(1)北美市场
低硫柴油、超低硫柴油的使用,以及生物燃料使用所产生的微生物诱导侵蚀现象(M I C ),使得储罐存放的液体燃料在过去几十年侵蚀性越来越强,这对燃料的储存提出了新的挑战。加油站埋地油罐发生渗泄漏污染的环保治理费用非常高,如何在油品没有渗泄漏到环境之前发现问题并及时处理,越来越受到关注。双层罐由于具有结构性强、环保安全双层保护、使用寿命长和综合性价比高的优势,逐渐被油品储运行业所广泛使用,各种类型埋地双层油罐产品纷纷涌现。
在加油站设备技术比较发达的北美地区,加拿大政府规定1993年10月1日之后,加油站必须使用双层油罐,并配有精确的渗漏检测装置。美国EPA规定2005年起所有加油站的地下储油罐必须使用双层罐系统,并实施精确的渗漏检测。
而埋地双层油罐在经历了长期的发展过程之后,那些质量不可靠、存在缺陷的双层油罐产品逐步被市场淘汰。加油站业主主动选用最可靠的埋地双层罐设备,以免因发生油品泄漏而造成巨大的经济损失。目前北美市场主要有两种形式的双层储油罐:一种是内层为钢(S)、外层为玻璃钢(FRP)的埋地双层油罐(SF双层罐);另一种是内外层均为玻璃钢(FRP)的埋地双层油罐(FF双层罐)。
2008年,美国STI(钢制储罐协会)将钢制储罐(主要包括内层钢质,外层玻璃钢的双层油罐)的担保期缩短至10年。与此同时,双层FRP全复合材料的油罐因其不受低硫燃料的腐蚀及生物燃料MIC(微生物诱导腐蚀)影响,担保期仍为30年,其性价比和全寿命成本更具优势,因此采用全复合材料的FRP双层油罐自2009年起在北美地区获得了更高的采用率,已成为很多业主的优选。目前,美国拥有加油站16万余座,其中约有70%的双层罐采用双层FRP材料,其余为SF双层罐。加拿大市场拥有加油站1.2万余座,几乎全部使用双层FRP储罐。各大石油公司和新的大零售商主要采用的是FF双层罐。
附:美国STI(钢制储罐协会)将钢制储罐的担保期缩短至10年的声明,如下:
STI钢罐协会
STFA钢板制造商协会
570 奥克伍德路,苏黎世湖,伊利诺州,60047
847-438-8265 传真:847-438-8766
钢罐协会和钢板制造商协会董事会
缩减地下储罐质保期声明【1】
苏黎世湖,伊利诺州。2007年5月3日。钢罐协会和钢板制造商协会董事会对所有STI授权贴标的地下储罐更改有限质保条件。
自2007年7月1日以后发运的地下储罐质保期将缩减为10年。
“由于储罐市场的变化,对于STI标识的地下储罐需要30年质保期的必要性减小了,” 钢罐协会和钢板制造商协会执行副总裁韦恩. 盖耶说。“20年以前,在美国,对于燃油储存,多使用单层地下储罐。然而,到了1990年代,对地上储罐的需求大幅度增长。”
“这导致了地下储罐市场的两个主要趋势:1)地下储罐平均容积增大,2)全国埋地储罐总量显著下降,” 韦恩. 盖耶说。“与此同时,对于双层地下储罐和多仓储罐的需求增长。”
另外,地下储罐市场被生物燃料工业和最近的美国环保署颁布的2005年能源政策法令中针对地下储罐的附加法规所影响。
“10年期质保对于特定产品线而言仍是非常可观的担保,” 韦恩. 盖耶说。“特别是在现在这个燃料不断出新并进化的时代,对于危险化学品的储存,地下储罐制造业仍能提供10年期质保,这也体现了对储罐业主的支持,同时与其它石化设备的质保期保持了一致。”
最新的关于佛罗里达州4年来石油泄漏事故数据显示,先前预期的来自于地下储罐的风险基本消失,这主要是因为新的技术解决方案的采用。据佛罗里达州环保部石油存储系统局发布的泄漏分析报告报道,由佛罗里达州监管机构自2003年1月至2007年2月监测到的90%地下储罐系统泄漏事故更多的与其它组件有关,而不是地下储罐本身。
全国范围内现有的STI授权贴标的地下储罐技术包括ACT-100®, ACT-100U®, Permatank® 和sti-P3®。除了发展油品和化学品存储技术方案外,STI/SPFA的会员自1916年起向水和食品市场提供服务,包括产品制造、安装、钢罐测试、管路以及压力容器。
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【1】参考来源:《STI/SPFA Board Reduces UST Warranty Duration》(https://www.steeltank.com)
(2) 欧洲市场
欧洲十分重视加油站的HSE体系建设。欧盟国家对地下水污染“零容忍”。为保证油罐和管道不会出现泄漏,欧盟各国加油站地下油罐强制采用双层钢制罐和双层油气管。双层油罐的夹层中设有渗漏监测系统,有的甚至在双层油气管的夹层中间,也设置了渗漏监测系统。
在加油站建设方面,欧洲有着一致性的严格的标准规范:一是针对加油站油气回收做了明确规定,个别国家还对加装油气回收装置的加油站实行补贴或税收减免的优惠;二是针对地下环境的保护,要求加油站建设必须设立专门的油罐、管线检测设备,同时要求逐步推行双层储油罐和抗腐蚀能力更强的塑钢复合管道,以保证油罐和管道不会溢出或泄漏,避免环境污染;三是对加油站的建设工艺和安全管理要求提出了严格的技术要求;四是强化有关加油站环境污染及安全的立法和执法力度【2】。
欧洲法规对环境污染事件的处罚十分严厉,一旦发生环境污染事件,罚金可能是其若干年营业收入的总和。因为罚单是按照污染造成的损失和恢复环境的成本来计算的。所以,加油站如果达不到环保要求,宁可关闭也不敢继续经营。
由于受钢协影响较大,目前欧洲市场双层罐主要以双层钢制油罐(SS双层罐)为主。近年来单层钢罐加内衬玻璃纤维树脂也已采用,并且部分国家和地区逐步开始采用FF双层罐。
(3)亚太市场
澳大利亚、新西兰、日本已采用双层油罐逾15年,印度、韩国、马来西亚及我国香港和台湾地区也已经引入数年。目前在新西兰、澳大利亚等国均采用FF双层罐,东南亚基本为SF和FF两种都有使用。
【2】参考文献:《European Guidance on Petrol Filling Station Installations》(https://www.neiwpcc.org)
在过去的十几年里,成品油行业在油品的制备方面发生了巨大的变化,从生物燃料到含醇燃料,从国III标准到国IV、国V标准,还有各种各样的油品添加剂。这些新的技术和标准规范,无疑对节省原油、改善油品的燃烧及排放起到了积极的作用。然而,与成品油高速发展相对应的是,油品存储系统在过去的十几年里变化甚微,在我国广袤的国土上,超过10万座加油站的地下,埋设的绝大多数还是普通的钢制油罐。
我国GB50156-2012明确说明,加油站应按国家油罐环境保护标准或政府有关环境保护法规、法令的要求,采取防止油品渗漏的措施且宜采用在线监测系统。这也体现了双层罐的本质意义: 1,双层结构:使单层储罐泄漏后仍有一道罐体阻隔,保证储液不会漏出罐外;2,实时监测:用电子装置不间断监控,储液渗泄漏在双层罐之间即会及时报警。
其实,对于油品存储的安全环保性,在欧美早就有着严格的法律法规,我国也于2013年底颁布了《GB30040双层罐渗漏检测系统》。
美国:
l EPA早在1988年9月就颁布了关于地下油罐的通用法规(EPA 40 CFR Part280、Part281、Part282),核心要点包括:
Ø 要求使用双壁罐
Ø 提供了监测地下油罐和相关管线泄漏的不同方法
Ø 检测方法严格
Ø 业主和运营商要提供油罐和管线的监测报告
Ø 环保机构检测至少3年一次
l 2005布什总统签署新能源草案,与地下储罐相关的《第十五章,乙醇和汽车燃料》《B章节,地下油罐要合规》其核心要点包括:
Ø 提供了鼓励性的税收政策。
Ø 关闭环保未达标的地下油罐
Ø 拘留向未达标地下油罐注油的个人
Ø 严格监控方圆1,000英尺有饮用水系统范围内所有新安装的地下油罐
l PEI 于2012年发布的最新版RP1200标准中,明确了油罐测漏的两种标准方法,干式(真空压力法)或湿式(静压液媒法)。
欧盟国家:
l 在1988年始,欧盟以立法的形式,要求至1996年限期推行双层罐治理渗泄漏。
l 2003年,统一的双层储罐标准EN 12285-1地下双层罐标准;12285-2地上双层罐标准;BS EN 13160-1~7双层罐用多种检测传感器标准等。
l 由于历史原因,SS双层钢罐居多,多采用压力法。后来所做的玻璃钢内层改造的油罐,采用静压液媒法。
我国:
我国国标GB30040-2013(翻译于欧标13160)已经颁布:
其中I级的真空或压力测漏系统因为使用成本和误报率的问题使用并不广泛,而目前我国双层罐普遍采用的夹层传感器,在这份标准中明确规定了属于III级测漏方式,在检测到泄漏发生时存在油品进入环境的可能性,这在发达国家地区甚至是被淘汰的做法。
澳科中意液媒测漏系统:
PREZERVER 3DFF®双层罐自诞生以来,已经经历了近20年的市场检验,产品的生产、质控、运输、安装、应用及验收都非常的成熟。在测漏方面,3DFF®双层罐由于采用3D复合材料技术保证了中间层的结构连通性,同时由于内外层均为FRP材料可以防液媒腐蚀,使得3DFF®双层罐可以采用液媒测漏系统——这种已经被欧美使用验证过,简单、物超所值、有效的监测方法。3DFF®双层罐配合液媒测漏系统已经成功的在世界范围内数万座加油站安装应用。
澳科中意3DFF®双层罐顶部设置有储存式监测液罐,监测液罐与二次保护空间连通,作为监控层贯穿整个储罐,承接内外层的3D玻纤织物在内外层之间形成3.5mm的空隙,测漏全方位、无死角盲区。在顶部的监测液罐,安装双层罐测漏传感器或人工测量管,对二次保护空间的液媒实时24小时监测。
对于澳科中意3DFF®双层罐,出厂前对二次保护空间的完好性进行压力测试,按照UL1316要求进行,测试合格后,打开二次保护空间通气孔,从监测液罐管口注入监测液,在监测液罐内液面超过总高的1/2时停止注入,30分钟后在液面处做标记,再静置30分钟后液面高度应无变化。并将这个高度值记录下来。
现场安装指导人员到达现场后,首先进行罐体外表面观测,然后与出场纪录中的数据进行对比,以确认运输过程中有无液体渗漏。完成安装的储罐必须再次进行渗漏测试,查看监测液罐内的液面变化情况,以便确认储罐在安装期间没有损坏。
使用双层罐最重要的目的之一就是对环境和油品的保护,防止渗泄漏发生,油罐双层之间的渗泄漏监测尤为重要。澳科HLS双层罐液媒测漏系统是由青岛澳科仪器有限责任公司自主研发生产,用于主动性监测双层罐的渗泄漏。系统由测漏报警器、测漏传感器组成。双层罐夹层充满卤水溶液,实时24小时监控,全方位无死角。即使发生意外情况,油品也不会进入夹层,更不会进入环境,有效降低安全风险。
在环保话题受到越来越多关注的今天,空气、水、土壤的环境保护成为了焦点。穹顶之下,以及“两会”期间诸多环保提案,让我们全社会都意识到问题严重性,而石化行业无疑是重点行业。在我国广袤的国土上,有接近10万座加油站,以每站4罐计,相当于有40万具油罐埋设在土壤之下,这里面绝大多数还是普通的钢制油罐,大部分埋设于90年代初至今的二十多年间(据悉,1990年底时我国加油站的数量仅为5000多座)。如果油罐发生渗泄漏,不仅会污染土壤、还会污染地下水和空气。如果按照钢制储罐每年腐蚀0.05-0.5毫米计算,至如今,没有人能讲清地下油罐在渗泄漏风险方面情况的严重程度。而我们能够参考的数据有:
●2007年,中国地质科学院研究员在苏南地区的29个加油站调查样本中发现,超过七成存在渗漏。
●2010年,中国科学院对天津市部分加油站做了调查,地下水样品中,总石油烃检出率为85%,强致癌物多环芳烃为79%。
●美国书籍《Cleaning Up the Nation's Waste Sites(清理国家的废弃场地)》发现,1989到1990年间,美国约有200万个地下储油罐,其中被证实发生渗漏的有9万个。到了2001年美国有超过44万个地下储油罐被确认发生渗泄。
近几年,随着环保的呼声越来越高,我国对于现行油品升级换代的推动力越来越强,不断降低的油品含硫量,逐步推广的含醇燃料,这些油品技术的进步对于改善排放有着积极的作用,但是,由于腐蚀性日益增强,也对现有的油品存储系统提出了新的挑战。
借鉴国外发达国家近三十年的发展历程,面对我们近10万座加油站可能存在着的巨大安全风险和隐患,在加上近年来含醇燃料、低硫油品的发展带来的油品腐蚀性增强的挑战,只有选择适合我国的双层油罐产品,才能满足我们对于环境保护的需求。这使得我们不得不从“抗腐蚀”以及“渗泄漏监测与防护”两方面,对不同的双层油罐产品进行考量,而无论是在“抗腐蚀”还是 “渗泄漏监测与防护的安全性”两个方面,FF型油罐相比于其他类型双层罐都具有明显的优势,因此,在当前阶段,如果在我国推广使用FF型双层罐,将是我们解决油品渗泄漏问题的优选。
★截至目前,我国关于地埋油罐相关的标准有:
●《GB50156-2012汽车加油加气站设计与施工规范》,2013年3月1日执行。核心要点是加油站应按照国家油罐环境保护标准或政府有关环境保护法规、法令的要求,采取防止油品渗漏的措施且宜采用在线监测系统。
GB50156-2012条文说明6.1.3:
◇双层油罐是目前国外加油站防止地下油罐渗泄漏普遍采用的一种措施。其过渡历程与趋势为:单层罐——双层钢罐(也称SS地下油罐)——内钢外玻璃纤维增强塑料(FRP)双层罐(也称SF地下储罐)——双层玻璃纤维增强塑料(FRP)油罐(也称FF地下储罐)。对于加油站在用埋地油罐的改造,北美、欧盟等国家在采用双层油罐的过渡期,为减既有加油站更换双层油罐的损失,允许采用玻璃纤维增强塑料等满足强度和防渗要求的衬里技术改成双层油罐,我国香港也采用了这种改造技术。
◇双层油罐由于其有两层罐壁,在防止油罐出现渗(泄)漏方面具有双保险作用,再加上国外标准在制造上要求对两层罐壁间隙实施在线监测和人工检测,无论是内层罐发生渗漏还是外层罐发生渗漏,都能在贯通间隙内被发现,从而可有效的避免渗漏油品进入环境污染土壤和地下水。
◇内钢外玻璃纤维增强塑料双层油罐,是在单层钢制油罐的基础上外附一层玻璃纤维增强塑料(即:玻璃钢)防渗外套,构成双层罐。这种罐除具有双层罐的共同特点外,还由于其外层玻璃纤维增强塑料罐体抗土壤和化学腐蚀方面远远优于钢制油罐,故其使用寿命要比直接接触土壤的钢罐要长。
◇双层玻璃纤维增强塑料油罐,其内层和外层均属玻璃纤维增强塑料罐体,在抗内、外腐蚀方面都优于带有金属罐体的油罐。因此,这种罐可能会成为今后各国在加油站地下油罐的主推产品。
●《GB30040双层罐渗漏检测标准系统>,2013年底起执行。
●《加油站渗、泄漏污染控制标准》即将发布,意见征求稿的核心要点是为防止土壤和地下水受到油品的污染,加油站应采取有效的防止油品渗、泄漏的技术及管理措施。新建加油站应采取双层保护结构并对二次保护空间实施检测(监测)的防渗漏技术措施。防渗漏技术措施应在泄漏发生时或发生前起到自动截止的作用。
★在国家要求标准的执行上,截止目前,已经出台政策的有:
●重庆市加油站防渗、泄漏技术要求 渝安协〔2014〕11号。5.1要求埋地油罐应采用单层罐设置防渗罐池或采用双层油罐。
●北京市安全生产监督管理局关于贯彻落实《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB50156-2012)有关工作要求的通知。一(1)新建、改建、扩建和实施隐患整改的加油站应采取双层保护结构并对二次保护空间进行检测(监测)的防渗漏技术措施。
●广东省安全生产监督管理局关于进一步加强汽车加油站安全管理工作的通知粤安监〔2014〕53号。一(一)埋地油罐应按《规范》和国家有关环境保护标准或政府有关环境保护法规、法令的要求,采取防止油品渗漏的措施。防止油品渗漏的措施应当符合《规范》第6.5节和有关标准规定。
●“水十条”第八条,防治地下水污染中要求,加油站地下油罐应于2017年底前全部更新为双层罐或完成防渗池设置。
★参编标准—2015.5.1已经实施:
●中华人民共和国石油化工行业标准(SH/T 3177-2015)加油站用埋地玻璃纤维增强塑料双层油罐工程技术规范
GB50156《汽车加油加气站设计与施工规范》2012版中提到,埋地油罐的防渗方式应采用单层罐设置防渗罐池或者是采用双层罐。环保部《加油站渗、泄漏污染控制标准》也即将推出,我国执行新的标准之后,将给油品地下存储带来较大影响。结合国内外行业发展情况,采用双层罐进行油品地下存储是未来趋势。
从上表对比得出,采用双层罐比采用单层罐+防渗池,不仅施工周期短、更加安全,而且综合成本更低。
不同类型双层罐与目前的单层钢罐——在安装、施工周期、使用寿命和性价比方面的比较见下表:
采用双层罐的油站数量快速增加,可以说采用双层罐新建、改建站已经成为趋势。因而双层罐的采用和需求增速极有可能是飞速增长的。也正是因为双层罐在我国市场的发展速度之快,以及市场需求之大,我们才更需要发挥相比于发达国家的后发优势,做出适合我国国情需要和发展趋势的选择!
综上,面对我国油罐存量大且安装较早,新增及改建更换油罐需求增长迅速。不同类型双层罐之间性能差异很大,所以,建议在当前阶段,推广使用FF型双层罐。
储油罐的发展:
油罐是19世纪60年代发展起来的一种储存石油及其产品的设备。自从1859年发现燃油之后,最初的木质容器便开始被钢制容器取代。最初是以铆接的形式制作的钢制罐,之后随着技术的发展出现了焊接钢制储油罐。随着成品油市场的发展,对于加油站储油罐的相关法律法规也在之后的20多年内不断的发展完善。在第二次世界大战期间,镀锌的地下储油罐已经逐步被涂抹防腐材料的地下储油罐而取代。1960年到1970年,油罐渗漏逐步引起各界的广泛关注,一些防止钢制油罐腐蚀而造成的油品渗漏的相关新产品出现,例如塑料容器、厚的玻璃纤维容器,以及对于现存的钢制油罐加阴极保护,涂抹沥青等。1970年到1990年,由于对环境保护进一步的关注和重视,使得很多最新的技术在储油罐上得到应用和发展,双层储油罐开始逐步得到应用和推广【3】。
【1】 参考来源:《加拿大环保法案》
【2】 参考来源:《美国2005年石油污染法案》
【3】 参考来源:《UST History》(https://www.steeltank.com)
双层罐的发展历程:
目前,市场上的双层罐主要有三种类型:
FF双层罐 |
SF双层罐 |
SS双层罐 |
|
材料 |
内层、外层均为FRP材料 |
内层钢,外层FRP材料 |
内、外层均为钢制 |
防腐蚀 |
永不锈蚀 |
内层可能锈蚀(微生物腐蚀、含硫油品的腐蚀) |
易锈蚀 |
不须阴极保护 |
内层钢制材质,须阴极保护 |
钢制材质,须阴极保护 |
|
因内外防腐蚀,不须日常维护,检修周期长 |
3~5年检修一次,当内钢制层腐蚀不足1/3原板厚度时报废 |
3~5年检修一次,当内钢制层腐蚀不足1/3原板厚度时报废 |
|
油品更干净:FRP材料耐腐蚀、远离微生物腐蚀及铁锈,保证油品的质量,减少油罐清洗次数 |
内层钢制材质,无法做到防锈 |
钢制材质,无法做到防锈 |
|
测漏 |
具备液媒测漏的基本条件 |
不具备液媒测漏基本条件 |
不具备液媒测漏基本条件 |
寿命 |
质保期担保30年,具有性价比和全寿命成本优势 |
最新STI钢罐协会声明,钢罐担保期限缩短为10年 |
最新STI钢罐协会声明,钢罐担保期限缩短为10年 |
架构 |
模具成型 |
卷板成型 |
卷板成型 |
施工安装 |
重量轻、易施工 |
重量居中 |
重量较大 |
承压能力 |
车道下直埋 无须建设承压罐池 |
车道下安装需要承压罐池 |
车道下安装需要承压罐池 |
抗浮形式 |
预制地锚抗浮 简单有效 |
水泥浇筑罐基础罐枕抗浮 |
水泥浇筑罐基础罐枕抗浮 |
市场价格 |
价格适中 |
价格较低 |
价格较高 |
FF双层罐凭借其防腐蚀性强、刚度强、保证油品洁净、易于安装等优点,逐步被欧美亚等发达国家所广泛应用。
【4】 参考来源:《Secondary Containment Options for Aboveground and Underground Tanks》(https://www.steeltank.com)