(中冶南方工程技術有限公司 能源環(huán)境與經濟評價中心，武漢 430074)

0 引 言

隨著近年來金融業(yè)的高速發(fā)展，其對信息存儲和處理能力的要求越來越高。金融業(yè)的各種服務都依賴于對信息的管理和分析。數據中心作為支持信息化應用的平臺，將扮演越來越重要的角色。電力供應是數據中心服務器正常運行的基礎保障，數據中心一旦出現供電故障，數據丟失引發(fā)的后果將是災難性的。因此，應急電源系統是數據中心不可或缺的重要設備之一。柴油發(fā)電機系統是數據中心廣泛采用的應急電源。在市政斷電的突發(fā)事件時，數據中心的UPS或高壓直流后備蓄電池進入放電模式，保持服務器供電的連續(xù)性。與此同時，數據中心配置的柴油發(fā)電機組迅速啟動、完成并機，向數據中心提供電力保障。因此，數據中心前期設計規(guī)劃過程中，應根據數據中心外市電引入容量，配置柴油發(fā)電機組作為災備應急供電保障。柴油儲罐是確保柴油發(fā)電機組功能正常運行的關鍵設施，由于柴油儲罐一般設置于地下，且儲油量較大，其對地下水環(huán)境影響重大。

文中計算了柴油儲罐大小呼吸廢氣產生源強，在此基礎上根據大氣新導則分析了其對外環(huán)境的污染影響，并重點分析了該類項目環(huán)境影響評價中的核心問題——地下水污染防治措施，為該類項目及與柴油儲罐有關項目的環(huán)境影響評價工作提供了科學指導和依據。

1 實例項目概況

某數據中心建設項目，新建8棟機房大樓，設高壓柴油發(fā)電機組作為應急電源，設計容量均按N+1配置，共設置72臺1 800 kW的柴油發(fā)電機。正常供電時數據中心內每座高配的兩路高壓電源各承擔約1/2負荷。當其中一路電源失去時，通過設置在高壓系統的母聯開關的自動切換裝置，將失電負載轉移到另外一路電源，此時運行電源承擔本高配約100%負荷。當每座高配的兩路電源均失電后，柴油發(fā)電機自啟動，發(fā)電機并機成功后，向變電所兩段10 kV母線供電。常用電源和應急電源間設自動切換裝置，常用電源失電后，切換裝置自動切換(先分后合)，常用電源和應急電源不并列運行。應急電源(蓄電池)后備時間單邊15分鐘，此時間是為了保證在柴油發(fā)電機啟動期間，相關關鍵設備的正常運行。柴油發(fā)電機啟動時間及與兩路10 kV電源切換時間小于120秒。

根據設計，單臺1 800 kW的柴油發(fā)電機柴油耗量為0.525 m3/h，則滿足單臺發(fā)電機8小時連續(xù)運行要求的年總用油量為3.57 kg(4.2 m3)，數據中心發(fā)電機8小時連續(xù)運行要求的年總用油量為257 040 kg(302.4 m3)。項目共設8個50 m3柴油儲罐，裝量系數為0.9。柴油儲罐采用固定頂儲罐，柴油罐尺寸為?2.82×8 m，儲存介質為輕柴油，密度為850 kg/m3。

2 柴油儲罐大小呼吸廢氣

柴油儲罐大小呼吸：夜晚或暴雨天氣等使罐區(qū)儲罐溫度下降，罐內氣體收縮，油氣凝結，罐內壓力隨之下降，當壓力降到呼吸閥允許真空值時，空氣進入罐內，使氣體空間的油氣濃度降低，又為溫度升高后油氣蒸發(fā)創(chuàng)造條件。這樣反復循環(huán)，就形成了油罐的“小呼吸”損失。當從油罐輸出油料時，罐內液體體積減少，罐內氣體壓力降低，當壓力降至呼吸閥負壓極限時，吸進空氣。這種由于輸轉油料致使油罐排除油蒸氣和吸入空氣所導致的損失叫“大呼吸”損失。文中根據美國公式[1]計算柴油儲罐大小呼吸廢氣。

①儲罐大呼吸廢氣

項目柴油儲罐大呼吸廢氣可由下式估算：

LW=4.188×10-7×M×P×KN×KC

式中，LW為固定頂罐的工作損失(kg/m3投入量)；M為儲罐內蒸氣的分子量，取92.14；P為在大量液體狀態(tài)下，真實的蒸氣壓力(Pa)，取12 300 Pa；KN為周轉因子(無量綱)，取值按年周轉次數(K)確定；K≤36，KN=1；36220，KN=0.26；KC為產品因子(石油原油KC取0.65，其他的有機液體取1.0)。

項目設置有8臺雙層臥式鋼制50 m3地下油罐，裝量系數0.9，則平均每個地下油罐進油1次。因此項目大呼吸廢氣計算公式里儲油罐的年周轉次數計為1次，項目每年柴油投入量為302.4 m3。在公式計算基礎上，根據項目罐型、罐容和存儲油品性質計算出儲罐大呼吸排放的非甲烷總烴為143.34 kg/a。

項目在柴油槽車卸車時采用帶氣相回收管的底部卸車鶴管。在卸車過程中，槽車內的液相柴油通過液相管路自流至柴油地下儲罐，柴油地下儲罐內的氣相介質通過氣相管路返回至槽車內。卸油時油氣回收的回收效率為95%，則項目大呼吸廢氣排放量為7.167 kg/a。

②儲罐小呼吸廢氣

項目單個儲罐小呼吸可以用以下公式計算：

LB=0.191×M(P/(100910-P))0.68×

D1.73×H0.51×ΔT0.45×FP×C×KC

式中，LB為固定頂罐的呼吸排放量(kg/a)；M為儲罐內蒸氣的分子量；P為在大量液體狀態(tài)下，真實的蒸氣壓力(Pa)；D為罐的直徑(m)，取2.82；H為平均蒸氣空間高度(m)，項目為臥式儲罐，根據裝量系數、罐體尺寸計算項目柴油儲罐平均蒸氣空間高度約為0.3 m；ΔT為一天之內的平均溫度差(℃)，由于項目采用的柴油儲罐為地下式，約為地下1.5 m深的位置，平均溫度差很小，取8 ℃；FP為涂層因子(無量綱)，根據油漆狀況取值在1～1.5之間；C為用于小直徑罐的調節(jié)因子(無量綱)；直徑在0～9 m之間的罐體，C=1-0.0123(D-9)2；罐徑大于9 m的C=1；KC為產品因子(石油原油KC取0.65，其他的有機液體取1.0)。

項目單個柴油儲罐小呼吸廢氣產生量為27.423 kg/a，項目共有8臺雙層臥式鋼制50 m3地下油罐，則儲罐小呼吸排放的非甲烷總烴為219.384 kg/a。

因此，通過上述方法計算出的數據中心柴油儲罐大小呼吸排放的非甲烷總烴總量為226.551 kg/a。

3 環(huán)境影響預測分析

采取《環(huán)境影響評價技術導則大氣環(huán)境》(HJ2.2-2018)[2]中推薦的估算模式對柴油儲罐大小呼吸廢氣的環(huán)境影響進行預測計算，項目排放的廢氣污染物非甲烷總烴在其污染源下風向的預測最大濃度為13.992 μg/m3，占標率為0.7%，濃度貢獻值均非常小。

項目柴油儲罐采用油氣回收系統，根據項目實際情況，主要為密閉卸油階段。密閉卸油是指項目柴油儲罐區(qū)在油罐車卸油時采用卸油油氣回收系統，將油罐車與地下儲油罐采用輸油管及油氣回收管道連接成密閉系統，將地下儲油罐裝料產生的油氣通過油氣回收管道回收至油罐車中，其油氣回收率可達95%，可減少大呼吸油氣排放量。

項目儲油罐采用地埋式雙層油罐，罐體密閉性較好，頂部有1.5 m的覆土，周圍回填的沙子和細土厚度也不小于0.3 m，因此儲油罐罐室內氣溫比較穩(wěn)定，受大氣環(huán)境穩(wěn)定影響較小，可減少油罐小呼吸蒸發(fā)損耗，延緩油品變質[3]。

根據工程分析，采取雙層地下儲罐、卸油油氣回收系統等措施后，項目柴油儲罐大小呼吸排放的非甲烷總烴總量為226.551 kg/a。由于油氣產生量很小，通過加強儲油區(qū)的通風、保持地面開闊等措施加速油氣的擴散，項目油罐大小呼吸對周邊大氣環(huán)境影響輕微。

4 地下水污染防治措施

4.1 地下水污染預防措施

參照環(huán)保部《關于加快推進加油站地下油罐防滲改造工作的通知》(環(huán)辦水體函[2017]1860號)及《加油站地下水污染防治技術指南(試行)》的有關規(guī)定，項目柴油儲罐應符合《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》(GB 50156)的要求，設置時可進行自行檢查，檢查內容見《加油站地下水污染防治技術指南(試行)》[4]的附錄D。

4.2 雙層罐設置

采用雙層鋼制油罐、雙層玻璃纖維增強塑料油罐、內鋼外玻璃纖維增強塑料雙層油罐。雙層鋼制油罐和內鋼外玻璃纖維增強塑料雙層油罐的內層罐的罐體結構設計，可按現行行業(yè)標準《鋼制常壓儲罐第一部分：儲存對水有污染的易燃和不易燃液體的埋地臥式圓筒形單層和雙層儲罐》(AQ 3020)的有關規(guī)定執(zhí)行，并應符合《汽車加油加氣站設計與施工規(guī)范》(GB 50156)的其他規(guī)定。

與土壤接觸的鋼制油罐外表面，其防腐設計應符合現行行業(yè)標準《石油化工設備和管道涂料防腐蝕技術規(guī)范》(SH 3022)的有關規(guī)定，且防腐等級不應低于加強級。雙層油罐系統的滲漏檢測可參考《雙層罐滲漏檢測系統》(GB/T30040)中的滲漏檢測方法。

在儲油罐內設置液位計，此液位計具有高液位報警功能，確保不會因為加油過多而造成油品外溢而對地下水和土壤造成污染。

埋地鋼質工藝管道外表面的防腐設計符合國家現行標準《石油化工設備和管道涂料防腐蝕設計規(guī)范》(SH/T3022-2011)的有關規(guī)定，并采用加強級的防腐絕緣保護層。

4.3 地下水日常監(jiān)測

項目建設單位需要開展?jié)B漏檢測，設置常規(guī)地下水監(jiān)測井，開展地下水常規(guī)監(jiān)測。參照《加油站地下水污染防治技術指南(試行)》的有關規(guī)定，項目處于地下水飲用水水源保護區(qū)和補給徑流區(qū)外，可設一個地下水監(jiān)測井。

污染源監(jiān)測點：地下水監(jiān)測井應設在埋地油罐區(qū)地下水流向的下游，在保證安全的情況下，盡可能靠近埋地油罐。根據建設提供的巖土工程勘察報告中各勘探點的地下穩(wěn)定水位，項目地塊地下水流場流向為由東向西，因此地下水監(jiān)測井設在儲罐區(qū)西側。地下水監(jiān)測井結構采用一孔成井工藝。設計需結合當地水文地質條件，并充分考慮區(qū)域10年內地下水位變幅，濾水管長度和設置位置應覆蓋水位變幅。監(jiān)測井設置的其他要求可參照《場地環(huán)境監(jiān)測技術導則》(HJ/T 25.2)執(zhí)行。

監(jiān)測指標及頻率：

①定性監(jiān)測。可通過肉眼觀察、使用測油膏、便攜式氣體監(jiān)測儀等其他快速方法判定地下水監(jiān)測井中是否存在油品污染，定性監(jiān)測每周一次。

②定量監(jiān)測。若定性監(jiān)測發(fā)現地下水存在油品污染，立即啟動定量監(jiān)測；若定性監(jiān)測未發(fā)現問題，則每季度監(jiān)測1次。具體監(jiān)測指標為萘、苯、甲苯、乙苯、鄰二甲苯、間(對)二甲苯、甲基叔丁基醚。

4.4 應急響應

若發(fā)現油品泄漏，需啟動環(huán)境預警和開展應急響應。應急響應措施主要有油品阻隔和泄漏油品回收。在1天內向環(huán)境保護主管部門報告，在5個工作日內提供項目的初始環(huán)境報告，包括責任人的名稱和電話號碼，泄漏物的類型、體積和地下水污染物濃度，采取應急響應措施。

5 結束語

隨著備用柴油發(fā)電機組越來越多應用于金融業(yè)及對電力供應要求嚴格的行業(yè)，配套的柴油儲罐作為確保柴油發(fā)電機組功能正常運行的關鍵設施也一并考慮在項目前期設計規(guī)劃過程中。由于場地限制、廠區(qū)美觀等原因，柴油儲罐一般設置于地下，對地下水及土壤環(huán)境影響重大。因此，在項目環(huán)境影響評價中不僅要關注柴油儲罐大小呼吸廢氣對大氣環(huán)境的影響，更要重點關注地下水污染預防措施的合理性和可行性，以降低事故狀態(tài)下柴油儲罐泄漏對周邊地下水及土壤環(huán)境的影響。