郭蕾

提要：簡介石油化工裝置儲罐的分類，指出石油化工裝置中常用的儲罐類型。通過對比不同的國家標準規(guī)范和行業(yè)標準規(guī)范，分析各規(guī)范對石油化工裝置儲罐的爆炸危險區(qū)域劃分及防雷要求，說明工程設計中如何進行地上、立式儲罐（即固定儲罐和浮頂儲罐）的爆炸危險區(qū)域劃分及采取何種防雷措施。

關鍵詞：爆炸危險環(huán)境；防雷；戶外；接閃桿；固定儲罐；浮頂儲罐

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）12-0245-03

1 概述

目前，大多數(shù)石油化工企業(yè)根據生產情況和銷售情況，在廠區(qū)內設置原料儲罐或成品儲罐，或二者皆有之。石油化工企業(yè)會根據儲罐的容量、儲存的可燃物質及總圖位置，采取不同的儲罐，或是罐組，或在儲罐周圍設置圍堰組成罐區(qū)。石油化工裝置的儲罐按不同的分類方式，可以分成不同類型的儲罐。

按儲罐材質分為金屬儲罐和非金屬儲罐。在石油化工裝置中主要采用金屬儲罐。

按儲罐的結構形式分為固定儲罐、浮頂儲罐、無力矩儲罐、套頂儲罐。在我國石油化工裝置中主要采用固定儲罐和浮頂儲罐，其中固定儲罐為罐頂周邊與罐壁頂部固定連接的儲罐，分為錐頂儲罐和拱頂儲罐，拱頂儲罐在我國石油化工裝置中廣泛采用。浮頂儲罐又分為內浮頂儲罐和外浮頂儲罐。內浮頂儲罐是在固定頂儲罐內裝有浮盤的儲罐，內浮頂儲罐的頂部是拱頂與浮頂?shù)慕Y合，外部為拱頂，內部為浮頂。外浮頂儲罐的浮頂是一個浮動的頂蓋，它在儲液的表面上漂浮，當輸入和輸出儲液時，外浮頂儲罐的浮頂就隨之上下浮動。浮頂與罐壁之間存在一環(huán)形空隙，為了減少儲液的蒸發(fā)損失，在這個環(huán)形的空隙中充有密封裝置，在頂蓋上下浮動時，罐內液體就會與大氣隔絕。無力矩儲罐和套頂儲罐在我國石油化工裝置中沒有廣泛采用。

按儲罐的幾何形狀分為立式儲罐、臥式儲罐、球形儲罐。固定儲罐和浮頂儲罐合稱為立式儲罐。

按儲罐所處位置分為地上儲罐、半地下儲罐、地下儲罐。在石油化工裝置中主要采用地上儲罐，半地下儲罐、地下儲罐主要應用于石油庫和汽車加油加氣站中。

本文主要針對地上、立式儲罐分析。

2 爆炸危險區(qū)域劃分

2.1 固定儲罐

對于可燃物質重于空氣、設在戶外地坪上的固定式儲罐的爆炸危險區(qū)域劃分，如下：

劃分為0區(qū)的區(qū)域是：在罐體內部未充惰性氣體的液體表面以上的區(qū)域；

劃分為1區(qū)的區(qū)域是：以放空口為中心，半徑為1.5m的區(qū)域，及爆炸危險區(qū)域內的地坪下的坑、溝等；

劃分為2區(qū)的區(qū)域是：儲罐的外壁外3m和頂部上3m的區(qū)域；如果儲罐周圍設有防火堤，則儲罐外壁至防火堤之間，其高度為防火堤頂部高度的區(qū)域內。

詳見圖1。

2.2 浮頂儲罐

2.2.1 可燃物質重于空氣、設在戶外地坪上的外浮頂式儲罐

對于可燃物質重于空氣、設在戶外地坪上的外浮頂式儲罐的爆炸危險區(qū)域劃分，如下：

劃分為0區(qū)的區(qū)域是：浮頂式儲罐在浮頂移動范圍內的區(qū)域；

劃分為1區(qū)的區(qū)域是：爆炸危險區(qū)域內的地坪下的坑、溝等；

劃分為2區(qū)的區(qū)域是：儲罐的外壁外3m和頂部上3m的區(qū)域；如果儲罐周圍設有防火堤，則儲罐外壁至防火堤之間，其高度為防火堤頂部高度的區(qū)域內。

2.2.2 可燃物質重于空氣、設在戶外地坪上的內浮頂式儲罐

對于可燃物質重于空氣、設在戶外地坪上的內浮頂式儲罐的爆炸危險區(qū)域劃分，如下：

劃分為1區(qū)的區(qū)域是：浮盤上部區(qū)域，以放空口為中心、半徑為1.5m的區(qū)域和爆炸危險區(qū)域內的地坪下的坑、溝等；

劃分為2區(qū)的區(qū)域是：儲罐的外壁外3m和頂部上3m的區(qū)域；如果儲罐周圍設有防火堤，則儲罐外壁至防火堤之間，其高度為防火堤頂部高度的區(qū)域內。

2.3 儲罐未設圍堰且存在二級釋放源

2.3.1可燃物質重于空氣

對于可燃物質重于空氣、設在戶外地坪上、通風良好的儲罐未設置防火堤，或者設置了防污染圍堰但不能作為防火堤的，工藝專業(yè)特殊提出二級釋放源時，其爆炸危險區(qū)域的范圍劃分，除包括儲罐本身劃分外，還應附加通風良好、可燃物質重于空氣的生產裝置區(qū)的爆炸危險區(qū)域。如下：

劃分為1區(qū)的區(qū)域是：爆炸危險區(qū)域內的地坪下的坑、溝等；

劃分為2區(qū)的區(qū)域是：地坪上7.5m的高度，以釋放源為中心，半徑為15m的區(qū)域內；高出釋放源7.5m的高度，以釋放源為中心，半徑為7.5m的區(qū)域內。

劃分為附加2區(qū)的區(qū)域是：如果釋放源能夠大量釋放，并達到15m以外時，在2區(qū)以外存在附加2區(qū)，地坪上0.6m的高度，以釋放源為中心，總半徑為30m的區(qū)域內。

詳見圖4和圖5。

2.3.2可燃物質輕于空氣

對于可燃物質輕于空氣、設在戶外地坪上、通風良好的儲罐未設置防火堤，或者設置了防污染圍堰但不能作為防火堤的，工藝專業(yè)特殊提出二級釋放源時，其爆炸危險區(qū)域的范圍劃分，除包括儲罐本身劃分外，還應附加通風良好、可燃物質輕于空氣的生產裝置區(qū)的爆炸危險區(qū)域。如下：

劃分為2區(qū)的區(qū)域是：如果釋放源位于地坪上小于等于4.5m時，則在釋放源上部7.5m的距離，以釋放源為中心，半徑為4.5m的區(qū)域，及從釋放源到地坪上的區(qū)域；如果釋放源位于地坪上大于于4.5m時，則需根據實踐經驗確定。

詳見圖6。

3 采取的防雷措施

《石油化工企業(yè)生產裝置電力設計技術規(guī)范》SH3038-2000和《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010中規(guī)定，具有1區(qū)爆炸危險環(huán)境劃為第一類防雷區(qū)域。由圖1～圖 3，我們可以知道，儲存可燃物質的儲罐是存在1區(qū)爆炸危險環(huán)境的。若按《石油化工企業(yè)生產裝置電力設計技術規(guī)范》SH3038-2000及《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010對儲存可燃物質的儲罐進行防雷設計，儲存可燃物質的儲罐應劃為第一類防雷建筑物。而《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010又規(guī)定，第一類防雷建筑物防直擊雷的措施應為裝設獨立接閃桿或架空接閃線或網，使所保護的物體均處于接閃器的保護范圍內，如建構筑物和放散管、風帽等所有突出屋面的物體。規(guī)范要求外部防雷裝置完全與被保護的建筑物脫離者稱為獨立的外部防雷裝置，其接閃器稱為獨立接閃器。若按此做法，則通常會在可燃物質儲罐罐區(qū)外設置多個且比較高大的獨立避雷針，而獨立避雷針與建筑物之間、與地下管線之間均有距離要求，通常會使整個儲罐罐區(qū)占地面積增大很多。對于那些規(guī)模較大的儲罐罐區(qū)則無法設計。故在進行儲罐的防雷設計時，不能僅僅簡單的套用現(xiàn)有規(guī)范《石油化工企業(yè)生產裝置電力設計技術規(guī)范》SH3038-2000及《建筑物防雷設計規(guī)范》GB50057-2010。

《石油化工裝置防雷設計規(guī)范》GB50650-2011和《石油庫設計規(guī)范》GB50074-2014對戶外安裝的儲存可燃物質的儲罐的防雷設計均與上面有不同的要求。

1）對于固定儲罐具體規(guī)定為：

A. 鋼制儲罐的罐壁厚度大于或等于4mm，在罐頂裝有阻火器的呼吸閥時，應利用罐體本身作為接閃器。

B.鋼制儲罐的罐壁厚度大于或等于4mm，在罐頂裝有無阻火器的呼吸閥時，應在罐頂裝設接閃器。值得說明的是，這里的接閃器沒有要求為獨立接閃器，而是設置罐頂。

C.鋼制儲罐的罐壁厚度小于4mm時，應在罐頂裝設接閃器。

D.非金屬儲罐應裝設接閃器，使被保護儲罐和突出罐頂?shù)暮粑y等均處于接閃器的保護范圍之內。

E.非鋼制金屬儲罐的頂板厚度大于或等于規(guī)范《石油化工裝置防雷設計規(guī)范》GB50650-2011中規(guī)定的厚度t值時，應利用罐體本身作接閃器；頂板厚度小于規(guī)定值時，應在罐頂裝設接閃器，使整個儲罐在保護范圍之內。

2）對于浮頂儲罐具體規(guī)定為：

浮頂儲罐包括內浮頂儲罐和外浮頂儲罐，利用其自身罐體作為接閃器，浮頂與罐體采用兩根導線將做可靠的電氣連接。

4 小結

只有掌握可燃物質的儲罐的類型、有無防火堤及具體的工藝要求，才能更準確的分析可燃物質的儲罐及罐區(qū)爆炸危險區(qū)域劃分及需相應采取的防雷措施，做到既保障可燃物質的儲罐的安全又不浪費，節(jié)省占地，節(jié)約投資。

參考文獻：

[1] 爆炸性環(huán)境 第14部分： 場所分類 爆炸性氣體環(huán)境[S]，GB3836.14-2014.

[2] 爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范[S]， GB50058-2014.

[3] 石油化工企業(yè)生產裝置電力設計技術規(guī)范[S]， SH3038-2000.

[4] 石油庫設計規(guī)范[S]， GB50074-2014.

[5] 建筑設計防火規(guī)范[S] ， GB50016-2014.

[6] 建筑物防雷設計規(guī)范[S] ， GB50057-2010.

[7] 汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范（2014年版）[S]， GB50156-2002.

[8] 石油化工裝置防雷設計規(guī)范[S]， GB50650-2011.