文章来源于：中国化工信息周刊公众号
一）化工品储罐的安全容量主要考虑因素
1. 依据法规标准
规范限制：不同类型化工品有对应规范。如《石油化工企业设计防火标准》GB 50160-2008（2018 版）规定，液化烃、液氨等储罐储存系数不大于 0.9 ，即安全容量是储罐总容积乘以 0.9 ；储存液化气体的压力容器，按 TSG21- 2016 ，装量系数不得大于 0.95 。
地区法规：不同地区对危化品储存有法规要求，涉及储罐安全容量、间距等，要按当地规定确定。2. 考虑物料特性
热胀冷缩：多数化工品会因温度变化体积改变。像汽油等易挥发且热胀冷缩明显的液体，要预留更多空间，避免升温膨胀导致溢出危险，比如夏季储存汽油时安全容量相对更低。
化学反应性：某些化工品可能会发生聚合、分解等反应使体积变化。如苯乙烯易聚合，储存时要考虑反应可能导致的体积增加，合理确定安全容量。3. 结合储罐类型
固定顶罐：设计储存高液位需考虑罐壁高度、泡沫产生器下缘至罐壁顶端高度、一定时间内最大进液量折算高度及安全裕量（一般取0.3m，含泡沫混合液层和液体膨胀高度，通过相应公式计算确定安全容量。
浮顶罐、内浮顶罐：设计储存高液位要考虑浮顶设计最大高度（浮顶底面）和安全裕量（可取 0.3m ，含液体膨胀高度和保护浮盘所需裕量），依公式算出安全液位，进而确定安全容量。同时，设计储存低液位要高出浮顶落底高度0.2m ，防止浮顶落底形成气相空间增加火灾风险。
压力储罐：液相体积达到储罐计算容积 90％时的高度，常作为确定安全容量的参考液位。4. 参考操作因素
进出料速度：若进料速度快，需预留更多空间缓冲，避免瞬间满罐；出料速度快时，为防止泵抽空，低液位要满足一定时间内泵正常运行不汽蚀 。
工艺流程波动：化工生产中，工艺流程可能有波动，如临时增产、设备故障等，安全容量要能应对这类情况，保证生产安全稳定。
（二） 环境条件对化学品储罐安全容量的影响
计算化学品储罐安全容量时，环境条件的影响主要体现在温度、湿度、地震、风载荷等方面，1. 温度
热胀冷缩：化学品一般会随着温度的变化而发生体积膨胀或收缩。需根据化学品的热膨胀系数以及当地的极端温度条件来计算体积变化。例如，对于汽油，其热膨胀系数约为 0.0095/℃。若当地夏季最高气温可达 40℃，冬季最低气温为 -10℃，以 20℃时的体积为基准，夏季时汽油体积相对 20℃时的膨胀率为(40−20)×0.0095=0.19，即体积会增加 19%。因此，在计算安全容量时，要预留出足够的空间以防止因温度升高导致化学品溢出。
蒸气压变化：温度升高会使化学品的蒸气压增大，可能导致储罐内压力升高。如液化石油气储罐，当温度升高时，罐内压力会显著上升。需依据克劳修斯 - 克拉佩龙方程等相关公式，结合化学品的特性参数和实际温度范围，计算蒸气压变化对储罐压力的影响，进而确定安全容量，避免因压力过高引发安全事故。2. 湿度
腐蚀问题：高湿度环境会加速储罐的腐蚀，尤其是对于金属储罐。湿度超过一定程度（如相对湿度大于 60%）时，金属表面会形成水膜，与空气中的氧气、二氧化碳等共同作用，引发电化学腐蚀。在确定安全容量时，需考虑腐蚀对储罐壁厚的影响，适当降低储罐的有效容量，以保证在储罐的设计使用年限内，其结构强度能满足安全要求。
化学品吸潮：某些化学品容易吸收空气中的水分，发生潮解或变质，影响其质量和性能。对于这类化学品，要根据当地的平均湿度和储存时间，评估其吸潮程度，从而合理确定储罐的安全容量，防止因吸潮导致化学品体积增大或质量变化而超出储罐安全范围。3. 地震
地震烈度：根据储罐所在地区的地震烈度区划图，确定该地区可能遭受的地震烈度。例如，处于地震烈度 8 度区的储罐，其抗震设计要求会高于 6 度区。
储罐类型与结构：不同类型和结构的储罐在地震中的响应不同。如大型立式圆柱形储罐，需考虑其高径比、罐壁厚度、基础形式等因素对地震响应的影响。通过地震动力学分析，计算储罐在不同地震波作用下的应力和变形，进而确定在地震工况下储罐的安全容量，一般会在正常容量的基础上适当降低，以确保在地震时储罐内的化学品不会因剧烈晃动或结构破坏而泄漏。4. 风载荷
当地风况：收集当地的气象资料，包括平均风速、最大风速、风的频率分布等。例如，沿海地区经常受到台风影响，其设计风速要比内陆地区高得多。
储罐形状与尺寸：储罐的形状和尺寸决定了其受风面积和风力系数。如球形储罐的受风面积相对较小，而矩形或长方体储罐的受风面积较大。根据流体力学原理，计算不同形状储罐在给定风速下所受的风力，进而分析风力对储罐稳定性的影响，确定安全容量。对于高瘦型的储罐，还需考虑风致振动的影响，通过风洞试验或数值模拟等方法，评估风致振动对储罐结构和内部化学品的作用，合理调整安全容量。
（三）化学品储罐安全容量计算相关要点
1. 浮顶罐与固定顶罐的安全容量设计
（1）浮顶罐的容量优势
浮顶罐（如内浮顶罐）因罐内基本无气体空间，火灾风险较低，通常用于储存甲B、乙A类液体（如二硫化碳）。其密封处燃烧火势小，易于扑救，且能减少蒸气损耗和污染。但对于易氧化、易聚合的特殊液体（如二硫化碳），需采用固定顶罐加氮封或水封，比单纯浮顶罐更安全。
（2）固定顶罐的充装系数
根据《TSG 21-2016》，液化气体储罐的充装系数一般不超过0.95，氯气等特殊介质不超过0.8。日常运行中，建议充装系数控制在0.85以下，以避免温度升高导致的体积膨胀风险。例如，某废矿物油储罐单罐容积50m³，实际贮存40m³（充装系数0.8），符合安全标准。2. 重大危险源辨识中的容积计算争议
（1）设计最大量与实际储存量
压力储罐（如液化烃罐）需按设计最大容积乘以充装系数计算，若企业超量储存则属违规。
老旧常压储罐若无明确设计最大量，且实际储存量符合规范时，可按实际量计算。例如，某企业备用罐虽平时为空，但若与主罐或装置区管道相连，仍需计入总容积。
（2）备用罐的争议处理
备用罐仅接收主罐转移物料时可不重复计算；但若与外部装置相连，则需纳入重大危险源评估，因其可能额外接收物料增加总储量。3. 事故应急池容积计算案例
某废矿物油项目的事故应急池设计如下：
V1（泄漏物料量）：按最大储罐计，单罐50m³，实际贮存40m³。
V2（消防水量）：根据《建筑设计防火规范》，按25L/s持续30min计算，得出45m³。
V3（围堰截留量）：围堰高度0.7m，可截留166.6m³。
最终应急池容积：V总=(V1+V2-V3)=78.4m³，实际建设2座40m³地下应急池。
4. 特殊储罐类型的充装量计算
（1）球罐与卧式储罐
球罐需通过积分计算不同液位高度对应的体积，再结合充装系数确定液位上限。
卧式储罐因椭圆封头结构复杂，需二次积分公式计算液位体积，并考虑温度对液体密度的影响。
（2）温度补偿设计
某化工企业在冬季充装时，需以夏季最高温度下的液体体积为基准，避免热膨胀导致超装。
（四）总结
化学品储罐安全容量计算需结合介质特性、储罐类型、规范要求及实际运行场景。关键点包括：
严格遵循充装系数（如液化气体≤0.95）；
重大危险源辨识时区分设计量与实际量；
特殊储罐（球罐、卧式罐）需通过几何计算确定液位上限；
应急设施（如围堰、事故池）需匹配最大泄漏量和消防需求。
更多细节可参考相关规范（如GB 18218-2018、NFPA 30）。
一审一校：黄杨
二审二校：何玲
三审三校：雷振友
