唐闻智 李朋 沈青
(1.北京中航油工程建设有限公司，北京100012；2.中航油（北京）机场航空油料有限责任公司，北京102602)
摘 要：当机场油库储油罐发生泄漏后，油罐内油品的泄漏量主要取决于阀门的位置和关闭速度。如何优化关键位置阀门的设置，以使事故发生时的泄漏量最小，从而减少经济损失和环境污染，成为了一个关键问题。本文对该问题进行探讨，并经过方案对比分析，建议对储油罐第一道阀门设置为电液联动阀门，从而降低事故风险，使事故发生后不造成严重后果或使后果尽可能减小。
关键词:机场；油库；紧急切断；阀门；设计
近年来，随着航空运输迅速发展，以及节约用地和降低成本理念日益深入，机场油库规模日益扩大，油罐容积也随之扩大，由2000m3到5000 m3，再到10000
m3甚至20000 m3。虽然油罐遵照严格的规范进行设计安装，但是考虑到腐蚀、正常损耗甚至误操作所造成的泄漏事故隐患依然存在，需要在油罐进出管路上多个位置安装截止阀，以迅速切断管路，为事故救援赢取宝贵时间。比如黄岛和大连油品泄漏事故以及某些油库持续泄漏，都存在事故时人员无法靠近，不能及时切闭阀门的情况。本文探讨如何合理设计罐前阀门，以使事故发生时泄漏量最小，从而降低事故风险。
1 紧急切断阀门设计
1.1 阀门设置的关键位置
供油工程是机场重要配套部分和机场运行大动脉，机场油库是供油系统核心，直接供应油品。大型机场24小时不间断运行，因此要求机场油库不间断供油。一旦发生事故，要求事故罐能够被及时隔离，继续保障供油。
储油罐罐前第一道阀门，即罐根阀，是安装在储油罐根部距离油罐最近的阀门，也是油罐与外部工艺管道的分界。在发生故障或火灾事故时，关闭罐根阀可以将油罐与外部工艺管道完全隔离，即使罐根阀与其他阀门之间管道遭到破坏，也能避免事故扩散。因此，罐根阀在事故状态下能否关闭，是事故会不会进一步扩大的关键因素。
1.2 罐根阀门的型式
传统上，为减少油罐壁板受力，罐根阀一般选用轻型平板闸阀，手动启闭。但近年来一批规范要求大型油罐阀门采用紧急切断型：
2014年7月11日，《国家安全监管总局关于进一步加强化学品罐区安全管理的通知》（安监总管三〔2014〕68号）中提到：“大型、液化气体及剧毒化学品等重点储罐要设置紧急切断阀。”
2015年9月1日实施的AQ3053-2015《立式圆筒形钢制焊接储罐安全技术规程》中6.13条规定，“储罐物料进出口管道靠近罐体处应设一个总切断阀。对于大型储罐，应采用气动型、液动型或电动型执行机构的阀门。”因此，有必要考虑在大型储罐采用紧急切断型阀门。
1.3 罐根阀门方案对比
电动方案：以电力驱动。油库供电方便，并且不会对周边设备造成影响。但是存在供电线或者信号线在事故中被破坏而无法运行的风险。
气动方案：以压缩气体驱动。需要额外气动装置；使得本已用地有限的油罐区需要额外考虑气瓶或者空气压缩机等气动装置的安全距离；气动装置需要供电，事故中也存在断电无法运行的风险；气体可压缩，因此抗偏移性、控制精度和稳定性较差。
电液联动方案：以液压驱动。需要额外液动装置；在断电或失去信号情况下，可以实现预定行程动作紧急切断，稳定性高。
考虑油库发生事故时电动阀供电可能中断，油库设计中可以选用电液联动阀作为罐根阀。
2 电液联动阀门应用
2.1 可行性
电液联动阀门在石化行业应用普遍，航油长输管线进出站阀门也选用电液联动阀门，性能和可靠性可以满足航油罐区使用的要求。在油罐根部设置电液联动阀，油库在火灾、高高液位报警或突然失电的情况下，事故状态下液压缸驱动阀门自动关闭，无需油库值班人员事故状态下冒险进入罐区操作，可以有效地保护保护油品不会因事故溢出。
2.2 基本原理
电液联动执行机构是以液压油为动力源，通过电液伺服阀放大电控制信号，输出功率较大的液压能量驱动阀门动作。此类阀门的最大优点是自带液动蓄能机构，可以在罐区失电情况下，依靠自身蓄能完成阀门关闭操作，从而保证罐区安全，防止事故扩大。
2.3 应用趋势
目前，电液联动阀门仍然存在一些需要继续优化的方面。首先，最大的障碍是价格。电液联动阀门，目前为保障可靠性，多采用进口，价格是进口电动阀门的2～3倍，更是国产电动阀门的4～6倍。随着应用越来越普遍，价格呈现逐步下降的趋势，但是依然偏高，建议继续寻找其他紧急切断型式的阀门替代方案，另外国产阀门日趋成熟，可以考虑可靠的国产电液联动阀门方案。
其次，阀门恢复开启不便。阀门紧急切断后，如果排除了事故或故障，需要尽快恢复开启。建议在考虑尺寸的条件下，适当增加行程的数量，并保留手动开启功能。
最后，重量和尺寸。液动装置的液压缸体积过于庞大，安装多有不便，重量也常常超过1吨，阀门支撑成为问题。因此需要优化结构设计，减小尺寸；另外，可以借鉴部分机场油库基础延伸一个凸台作为阀门支撑的方案，使阀门随罐体均匀沉降，避免罐根管道拉裂。
3 结语
（1）罐根阀门设置为紧急切断型符合机场油库要求，可以有效地避免事故情况下的漏油，提高职业劳动安全性。
（2）罐根阀门采用电液联动阀门是可行的，安全可靠。
（3）电液联动阀门目前价格偏高，需要设计中进行方案比选；尺寸重量偏大，需设计时进行方案优化。
参考文献：
[1] AQ 3053-2015.立式圆筒形钢制焊接储罐安全技术规程[S].北京：国家安全生产监督管理局，2015.
