我國(guó)有許多大型地下工程，如地下排水工程、地下防護(hù)工程、地下隱蔽工程等，為達(dá)到一定設(shè)計(jì)指標(biāo)或目的都設(shè)在地下或者山洞之中。在這些工程中都要用到大量的電氣設(shè)備，這些設(shè)備的電源一般都是從城市電網(wǎng)引入10～35 k V高壓線到地下，再通過(guò)專門的變配電系統(tǒng)供地下電氣設(shè)備使用。這些地下用電設(shè)備往往需要連續(xù)運(yùn)行，一旦出現(xiàn)斷電情況，可能會(huì)造成設(shè)備損害或重大經(jīng)濟(jì)損失。因此，在論證規(guī)劃之初，需要考慮地下應(yīng)急備用電源措施，當(dāng)市電斷電情況下，能自動(dòng)切換到備用應(yīng)急電源。地下備用應(yīng)急電源一般采取移動(dòng)式或固定式柴油發(fā)電機(jī)組，應(yīng)急時(shí)間一般在24～96 h，同時(shí)要為柴油發(fā)電機(jī)配套相應(yīng)規(guī)模的應(yīng)急油庫(kù)，以便能夠安全、可靠、快速地為柴油發(fā)電機(jī)組提供油料保障。本文以國(guó)內(nèi)某大型地下工程總體設(shè)計(jì)為例，對(duì)地下工程的油料應(yīng)急供給系統(tǒng)總體方案進(jìn)行梳理和總結(jié)。當(dāng)城市電網(wǎng)停電時(shí)，該地下工程的應(yīng)急供油系統(tǒng)為多臺(tái)大型柴油發(fā)電機(jī)組提供應(yīng)急供油，應(yīng)急供油時(shí)間為96 h，滿足設(shè)備搶修需求，地下油庫(kù)等級(jí)為五級(jí)石油庫(kù)。

　　1 防火安全設(shè)計(jì)

　　柴油發(fā)電機(jī)組普遍使用輕柴油作為燃料，輕柴油閃點(diǎn)>45℃、<60℃，火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)為乙B類。在總體規(guī)劃布局時(shí)，一定要考慮柴油儲(chǔ)存區(qū)的防火和安全設(shè)計(jì)。由于柴油長(zhǎng)期儲(chǔ)存在地下或山洞中，常年溫度變化范圍不大，基本處于恒溫狀態(tài)，且操作溫度<40℃。按照GB50074《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》，此類輕柴油在設(shè)計(jì)時(shí)可按丙類火災(zāi)危險(xiǎn)性等級(jí)考慮[1]。

　　柴油儲(chǔ)罐形式可為鋼質(zhì)立式圓筒形儲(chǔ)罐或臥式儲(chǔ)罐，選用何種形式儲(chǔ)罐，需要根據(jù)具體情況綜合分析比較確定。要充分考慮工程地質(zhì)條件、施工難度和成本、油料保障的安全性和可靠性，以及后續(xù)維修保養(yǎng)的便捷性等因素，合理選擇儲(chǔ)罐形式。

　　選用鋼制立式圓筒形儲(chǔ)罐，油罐數(shù)量少，儲(chǔ)油效率高，考慮到備用及倒罐功能，一般設(shè)2個(gè)立式儲(chǔ)罐較為合適。選用鋼制立式圓筒形儲(chǔ)罐時(shí)，考慮到柴油機(jī)數(shù)量、油耗、應(yīng)急時(shí)間以及油罐現(xiàn)場(chǎng)加工制做難度，油罐單罐容積定在300～500 m3較為適宜。罐室開(kāi)挖可設(shè)計(jì)為1個(gè)罐室設(shè)置1個(gè)油罐，或1個(gè)罐室設(shè)置2個(gè)油罐的方式。在單罐室設(shè)置時(shí)，2個(gè)油罐室間的巖壁厚度不應(yīng)小于較大罐室的毛洞直徑或跨度的1.2倍;在罐室雙罐設(shè)置時(shí)，罐室內(nèi)罐與罐之間的間距不應(yīng)小于1.5 m[2]。

　　當(dāng)?shù)刭|(zhì)條件不允許大直徑或大跨度開(kāi)挖罐室，或開(kāi)挖大跨度罐室費(fèi)用較高，以及要求油料保障有高可靠性、油罐數(shù)量多備份性、后續(xù)油罐維修、防腐、更換等便捷性時(shí)，可采用臥式儲(chǔ)罐形式。選用鋼制臥式油罐，雖然油罐數(shù)量相對(duì)較多、占用空間大，但使用靈活，可靠性高，備用性好，土建開(kāi)挖施工難度小，后續(xù)維修、防腐、更換便捷，目前已被普遍采用。臥式油罐單罐容量一般在25～100 m3，油罐直徑在2.5～3.2 m，可采用成品購(gòu)買方式，在廠家制造和檢驗(yàn)，保證油罐質(zhì)量。

　　臥式油罐在洞內(nèi)可單排布置也可雙排布置，在單排布置時(shí)，洞寬為6 m較為合適;在雙排布置時(shí)，洞寬為12 m較為合適。臥罐混凝土基礎(chǔ)布置在地面，罐底距地面凈高約為0.5 m，以便于閥門安裝和彎頭設(shè)置。罐頂入孔表面距罐室頂內(nèi)表面凈距離在1.2～1.5 m，便于量油孔、液位計(jì)及通氣管路的安裝和檢修。臥式油罐封頭之間凈距離宜為1倍油罐直徑，要滿足罐前閥組、排污管路及現(xiàn)場(chǎng)直讀磁翻版液位計(jì)安裝。油罐壁距罐室內(nèi)壁凈距離不小于0.8 m。在罐室建筑面積<300 m2，或洞長(zhǎng)度<50 m時(shí)，可只設(shè)1個(gè)出入口;在罐室建筑面積>300 m2，或洞長(zhǎng)>50 m時(shí)，考慮人員緊急逃生需要，應(yīng)設(shè)2個(gè)或2個(gè)以上出入口。每個(gè)出入口均設(shè)向內(nèi)開(kāi)的防火密閉門，為起到攔截溢油作用，門檻高度不小于0.3 m。

　　油罐室距卸油泵房和供油泵房距離一般不小于15 m。如條件限制，且油泵功率較小(單臺(tái)功率一般小于10 k W)，油泵數(shù)量不大于4臺(tái)，柴油泵房可與油罐室相鄰布置，之間需設(shè)耐火時(shí)限不小于2 h的無(wú)窗無(wú)洞防火墻。泵房設(shè)外開(kāi)式防火密閉門。

　　日用油箱間與柴油發(fā)電機(jī)房應(yīng)毗鄰布置，并設(shè)置在單獨(dú)的房間內(nèi)，與發(fā)電機(jī)房之間設(shè)防火隔墻。

　　油庫(kù)儲(chǔ)油罐間與柴油發(fā)電機(jī)房之間距離不小于30 m，其間供油管道宜埋地敷設(shè)，或充沙管溝敷設(shè)。如受地質(zhì)條件限制，可在主坑道內(nèi)的地面管墩(或者管架)上敷設(shè)，但必須設(shè)置防撞設(shè)施和警示牌。

　　日用油箱間與柴油發(fā)電機(jī)之間的管道應(yīng)充沙管溝埋地敷設(shè)。

　　油罐和工藝管線應(yīng)設(shè)防靜電接地裝置。每臺(tái)臥罐接地點(diǎn)不少于2處，供油管線進(jìn)入泵房前和進(jìn)入日用油箱間前應(yīng)設(shè)接地。油泵間出入口、油罐間出入口和日用油箱間出入口均應(yīng)設(shè)防靜電觸摸球。液位計(jì)信號(hào)電纜金屬外皮及液位計(jì)本體均應(yīng)接地。油泵金屬外殼、防爆電動(dòng)閥外殼均應(yīng)設(shè)保護(hù)接地。如防靜電接地、工作接地、保護(hù)接地及通信接地共用接地網(wǎng)或接地極，接地電阻不應(yīng)大于4Ω。

　　2 油料儲(chǔ)運(yùn)系統(tǒng)

　　地下工程油料應(yīng)急保障系統(tǒng)應(yīng)具備油料接卸、油料儲(chǔ)存、油料倒罐、油罐切水和油料供給等功能。

　　油料接卸宜采用密閉卸油方式，油料通過(guò)卸油泵將汽車油槽車中的柴油卸至固定儲(chǔ)罐中，同時(shí)將固定儲(chǔ)罐中的氣象空間與汽車油罐車中氣象空間通過(guò)管路相連通，使固定儲(chǔ)罐中的油氣能夠通過(guò)管路回到汽車油槽車中，盡可能地減小油氣泄漏。

　　在油料儲(chǔ)存過(guò)程中，通過(guò)油罐安裝的磁致伸縮液位計(jì)，實(shí)時(shí)監(jiān)控儲(chǔ)罐中的液位高度。液位計(jì)具備油水分離界面檢測(cè)和檢漏功能，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)安裝磁翻板液位計(jì)，液位可現(xiàn)場(chǎng)直讀。

　　系統(tǒng)還應(yīng)具備倒罐功能，當(dāng)某一臺(tái)儲(chǔ)罐需要檢修清空時(shí)，能通過(guò)油泵將儲(chǔ)罐中的油料倒致另一臺(tái)儲(chǔ)罐中。油罐間工藝管線設(shè)置雙管路系統(tǒng)，以便滿足倒罐功能。

　　當(dāng)油料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期存儲(chǔ)，罐底出現(xiàn)積水、雜質(zhì)時(shí)，能通過(guò)排污管線和排污閥門將儲(chǔ)罐中積水和雜質(zhì)排出。在安裝儲(chǔ)罐時(shí)，應(yīng)滿足罐底有不小于3‰的坡度，坡向排污口。

　　系統(tǒng)應(yīng)具備自動(dòng)向日用油箱供油的功能。日用油箱上設(shè)有高液位報(bào)警開(kāi)關(guān)和低液位報(bào)警開(kāi)關(guān)，并與進(jìn)油管線上的電動(dòng)閥和供油泵相聯(lián)鎖。當(dāng)日用油箱內(nèi)液位低至低液位報(bào)警值時(shí)，發(fā)出觸點(diǎn)信號(hào)，啟動(dòng)供油泵并打開(kāi)電動(dòng)閥，給日用油箱供油;當(dāng)液位上升至日用油箱高液位報(bào)警值時(shí)，發(fā)出觸點(diǎn)信號(hào)，關(guān)閉供油管線電動(dòng)閥，并停泵。

　　日用油箱利用高差通過(guò)自流方式為柴油發(fā)電機(jī)供油，供油管線上應(yīng)安裝閥門和過(guò)濾器。柴油發(fā)電機(jī)溢出的多余油品，通過(guò)回流管線送至日用油箱。

　　每臺(tái)儲(chǔ)罐和日用油箱均設(shè)有通氣管線，匯入通氣總管后通至地面或洞外。通氣總管出地面前應(yīng)安裝管道阻火器，通氣管口應(yīng)高出地面或洞口至少1.5 m，并設(shè)置呼吸閥，呼吸閥口部應(yīng)設(shè)置不銹鋼絲濾網(wǎng)，以防蚊蟲進(jìn)入。冬季環(huán)境溫度低于0℃時(shí)，應(yīng)設(shè)全天侯呼吸閥。

　　3 防腐、消防及通風(fēng)

　　油罐外壁防腐做法：噴砂除銹，除銹等級(jí)為Sa2.5級(jí)，共噴涂環(huán)氧富鋅底漆1道、鋁粉瀝青船底漆2道、瀝青船面漆2道，每道漆干膜厚度≥60μm，涂層總厚度≥300μm。臥式油罐內(nèi)壁不做防腐。

　　日用油箱外壁做手工除銹，除銹等級(jí)為St3.0級(jí)，采用環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+聚氨酯面漆，各2遍。防腐層總厚度不低于300μm。內(nèi)壁不做防腐。

　　地面管線防腐：手工除銹，除銹等級(jí)為St3.0級(jí)，采用環(huán)氧底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+聚氨酯面漆，各2遍。防腐層總厚度不低于300μm。

　　埋地敷設(shè)管線：手工除銹，除銹等級(jí)為St3.0級(jí)，采用環(huán)氧煤瀝青特加強(qiáng)級(jí)防腐，或者3層PE防腐。

　　油罐間和油泵間消防主要通過(guò)防火密閉門窒息法滅火，不設(shè)消防冷卻水和泡沫系統(tǒng)，并按照規(guī)范GB50140《建筑滅火器配置設(shè)計(jì)規(guī)范》配備干粉滅火器和滅火毯。

　　油罐間設(shè)機(jī)械排風(fēng)，通風(fēng)次數(shù)在3～5次/h。油泵間和日用油箱建設(shè)機(jī)械排風(fēng)，通風(fēng)次數(shù)為10次/h。

　　4 關(guān)鍵設(shè)備設(shè)施選型

　　臥罐采用成品直接采購(gòu)，并滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQ3020《鋼制常壓儲(chǔ)罐第1部分》的相關(guān)要求。鋼制油罐的罐體厚度不小于8 mm，封頭厚度不小于10 mm，設(shè)計(jì)內(nèi)壓不應(yīng)低于0.08 MPa。

　　日用油箱現(xiàn)場(chǎng)加工制作，高差滿足柴油發(fā)電機(jī)自流供油需求。

　　磁致伸縮液位計(jì)應(yīng)具備檢漏檢測(cè)功能，檢漏檢測(cè)分辨率不宜大于0.8 L/h。

　　呼吸閥工作正壓在2～3 k Pa，工作負(fù)壓宜在1.5～2 k Pa[3]。

　　根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)，油泵宜選用管道離心泵、自吸離心泵或者轉(zhuǎn)子泵，材質(zhì)為碳鋼，流量、揚(yáng)程須滿足工藝要求。

　　罐前及主要供油閥門選用平板閘閥，參與聯(lián)鎖控制的閥門應(yīng)為防爆電動(dòng)閘閥，其他閥門選用普通閘閥或球閥，材質(zhì)為碳鋼。

　　鋼管管材選用20#普通碳鋼熱軋無(wú)縫鋼管，其技術(shù)性能符合GB/T8163《輸送流體用無(wú)縫鋼管》規(guī)定要求。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]中華,人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范: GB 50074-2014[S].北京:中國(guó)計(jì)劃出版社, 2014.

　　[2]總后勤部后方油料倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范: GJB 5758-2006[S].北京:總后勤部，2006.

　　《地下工程油料應(yīng)急供給系統(tǒng)防火及總體工藝設(shè)計(jì)》來(lái)源：《能源技術(shù)與管理》，作者：楊潞鋒 楊曉靜 張曉萍