近年来，对石油化工企业安全生产的要求不断提高，安全隐患治理项目投入资金巨大，其中自动化仪表关联的隐患治理项目占据了半壁江山，储运罐区自动化安全隐患整改工程相应也逐年增加。

石油化工储罐作为炼油化工总流程的重要组成部分和储存单元，起着承上启下的关键作用。现阶段储运罐区系统又具有许多自身的特点：单罐容量大、罐体数量多、布置集中、存储介质易燃易爆、有毒有害。介质外漏必定会引发重大事故，造成严重的人员伤亡、环境污染及负面社会影响。

鉴于国内外石油化工储罐介质外漏引发的损失惨重、代价巨大的事故，储运罐区的本质安全该怎么考虑？

储运罐区的安全联锁系统SIS的设置、可燃/有毒气体报警系统GDS的设置改进、联锁切断阀的设置、仪表的防雷及接地，针对我国现行法律法规、标准规范，以及安全主管部门对石油化工储罐设置的要求规定，对储运罐区仪表的本质安全进行探讨。

进一步完善化学品罐区监测监控设施。根据规范要求设置储罐高低液位报警，采用超高液位自动联锁关闭储罐进料阀门和超低液位自动联锁停止物料输送措施。

确保易燃易爆、有毒有害气体泄漏报警系统完好可用。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。

解析：

注意如果不构成一、二级重大危险源，可能仍然需要联锁保护，但是没有在SIS系统实现的强制要求，具体情况根据SIL定级结果确认。

结论：

①储罐高低液位报警和联锁要求，是根据规范要求来进行设置。

②大型、液化气体、剧毒化学品等重点储罐要设置紧急切断阀。

2. 《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》（国家安全生产监督管理总局令 第40号）：

重大危险源的化工生产装置装备满足安全生产要求的自动化控制系统；一级或者二级重大危险源，装备紧急停车系统(ESD)；对重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体等重点设施，设置紧急切断装置；毒性气体的设施，设置泄漏物紧急处置装置。涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备独立的安全仪表系统（SIS）。

解析：

SIS强调的是测量元件→逻辑处理器→执行元件的组合，强调的是回路的整体功能，因此对测量元件和阀门都是有要求的。

结论：

1. 重大危险源中的毒性气体、剧毒液体和易燃气体设置紧急切断阀。

2. 毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源（“两重点一重大”），要求配备独立的安全仪表系统（SIS）。

构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未实现紧急切断功能；涉及毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级、二级重大危险源的危险化学品罐区未配备独立的安全仪表系统。

结论：

毒性气体、液化气体、剧毒液体的一级、二级重大危险源(“两重点一重大”)的危险化学品罐区要求配备罐区紧急切断功能和独立的安全仪表系统（SIS）。

6.6.13 天然气凝液储罐及液化石油气储罐应设液位计、温度计、压力表、安全阀，以及高液位报警装置或高液位自动联锁切断进料装置。

结论：

天然气、液化石油气等压力球罐应设置温度、压力、液位仪表。

6.2.3 油罐进油管道控制阀门应采取高高液位自动联锁关闭措施。

6.2.4 油罐宜采取低低液位自动联锁停泵的措施。

11.1.2 每座油罐应设置液位连续测量仪表和高高液位开关、低低液位开关，并应符合下列规定：

（1）连续液位计应具备高液位报警、低液位报警和高高液位联锁关闭油罐进口阀门的功能，低液位报警设定高度（距罐底板）不宜小于2m。

（2）高高液位开关应具备高高液位联锁关闭油罐进口阀门的功能。

（3）低低液位开关应具备低低液位联锁停输油泵并关闭泵出口阀门的功能，低低液位开关设定高度（距罐底板）可不小于1.85m。

结论：

①油罐要设置液位连续测量仪表和高高、低低液位开关。

②高高液位开关、低低液位开关应具备联锁关进口阀、联锁停泵及关出口阀的功能。

15.1.2 下列储罐应设高高液位报警及联锁，高高液位报警应能同时联锁关闭储罐进口管道控制阀：

（1）年周转次数大于6次且容量大于或等于10000m3的甲B、乙类液体储罐；

（2）年周转次数小于或等于6次且容量大于20000m3的甲B、乙类液体储罐；

（3）储存Ⅰ、Ⅱ级毒性液体的储罐。

15.1.3 容量大于或等于50000m3的外浮顶罐和内浮顶储罐应设低低液位报警。低低液位报警设定高度（距罐底板）不应低于浮顶落底高度，低低液位报警应能同时联锁停泵。

结论：

①符合该规范中的三种情况下，要设高高液位报警及联锁，高高液位报警应同时联锁关闭罐进口阀。

②容量大于或等于50000m3的外浮顶罐和内浮顶储罐应设低低液位报警。

7. 《石油化工企业设计防火标准》GB 50160（2018年版）：

6.2.23 可燃液体的储罐宜设自动脱水器，并应设液位计和高液位报警器，必要时可设自动联锁切断进料设施。

6.3.11 液化烃的储罐应设液位计、温度计、压力表、安全阀，以及高液位报警和高高液位自动联锁切断进料措施。

结论：

液化烃的球罐或卧罐要设置高高液位自动联锁切断进料的措施。

5.3.2 液化烃球形储罐应设高液位报警器和高高液位连锁。必要时应加设低液位报警器。

5.3.3 对于间歇操作下槽车装卸的液化石油气球形储罐，应设置高高液位自动联锁紧急切断进料装置。对于单组份液化烃或炼化生产装置连续操作的球形储罐，其联锁要求应根据其上下游工艺生产流程的要求确定。

结论：

液化烃的球罐要设置高高液位自动联锁切断进料装置。

9. 《石油化工储运系统罐区设计规范》SH/T 3007:

5.4.3 储存I级和II级毒性液体的储罐、容量大于或等于3000m3的甲B和乙A类可燃液体储罐、容量大于或等于10000m3的其他液体储罐应设高高液位报警及联锁，高高液位报警应联锁关闭储罐进口管道控制阀。

5.4.4 装置原料储罐宜设低低液位报警，低低液位报警宜联锁停泵。

6.3.4压力储罐应另设一套专用于高高液位报警并联锁切断储罐进料管道阀门的液位监测仪或液位开关。

结论：

①符合该规范中的三种情况下（ I级和II级毒性液体、容量大于或等于3000m3的甲B和乙A类可燃液体储罐、容量大于或等于10000m3的其他液体储罐）要设高高液位报警及联锁，高高液位报警应同时联锁关闭罐进口阀。

②装置原料储罐设低低液位报警，低低液位报警联锁停泵。

③压力储罐应单独设一套专用于高高液位报警同时联锁切断进料切断阀的液位仪。

5.1 可根据实际情况设置储罐的温度、液位、压力以及环境温度等参数的联锁自动控制装备，包括物料的自动切断或转移以及喷淋降温装备等。

6.3.7 大型（5000m3以上）可燃液体储罐、400m3以上的危险化学品压力储罐应另设高高液位监测报警及联锁控制系统。

结论：

大型（5000m3以上）可燃液体储罐、 400m3以上的危险化学品压力储罐要设置高高液位自动联锁切断进料的措施。

6.13 切断阀

储罐物料进出口管道靠近罐体处应设一个总切断阀。

12.2.2 可燃液体储罐，应按规范的要求和操作需要设置液位计和高低液位报警装置、高高液位报警装置，频繁操作的储罐宜设自动联锁紧急切断装置。大型罐应设高低液位报警装置、高高液位报警装置和紧急切断装置，并采取高高液位报警联锁紧急切断装置的措施，在防火堤外及控制室操作站应设置紧急切断阀联锁按钮。当储罐发生液位报警高高或火灾时，能够遥控或就地手动关闭进料切断阀，在切断阀关闭后，应自动联锁停止进料泵。

注：《立式圆筒形钢制焊接储罐安全技术规程》AQ 3053-2015中大型储罐是指公称直径大于或等于30m或公称容积大于或等于10000m3的储罐。

结论：

公称直径大于或等于30m或公称容积大于或等于10000m3的储罐应设高高液位报警联锁紧急切断装置的措施，应自动联锁停止进料。

4.1 紧急切断阀设置

4.1.1 储存极度危害液体（I级）和高度危害液体（II级）的储罐、容量大于或等于3000m3的甲B和乙A类易燃液体储罐、容量大于或等于10000m3的其他可燃液体储罐、构成一级、二级重大危险源罐区储罐进出料管道上应设紧急切断阀。紧急切断阀应能在控制室远程操控关断。

4.1.2 炼油厂、石油化工厂、石油化纤厂储罐的紧急切断阀宜采用气动阀，并宜具备故障关功能；原油库、成品油库、输油管道附属站场储罐的紧急切断阀可采用电动阀。

4.1.3 储罐进出料管道上的紧急切断阀可以与工艺控制阀共用。

4.1.4 储罐进料管道上的紧急切断阀应与储罐高高液位报警仪表联锁。

4.1.5 电动紧急切断阀的供电系统应符合下列规定：

a）原油库、成品油库电缆在罐组内应采用直埋或电缆沟充砂敷设，局部地段确需在地面敷设的电缆应采用阻燃或耐火电缆。炼油厂、石油化工厂、石油化纤厂、输油管道站场罐区电缆在罐组内应采用耐火电缆。

b）应为电动阀配置可移动式应急动力电源装置，可以采用可移动式应急动力蓄电池组，也可以采用车载柴油发电机组。应急动力电源装置的专用接口宜设置在罐组防火堤外电缆入地处，并应位于爆炸危险区之外。

4.1.6 不具备故障关功能的气动紧急切断阀的控制信号电缆、未埋地敷设的电动紧急切断阀的控制信号电缆应采用耐火电缆。

4.1.7 紧急切断阀阀型可以是闸阀、球阀或大口径进口三偏心蝶阀。

4.1.8 紧急切断阀通过气动或电动执行机构全开或全关的时间不应超过180秒。

4.1.9 罐根阀设置为紧急切断阀时，该管道上设置的金属软管的设计压力不应小于管道的设计压力。

4.2 罐区安全仪表系统设置

4.2.1 储存苯、液化烃、液氨储罐应配备独立的安全仪表系统（SIS）。

结论：

A. 储罐需要设置什么样的安全联锁？

（1）高高液位自动切断进料的联锁。

目的是防止储罐液位过高导致油品外溢。联锁关闭罐根部阀，该阀要求能远距离操作，实现紧急切断功能，在防火堤外及控制室操作站设紧急切断阀联锁按钮，当储罐发生液位高高或火灾时，能够遥控或就地手动关闭进料切断阀。

（2）低低液位自动切断出料及停泵的联锁。

目的是为了防止浮顶储罐浮盘落底；储罐抽真空导致罐体变形；空气进入储罐内形成爆炸性气体环境；同时防止泵抽空损坏。主要切断出口切断阀并停出料泵。

B. 哪些储罐需要设置安全联锁？

（1）高高液位联锁：

①天然气凝液储罐、液态烃类等压力储罐；

②储存I级和II级毒性液体的储罐（对罐容无要求）如苯罐、氨罐等；

③容量大于或等于3000m3的甲B和乙A类可燃液体储罐；

④5000m3以上乙B类及以上可燃液体储罐；

⑤400m3以上的危险化学品压力储罐；

⑥公称直径大于或等于30m的储罐；

⑦容量大于或等于10000m3的其他可燃液体储罐（对罐容和/或介质火灾危险性有要求）；

（2）低低液位联锁：

①装置原料缓冲储罐；

②容量大于或等于50000m3的外浮顶罐和内浮顶储罐；

③石油储备库油罐；

根据风险分析，建议甲B类可燃液体浮顶储罐设液位低低联锁停出料泵以防止浮盘落底。

C. 哪些储运罐区联锁要接入独立的SIS系统？

（1）涉及毒性气体（比如苯、液氨等）、液化气体、剧毒液体的一级或者二级重大危险源，配备独立的安全仪表系统（SIS）；

（2）储存苯、液化烃、液氨储罐应配备独立的安全仪表系统（SIS）(中国石化安非〔2018〕477号要求）。

（3）其他情况需要根据SIL评估结果决定是否进独立SIS系统。

另外，对于一个不在上述讨论情况的同时又构成一级、二级重大危险源的危险化学品罐区的储罐，需要在罐根部设置切断阀并实现紧急切断功能。

2. 储运罐区可燃/有毒气体检测器的主要分布点

• 储罐阀门集中处【常集中在储罐出入口附近，经常操作的阀门组】；
• 储罐的排水井【液体排液口和放空口附近】；
• 罐区的泵站【液体泵的动密封】；
• 罐区的压缩机附近【气体压缩机附近】；
• 液体采样口
• 阀门操作平台
• 有人进入巡检操作的工艺阀井、管沟内；
• 在线分析小屋内；
• 现场机柜间、控制室新风入口处。

3. 罐区可燃/有毒气体报警系统（GDS）安全隐患判别

（1）罐区可能存在泄漏可燃/有毒气体的主要释放源未设置检测报警器；

（2）罐区设置的可燃/有毒气体检测报警器种类错误（如检测对象错误、可燃或有毒类型错误等）；

（3）罐区可能泄漏可燃/有毒气体的主要释放源设置了检测报警器，但检测报警器未处于正常工作状态（故障、未通电、数据有严重偏差等）；

（以上三条为重大隐患判别）

（4）可燃/有毒气体检测报警器缺少声光报警装置；

（5）可燃/有毒气体检测报警器报警信号未发送至24小时有人值守的值班室或操作室；

（6）可燃/有毒气体检测报警器安装高度不符合规范要求；

（7）可燃/有毒气体检测报警器报警值设置错误；

（8）可燃/有毒气体检测报警器报警信息未实现连续记录；

（9）可燃/有毒气体检测报警器未定期检定，但未发现报警器有明显问题。

4. 罐区典型的可燃/有毒气体报警系统（GDS）配置图

1. 基本流程示意

2. 法律法规、中国石化安全技术管理规定及相关标准规范

2.1 《中华人民共和国安全生产法》、《危险化学品安全管理条例》、《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》、《危险化学品生产使用企业老旧装置安全风险评估指南（试行）》、《关于开展提升危险化学品领域本质安全水平专项行动的通知》、《关于加强化工安全仪表系统管理的指导意见》。

2.2 《中国石油化工集团公司液化烃球罐区安全技术管理暂行规定》、《液化烃球罐紧急切断阀选型设计规定》、《中国石化仪表联锁保护系统管理规定（试行）》、《中国石化易燃和可燃液体常压储罐区整改指导意见》（试行） 》、《中国石化安全仪表系统安全完整性等级评估管理规定（试行）》。

2.3 《石油化工企业防火设计标准》、《石油化工自动化仪表选型设计规范》、《石油化工罐区自动化系统设计规范》、《石油化工储运系统罐区设计规范》、《液化烃球形储罐安全设计规范》等。

3. 罐区储罐紧急切断阀设置的具体技术要求

3.1 《石油化工企业防火设计标准》：液化烃及操作温度等于或高于自燃点的可燃液体设备至泵的入口管道应在靠近设备根部设置切断阀,当设备容积超过40m³且与泵的间距小于15m时，该切断阀应为带手动功能的遥控阀，遥控阀就地操作按钮距泵的间距不应小于15m。

3.2 《危险化学品生产使用企业老旧装置安全风险评估指南（试行）》

①容积＞40m3 的塔和容器，其与高温油泵的吸入口总管上要设紧急隔离阀，选用电动或气动执行机构；

②对于直径≥DN300 的高温油泵出入口阀门，要选用电动或气动闸阀；

③高温油泵上方的电缆槽等设施要采取防火措施；

3.3 根据存储介质、危险性分类、管道尺寸、电源、气源等综合条件选用切断阀，当罐区具备气源时应采用气动执行机构，液态烃储罐底部出入口紧急切断阀应采用气动执行机构或电液执行机构。

3.4 联锁紧急切断阀要求整体具备SIL等级的安全认证，应严格控制各子系统的PFDavg值，提供整阀SIL等级计算书。

3.5工艺安全有防火保护要求的紧急切断阀，其执行机构及其附件应有防火保护措施，首选安装防火保护罩，能够在1093oC下抵抗烃类火灾30min。防火保护的紧急切断阀的电源和信号电缆应采用耐火电缆。

3.6用于紧急切断阀的气动执行机构的气缸上加装易熔塞，易熔塞的熔点宜250℃，气缸温度到达熔点时熔化，切断阀自动关闭。

3.7 联锁切断进料的紧急切断阀应在火灾危险区外（防火堤外）设置现场手动关阀按钮（现场操作柱），按钮的接点信号（三取二、二取二）直接送紧急切断阀或者对应的SIS系统。

3.8气动执行机构的电磁阀不应带现场手动复位装置。

3.9 紧急切断阀宜采用单作用弹簧复位型，当采用双作用执行机构时，应配备仪表风罐。

3.10 根据工艺的要求合理确定紧急切断阀的动作时间，最大行程（单行程，阀门从正常操作位置到联锁要求安全位置）时间不应超过10s。

储油灌区属易燃易爆危险区域，是防雷重点区域。作为存储和加工爆炸危险及化工产品特殊物质的重要场所，其安全问题一直备受关注。

在防范自然灾害中，对于保障罐区的安全至关重要。所以防雷措施必须做到安全可靠，技术先进是安全的有效保证，在保证安全的前提下提出了更加严格的要求。完善的防雷工程应包括三方面内容：

①防直击雷（电气）

②防感应雷（电涌防护器——仪表）

③接地系统（网状结构的接地——仪表）

这三个系统缺一不可。

① 根据罐区所在区域，年平均雷暴日确定雷电的活动程度（年平均雷暴日不能代表雷电强度的大小，也难以确定雷击累计次数和频率）；

② 根据被保护储罐的社会、经济和安全的重要程度；

③ 仪表的防雷工程，要根据当地雷害程度、损失承受能力以及投资情况综合决策。

①设置电涌防护器

②仪表系统接地

③信号电缆的屏蔽

④仪表设备的屏蔽

罐区仪表防雷工程是各种方法的有机结合，若想做到良好的防护效果，不可片面地忽视某一种或几种方法。

接地为雷电流提供泄流通路，但是雷电流泄放还需要电涌防护器等方法的配合；屏蔽只能减小雷电电涌的强度，不能有效将电涌限制在仪表能承受的范围内，电涌防护需要接地系统的配合。

雷击试验证明：电涌防护器是保护仪表不受雷电电涌冲击、减少损坏的有效措施，是其它防雷措施不能代替的，其它防雷措施仅仅减轻电涌强度。

地上罐区下列现场仪表应设置电涌防护器：（各项的控制室端都应设置电涌防护器）

①变送器等转换成电信号的电动、电子测量仪表；

②气体探测器、分析仪表；

③电气转换器、定位器、电磁阀、电动执行机构等电信号执行器类;

④热电阻；

⑤电子开关；

⑥继电气线圈；

⑦网络及通讯设备；

⑧其它对雷电电涌敏感或者承受力差的仪表。

可不设置电涌防护器的仪表：

①热电偶；

②机械触点开关、按钮；

③其它能够承受雷电电涌的仪表。

5. 仪表接地系统——网状结构

①网状结构采用多根接地排连接成网络的形式，根据室内仪表机柜的排列，在机柜下方成行设置，接地排在两端及中间连接成网格排。

②网状结构的接地采用截面积大于等于40mmx4mm（宽x厚）的铜材或者热镀锌扁钢焊接制成，安装在机柜底部或支架上（室内接地网应采用至少4条不同路径，至少2个方向的连接方式分别接到电气的接地装置引入到室内的接地连接板，连接的路径越多和导体越多，接地网的效果越好）。

③网型结构的接地方式适用于仪表系统所有种类的共用接地（不再区分工作接地和保护接地）。

④电涌防护器接地导轨直接接到机柜下方的接地排。

⑤电涌防护器、安全栅、控制系统、直流电源、机柜外壳的接地都可以直接接到网型结构接地排