石油专业——毕业论文——石井油库工艺设计x:

学海无涯苦作舟!

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石井油库工艺设计

摘要

这次设计的目的主要是在给定福建石井油库生产作业量和油品运输方式后， 我们要充分结合福建石井油库所处的地理位置和自然条件，对油库进行合理的设 计。福建石井油库临近大海，有很好的水力条件，我们要利用这些条件确定油库 中油罐的类型、栈桥的长度、管径的大小、所用泵的类型、加热器的面积等。

在这次设计过程中我们主要采用在满足油库安全规范条件下充分利用地形优 势，以节约开支，降低成本的方法。我们首先根据掌握的资料进行初步的计算， 为油库选择既经济又合理的部件并进行草图的绘制以便为设计提供依据；其次， 我们进行了流程图的绘制，以便使整个油库的运作方式更为直观；再次，我们进 行了安装图的绘制，以便于施工；最后，我们又将油库的平面图绘制了出来，用 以展示整个油库的整体布局。

通过这次的设计，我们将整个油库从设计到施工的全过程都清晰的设计出来, 为油库的建设提供了依据，而且由于考虑的较充分，也为油库的建设节约了成本。

　但是，油库在以后的运作过程中也要注意操作的规范性。

关键词：油库，轻油，栈桥。

The Process design of Shijing depot

Abstract

The main purpose of this desig n is after in a give n producti on volume of oil depots and the tran sport mode of the Fujia n Shiji ng oil depots, we should be fully in tegrated Fujia n Shiji ng depot's geographical locati on and n atural con diti ons, to rati on ally desig n the depot. Fujian Shijing depot bounded by the ocean in near, with good water conditions.We must use these conditions to determine the type of oil tanks, the length of trestle, diameter size, the type of used pump, the area of heater.

During this desig n process we mainly used in meet the security norms and fully use the advantage of the terrain advantage to cut expenses and cut costs. Firstly, we use the method of use the information we holded to preliminary calculations to choice the econo mically and reas on ablly sect ion for the depot and draw a draft pla n to provide a basis for the desig n; Secon dly, we con ducted a flow chart of the draw ing, so that the mode of operation of the entire depot is more intuitive; again, we carried out an in stallati on mapp ing in order to facilitate the con structi on; Fin ally, we drawed out pla n to show the overall layout of the en tire depot.

Through this design, we have clearly designed the whole depot from layout to con struct ion of the whole process, provide a basis for the build of depot, but also due to consider more fully, as well as decrease the savings of construction of oil tanks.

However, the operation course of oil depots in the future should also be more careful.

Key words: Depot, Light oil, Pla in.

目录

TOC \o "1-5" \h \z 前言 1…

\o "Current Document" 文字说明部分 3

\o "Current Document" 1.1油库设计原始数据数据 3

1.1.1油库设计的基础数据 3

1.1.2福建地区历年统计的自然条件 3

\o "Current Document" 1.2工程概况及油库操作说明 .4.

\o "Current Document" 1.3总图布置说明 6.

\o "Current Document" 1.4工艺流程说明 8.

1.4.1制定工艺流程的原则 7

1.4.2石井油库作业内容 7.

1.4.3 石井油库工艺流程 7.

\o "Current Document" 1.5平面安装图说明 9.

1.6油库环境保护 9.

\o "Current Document" 1.7人员编制 9.

\o "Current Document" 计算说明部分 1.1

\o "Current Document" 2.1油罐容积的确定 11

2.1.1油罐设备容量的计算 11

2.1.2罐型和库容计算 11

\o "Current Document" 2.2装卸油设施计算 12

2.2.1各种油品铁路装卸油鹤管数的计算： 12

222铁路装卸栈桥长度的计算 13

223装卸作业线长度的计算 1.4

2.2.4汽车油罐车装油鹤管的计算 1 4

2.2.5油栓数及桶装仓库面积计算 1 5

2.2.6油品水运码头泊位数计算 16

\o "Current Document" 2.3管路的水利计算 19

2.3.1进油管径的确定 19

2.3.2外运管径的确定 21

2.4选泵及校核 23

2.4.1摩阻计算 23

2.4.2 选泵 27

\o "Current Document" 2.5储油罐加热器的计算 28

2.5.1油罐保温层厚度的计算 29

2.5.2加热器面积的计算 30

\o "Current Document" 2.6辅助计算 39

2.6.1泡沫计算耗量 .39

2.6.2泡沫产生器数量 40

2.6.3泡沫液储备量 40

2.6.4消防用水的耗量 42

2.6.5防火堤的计算 43

\o "Current Document" 参考文献 45

\o "Current Document" 谢辞 46

小论文 47

刖言

凡是用来接收、储存和发放原油或原油产品的企业和单位都称为油库。同时, 油库也指用以贮存油料的专用设备，因油料具有的特异性用以相对应的油库进行 贮藏。油库是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油 储备和供应的基地，它对于保障国防和促进国民经济高速发展具有相当重要的意 义。

这次设计的福建石井油库是集水路，铁路，公路运输方式于一体的多样化、 自动化的现代型商业油库，人员配置齐全，设施完备，更有人性化设计，生产生 活区分别布置，还为油库的发展考虑，留有一定的发展扩大的空间，可以使该油 库有更多的发展余地。由于石井油库所处地理位子的优越性，还可以充分利用其 优势以减少成本。

这次设计主要是为了寻求一种更好的设计方案以满足油库的工作需要，并最 大限度的减少投资成本。设计的另一个目的就是将所学用于实际，培养我们独立 思考以及动手的能力。

在设计过程中，我们要严格遵照国家的各项规范要求。铁路装卸区、的水运 装卸区的设计应该符合防火规范的要求，留有足够的安全距离；公路装卸区要尽 量靠近公路干线，以便于与公路干线衔接，方便运输；储油区是油库平面布置的 重点。油库中绝大多数油品都储存在这里，它是油库的核心要害部位，要特别注 意它的安全，所以，我们必须充分考虑到其防火、防爆、防雷、防静电等的要求; 辅助生产区是为生产服务的，其有关设施应尽量接近生产单位，以利于生产；行 政管理区内的一些业务部门，一般布置在油库主要出入口附近，并应设单独对外 的出入口；库内道路的设计应充分考虑到车辆正常通行的需要；污水处理设备应 便于承接各种污水管道和适合处理后的排放方向；油库内各种管道的布置要协调、 合理。

这次设计本着严谨、专业、经济合理的原则对福建石井油库进行初步的设计, 力求能够设计出一个相对完善的现代化商业油库。通过这次设计发现油库运行中 存在的一些实际问题并加以改进。也希望通过这次设计使我们将理论升华，与实 际更好的结合，提高我们的想象和动手能力。

石井油库的设计有助于我把大学四年所学到的所有知识进行全面综合的运 用，加深了我对油库知识的认识，也懂得了更多关于油库及其它的专业知识。同 时，通过这次设计我也改正了自己许多的错误观点。这次设计也全面提高了我的 计算机操作能力，设计过程中用到的计算机软硬件方面的知识也使我对计算机有 了更多的了解。

福建石井油库设计

1文字说明部分

1.1设计原始数据资料

1.1.1油库设计的基础数据

油库每年油轮进库97#和93#汽油分别为25万吨和30万吨，0#、5#柴油分别 为22万吨和20万吨，汽油全部由铁路外运。0#柴油由管道外运，5#柴油70%由槽 车出库，20%气槽出库，10%装桶。另外，石井油库每年还由油轮进燃料油和重柴 油分别为15万吨和18万吨，由火车外运各12万吨，其余由汽车油槽车出库。

1.1.2油品物性参数见表1-1。

表1-1油品物性参数

油品

97#

汽油

93#

汽油

0#

柴油

5#

柴油

重柴油

燃料油

比重

d；5.6 (t/m3)

0.72

0.72

0.83

0.83

0.85

0.90

闪点c

28

28

72

72

78

120

20 r

1

1

5

5

运动 50 C

0.4

0.4

2.55

2.55

10.82

200

粘度 80C

35

100 c

3.95

1.1.3福建地区历年统计的自然条件

⑴温度

TOC \o "1-5" \h \z 年平均气温 15.7

月平均气温 -1.4

绝对最高气温 34

绝对最低气温 -14

冰冻线最大深度 8.6cm

最低平均温度 0

⑵降雨量

全年平均降雨量 995.3mm

日最大降雨量 1621.3mm

天西北或西南平均降雨天数 126.3

天

西北或西南

⑶主导风向和风速

主导风向

⑷水文年平均风速最大风速地下水位高度

⑷水文

年平均风速

最大风速

地下水位高度

4.7m/s

27.8m/s

-1.5m

TOC \o "1-5" \h \z 最咼水位 12m

最低水位 9m

通航天数 320

1.2工程概况及油库操作说明

油库主要是储存易燃易爆的石油和石油产品，这对油库安全是个很大的威胁 油库容量越大，一旦发生火灾或爆炸等事故造成的损失也越大。因此，从安全防 火观点出发，根据油库总容量的大小，分为若干等级并指定与其相应的安全防火 标准，以保证油库安全。经过计算福建石井油库属于一级油库。

油库内的各项设施散发的油气量和火灾危险程度以及生产操作方式各不相

同，这就要求我们要注意油库的安全操作。锅炉房和变电所这类有火的场所要远 离罐区，而且应该布置在主导风向的下风向，以免发生火灾。同时，也应该将一 些特殊的区域加以隔离，限制一定人员出入。在操作过程中要严格按照操作规范 去做，以免引起严重的后果。

一般按油库业务要求可分为储油区，装卸区，辅助生产区，行政管理区等四 个区域。石井油库的设计如下：

⑴储油区

储油区又称油罐区，是油库储存油品的区域，也是油库的核心部位；在设计 中将其分为重油罐区和轻油罐区。

⑵装卸区

装卸区又称铁路装卸区，水运装卸区和公路装卸区；这个区域是油品进出油 库的一个操作部门。

铁路装卸区

这一作业区主要是向铁路罐车装油品。在本次设计中只有轻重油铁路装车而 没有铁路卸车。

水运装卸区

油库设置在沿海或靠近江河地区，油品往往利用油轮和油驳进行吞吐。这时 油库水运装卸区便可以向油轮或油驳等水上运输工具灌装和接卸油料。石井油库 的油品运输方式中水运起着关键的作用。

公路装卸区

目前，大多数油库的作业都是铁路或水运来油，再通过公路或水运用汽车罐 车或以桶装向外发油。它的发放对象主要是加油站和用户。石井油库的设计中公 路占的比重并不大。

⑶辅助生产区

油品的生产活动中，需要有相应的一些辅助设施，如锅炉房，变配电间，机 修间，化验室，污水处理厂等。这些设施是保证油库正常运转不可缺少的。但它 们在操作上又是独立的体系。因此把这些设施相对地集中在一个区域，组成辅助 生产区，即便于管理，又有利于安全。

⑷行政管理区

这个区是油库的行政和业务管理区域，是生产管理中心。它负担着油库的三 大任务：①指挥生产，保证油品安全装卸和储存，并作好运行记录；②贸易活动， 进行油品的调入和销售；③保护油库安全。

⑸生活区

油库的生活设施， 如宿舍，娱乐活动场所等公共设施应设置在罐区外，并离 罐区有一定的距离。

1.3平面图布置说明

油库平面布置的目的是为了合理地确定油库个设施的位置， 以保证油库有一个 安全的环境，使得油品的储存、输转以及收发作业能够顺利进行。合理的确定油 库的各项设施之间的安全距离是防火工作的重要内容之一。

将油库中所有部门和设备确定后，在已给定的库址地形图上，按一定比例合 理地加以布局，并且标绘出油库全部设施的名称，位置，平面尺寸竖向标高等。

　使它们在生产上组成一个有机的整体，并通过平面图将各设施的具体位置确定下 来。这样可以更直观的反应出油库的整体布局。

平面图布置是油库设计中的一个重要组成部分。是一项仔细而又复杂的工作 平面图设计是否合理，将直接关系到能否最大限度的满足生产需要、缩短工艺管 线和运输线路、减少占地面积、节约建库投资、保证安全操作、节省管理费用。

平面图布置原则：

⑴便于收发作业，油库装卸和发放区要尽可能地靠近交通线，离铁路专用线 和公路支线较短；

⑵合理分区，以便于各种作业安全生产，避免非工作人员来往于生产工作区 域，特别是储油区和装卸区；

⑶库内布置的各种设施，必须符合防火，卫生等有关设计规范，确保油库安 全，同时应力求布置紧凑，减少用地；

⑷变配电间及锅炉房等辅助设施要尽量靠近主要用电，用气单位，以节省投 资和经营费用；

⑸尽可能利用地形进行自流作业；

⑹充分利用地形，作好隐蔽工作；

⑺考虑到油库的今后发展，应适当留有扩建余地；

⑻库内油品尽量做到单向流动，避免在库内往返交叉。

油库主要道路8m最小转弯半径5m对行车辆较少的道路，其路面应为单车 道，并按需要在适当位置设置车道，库内平整坡度 5%。；消防道路与防火堤堤脚线 之间的距离不宜小于3m

1.4工艺流程图布置说明

油库工艺流程是表示油库生产关系的图纸。它反映油库的主要生产过程。在 图上我们可以看出油库所满足的业务操作范围，并据以审定它是否符合业务要求 和它的合理性。它将库区的各种生产设施有机地联系起来，构成一个生产体系， 完成各种收发作业。流程图的绘制没有严格的比例要求。

1.4.1制定工艺流程的原则

⑴技术先进可靠，满足油库的业务要求及同时操作的业务种类；

⑵流向合理，减少能源消耗；

⑶减少基建投资；

⑷操作检修方便；

⑸适合开停工和事故处理需要。

1.4.2石井油库作业内容

⑴接收油品：用油轮。

⑵发放油品：用管道和汽车油槽车，火车油槽车。

1.4.3油库中工艺流程

⑴收油系统流程：

轻油：油轮—轻油泵房—轻油罐区；重油：油轮—重油泵房—重油罐区。

⑵发油系统流程:

97#和93#汽油-铁路； 0# 柴油一管道；

5#柴油—火车和汽车油槽车；燃料油—火车和汽车油槽车；

重柴油—火车和汽车油槽车。

1.5平面安装图布置说明

⑴平面安装图严格按比例绘制，在图面上应绘出指北向，在图中应表示的流 程与流程图相同；

⑵平面安装图应突出设备，机泵及管线带，管墩等的平面布置；

⑶主要设备出入口，止回阀要表示流向；

⑷管线（视向图）重合时，要仔细观察将视图表示清楚。

⑸油罐，设备，机泵编号应与流程图相一致，阀门，大小头等应注明规格， 整张图注明尺寸；

⑹平面图中应包括相应的竖面和向视图，大样图，样图等，向视图要将前后 关系表达清楚；

1.6油库安全技术

油库中储存大量的各种油品，一般都具有易挥发，易流失，易燃烧，易爆炸 和有毒性质，如果工作不慎，思想麻痹或不遵守安全操作规程，都可能导致火灾, 爆炸，中毒等事故，使国家财产遭受严重损失，因此应严格遵守安全技术操作规 程，贯彻执行有关的规程制度，采取积极有效的措施，最大限度地消防可能引起 的火灾，爆炸，中毒等事故的一切因素，确保油品在收发储存过程中的安全。

1.7人员编制说明

人员编制说明见表1-2

表1-2人员编制说明

部门名称

班次

人数（人/班）

合计

业务科

2

2

轻油栈桥

3

2

6

轻油泵房

3

1

3

重油栈桥

3

2

6

重油泵房

2

1

2

轻油罐区

3

2

6

重油罐区

3

2

6

码头

3

2

6

锅炉房

2

2

4

污水处理场

1

2

2

变电所

3

2

6

化验室

2

2

4

机修间

2

2

4

食堂

1

2

2

浴池

1

2

2

保卫科

3

2

6

消防队

3

6

18

合计

85

2计算说明部分

2.1油罐容积的确定

2.1.1油罐设备容量的计算

⑴选用公式

(2— 1)

式中：VS 某种油品的设计容量， m3

G ――该种油品的年周转额，t

K ――该种油品的周转系数，K=1旷14

?――该种油品的密度，t/m 3

――油罐的利用系数，轻油 0.95，重油0.85

2.1.2罐型和库容计算

根据公式（2- 1），可以得出油库的库容以及罐型。具体计算结果见 2-1表。

表2— 1罐型和库容

油品

G( t)

n

P

K

Vs 规格

类型

3 X 10000

97#汽油

25X 104

0.95

0.72

10

3.65 X 104 1x 5000

1 X 3000

4 X 10000

内浮顶

93#汽油

30 x 10

0.95

0.72

10

4.38 X 10 1 X 5000

2 X 10000

内浮顶

0#柴油

22 X 104

0.95

0.83

10

2.79 X 104 1 X 5000

1 X 3000

拱顶

续表2-1

油品

G( t)

n

P

K

Vs 规格

类

型

2 X 10000

5#柴油

4

20X 10

0.95

0.83

10

4

2.53 X 10

1 X 5000

1 X 3000

拱

顶

燃料油

4

15X 10

0.85

0.85

10

4

2.49 X 10

2 X 10000

拱

顶

重柴油

4

18X 10

0.85

0.85

10

4

1.96 X 10

2 X 10000

1 X 5000

拱

顶

总库容为

4

18.4 X 10

(m

属于

」级油库。

2.2装卸油设施计算

2.2.1各种油品铁路卸油鹤管数计算

⑴选用公式

(2—

(2—2)

.-vmA

式中：N 计算鹤管数;

K ――铁路收发不均衡系数K=1.5-2.0

G ――年装（卸）油量，吨/年；

――年操作天数，取 350天；

'――装车温度下的液油密度，t/m 3；

V ――油罐车平均容积， 取50 m3；

A ――油罐车装满系数，轻油时A取0.9重油时A取0.95液化气取0.85

m 每天操作批数，装车不大于 4批/天，卸车不大于5批/天。

⑵鹤管数计算见表2— 2

表2—2鹤管数的计算

油品

K

G( t)

P

v( m)

m

A

N

N (取整)

97#汽油

1.5

4

25X 10

0.72

50

4

0.9

8.27

9

93#汽 油

1.5

30 X 104

0.72

50

4

0.9

9.93

10

5#柴油

1.5

4

20X 10

0.83

50

4

0.9

4.02

5

重柴油

1.5

4

18X 10

0.85

50

4

0.9

3.19

4

燃料油

1.5

15X 104

0.90

50

4

0.9

3.01

4

222铁路装卸栈桥长度的计算

⑴ 轻油卸车共用一个栈桥，采用双侧布置，重油采用单侧布置。

⑵选用公式

轻油 L=( n-l ) l/2 重油 L=n 1-1/2 (2—3)

式中：L——双侧栈桥的长度，m

n ——每列油罐车的辆数；

l ——每辆油罐车车钩距离的平均值，取 12m

⑶计算

轻油 L=( n-l ) l /2= (24-1 )X 12/2=138m

重油 L= nl-l/2=8 X 12-6=90m

2.2.3装卸作业线长度的计算

⑴选用公式

(2—4)L! L2 L

(2—4)

式中： L——装卸线有效长度（m；

Li——警冲标至车头的距离，取 Li=9m

L2 ――车头长度，取L2 =22m

L3 ――油罐车长度，L3二nl , n —鹤管数，I取12m

L4 ——车挡与车钩距离，取 L4 =20m

⑵计算

轻油：L=Li+l_2+L3+L4=9+22+12X 12+20=195m

重油：L=L1+L2+La+L4=9+22+12X 8+20=147m

2.2.4汽车油罐车装油鹤管的计算

⑴选用公式

N KG （2—5）

t ^TAm V

式中：N――计算鹤管数

K ――铁路收发不均衡系数K=1.5-2.0

G ――年装（卸）油量，吨/年；

年操作天数，取 350天； 二一一装车温度下的液油密度，t/m 3；

V――油罐车平均容积，取50 m3;

A ――油罐车装满系数，轻油时A取 0.9重油时A取0.95液化气取0.85

m 每天操作批数，装车不大于 4批/天，卸车不大于5批/天

T ——每天操作时间取7小时；

各参数以及鹤管数见表2—3。

表2—3汽车鹤管数的计算

油品

K

G(t)

t

V

T

m

A

P

N

N取整

燃料油

1.2

3X 104

350

9

7

4

0.9

0.9

1.07

2

重柴油

1.2

6X 104

350

9

7

4

0.9

0.85

2.26

3

5#柴油

1.2

4

2X 10

350

9

7

4

0.9

0.83

1.46

2

225油栓数及桶装仓库面积计算

⑴油栓数计算选用公式

(2— 6)

式中： n——油栓数

K1 不均衡系数 有库1.1-1.2,无库1.5-1.8；

Q ――日工作量；

K――油栓利用系数；

q 有栓流量12 m3/h；

T ――每天工作时间7h； ?——油品密度。

5#柴油10%装桶，由公式（2-6 ）计算得：

57.14 1.212 0.5 7

57.14 1.2

12 0.5 7 0= 1.97 取 n=2 个。

⑵桶装仓库面积计算选用公式

(2—

(2— 7)

n「dk：

式中： Q ――调解储量 取1-3天装桶量；

n――堆码层数n乞3；

d ——当量直径 卧式：0.56立式：0.9；

k ――油桶装满系数0.6-0.612；

:――面积利用系数0.3-0.4

3=283.48m桶装仓库面积由公式（2—7

3

=283.48m

57.14 7

3 0.8294925 0.9 0.6 0.3

2.2.6油品水运码头泊位数计算

⑴ 由《石油库工艺设计手册》表12-24选择3000吨成品油船，船型尺寸（长

X宽X高）m 为101 X 13.8 X 6.5，吃水深度为5.5m。

⑵ 已知长江可通航天数320天中水位保证7.5m以上的天数是270天。

⑶选用公式

H=T+Z 计 Z2+Z3+Z4 （2—8）

式中： t —载重最大船的最大吃水深度， m

Z 1 ――船底至河底允许的最小富裕量，Z1=0.2；

Z 2――波浪影响的附加深度 m乙=0.3 x 2h- Z 1；

Z 3――船在装卸和船行中吃水差的附加深度 m Z3=0.3m；

Z 4——考虑江、河、海泥沙淤积的增加量 m取0.4m；

h 码头附近最高波浪m h=0.1m。

⑷计算

H=5.5+0.3+1.5+0.5+0.4=8.2m<9m（最低水位）

因此通航期T取320天/年。

⑸泊位数的确定

选用公式

QK K' ■ j =

QK K

' ■ j = ■ 1 ? ■ 2 ? ■ 3 ? ■ 4 ? ■ 5 ? ■ 6

(2—9)

(2—10)

(2—11)

式中：t ――在通航期内船只到岸的时间间隔，天；

P ――油品的平均密度，t/m3；

C 7 7

v c —输入或输出油轮的平均容量，m；

K――船只到岸的不均匀系数，K=2.7;

Q ――油品的输入或输出量，t；

T ――年通航天数，T=320天；

i=1h；"j――装卸油作业的全部停泊时间，

i=1h；

1 ――油船驶进系船设备的时间、靠岸时间及系船时间,

—连接装卸油导管所需时间， 2=0.3h；

—油品的卸出时间，h； .3二QVc， =0.93；

Qh

从油船中清除剩余油品所需时间，h； 4=￥；

5 ――油船中油品的加热所需的时间，h;

卸开导管，解开绳索及船只离岸的时间,6

卸开导管，解开绳索及船只离岸的时间,

6 =0.5 h；

Qh ――卸油泵的平均输送量， Qh=200 m3/h；

Qh

Qh

扫舱泵平均输送量，qh=80m3/h；

N ——泊位数

②泊位数计算见表2-4

表2-4泊位数的计算

油品

重柴油

燃料油

97#汽油

93#汽 油

0#柴油

5#柴油

Vc（ m3）

3531

3335

4170

4170

3616

3616

i（ h）

1

1

1

1

1

1

2（ h）

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

0.4

3（ h）

20.74

19.59

25.02

25.02

21.69

21.25

4（ h）

1.32

1.25

1.04

1.04

0.9

0.9

.5 （h）

0.5

0.5

0.5

0.5

0.9

0.9

.6 （ h）

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

0.5

t （天）

1.67

1.78

1.07

0.89

1.21

1.33

N （个）

0.72

0.54

1.08

1.3

0.84

0.77

N取整

1

1

1

2

1

1

2.3管路的水力计算

2.3.1进油时管径的确定

选用公式

(2—

(2—12)

式中：

d 管径，mm

Q ―― 卸油流量,,m3/s；

、、―― 经济流速,m/s。

计算流量

油轮卸车的流量由船上泵来确定，在此为 200m3/h =0.056 m3/s

粘度的计算

轻油按年平均气温15.7 C计算，以97#汽油为例计算

选用公式：■ t「。?现切；

由已知得，：50 =1 ?"^50"20）=°.4；从而解得 u=0.03;

最终:..157-0.03

最终:

..157

-0.03 珂15.7-20)

二1 e

=1.140 厘沱=1.140 1o"m2/s

同理：其他轻油15.7 C下的粘度见表2-5

表2-5轻油粘度

油品

重柴油

燃料油

粘度（厘沱）

6.904

62.57

重油按加热到70C计算，以重柴油为例计算

选用公式：：t _： 20e_u(t^0)；

由 10.82 h“o e」30 和 3.95 h“o e」70 解得 u=0.025 - 20=22.923 ;

所以：70 =22.293 e^025 "0如=6.54 厘沱=6.54 10上m2/s

同理：燃料油的粘度见表2-6。

表2-6重油粘度

油品

重柴油

燃料油

粘度（厘沱）

6.904

62.57

④确定经济流速

查《油库设计与管理》表3-2知不同粘度的油品在管路中的经济流速见表 2-7

表2-7经济流速

油品

吸入管路（m/s）

排出管路（m/s）

97#汽 油

1.5

2.5

93#汽 油

1.5

2.5

0#柴油

1.3

2.0

5#柴油

1.3

2.0

重柴油

1.3

2.0

燃料油

1.2

1.5

⑤管径的计算（以97#汽油为例）

d排「"驚卞&呎，选择194 6的管子;

综上所述油品的吸入与排出管径见下页 表2-8

表2-8油品管径的确定

油品

Q ( m3/ s)

粘度

（厘沱）

Dg（ mm

排出

管规格

排出

97#汽 油

0.056

1.14

168.88

194 6

93#汽油

0.056

1.14

168.88

194 6

0#柴油

0.056

5.506

188.81

2Q3196.5

5#柴油

0.056

5.506

188.81

2Q3196.5

重柴油

0.056

6.54

188.81

2另96.5

燃料油

0.056

62.57

218.02

245 7

232外输管径的确定

⑴以97#汽油为例（铁路外运）

①选用公式

(2—13)

式中：

d 管径，mm

Q ―― 卸油流量，，m3/s；

经济流速,m/s。

计算流量

火车选用G50装车时间为40min

Q= 40 60=0.0208 m'/s。

管径的计算

铁路外运管径见表2-9。

表2-9铁路外运油品管径的确定

油品

Q ( m3 /s )

粘度

（厘沱）

Dg (mm

排出

管规格

排出

97#汽油

0.0208

1.14

308.85

325 8

93#汽油

0.0208

1.14

325.55

194 6

5#柴油

0.0208

5.506

257.36

2°736?8

重柴油

】.0208

6.54

230.20

202736.8

燃料油

0.0208

62.57

268.81

203 6.5

325 8

245 7

公路外运油品管径见表2-10 o

表2-10公路外运油品管径的确定

油品

Q ( m3/s)

粘度

（厘沱）

Dg (mm

排出

管规格

排出

5#柴油

0.0125

5.506

126.19

133 4.5

重柴油

0.0125

6.54

154.55

159 4.5

燃料油

0.0125

62.57

145.71

159 4.5

2.4选泵

2.4.1摩阻计算

d 2g管路的沿程摩阻hr的计算按达西公式

d 2g

(2—14)

式中 L——管路长度，m ;

d 管内径，m ;

v ――平均流速，m「s；

g 重力加速度，取9.81 m s2；

■ 水力摩阻系数。

水力摩阻系数随流体的流态而不同，理论和实验都证明水力摩阻系数 ■是雷

诺数Re和相对粗糙度；的函数。即

■二 f（Re,；）

当Re〈 2000时，流态为层流区;

64

Re

当2000〈 Re〈 Re,时，流态为光滑湍流区;

0.3164

Re1/4

Re

1/4

当Re1 〈 Re〈 Re?时，流态为混合摩擦区;

1=

1

=1.8lg

7人

Re』

其中，雷诺数:

Rq =59.7/；8/7

2e~d厂 665 -765lg

2e

~d

相对粗糙度

式中： 油品的运动粘度，m2「s；

Q ――油品在管路中的体积流量， m［「s；

e 管壁的绝对粗糙度，m。

二 0.1 mm管路选用schlO型无缝钢管，粗糙度e 以

二 0.1 mm

鹤管摩阻

4 Q

Re =

?i. d

e 取 0.1mm

4 0.0208

■: 0.1 1.14 10》

-232800

2 e 2仝 0.002

100

59?7 59.7厂 72529

0.0027

Re2 =

665 -765 lg； _ 665 -765 lg 0.002

0.002

-1364856

Re ::: Re ：：： Re2 流态为混合摩擦区

= T.8lg

6.8

Re

p.11

17.4 丿

■ =0.021

4 Q 4二雪2.65m/s

二 0.1

9F1.083 mh鹤=1.2 丄「0.021 3 2?

9F1.083 m

鹤 d 2g 0.1

集油管摩阻

L」2(9「)fm

4 0.0208二

4 0.0208

二 d ：： 一 ：： 0.35 1.14 10

= 598630

e 取 0.1mm

2 e 2 0.1

0.00057

350

59.759 7

59.7

59 7

一一8 =304471

0.000577

Re2665

Re2

665 -765 - 665-765 lg0.00057 4616497

0.00057

Re ::: Re ：：： Re2 流态为混合摩擦区

— .8lg 空+ 乐 [Re (

— .8lg 空+ 乐 [Re (7.4 丿

-■ - 0.016

2 2

1 8 Q L 1 8 0.016 0.1875 51

= — X X

h* 3 二 2gd

2

■: 9.8

0.355

= 0.159 m

排出管摩阻

L=21.5m

"J d4 0.1875■:

"J d

4 0.1875

■: 0.3 1.14 10’

二 698402

e 取 0.1mm

2 e 2 0.1

300

-0.00067

59.7 59.7

Rei 8 8 = 2531 14

；7 0.000677

I 665 —765x|gw 665—765 x lg 0.00067 ,一一“

Re2 4616496

0.00067

Re1 :：: Re ：：： Re,流态为混合摩擦区

1yr= —1.8lg6.8Re1.11■ =0.016494 0.1875 c",v

1

yr

= —1.8lg

6.8

Re

1.11

■ =0.016

49

4 0.1875 c",

v 2 :

兀xd

.65 m/ s

二 0.3

7.4

-1.2

L

dig

= 0.016 215 12 1.2

0.3

2.652

2 9.81

= 0.493 m

装火车油品的摩阻损失见表2-11

表2-11装火车各油品的摩阻损失

'、、油品

93#汽 油

5#柴油

重柴油

燃料油

参数

97#汽油

鹤管摩阻

(m)

1.083

1.083

1.083

1.135

2.012

集油管摩阻

(m)，h集

0.151

0.207

0.063

0.021

0.059

输油管摩阻

(m)，h输

0.493

0.607

0.426

0.684

1.261

装汽车各油品的摩阻损失见下页 表2-12

表2-12装汽车各油品的摩阻损失输油管摩阻(m)

表2-12装汽车各油品的摩阻损失

输油管摩阻

(m)， h输

卸船各油品的摩阻损失见表2-13。

表2-13卸船各油品的摩阻损失

\ 油

品

参数

97#汽 油

93#汽 油

0#柴油

5#柴油

重柴油

燃料油

输油管摩

阻(m)，h输

11.61

11.61

1.83

1.83

4.73

8.12

2.4.2选泵

以97#汽油装车为例(铁路)

h沿 =1.3(h鹤 h集 h输)=1.3(1.083 0.151 0.493) = 2.25m

h装二 h沿 Z =2.28-0.635 = 1.62m

2-mQ5 -m(0.127 lg(L+ Z=0.0802 100.1) -0 .627)100(Q⑼1.877 (

2-m

Q

5 -m

(0.127 lg(

L+ Z=0.0802 10

0.1) -0 .627)

100

(Q⑼1.877 ( 1.14 10-6)123

(0.1)4.877

12 1.3 0.0802 10

(0.127lg(350) -0.627)

Q1.877( 1.14 10-6)1.877

(0.25)4.877

51 1.3

0.0802 10

0 1

(0.127lg(赢)-0.627)

Q1.877 ( 1.14 10-6)1.877

汉 (ON)4.877

21.5 1.2 1.3-0.635

= -0.635 44.74Q1'877

当Q=0(m3/h)时 h=-0.635 (m)

当Q=67(m /h)时 h=1.29 (m)

当Q=75(m3/h)时 h=1.72 (m) 根据泵书选择 300SHP-12A

其他油品火车选泵见表2-14。

2-14火车选泵

93#汽油

5#柴油

重柴油

燃料油

300SHP-

12

250SHP-1

4A

FPC

200-150-2

50

FPC

200-150-2

50

汽车选泵见表2-15。

表2-15汽车选泵

5#柴油

重柴油

燃料油

FPC

FPC

FPC

125-100-20

125-100-25

125-100-20

0A

0A

0A

2.5储油罐加热器的计算

许多具有高粘度和高凝固点的油品，在低温时具有很大的粘度，而且某些含 蜡油品在低温时由于蜡结晶的析出，会发生凝固。为了降低这些油品的粘度，提 高其流动性，就必须进行加热，并对存储这些油品的油罐经行保温。这样做能够 降低油品在管道内输送的水力摩阻；加快油罐车和油船的装卸速度。在本文中须 对重柴油和燃料油两种油品进行加热，并计算存储这两种油品的油罐需要的保温 层厚度。

2.5.1 油罐保温层厚度的计算

热介质从储罐内部， 通过保温结构表面散热是非稳定传热过程。 但是，为

了简化计算，可按稳定传热计算，对于储罐来说，其精度可满足生产过程和节能 的需要。

根据大量的计算，当设备或管道直径等于或大于1020mnH寸，按圆筒面计算的 厚度与按平面计算十分接近。立式钢储罐直径均大于 1020mm因此，可按平面计 算保温层厚度。

储罐保温层厚度的计算方法，多采用经济厚度的计算方法。只有在经济厚度 法无条件使用时，才按允许散热损失方法计算，所以选用经济厚度的计算方法进 行计算。

保温层经济厚度计算式如下：

6= (t—to) _上 (2— 15)

V P?S a

式中 一一保温层厚度，m；

t ――介质储存温度，取55 C；

ta ――环境温度，C；取最冷月平均温度。根据油库地区自然条件 资料，取-1.4 °C。

■ 保温材料制品导热

-=0.032 0.0001% =0.040125kcal/(m2 °C)

a ――保温层外表面向大气的放热系数， ：11.6W (m2 ° C)；

:=11.6 6.4.7 =24.6kcal「(m2 h °C)

.――介质储存温度高于环境温度期间的年操作时间， h；

=350 24=8400h

6

fn 热能价格，6元10 kcal；

R ――保温结构单位造价，800元/ m3；

S――保温工程投资贷款年分摊率：

s= i("i)n

按复利计息： (「i)n"

n ――计息年数，6；

i ――年利息，7.2%

= 0.02106二 0.02439i(1 i)n 0.072(1 0.072) 0.040125 8400 (55 1.4) 计 106 x

= 0.021

0.040125

24.6

二 0.02439

0.040125 8400 (55 1.4) 计 106 x 8007.021

2.5.2加热器面积的计算

以燃料油为例：储罐容积为10000m3，油罐平均直径31.32m，罐壁高14.07m, 拱顶曲率半径为37.27m,拱顶高为3.434m,油罐表面涂黑色，黑度为0.96，罐 内装油高度达到 85% (即装油高度为 12.18m)，油品在 62.5 C时的粘度为

96.75 10^m2/s，粘度指数为0.0581，油罐所在地月平均温度为-1.4 C，平均风

速为4.7 m /s ,要求在48小时内将全罐油品由55C升至70C,进入加热器的蒸汽 为表压0.6MPa,加热器采用 60 3.5无缝钢钢管制作，d=0.06m。

⑴求油罐总传热系数k

式中：’ba。一保温材料导热系数，取

式中：’ba。一保温材料导热系数，取

0.040125kcal/mh

—保温层厚度，取0.02439m

Kbi0.040125 4.186 10000.02434

Kbi

0.040125 4.186 1000

0.02434 3600

-1.913W (m2 oC)

取罐顶 Kding =0.7W(m2 oC)

2-10知：10000用 的油罐:取罐底 Kdi

2-10知：10000用 的油罐:

查《炼油厂油品储运工艺设计》表

瓦=懐Dh =恵爼 31.318 14.07 85% = 1176.08m2

冃吨=2 二 Rf 二 D (H-h) =2 二 3.343 37.27+二 31.318 ( 14.07-11.94) =1014.14 m2

J 2 訂 2 2

= D 二 (31.318) -769.94m

4 4

油罐的计算总传热系数k

，/ KbiF. KdingFding KdiFdi 1.913 1176.08 0.21 769.94 0.7 1014.14

K 二

足 + 丘吨 + 丘 1014.14 + 769.94+1176.08

= 1.054W (m2 oC)

⑵油品加热单位时间所需的总传热量 Q

平均油温的计算

加热起始温度为tys=55 C，终了温度t yz=70 C，周围介质温度tj=-1.4 C

因为 tI^i=Z^14=1.3￡2 ( 2—16)

tys - t j 55 +1.4

式中：tyz――油品终了温度， C；

tys ――油品起始温度， C；

t j ――介质温度，C。

所以， 用算术平均温度法求得：t二比主二.尘55二62.5°C

2 2

油品升温所需热量

Q =GC(tyz -tys) =VPC(tyz-tys)

式中：G——罐中油品重量，kg；

c 油品的比热，J /kg C

C62.5 =2.018+ 0.00322(t-100)=2.018+0.00322(62.5-100) =1.897 KJ (Kg °C)

V——油罐容积，m3

P——油品密度，kg/m3

t yz――油品加热终了温度， C；

t ys——油品加热起始温度， C。

d62.5 0.9^05-15)=0.870t/ m3

(式中 a 取 0.000634 )，即 ％.5 =870kg/m3

兀 2 r

所以， Q^GC ( tyz-tys) =-D h￡ ( tyz- tys)

TOC \o "1-5" \h \z '：\ 2 7

(31.318) 14.07 870 1.897( 70-55 ) =22.7 10 W

4

融化石蜡所需热量Q

Na 6 汉 219 兀/ 、2 7

Q2 二一——9 — (31.318 ) 11.94 870 =10.5 10 W

100 100 4

④加热过程中散失于大气中的热量

式中：

Q^KF (ty-tj) ( 2— 18)

k 传热系数取1.054w/m C ;

f――总面积，m；

2

F -Fbi Fding Fdi -1176.08 1014.14 796.94 =2987.16m

ty ――油品平均温度，C

tj 介质温度，C o

Q3 二 KF(ty-tj) =0.948 2960.55 (62.5+1.4)=2.02 105W

假设重油加热时间.二48小时?则单位时间内需要的热量为：

1 (2—19)

Q= -(Qi +Q2)+Q3

T

Q=( Q1+Q2) +Q3 10 (22.7 107+10.5 107) +2.02 105 = 2.12 106W

t 360078

⑶加热器面积计算

加热器采用 60 3.5无缝钢管制作，d = 0.06m , R=0.00086,加热器管组的传

热系数为K0，查《油库设计与管理》表4-6附加热阻R取0.00172m2 C /w , 表压为0.6MR的蒸汽温度为158.08 C，已知罐内油品平均温度取62.5 C , 先假设加热器管壁温度为146 C，各准则数计算的定性温度为：

1

ty (55 146)=104.25 C

W8.55 10“m2/s

￡4" =0.90-0.00063(104.25-15 ) =0.843t/ m3

C104.25 =2.018十0.0032(t-100) =2.018+0.00322 (104.25-100 )

=2.03 KJ (Kg °C)

117.5‘104.25 :900(1-0.000617 104.25 ) =0.122 W (mC)由入值查得■- =0.8177 10J3oCJG"gfd

117.5

‘104.25 :

900

(1-0.000617 104.25 ) =0.122 W (m

C)

由入值查得

■- =0.8177 10J3oCJ

G"gfd3

3

9.81 0.8177 10 (146-62.5 ) 0.06

(8.55 10-6 )2

=1979115

8.55 10” 2030 843

0.122

-120

Gr Pr =1979115 1 20 = 2.37 1 08 2 1 07

查《油库设计与管理》表 4—7,得

；：=0.135,

：'2

-(Gr Pr)^0.135 0122 d

0.06 ⑵37 108八170W(m2 °C)

K。

K。

= 148W (m2 oC)

：'2

：'2

—0.00086

170

校核原假设的加热器管壁温度:55 +

校核原假设的加热器管壁温度:

55 + 148x(158.08—55)—146

170

=-0.115 c1°C

所以，原假设温度合理，加热器管壁温度为 146 C

加热器面积计算:

QK°(t

Q

K°(t1-ty)

2

=150.14m

14( 158.08-62.5 ) 考虑到结垢、结污对传热效果的影响，增加 20%左右的加热面积作为富裕量

所需加热器管总长为:

,1.2FL

,1.2F

L 二

1.2 150.14

兀汉0.06

二 956m

即要用956m长的60 3.5无缝钢管来制成加热器才能满足加热作业要求

⑷蒸汽耗量的计算

C _ Q （ 2— 20）

iz -in

式中：Gz ――蒸汽的质量流量，kg/s；

Q 单位时间内加热油品所需的总热量， kw；

iz——干饱和蒸汽的热焓，kJ/kg；

in ——饱和冷凝水的热焓，kJ/kg。

查《油库设计与管理》表 4 — 20知:iz =2756.2KJ/Kg，i^ 667.38KJ/Kg

所以,2.12387 1032756.2-667.38= 1.02Kg/s最终蒸汽量，G

所以,

2.12387 103

2756.2-667.38

= 1.02Kg/s

最终蒸汽量，G取1.3G=1.326Kg/s

(2— 21)

?z ——蒸汽的密度，kg/m3； 0.6MPa 158.08°C时蒸汽密度

p z=3.1158Kg/m3

' z 蒸汽的流速，m/s；

先假设蒸汽允许流速为35m/s则

4 1.326二

4 1.326

二 3.1158 35

=124.4mm

选取标准管d=125mm

反算校核

v = 4G =34 67m/s 位于 25— 35m/s 符合要求 二 d2 '

⑹蒸汽管路的热力计算

热损失的计算

tz

tz -tj

(2— 22)

式中：

q 单位长度上的热损失，W/m；

tz 饱和蒸汽温度，°C； tz=158.08oC

tj 介质温度，OC； tj 一1.4oC

、R――从蒸汽到管路周围介质全部热阻的总和， m2 oC/W；

1』1 1 J193 1

2叭 D 兀De? 2兀玄0.0466 0.125 兀汉 0.193汉 28.6

=1.54m2 oC/W

其中：

D —— 蒸汽管外径，D =0.159 m；

Db ――蒸汽管保温层外径，m

有公式 Dbl nD「bh((t-tj

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