“布置规”和“新石化标准”对炼油厂总图设计的影响

张敏

摘要：《石油化工企业布置设计规范》和《石油化工企业设计防火标准》的发布对炼油厂总图设计提出了新的要求和方向，总图工程师除了准确掌握规范的条文内容，更应深刻理解其所运用的方法，在炼油厂的规划中融会贯通，学以致用。本文举例说明新标准规范实施后炼油厂总图设计的变化，为炼油厂总图设计提供新的典型布置方案和解决一般问题的思路及方法。

关键词：《石油化工企业布置设计规范》；《石油化工企业设计防火标准》；总图设计；定性分析；定量评价

1、概述

随着石油化工行业的发展，炼油企业大规模化和现代化的进程，炼油厂的总图设计也在不断发展改进。2014年出版的GB50984《石油化工工厂布置设计规范 》和2018年修订发布的GB50160《石油化工企业设计防火标准》是石化企业工程设计最重要的两本规范，其内容不仅对炼油厂的总图布置提出了新的要求，也为现代化炼油厂的工程设计指明了发展方向。

2、《石油化工工厂布置设计规范 》的影响

“布置规”第4.8.2条要求人员集中场所应远离爆炸危险源和高毒危险源，并在其对应的条文解释中给出计算要求及建议值，这一条文对工厂总图布置的规划方案具有很大的意义：

“布置规”发布之前，总平面布置中的防爆和防毒设计采用定性分析的手段，即有毒有爆炸危险的设施应与人员集中的设施分区布置，仅防火设计采用定量衡量的方法，要求人员集中设施与甲类装置保证40米以上的防火间距。因此，炼油厂采用的典型布置为三行式，即第一行布置由罐区和汽车装卸站组成的储运区，第二行布置装置区，第三行布置公辅工程区及厂前区，这样的布置既可以保障罐区与装置区的物料管线短接，又可以满足公用工程靠近负荷中心的要求，节约管廊长度并减少能源损耗，被认为是最经济合理的总平面规划方案。

“布置规”的发布，标志着对蒸汽云爆炸和高毒危险源的评价已由定性分析发展至定量评价，工程师们可以为蒸汽云爆炸和高毒危险源计算出一个具体的安全防护距离，而这个距离往往远高于防火间距的要求，因此，越来越多的炼油厂规划开始采用T型布置或两行式布置。T型布置即储运区和装置区分布两行，公用工程和厂前区组成的一列布置在其一端。两行式布置为一行布置储运区，另一行依次布置装置区，公辅工程区和厂前区。这两种布置型式，在满足工艺流程和物料运输要求的同时，能够保证人员集中的厂前区与具有蒸汽云爆炸和高毒危险源的装置区距离更远，从而更好的保障了工厂人员的人身安全。

3、《石油化工企业设计防火标准》的影响

第一，2010年大连中石油国际储运公司原油罐区输油管道爆炸，造成大量原油泄漏，储罐防火堤受损后，原油流入厂区道路并沿道路流出厂外，最终引燃周边多个企业设施。吸取本次事故的教训，在新标准的宣贯中，对4.1.5条：“石油化工企业应采取防止泄漏的可燃液体和受污染的消防水排出厂外的措施”进行了强调，要求炼油厂罐区的道路尽量做成路堤式。在以往的设计中，考虑到检修和排雨水的方便，石油化工企业的罐区一般略高于周边道路；而采取路堤式布置后，罐区标高则略低于周边厂区道路，这样设计，罐组的检修和排雨水设计虽然略微复杂，但当罐组发生事故路堤可作为另一道屏障，在防火堤受损时起到补充替补的作用，控制火灾蔓延，从而达到控制事故范围、降低事故损失的效果。

第二，“新防火标准”对厂际管道敷设问题、石油化工企业设施与园区设施间距问题、高架火炬热辐射问题均提出了明确的要求，这些问题在以往炼油厂总图设计中经常遇到，但却没有统一的设计标准。“新防火标准”发布前，由于缺乏专业的规范条文要求及数据分析结果作为理论支撑，若遇到此类问题时，设计人员往往依据以往项目的经验，选取相近的规定作为参照进行设计。“新防火标准”编制组收集了大量的工程实例，并对其进行了专业的数据分析，并最终对此类问题提出了具体的要求。这一切标志着，总图设计已开始具备足够的实例及数据支撑由经验化转变为标准化。

4、项目案例

国内某企业拟建一座炼油厂，包含的主要单元：

1）主要生产装置：130万吨/年常减压装置、40万吨/年重整预加氢装置、25万吨/年连续重整装置、55万吨/年柴油加氢装置、50万吨/年汽油加氢装置、4000吨/年硫磺回收联合装置、8000Nm?/h制氢装置；

2）配套的储运设施：原油罐组、产品油罐组（一）（二）（三）、轻油中间罐组、重油中间罐组、汽车装卸设施；

3）配套的公辅工程：总变电所、中央控制室、消防水设施、循环水场、动力站、凝结水站、脱盐水站、压缩空气站、仓库及检维修、分析化验室、消防站、污水处理场及事故水池；

4）其他设施：办公综合楼、火炬设施。

“布置规”发布前，本项目的规划方案拟采用三行式，而“布置规”发布后，本项目的设计思路为：

项目伊始，设计人员首先对项目生产中的物料及设备进行数据分析，将场内设施划分为三类：

第一类，人员集中场所（工作人员超过40 人·时/天的场所）：分析化验室、中心控制室、综合办公楼、消防站、检维修站。

第二类，包含蒸汽云爆炸危险源和高毒危险源的设施：所有生产装置。

第三类，既非人员集中场所，又非危险源的设备：主要包括储运设施及无需人员值守的公辅工程。

根据《石油化工工厂布置设计规范 》条纹4.8.2条及其条文解释的规定，本项目中第一类设施与第二类设施（危险源设备）之间的间距不小于200米（蒸汽云爆炸设备）或150（高毒危险源设备）。而第三类设施，与另外两类设施之间则不存在防爆和防毒的安全要求，因此，其布置主要考虑防火要求约几十米。因此在进行总图设计时，除了满足工艺流程的需要，应尽量将第三类设施布置在第一类及第二类设施之间，同时达到安全防护和节约用地的要求，最终得到的总图布置方案如下图。

本项目的总图方案即为典型的T型布置：储运区布置在全厂的北部西侧，与其关系紧密的生产装置区布置在南部西侧，这样布置保证了储运区与装置区之间的物料管线尽量短接。为生产装置区服务的公用工程紧靠装置区，布置在厂区的东侧，能够减少能源输送损耗；其中联系紧密的循环水等布置在东侧南部，联系稍弱的消防水设施等布置在东侧北部。人员集中的设施集中布置在东北角，位于全年最小风频的下风侧，保证期环境较好的同时远离危险源。

另外，在整体布局确定后，需根据《石油化工企業设计防火标准》中对火炬热辐射提出的要求，分别计算不同高度的火炬所对应的热辐射距离，选择满足热辐射要求的火炬高度。同时，由于火炬高度超过150米后，其造价及技术要求均大幅增高，因此若计算的火炬高度超过了150米，则应对总图布局进行局部调整，拉大火炬与相邻设施之间的间距，最终完成项目的总平面规划工作。

5、结论

无论是“布置规”还是“新石化标准”，其内容的更新，均伴随着大量工程数据的量化评价。而总图设计作为一门综合性学科，除了具备系统观念、制宜观念、权重观念外，更应具备量化思维，在解决矛盾时，除了经验化的方法，更应掌握专业化、标准化的算法，这是“布置规”和“新石化规”所代表的设计趋势，也是总图设计的发展方向。

石油化工行业在不断发展的同时积累了大量的工程实例和数据，科技进步为工程设计提供了更多的方法和手段。总图工程师应走在行业发展的前端，学习和吸收这些进步所带来的设计革新，平衡炼油厂总图设计中各影响因素之间的矛盾，为炼油企业描绘出既经济实用、又环保安全的建设蓝图。

参考文献

[1]GB50984-2014《石油化工工厂布置设计规范 》[M].中国计划出版社，2014

[2]GB50160-2008《石油化工企业设计防火标准》（2018年修订版）[M].中国计划出版社，2014

（作者单位：上海河图工程股份有限公司）