件定壓值示例圖（配圖）

目前國(guó)內(nèi)外呼吸閥泄漏量要求現(xiàn)狀如下：

（2）“低壓”氮封運(yùn)行現(xiàn)狀 

      對(duì)于老舊儲(chǔ)罐，為防止罐內(nèi)“超壓”失效，通常采用壓力值更低的呼吸閥和單呼閥，各壓力控制閥參數(shù)設(shè)置如下： 

* 呼吸閥排氣壓力 Ps=0.9kPa（呼吸閥呈連續(xù)“呼出”狀態(tài)）。 

* 呼吸閥開(kāi)啟壓力 Pv=0.75×Ps=0.675kPa。 

* 單呼閥排氣：0.6kPa（實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，此時(shí)呼吸閥已處于連續(xù)呼出狀態(tài)）。

（3）低超壓 10%呼吸閥對(duì)氮封系統(tǒng)的影響 

       呼吸閥泄漏量控制壓差是指氮封系統(tǒng)所用呼吸閥泄漏量控制壓力與單呼閥的差值，該值越大，儲(chǔ)罐氮封系統(tǒng)各壓力閥之間的壓力更容易控制， 該值越小，壓力控制閥（呼吸閥、單呼閥、氮封閥）的設(shè)定壓力之間易產(chǎn)生交集，進(jìn)而導(dǎo)致氮封系統(tǒng)失效。

?P=Pv- P0 

其中：?P：氮封系統(tǒng)呼吸閥泄漏量控制壓差；

Ps：呼吸閥排氣壓力 Ps； 

Pv：呼吸閥泄漏控制壓力，[1-（10%～25%）]×Ps； 

P0：?jiǎn)魏糸y設(shè)計(jì)壓力。 

1. 對(duì)于“低壓”氮封（呼吸閥排氣壓力 Ps=0.9kPa） 

     低超壓10%呼吸閥將“低壓”氮封系統(tǒng)的泄漏量控制壓差由 0.675-0.6=0.075kPa 提升至?P=0.81-0.6=0.21kPa，大幅提升了氮封壓力控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。 

2. 對(duì)于“高壓”氮封（呼吸閥排氣壓力 Ps=1.35kPa）： 

     低超壓 10%呼吸閥將“高壓”氮封系統(tǒng)的泄漏量控制壓差由 1.013-0.9=0.113 kPa 提升至?P=1.215-0.9=0.315 kPa，大幅提升了氮封壓力控制系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

附錄C解讀：氮封儲(chǔ)罐涉及到的安全附件較多，罐頂有氮封閥、呼吸閥、阻火器、緊急泄放閥，這些閥門(mén)的壓力設(shè)定頗有講究，互相關(guān)聯(lián)，但是不能混亂，否則將引起成本損失和環(huán)保問(wèn)題，甚至安全問(wèn)題。以呼吸閥為例，以往大家只關(guān)注它的開(kāi)啟壓力是否準(zhǔn)確，但實(shí)際上，呼吸閥的泄漏率，還有低超壓性能都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)，上述從整體角度闡明了低超壓呼吸閥應(yīng)用的重要性，復(fù)森低泄漏率和低超壓呼吸閥將是用戶(hù)很好的選擇。