双层油罐发展现状及其国内应用前景分析

杨金林　何 旺　杜明忠　张方林

(1. 中国人民解放军76167部队, 广东 韶关 512000; 2. 解放军后勤工程学院管理科学与工程系, 重庆 401311)



双层油罐发展现状及其国内应用前景分析

杨金林1何 旺2杜明忠1张方林1

(1. 中国人民解放军76167部队, 广东 韶关 512000; 2. 解放军后勤工程学院管理科学与工程系, 重庆 401311)

摘要：目前加油站和油库零发油台应用较多的是卧式单壁油罐，在环保和安全方面与国外仍有较大差距。纵观油罐技术发展趋势，认为卧式双层油罐将取代卧式单壁油罐。文中通过卧式双层油罐的性能、类别和结构等内容介绍，结合卧式双层油罐在技术发达国家的成功推广经验，深入分析卧式双层油罐在安全性、环保性、经济实用性方面的相对优势，并指出其在国内的应用前景。

关键词：加油站； 卧式双层油罐； 卧式单壁油罐； 渗漏； 泄漏

目前国内加油站和油库的零发油台普遍采用的是埋地式单壁钢制卧式油罐。这种单壁钢罐易因腐蚀而导致渗、泄漏，从而造成地下水和土壤的严重污染，甚至可能引起火灾和爆炸等安全事故[1]。在国外加油站，多使用卧式双层油罐以预防地下油罐渗、泄漏，效果显著。从环保性、安全性和经济性几方面来考虑，双层储油罐终将取代卧式单壁储油罐，这是油罐应用技术的发展趋势。

国内加油站和油库的零发油台通常距离生活区很近，也有一部分加油站和油库分布于城市人口稠密区，若出现油罐渗、泄漏现象，将造成严重的环境和安全问题，后果严重。为了减少此类油罐的安全隐患，减少使用单壁钢制卧式油罐，国家技术部门已开始重视卧式双层油罐的推广应用。目前，我国已出台了一系列相关技术标准，包括GB 50156 — 2012《汽车加油加气站设计与施工规范》[2]、GBT 30040.1-7 — 2013《双层罐渗漏检测系统》等系列标准，为推行双层油罐提供了技术规范。

1双层油罐的发展

出于对环境的保护，德国于1956年率先颁布了地下水保护法规，于1960年开始应用双层钢制油罐(即SS型双层油罐)。1970年，德国相关技术标准明确规定，新安装的加油站储油罐必须采用双层结构。之后，瑞士、奥地利等国逐渐开始应用SS型双层罐。

20世纪70、80年代，美国钢罐协会(Steel Tank Institute，缩写为STI)首先引进了德国的双层罐技术，开始生产SS型双层罐。1985年SF型双层罐最先由美国STI推出，其品牌标示为Permatank®。该品牌双层罐内层用的是钢材，外层用的是FRP(即fiberglass reinforced plastics)材料，中间带有中空夹层。1994年美国洛杉矶诞生了世界上第一个FF型双层罐(即内外层均由FRP材料制成)[3]。

早在1988年，欧盟即提出强制标准，要求所有成员国在1996年之前全部改用双层罐。1990年，英国开始使用环氧材料的双层埋地罐(即SF和FF型双层罐)。至1996年，欧盟核心国家基本完成单层罐向双层罐的更新和改造。加拿大、日本等国也于1990年代中期开始应用双层油罐。

2003年，欧盟发布整合过后的EN12285(双层钢罐)、EN13160(渗漏检测器)相关标准，英、美、加等国随后引用该标准。我国中石化集团于2006年在其“四海守信”加油站率先应用卧式双层储油罐，走在国内推行双层油罐企业的前列。

借鉴美欧等发达国家的技术标准，我国相继出台了相关规范及标准。2013年颁布实施GB 50156 — 2012《汽车加油加气站设计与施工规范》，2014年颁布实施GBT 30040.1-7 — 2013《双层罐渗漏检测系统》[4]，这些标准的实施标志着双层储油罐在我国加油站开始广泛应用。

2双层油罐的特点、类别和结构

玻璃钢、抗腐蚀金属(或合金)或者合成膜包覆的金属(或合金)、环氧树脂等材料是制作双层罐外罐的主要材料。双层空间夹层填充材料选用耐磨损、隔热、耐压、高强、抗断裂和抗冲击性能的整体夹芯中空复合材料[5]。根据渗、泄漏检测系统的要求，在渗、泄漏发生的同时应发出警报或全天候实时监控油料渗、泄漏情况。

目前市场上的双层油罐主要有FF型双层油罐、SF型双层油罐和SS型双层油罐[6]，SS型双层油罐市场造价最低，FF型双层油罐造价最高，SF型双层油罐造价居中。表1所示为3种双层油罐的特点[7]。

表1　3种双层油罐的特点

图1所示为SS型双层油罐的结构图。FF双层油罐、SF双层油罐的结构与SS型双层油罐相似。

图1　SS型双层油罐的结构图

3双层油罐的相对优势

与单壁油罐相比较，双层油罐如同在环保和安全防护方面加了一层保险，其优势主要表现为环保性、安全性和经济实用性。

3.1环保性

因常年埋于地下，单壁油罐的外罐壁易受到地下水气的侵蚀，其内罐壁易受到沉积水和油料的腐蚀，所以单壁油罐的使用寿命较短，一般只有10 a左右，且罐壁易受腐蚀穿孔而发生油料渗、泄漏事故。相比之下，双层油罐的夹层空间一般抽成真空或充满惰性气体，能够保证夹层的罐壁不被腐蚀。同时，双层油罐上的渗、泄漏检测系统能全程监控外罐壁渗、泄漏情况，及时发出警报，只要外罐壁不漏，就能保证不会发生渗、泄漏事故，从而最大限度地避免污染环境。在通常环境下双层油罐的安全使用寿命至少可达30 a。

3.2安全性

双层油罐的双层结构如同安全防护的两把锁，只有两层罐壁均穿孔才会发生油料的渗、泄漏事故。由于双层油罐配备有高级泄漏检测仪，可实时全程监控，内罐壁或外罐壁一有穿孔就能及时发现，只要内罐壁和外罐壁不是同时穿孔就不会发生油料渗、泄漏事故，所以极大地增强了双层油罐的安全性[8-10]。

3.3经济实用性

虽然普通单壁油罐造价较低，但单壁油罐每年都需要进行维修和检测，并且需要建造地下储油室或防渗池，综合来看其经济实用性欠佳。高环保性、高安全性和近3倍的使用寿命间接降低了双层油罐用户的使用成本。双层油罐不需要建造地下储油室或防渗池，可以直接埋地使用，安装便捷，极大地缩短了工期，减少了工程成本投入；此外，其具备环保性和安全性，可省去后期高额的环保和安检费用，所以双层油罐相比单壁罐经济实用性更高。

下面以一个预计运营期为30 a的加油站为例来比较两种油罐的经济性。

先计算单壁油罐总费用。投入4个50 m3卧式单壁油罐，油罐单价4万元，共需16万元；同时需建造防渗罐池，单价8万元，共需为32万元；假定寿命期更换1批单壁油罐，其费用折旧为16万元×80%，计12.8万元；在寿命期内若按每年0.5万元的维修检测费用计算，维修检测费共需15万元。这样预计总费用为75.8万元。

再计算双层油罐总费用。投入4个50 m3卧式SF油罐，油罐单价9万元，共需36万元；无需建造防渗池，此项费用为0；按每年0.2万元的检测费用计算，检测费共需6万元。这样预计总费用42万元[11]。

两者费用相比较，双壁油罐的费用只是单壁油罐总花费的55%。

因此，虽然普通单壁油罐造价较低，最初投入少，但长期综合来看其总花费反而高于双层油罐。相比而言，双层油罐更经济实用。

4双层油罐在我国的应用前景分析

欧美等国经济发展过程中曾经出现的环境污染问题，当前在我国已普遍显现。空气、土壤、地表水、地下水等污染严重，环境污染问题堪忧。“他山之石，可以攻玉”。我们需要改进技术以解决污染问题，必须借鉴欧美等技术发达国家现成的先进经验。

双层油罐是从欧盟国家引进的技术，原理简单，但其环保性却经过了多年实践检验，能够可靠地预防储液对土壤和地下水的污染。自1988年开始进行技术更新改造至今，欧盟目前早已将双层油罐作为储液的标准设备进行全面推广。

在我国，有大量的油库和加油站处于人口稠密的城市地带，还有一些甚至处于水源地附近。这些油库和加油站的安全防护措施尤其重要，如果埋地单壁油罐腐蚀穿孔而发生油料渗、泄漏，后果将不堪设想。然而，实际上由于资金、技术和人员专业化等并不到位，很多时候无法定期完成埋地油罐的维修和检测。根据2010年商务部的统计：我国大陆地区加油站就已超过9.5万座，数量位居世界第2位；同时加油站数量还在不断增多，使用年限不足10 a的油罐发生渗泄漏事故的概率是1.6%，使用年限超过10a的油罐发生渗泄漏事故的概率陡增，使用年限超过15a的油罐发生渗、泄漏事故的概率高达67.6%[13]。

安全和环保问题日益严峻，双层油罐推广应用势在必行。中石油、中石化两大集团公司的数据及其他资料显示，全国每年新建、迁建、改建的加油站总计0.4万～0.5万座，假设每座加油站有4台油罐，则每年油罐需求量将有约1.6万～2.0万台的增长空间。假如其中一半加油站用的是双层油罐，将有0.8万～1万台双层油罐的市场份额。可以预见，应用双层油罐后油料渗、泄漏事故将大大减少，环境污染风险大大降低，且全国每年将少投入费用约3 000万元[12]，社会效益与经济效益得以兼顾。

5结语

我们要在环境保护与安全保障方面，向发达国家学习，进一步提高环保标准，完善立法，严格执法。同时，引进并掌握先进的油罐制造技术和工艺，降低建造成本，推广应用于各地加油站和零发油台。卧式双层油罐完全取代卧式单壁油罐是大势所趋，安全环保，应积极推广应用。双层油罐具有更高的安全性、更好的环保性、更佳的经济实用性，在欧盟各国及美国、加拿大、日本等国完全取代了单壁油罐。随着能源领域安全生产意识和环保意识的日益增强及环境保护法律法规的逐步完善与进步，这种具有更高环保性、安全性和经济实用性的双层油罐应该在我国加油站或油库中广泛应用。

参考文献

[1] 陈颖.加油站预防油品泄漏的措施[J].石油化工安全环保技术,2007,23(4)：40-42.

[2] 中国石油化工集团公司工程建设有限公司.汽车加油加气站设计与施工规范：GB50156 — 2012[S].北京:中国计划出版社,2012:32-33.

[3] WAYNE G.A History of Storage Tank Systems,Handbook of Storage Tank Systems[M].New York：Marcel Dekker,2000:1-20.

[4] 国家安全生产监督管理总局.双层罐渗漏检测系统：GBT 30040.1 — 2013[S].北京：中国标准出版社,2014:1-45.

[5] 匡宁,周光明,张立泉,等.整体实芯中空复合材料的开发与应用[J].玻璃纤维,2007(5):15-20.

[6] 袁仁伟,袁君伟,范斌,等.钢制强化玻璃纤维制双层罐:中国,200820030649.8[P].2008-10-29.

[7] 宋仕强,张世富.钢制强化玻璃纤维双层油罐的性能及在我国的应用前景[J].石油库与加油站,2013,22(1):1-3.

[8] 宋仕强,张世富,张起欣,等.基于流体体积模型的双层油罐渗漏数值模拟[J].后勤工程学院学报,2013,29(4):34-35.

[9] 刘富君,赵力伟,孔帅,等.双层罐底板结构立式储罐泄漏扩散数值模拟及结构优化[J].无损检测,2012,34(5):7-9.

[10] 赵力伟,林震欧,刘富君,等.双层罐底板结构立式储罐泄漏试验[J].油气储运,2013,32(8):872-876.

[13] 许文忠,尹强.双层玻璃纤维增强塑料(FRP)油罐的发展趋势及应用前景[J].石油库与加油站,2013,22(3):1-3.

The Application Prospect of Double-Deck Oil Tank in China

YANGJinlin1HEWang2DUMingzhong1ZHANGFanglin1

(1.The Chinese People′s Liberation Army 76167 Troops, Shaoguan Guangdong 512000, China;2.Department of Management Science and Engineering, Logistical Engineering University of PLA, Chongqing 401311, China)

Abstract:At present horizontal single oil tanks are widely used at the gas stations and sporadic issuing oil stations of oil depots in our country, and there is a big gap between China and foreign countries in terms of environmental protection and safety. It is the trend that horizontal double deck oil tanks end horizontal single oil tanks. This paper introduced the performance, category and structure of horizontal double deck oil tanks, and combined with the successful promotion experience in technology developed countries to outlook the wide application prospects of double deck oil tanks in our country due to its advantages in the aspects of safety, environmental protection and economic practicality.

Key words:gas station; horizontal double deck oil tank; horizontal single oil tank; seepage; leakage

收稿日期：2015-09-15

基金项目：中国人民解放军总后勤部重点科研项目“储油状况下油罐检测技术研究”(油20080208)

作者简介：杨金林(1977 — )，男，湖北钟祥人，博士，工程师，研究方向为油料的储存与加注及油罐检测。

中图分类号：TE972

文献标识码：A

文章编号：1673-1980(2016)02-0087-03