加油加气站设计中油罐等设施布置需要注意的问题
胡子和 王 丰 葛晓鸣 王佳丽 宁波和丰化工设计咨询有限公司 宁波 ３１５１０３
摘要 主要讨论埋地油罐平面布置的几种方式在传统加油站设计中影响油站安全的问题。根据经验，举例
纠正了部分不合理、不符合标准的设计内容，并提出合理的设计思路。对加油加气站的油罐及气罐平面布置设计具有一定的指导意义，对加油加气站的安全评价、许可领证审查、安全隐患排查也有一定的参考价值。
关键词 加油加气站 埋地油罐 埋地气罐 平面布置 加油加气站安全评价
胡子和，高级工程师，１
９８６年７月毕业于浙江大学化工系化学工程专业，从事安全评价、化工设计及管理等工作。：１３０８２９２６８７１，Ｅ－ｍａｉｌ：２０４８３８８６３０＠ｑｑ ｃｏｍ。
随着我国经济的快速发展，汽车保有量呈现出爆炸式增长，作为传统汽车燃料补充的加油加气站数量也随之快速地增加。另外，随着安全和环保要求的提高、旧有加油加气站周边设施的建设、旧有加油加气站的改造、新加油加气站的规划布局等，都对加油加气站的工程设计提出了新的要求。
１ 加油加气站设计概述
加油站，指“具有储油设施，并为机动车加
注汽油（含甲醇汽油、乙醇汽油）、柴油等车用燃
油的场所”
［１］
；加气站，则指“具有储气设施，使用加气机为机动车加注车用Ｌ
ＰＧ、ＣＮＧ或ＬＮＧ等车用燃气的场所”［１］
。近年来，虽然随着新燃料能
源的开发利用，特别是液化石油气（ＬＰＧ）、压缩或液化天然气（ＣＮＧ、ＬＮＧ）、氢燃料、电
能等新能源在机动车领域的利用拓展，在加油站内同时设置有天然气储存设施、液化石油气储存设施、液氢储存设施、加气设施以及充电桩设施的合建站等综合服务站也不断普及。但传统意义上的机动车油品加注站，因汽柴油加注操作方便、加注时间短等优点，仍然具有明显优势。因此，目前仍然具有其他新能源加注站无法完全取代的地位。正交相移键控
传统加油加气站中的主要燃料汽油、柴油及液化石油气、天然气所具有的易燃易爆危险特性，决定了加油加气站是一具有火灾爆炸等危险性的设施场所。但因加油加气站服务对象的特殊性，大多数加油加气站建设在人员稠密地区、或便于机动车获
得燃料的公路沿线周边区域，且加油加气站所具有的社会开放属性，也给危险性控制带来一定的难度。
针对加油加气站场所设置区域的特殊性、运营方式的开放性，以及加油加气站的特殊安全要求，国家特意编制了相应的工程设计标准规范，由最初的《小型石油库及汽车加油站设计规范》（
ＧＢ５０１５６－９２），到《汽车加油加气站设计与施工规范》（
ＧＢ５０１５６－２０１４），以及在２０２１年１０月１日开始实施的《汽车加油加气加氢站技术标准》（ＧＢ５０１５６－２０２１），都分别从环保、安全等方面提出相关要求，但也同时考虑了加油加气站建设的经济性、合理性等方面因素，以满足特殊社会服务需求。
在加油加气站的工程设计中，油罐和气罐的埋地设置，是有效降低加油加气站火灾爆炸危险性的最主要安全措施之一。众所周知，加油加气站中的埋地油罐，因不受紫外线照射、气温变化大所带来的油品蒸发和损耗大等不利因素影响，可保持比较恒定的温度、油品挥发损失较小等，具有相对安全的优势。即使发生火灾等事故，也可以减少事故影响波及的范围。因此，从最初的《小型石油库及汽车加油站设计规范》（ＧＢ５０１５６－９２）到《汽车加油加气站设计与施工规范》（ＧＢ５０１５６－２０１２）（
２０１４年版）以及《汽车加油加气加氢站技术标准》（ＧＢ５０１５６－２０２１），都特别强调了埋地罐设置的具体要求。
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油气回收则既是环保的需求，在一定程度上也可减少空气中油气含量，是降低油站发生火灾爆炸危险的另一安全措施。通过加油站油气回收设施的设置，不仅加强环境保护，也可以缩小油罐与围墙等设施之间的间距，进而可以节约加油站用地。然而，在加油加气站油气设施设计中，在缩小埋地罐与围墙之间间距的同时，也可能造成埋地罐不符合规范规定的不安全隐患因素。
加油加气站的平面布置设计，应根据其各自所在区域地块条件、周边设施等的不同，在满足规范标准的同时，还需要注意一些特殊场所及设施状况、设施条件等因素。
２ 加油站平面布置设计所需要遵循的基本原则
根据《汽车加油加气加氢站技术标准》（ＧＢ５０１５６－２０２１）第１ ０ ３条款“汽车加油加气加氢站的设计和施工，除应符合本标准外，尚应符合国家现行有关标准的规定”。因加油站涉及的专业较多，该标准是综合性技术标准，仅仅是规定汽车加油加气加氢站特有的技术要求。对于其他更专业的、该标准没有明确规定的，尚需执行相应的国家标准规定和要求。即要求“本标准明确规定者，按本标准执行；本标准未作规定者执行国家现行有关标准的规定”［１］，包括工艺管道、建筑、结构、各设施的平面防火间距、结构抗震，以及电气、消防等。
在加油加气站工程设计过程中，只有在全面并正确理解《汽车加油加气加氢站技术标准》（ＧＢ５０１５６－２０２１）等标准相应条款并严格执行的情况下，才能保证加油加气站设施的硬件安全性。但若对其相应条款存在片面性的、或不够全面的理解，则将在加油加气站设计中留下不安全的隐患，导致各类事故的发生。
加油加气站，其主要设施有埋地油（气）罐、加油（气）机、站房、罩棚以及一些辅助设施，如卫生间、洗车设施，部分加油加气站可能还有小型餐饮店。在新建加油加气站或原有加油加气站改造设计
过程中，首先需要考虑其平面布置，即考虑油（气）罐与站房、罩棚、站区围墙等设施之间的相对位置和间距。在场地允许的条件下，油（气）罐因其危险性应设置在一个相对独立的区域。但受场地限制时，特别是有一定经营年限、站周边建构筑物等设施增建后的加油加气站，为了达到油罐与其他设施防火间距的标准规定要求，把埋地油罐设置于车行道下，甚至罩棚下面。这主要是因为ＧＢ５０１５６标准中，埋地油罐与加油机之间并没有要求具有一定的防火间距。
３ 加油加气站埋地油罐布置设计中需要注意的问题
油罐作为油品储存设施，是加油加气站项目的主要设施，也是加油加气站的主要危险场所之一。合规合理地布置油罐，是保证加油加气站安全设计最基本的前提。加油加气站油罐布置设计，根据标准ＧＢ５０１５６－２０２１第６ １ １条“除撬装式加油装置所配置的防火防爆油罐外，加油站的汽油罐和柴油罐应埋地设置，严谨设在室内或地下室内”［１］的规定，首先应考虑油罐埋地设置。但根据所布置位置的不同，又有“非车行道下”布置与“车行道下”布置两种方式。其中“车行道下布置”，主要因受场地限制，又可分为“罩棚下与加油机相邻的车行道下布置”与“非罩棚下”的车行道下布置。
３ １ 非车行道下布置油罐
在加油加气站的设计中，首先应考虑尽可能地将埋地油罐布置在非车行道下。
压铸机料筒的设计
一般油罐在非车行道下布置时，为了尽量合理利用场地空间，提高场地利用率，腾出更多空间作为加油罩棚布置，增加加油岛面积，增加加油机数量，会将油罐尽量靠近围墙布置。根据标准ＧＢ５０１５６－２０２１，在设有油气回收系统设施的条件下，埋地汽油罐与实体围墙间距可以减少到２米。在不考虑施工放样误差的情况下，一般加油站场地这一布置的设计确实能够满足该标准的要求。但在某些特殊场合、特殊地块，这样的布置可能就无法满足该标准所规定的其他条文要求了。
首先，应充分理解“埋地油罐”的术语定义。根据标准ＧＢ５０１５６－２０２１的定义，埋地油罐是指“罐顶低于周围４米范围内的地面，并采用覆土或罐池充沙方式埋设在地下的卧式油品储罐”［１］。埋地油罐方案布置中若无法满足该术语的基本内容规定，则可认为加油站整体布置方案中的相关防火间距均没有满足标准ＧＢ５０１５６的要求。可以说，这
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２０２１，３１（６）胡子和等 加油加气站设计中油罐等设施布置需要注意的问题
样的设计存在着安全问题和隐患。
譬如，如图１中的加油站场地，围墙外为河流或为较宽深水沟性设施；或是如图２的地块，围墙外地势明显地低于围墙内。工程设计中，若将带有油气回收设施的埋地油罐布置在距离围墙２或３米处，看似符合该标准“站内平面布置”第５ ０ １３条中所规定的、与围墙间防火间距不小于“２米”规定，其实，该埋地油罐已经不符合“埋地油罐”的定义，因为它达不到最基本的“低于罐周围４米范围地面”的“埋地”定义要求。亦即，标准ＧＢ５０１５６中与“埋地油罐”相关其他条款的规定对于这种设计方案已经都不适用，这样的设计方案
不满足标准对安全的要求。
图１
加油站围墙外为水沟或河流性设施
图２ 加油站围墙外地势较低
因此在设计中，采取如下图３或图４方案，拉大埋地罐与围墙间距，使埋地罐完全符合“埋地”
的术语定义，真正满足规范标准的要求。
图３ 加油站围墙外为水沟或河流性设施
（
拉大罐墙间距后）
图４ 加油站围墙外地势较低（拉大罐墙间距后）
另外，若当围墙外是河流时，尚需要考虑河流的重要等级程度，即设计中尚需同时满足国家或当地政府有关河道保护条例规定、油品泄漏对河流的影响等要求。
３ ２ 一般车行道下布置油罐
鉴于加油站场地的限制，有的加油站埋地油罐布置于场地中间的车行道下，或罩棚下加油机旁等。这里的“一般车行道”，是指非罩棚下加油机旁的车行道，如罩棚与出入口之间的车行道地段。
设置于车行道下的埋地油罐，首先需要考虑地面上汽车等荷载对油罐的影响；标准ＧＢ５０１５６－２０２１中也对“埋地油罐”的埋深作了特别规定，如该标准第６ １ １２条款所述“油罐设在车行道下面时，罐顶低于混凝土路面不宜小于０ ９米”［１］等。
其次，在车行道下进行油罐操作井设计时，尚需考虑雨水，特别是带油污水的影响、操作井盖密封性等因素。可能的话，操作井设置于车行道外。《小型石油库及汽车加油站设计规范》ＧＢ５０１５６－９２中规定“当油罐在行车道下面埋设时，应采取保护盖板等措施。人孔操作井宜设在行车道以外”。虽然９２版已作废，但在标准ＧＢ５０１５６－２０２１第６ １ １４条款规定的“埋地油罐的人孔应设操作井。设在行车道下面的人孔井应采用加油站车行道下专用的密闭井盖和井座”内容没有对操作井设置作出规定的情况下，生产实践中发现，将操作井设置于车行道外，既不违反规范标准，又可以避免因运动中车辆火星对操作井内油气的危险影响，避免因油罐操作井进行量油、油泵检修、清罐等作业过程对油站经营等的影响，因此可沿用此做法。
第三，考虑到油罐一旦发生事故的危害程度，设置于车行道下油罐，尚需考虑控制其容量不宜过大。针对车行道下设置油罐情况，标准规范规定的安全措施不够明确，广西自治区应急管理厅曾召集部分专家作了讨论和认证，并提出认证会议纪要
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（《关于研究油罐埋设车道下加油站安全防范措施落实问题的会议纪要》桂安监管阅２００９］１３号），针对油罐及其设置方面，该纪要强调的主要内容为：
为防止车道行车重压造成加油站爆炸等事故发生，应增加完善以下安全措施：①对埋设加油场地或车道下面的油罐，其油罐池宽度不应跨过加油场地双车道，单罐容积不应超过３０立方米；②油罐采用的钢板的厚度不应小于５ｍｍ，钢罐制造宜采用自动焊工艺，并应有良好的防腐蚀性能和导静电性能；③油罐应设带有高液位报警功能的液位计；
④油罐人孔操作井宜设在行车道以外，并落实防止加不慎可能出现的溢油进入井内引发火灾事故的安全措施；⑤油罐的顶部覆土厚度不应小于０ ７ｍ；
⑥油罐池和侧壁应采取防渗漏措施，油罐池检查井宜设在行车道外；⑦油罐池顶板含井盖板强度设计荷载不小于４０ｋＰａ／ｍ２，并在加油车道或出入口设置有醒目的限载标志。
虽然上述讨论纪要，只是广西的地方要求，但为了确保加油站的安全设计，上述安全措施对于其他地方的加油站布局设计仍然具有一定的参考价值。
３ ３ 罩棚车行道下布置油罐
有的加油站改造，因周边设施的增建，导致油罐的布置存在一定的困难，不得不将埋地罐设置于罩棚底下。这时，除了尽量考虑一般车行道下油罐所采取的设计安全措施外，还应考虑埋地油罐的“空罐”或“满罐”这一动态因素对罩棚柱基础结构的影响。例如，可以采取设置埋地底筏板与罩棚柱的各自独立桩基基础等措施，防止因空、满油罐不同状态下导致罩棚柱基础的松动，破坏罩棚柱基础结构，最终可能导致因罩棚柱基础结构的不稳定而倒塌等事故发生。
４ 加油加气站埋地气罐布置设计中需要注意的问题
同样，在加油加气合建站中，埋地气罐的布置也存在与上述埋地油罐类似的问题。即关于“埋地ＬＰＧ罐”和“地下ＬＮＧ储罐”以及“半地下ＬＮＧ储罐”布置设计时也需要注意同样的问题。
根据标准ＧＢ５０１５６－２０２１，“埋地ＬＰＧ罐”的定义，是指“罐顶低于周围４ｍ范围内的地面，并采用直接覆土或罐池充沙方式埋设在地下的卧式ＬＰＧ储罐”［１］；“地下ＬＮＧ罐”的定义，是指“罐顶低于周围４ｍ范围内的地面，标高不小于０ ２ｍ，并设置在罐池中的ＬＮＧ储罐”［１］；以及“半地下ＬＮＧ罐”的定义，是指“罐体一半以上安装在周围４ｍ范围内的地面以下，并设置在罐池中的ＬＮＧ储罐”［１］。
相比地上ＬＮＧ储罐，标准ＧＢ５０１５６－２０２１虽没有对地下或半地下ＬＮＧ储罐与周边设施防火间距的特别规定；但对于ＬＰＧ储罐，则在该标准ＧＢ５０１５６－２０２１第５ ０ １３条的表５ ０ １３－１中，埋地与非埋地ＬＰＧ储罐与周边设施如ＬＰＧ卸车点、ＬＰＧ泵房、ＬＰＧ加气机、消防泵、站区围墙等的防火间距有明显的不同。对于埋地ＬＰＧ储罐，若不能满足其基本“埋地”定义的要求，则应根据地上ＬＰＧ储罐要求考虑其与周边设施的防火间距布置。
５ 结语
本文针对加油加气站场地特殊情形下埋地油罐、埋地ＬＰＧ储罐平面布置设计过程中的一些特殊问题进行了讨论。这些问题在笔者对加油加气站设计审查、现场许可证考核审查过程中多次出现，多为设计者未能正确理解加油加气站标准规范条款所致。
综上讨论，提出在加油加气站设计中的几点体会，供相关设计人员参考。
（１）加油加气站项目设计虽然简单，但真正完整理解规范标准内容，尚需认真细致地阅读规范标准条款，合规合理地综合运用规范标准条款，才可达到真正安全设计的目的。
（２）原《小型石油库及汽车加油站设计规范》ＧＢ５０１５６－９２、《汽车加油加气站设计与施工规范》ＧＢ５０１５６－２０１２等虽然作为标准已经废止，可以不作为强制执行的依据，但是某
些条款对于安全设计尚具有一定的参考价值，对于其中经济的、更有利于加油站安全设计的条款，仍可在不违背最新版标准的前提下，在设计中加以参考。
（３）针对标准所提出的“地上ＬＮＧ储罐”与“地下ＬＮＧ储罐”、“半地下ＬＮＧ储罐”概念，新标准ＧＢ５０１５６－２０２１并没有明确其与周边其他相关设施的防火间距要求。为了减少工程设计过程中的无意违规，杜绝源头设计隐患，也在此建议，在 （下转第４５页）
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２０２１，３１（６）陈书建 液化天然气接收站ＬＮＧ气化服务费影响因素及降低措施分析
通过优化原设计船型比例，码头通过能力由６００ ７万ｔ／ａ提高到７２３ ６万ｔ／ａ，提高了２０％左右；ＬＮＧ气化服务费用也由０ ２５４元／Ｎｍ３降到０ ２１７元／Ｎｍ３。Ｍ项目还能通过进一步增加大容量船型的比例提高ＬＮＧ周转量。
５ 结语
随着我国液化天然气接收站数量逐年增多，接收站之间的相互竞争不可避免，ＬＮＧ气化服务费 的高低是一个接收站是否具备核心竞争力的关键因素之一。在其它方式受限的情况下，通过措施提高液化天然气接收站的周转能力从而降低ＬＮＧ气化服务费，是一个切实可行的途径。
柿子削皮机
参 考 文 献
１ ＢＰＳｔａｔｉｓｔｉｃａｌＲｅｖｉｅｗｏｆＷｏｒｌｄＥｎｅｒｇｙ２０２１［Ｒ］．
２ ＳＹ／Ｔ７４３４－２０１８，液化天然气接收站能力核定方法［Ｓ］．
（收稿日期 ２０２１－０８－１０粉煤灰烧失量
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）（上接第２０页）
今后的ＧＢ５０１５６修订中，针对上述问题作进一步细化说明，明确具体要求。如地上ＬＮＧ储罐与地下、半地下ＬＮＧ储罐与周边设施防火间距可能的不同要求等。
（４）加油加气站中汽油油气回收既是环保的需求，在一定程度上也可减少空气中油气含量，是降低油站发生火灾爆炸危险的另一安全措施。汽油的卸、加油油气回收设施的设置，在新标准ＧＢ５０１５６－２０２１中第６ ３ １条和第６ ３ ６条已经作 为强制性要求、必须严格执行的条款出现，并不是〗可以缩小油罐与围墙等设施之间间距的条件，工程设计中需要加以注意。
本文可用于安全评价过程，以及加油加气站安全检查、许可证发放过程中的现场检查参考。
参 考 文 献
１ ＧＢ５０１５６－２０２１，汽车加油加气加氢站技术标准【Ｓ】．
（修改回稿日期 ２０２１－１１－１１
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
）（上接第２５页）
表２ 计算结果汇总表
方案一方案二方案三Ｈ／Ｄ１５ ０４１４ ９３１５ ０２容器顶部最大挠度，ｍｍ８０７２７３设备总横推力，Ｎ５ ５×１０５５ ５１×１０５５ ５１９×１０５环板底截面弯矩，Ｎ·ｍｍ５ １７５×１０１０２ ９０２×１０１０５ ４５４×１０１０
从表２可以看出，对于高径比在１５临界值附近的塔器，裙座采用圆锥形时，可以减小塔顶挠度，有利于改善塔器的受力状况，操作平稳，更好地满足工艺要求。但由于塔形系数（Ｈ／Ｄ值）会因此改变，可能导致计算程序中不再对横风向风载进行计算，使计算结果中的基础载荷值偏低。在这种情况下，设计者可以采取适当措施，如增加一段塔高，改变Ｈ／Ｄ值，即可利用计算软件进行更符合实际情况的计算，提高设计效率及结果的准确性。实际工作中，采用方案３进行设计，是兼顾了安全性与经济性的最佳方案。
５ 结语幻听的中药
在塔器设计时，设计者一般会选择一种裙座型式进行设计计算。本案例中的这台塔器，当采用圆锥形裙座时，如直接引用ＳＷ６软件的计算值作为基础载荷，会导致设计基础时载荷偏小，有安全隐患。
综上所述，结合本实际案例，对于塔高Ｈ＞３０ｍ，高径比Ｈ／Ｄ在１５临界值附近的塔器，根据临界风速和塔顶风速判定是否考虑塔器的横风向共振动问题，同时根据《建筑结构荷载规范》ＧＢ５０００９中规定，对雷诺数Ｒｅ进行计算比较，如同时满足以上条件但Ｈ／Ｄ值小于１５，建议适当增
加塔高，使Ｈ／Ｄ＞１５，以得到更接近工程实际情况的计算模型，设计结果也更趋经济且安全。
参 考 文 献
１ ＧＢ／Ｔ１５０ １～１５０ ４－２０１１，压力容器［Ｓ］．北京：中国标准出版社，２０１２．
２ ＮＢ／Ｔ４７０４１标准及释义，塔式容器及标准释义［Ｓ］．北京：新华出版社，２０１４．
３ ＧＢ５０００９－２０１２，建筑结构荷载规范［Ｓ］．北京：中国建筑工业出版社，２０１２．
（收稿日期 ２０２１－０８－２４）
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