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储罐移师地下 试解安全难题

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储罐移师地下 试解安全难题

——中国石油工程建设公司华东设计分公司探索洞库设计侧记 
 
    今年以来,国内多地先后发生了化学品爆炸事故,造成了不同程度的人员伤亡和经济损失,也再次引起社会对于危险化学品安全储存管理的思考。除了塔炉耸立的钢铁森林,几乎每家炼厂都有大面积连片的储罐区,原油罐、成品油罐、液化石油气(LPG)罐……储运区是高危地带,任何一点疏忽都可能引发灾难。

    储运区的危险真的防不胜防吗?炼化企业危化品如何存储更安全?近些年一直致力于炼厂设计的工程建设公司华东设计分公司用探索尝试给炼厂一个更好的方案。

    8月底,华东设计分公司收到一封万华化学集团股份有限公司的感谢信,感谢华东设计承担的PO/AE一体化项目LPG原料地下洞库、储运区一次开车成功,万华烟台工业园(一期工程)实现全面建成投产。

    经济实用安全环保可靠

    危险化学品储存在地上的储罐或者仓库,会难以和空气、火、电等危险源隔绝。而地下洞库的一大优点就是安全性高。“地下洞库比地上储罐安全性高,因为它深埋地下,基本和地面空气隔绝,大大降低了火灾和爆炸的危险系数。”华东设计储运室主任工程师夏喜林说。

    地下洞库靠与地面连接的管线注入和抽出储存物,管线有故障自动保护阀,可以避免泄漏,同时,地下岩洞不易破坏,安全可靠。据全程参与了烟台万华地下洞库设计、现场服务的华东设计储运工程师张东焱介绍,地下水封洞库的基本原理是,在具备相应地质条件的地方,地下储库建在稳定的地下水位以下一定深度,地下水的净液柱压力始终大于洞库内油品的饱和蒸汽压力,从而防止油品泄漏;渗入洞库中的水会沿着岩壁汇集到洞库底部,而油品则始终浮在水面以上。

    地下洞库的另一大优点是经济性高。以万华项目为例,三个洞库深埋地下,大大节省了项目用地,洞库上面建设有其他装置;而且只有少量的地面设备,维护费用低,便于管理;最重要的是投资低,“比同等容量的地上储罐至少节省40%的成本。”张东焱说。

    在成本大大降低的同时,地下洞库还具备库容可扩大的优点,前提是地质条件允许;另外,不破坏自然景观,地表污水和油气排放也较少,有利于环境的维护。

    自主设计世界最大LPG洞库

    万华项目是华东设计出品的第二座LPG地下水封石洞库,总库容为100万立方米,三个独立的洞室中分别储存丙烷、丁烷和LPG,其中丁烷、LPG洞库位于地下90米深处,库容均为25万立方米;丙烷洞库位于地下120米以下,库容为50万立方米,总库容和单库容均为世界第一;其储运区可进行20多种化学品的储存装卸等作业。

    夏喜林介绍,万华项目是目前世界最大的LPG地下洞库。地下水封洞库是带压洞库,技术要求比原油储库高,包括洞库空间位置和结构参数确定,水幕系统优化设计及效率试验,注入液体流量与洞库内压力关系设计,竖井套管稳定设计,都更为复杂。

    洞库设计存在难度的同时,洞库围岩坍塌、水封失效储存介质泄漏、竖井管道倾倒等潜在危险点也很多。特别值得一提的是,地面井口区管线及其连接部位可能发生泄漏,形成可燃性混合气体,一旦遇到电气火花容易发生爆炸或引发大火。这也是地下洞库设计的难度所在。夏喜林介绍说,国内已有此类洞库投产,但基本上都是国外公司进行设计、总承包,而烟台万华项目则是国内自主设计的第一个LPG地下洞库。

    低温洞库或是下一步方向

    借万华项目的契机,华东设计形成了“地下水封石洞液化油气储库成套技术”,目前,在国内的储库设计领域处于领先地位。

    “我们能够做成世界最大的地下水封LPG洞库,并且是自主设计,应该说是基于过去40年的积累和近年来的学习创新。”夏喜林介绍,华东设计建院的第一个项目就是黄岛地下原油储库,是我国第一座地下水封石洞油库,当时获得了国家石油工业部颁发的优秀设计奖。“我们现在的成绩正是从那时承袭而来,又在实践中不断提高。”

    目前,华东设计的储运设计团队有多名地下水封石洞项目技术负责人,还有多人为中国国际工程咨询公司担任设计评审专家,已经设计了黄岛地下水封石洞油库、胜利地下水封石洞油库、黄岛LPG地下储库、烟台万华LPG地下水封石洞库等多个地下洞库项目。“地下储库安全又经济的特性还并不为国内炼化企业所知。我们在和炼化企业接触的时候会介绍地下洞库的好处,但国内宣传力度有限,多数炼化企业对地下洞库还是缺乏了解。”夏喜林告诉记者,地下洞库在国外已得到了广泛应用,但国内业界目前好象并没有充分认识到它的好处。

    “现在我们的研究方向是低温洞库,用于储存液化天然气,即LNG,可达到零下162摄氏度的低温,目前国外有试验库。”夏喜林说。 
本报记者 王巧然 通讯员 张欣

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