露天矿山企业附属加油站的平面布置探讨

2022-03-21宋艳红

有色冶金设计与研究 2022年1期

宋艳红

（中国瑞林工程技术有股份有限公司，江西南昌 330038）

随着科学技术的进步，露天矿山的建设规模日益增大，矿山企业的运输系统也日渐庞杂。矿山多在偏远地区，加油社会化协作极其困难，油料运输也极其不便。为了保证矿山运输设备的正常运行和矿山企业的正常生产，露天矿山企业附属加油站便应运而生。企业附属加油站与商业加油站相比，无论从服务对象、规模、服务项目上均有明显区别。一般意义上的商业加油站是为了社会机动车辆服务，不仅服务对象广、规模大、设备全，还提供其他的便利性服务。而企业附属加油站是一个具有储油设施，设置在非石油化工企业界区内为本企业生产或运行服务的加油站，其服务对象单一，规模小，占地面积小，管理方便。

露天矿山企业附属加油站的规模大小与矿山运输设备的用油量（主要是柴油）息息相关。根据油源的远近与运输方式，按照运输设备的年耗油量、油品的比重、油品的周转系数、油罐的利用系数等可以计算出加油站的总容积大小。在功能分区上，加油站一般由油罐区、卸油区、发油区和辅助区组成。在设计时，应在确定加油站容积的前提下，根据项目特点做好站内的功能分区，站内建/构筑物尽量按照分区布置。一个设计合理的加油站除了能够保障向矿山企业生产运营部门稳定地供油之外，还可以有效地保障消防安全，节约建设投资，方便后期使用。

本文拟依据露天矿山企业用油量的大小，对其几种常见规模的附属加油站设计布置进行探讨。

1 油库及加油站设计

1.1 油库及加油站的设计依据

《汽车加油加气站设计与施工规范（2014年版）》（GB 50156—2012）对加油站进行了等级划分，其中一级加油站的总容积不大于210 m3，柴油罐容积可折半计入油罐总容积，即储存柴油的加油站总容积理论上不大于420 m3。然而，对于一些大型的露天矿山而言，运输车辆数量众多，载重量又大，运输距离较远，用油量也很大。一级加油站的设计容积已不能满足该类矿山的生产运营，必要时须采用容积较大的立式油罐。当此类露天矿山附属加油站中柴油总容积超过420 m3或者需要设置单罐容积超过50 m3的地上立卧式油罐时，虽具备加油站的功能特征，但不能仅仅参照《汽车加油加气站设计与施工规范（2014年版）》进行设计。

对于采选冶一体化的工程项目，除了矿区运输车辆用油之外，还有一部分工艺设备用油，例如冶炼厂设备、化工设备、应急柴油发电机组等。这样的项目不仅用油点多，而且相对分散，在实际生产过程中，需要利用移动加油车对采场的设备进行油料的补给。这就使此类附属加油站既符合石油库的定义,即收发、储存原油、成品油及其他易燃和可燃液体化学品的独立设施，又符合加油站的定义,即具有储油设施,使用加油机为机动车加注汽油、柴油等车用燃油并可提供其他便利性服务的场所。因此，此类矿山企业附属加油站定义为“油库及加油站”更为准确,且在设计时,应同时参照《石油库设计规范》（GB 50074—2014）。

1.2 功能分区

根据油库及加油站的业务要求，对油库及加油站进行功能分区,确定设计容量,并依据设计规范中对油罐区、泵房及辅助生产区、罩棚、加油岛等建/构筑物的设计要求及各设施之间的防火间距要求，做初步的工艺平面布置。油库及加油站的平面布置多采用“三”字形设计,即从上到下,分别布置油罐区、泵房及辅助生产区、发油区。卸油区可靠近油罐区与发油区分开布置,互不干扰,方便卸油。油库及加油站平面布置见图1。

图1 油库及加油站平面布置

1.3 设计规模与安全规范

油库及加油站的设计规模通常都不大,按照规范里规定的石油库等级划分,一般不大于四级。

油库及加油站的四周应设高度不低于2.5 m的实体围墙。油库及加油站的油罐区通常采用地上储罐，即设置在地面以上,露天建设的立式储罐和卧式储罐。地上储罐应该采用钢制油罐。在实际工程设计中，储存乙B类和丙类的液体罐一般采用拱顶油罐和卧式油罐。一些国外项目根据当地的习惯做法或环保要求，不允许设置埋地油罐，且油罐型式多采用地上卧式。根据规范要求,地上储罐组应该设置防火堤,且防火堤内的有效容量,不应小于罐组内1个最大储罐的容量。防火堤实高应该高于计算高度0.2 m,高于堤内设计地坪的高度不应小于1 m，地上卧式油罐的防火堤高于堤内设计地坪的高度不应小于0.5 m即可。油库及加油站事关消防、安全、环保等一系列重大问题。因此,在做设计之前,必须要厘清概念,严格遵守国家标准，严格依据设计规范里规定的各设施之间的防火间距与要求进行安全布置。

2 标准加油站设计

中小型矿山的附属加油站总容积按照一、二、三级加油站进行设计时，基本上都可以满足用油要求。因此，此类矿山附属加油站可以按照标准加油站，即传统意义上的加油站，进行设计。设计标准主要参照《汽车加油加气站设计与施工规范（2014年版）》（GB 50156—2012）。然而，露天矿山企业附属加油站不同于商业加油站，具有远离城镇、地理位置偏远、不对外经营、服务对象单一、所处环境地形地势高差大等特点。因此设计时要根据这些特点，充分利用有利条件，对企业附属加油站进行合理布置。

这类小型加油站的油罐区通常采用埋地卧式油罐，即采用直接覆土或罐池充沙（细土）方式埋设在地下，且罐内最高液面低于罐外4 m范围内地面的最低标高0.2 m。小型加油站的布置比较灵活，可以巧妙利用矿山的地形地貌特征进行布置。港湾式布置是此类加油站常见的布置方式。港湾式布置主要分为不对称港湾式集中布置、对称港湾式集中布置、一条线港湾式集中布置3种形式。

1）不对称港湾式集中布置。不对称港湾式集中布置适用于规则的长方形地形。特点是油罐区集中布置于一侧，站房等辅助建筑与罩棚连体合建，布置合理，方便管理。不对称港湾式加油站平面布置见图2。

图2 不对称港湾式加油站平面布置

2）对称港湾式集中布置。对称港湾式集中布置同样适用于规则的长方形地形。特点是油罐区对称分布于双侧，站房等辅助建筑与罩棚连体而建位于中间，双“罐”齐下，并行不悖。对称港湾式加油站平面布置见图3。

图3 对称港湾式加油站平面布置

3）一条线港湾式集中布置。一条线港湾式集中布置适用于规则的正方形地形，与“三”字形布置相似。特点是油罐前置，站房等辅助建筑与加油罩棚连体合建，共同组成一条线，布置紧凑，占地面小。一条线港湾式加油站平面布置见图4。

图4 一条线港湾式加油站平面布置

3 橇装式加油装置

橇装式加油装置，全名为阻隔防爆橇装式加油装置，是一种集阻隔防爆双层储油罐、加油机、阻隔防爆油气回收和自动灭火器于一体的地面可移动加油装置。该装置采用防爆设计，不仅设置有内部燃烧抑制装置（IS2）、自动断油保护阀、自动灭火器、压力真空阻火呼吸阀等抑火防爆装置，内部的电气部件或设备也均采用防爆型。在罐车卸油、油罐储油和对外加油等各个环节上，该装置都设置了安全装置，如卸油溢流自动报警器、卸油溢流自动关断阀、加油机区域自动灭火器、储罐紧急泄压装置、储罐和加油机之间的高温自动断油保护阀、具有防火隔爆性能的双层地面卧式储罐等，即使遇到明火、枪击、焊接、雷击、静电等意外事故，都不会发生爆炸。

橇装式加油装置的主要系统功能有加注系统、储油系统、油气回收系统、液位计量及防溢流系统、自动灭火系统、紧急泄压系统、防雷防静电系统、漏油监测系统、可燃气体监测系统、防爆配电系统等。产品配置包括阻隔防爆储罐、阻隔防爆材料、加油机、防爆控制箱、静电接地报警仪、液位仪系统、防爆阻火呼吸系统、卸油泵系统、紧急切断装置、防回流装置、防爆照明系统、紧急泄压装置、防雷防静电接地装置、底座等。

《汽车加油加气站设计与施工规范（2014版）》（GB 50156—2012），将橇装式加油装置定义为将地面防火防爆储油罐、加油机、自动灭火装置等设备整体装配于一个橇体的地面加油装置，并专门增加了一节橇装式加油装置的相关设计规定。

橇装式加油装置具有占地面积小、安全性高、安装简便、便于迁移、投资少、建设周期短、手续办理简单、节能环保等特点，特别适合企业内部使用。露天矿山企业附属加油站的三级站优先选择撬装式加油装置，橇装式加油装置见图5。2007年，我国首座撬装站在北京落成，为2008年奥运场馆工程用车提供加油服务。

图5 橇装式加油装置

4 案例分析

4.1 哈萨克斯坦Koksay铜矿项目

哈萨克斯坦Koksay铜矿是一个集采选冶一体化的复杂项目,项目用油点多而分散。油库及加油站一、二期的总设计容量为1 100 m2，属于四级油库。

该油库及加油站除了给矿山各类自卸汽车、工程机械车等加油外，还要为移动式加油车发油,以给一些不方便来此加油的工程车辆,例如挖掘机、推土机、前装机、压路机等，提供用油服务，同时还需要供油给钼冶炼车间。

该项目的油库及加油站功能分区主要是由零位油罐、泵房及辅助生产区、油罐区卸油区发油区等组成。工艺流程如下:柴油由汽车油槽车运来，先自流下卸至10 m2埋地卧式油罐(零位油罐),然后通过自吸式离心油泵输送至立式拱顶油罐储存，再通过加油机给各类工程车辆加油和移动式加油车发油,通过供油泵给冶炼车间供油。Koksay铜矿油库及加油站工艺流程图见图6。