重庆科技学院油气储存技术课程设计.docx
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重庆科技学院油气储存技术课程设计
摘要
由于石油工业的快速进步和石油战略地位的不断提高,油库的建设也越来越重要。
本设计将根据设计任务书,拟建一座油库,。
在综合运用所学的专业知识的前提下,查阅了有关原油库各操作单元设计和计算的规范及文献。
本设计阐述了罐区布置思路和相关理论,介绍了主要运用到的计算公式、计算结果;说明了油罐区、栈桥的计算过程,并设计了该罐区平面布置图、栈桥布置图和泵房工艺流程图。
本设计主要包括总平面布置、工艺流程及消防系统设计和计算、自动化控制概念设计等方面。
关键词:
油库、平面布置、栈桥布置、工艺流程
目录
1绪论1
1.1设计的背景目的1
1.2设计的目的1
1.3设计的内容2
2设计参数及基础数据3
2.1油库设计基础数据3
2.2油库资料3
3罐区设计5
3.1储油区5
3.2储油区的工艺计算结果5
3.3罐区平面布置图及油罐分区示意图11
4栈桥布置12
4.1鹤管数确定12
4.2栈桥长度确定12
4.3铁路油品装卸栈桥布置14
5泵房工艺流程16
5.1泵房设计方案16
5.2泵房工艺流程简图16
6结论17
参考文献18
附录19
1绪论
1.1设计的背景目的
油库是接收、储存、发放石油或石油产品的企业或单位。
它是协调原油生产、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。
此外,油库是我国现代化建设和军队后勤建设的重要组成部分,也是油料储存、供应的基础。
从储油方式看,油库可分为地面油库、隐蔽油库、山洞油库、水封石洞油库和海上油库等。
随着石油工业的飞速发展,油库建设取得了长足的进步。
现代油库已从传统意义上的单一储存石油的仓库向综合储存和输转石油、液化气、化工产品、物资等方向发展,并且在其他企业,如铁道、交通、电力、冶金等部门也建有各种类型的油库,以保证生产和运输的正常进行。
我国油库的发展是在较为薄弱的工业基础上起步的,它与石油工业和国民建设的发展息息相关。
经过较短的时间,我国油库已有了较快发展。
目前,我国原油库的单库容量已超过了百万吨级,油库中单个油罐的容量也超过了数万吨乃至数十万吨,而商业性油库也向着中型化方向发展。
与之相应的油库中的各种设施也日益复杂化、现代化。
随着石油工业的进步和石油战略地位的不断提高,油库的建设也越来越重要。
因此学习并掌握油库的设计方法和流程十分重要。
1.2设计的目的
本设计将根据本设计任务书,拟建一座油库。
为此,本设计将依据相关原始资料及设计标准规范,对该油库的各个方面进行工艺计算,从而绘制罐区、栈桥布置图以及泵房流程图。
1.3设计的内容
1.3.1油库设计内容
1)储油区的工艺计算:
包括确定每种油品油罐的个数,选择油罐的型式,油罐分组,储油罐区防火堤的计算,农用柴油罐加热器面积计算。
2)铁路收发区的工艺计算:
包括每种油品鶴管数的确定,栈桥长度的计算,泵的初步选择。
3)工艺管线计算:
包括每种油品管径的选取,每种油品管线壁厚计算,管线摩阻损失计算,集油管设计计算。
4)汽油泵和电动机的选择和校核:
包括用图解法求泵的工作点,选泵,校核泵的工作点,确定泵的安装高度,选配电机。
5)鶴管气阻校核
6)绘图:
包括罐区平面布置简图,油罐分区示意图,栈桥布置示意图,泵房工艺流程简图。
1.3.2本文设计内容
本文的设计内容为整个油库设计的第6部分:
罐区平面布置简图,油罐分区示意图,栈桥布置示意图,泵房工艺流程简图绘制。
2设计参数及基础数据
2.1油库设计基础数据
油库基础数据如表2-1和表2-2所示。
表2-1经营品种、年周转量、周转系数、油品性质
经营品种
相对密度
年周转量/104t
周转系数
粘度/mm2/s
90#汽油
0.72
13.6
5
0.75
93#汽油
0.72
5.1
5
0.75
200#溶剂油
0.72
0.2
4
0.75
0#柴油
0.84
7.96
5
8.5
-10#柴油
0.84
1.91
4
8.5
20#农用柴油
0.84
3.66
5
8.5
灯用煤油
0.82
0.95
3
2.8
表2-2油品物性表
参数名称
90#汽油
93#汽油
-10#柴油
-35#柴油
重柴油
燃料油
比重
0.72
0.72
0.83
0.83
0.85
0.85
闪点℃
28
28
72
72
78
120
运动粘度厘沱
20℃
1
1
5
5
50℃
0.4
0.4
2.55
2.55
10.82
200
80℃
35
100℃
3.95
2.2油库资料
1)收发任务:
每天最大收油量900t,可以同时用3根鹤管卸油,每天操作8小时。
2)地形资料:
泵至最远的90#汽油罐的管路长度为2500m,油罐计算液面与铁路轨顶之间的高差为65m;泵吸入口至集油管的吸入管长度为30m,每根鹤管的长度为14m;鹤管吸入口(即油罐车最低液面)到鹤管最高点的垂直距离为4m,鹤管吸入口到容易发生气阻的鹤管最高点的鹤管长度为5m,鹤管的管径为φ108×4mm。
铁路轨顶至油罐车底部高差为1.2m。
3)油罐所在地月平均最高温度下汽油的饱和蒸气压为5.4m水柱。
4)气象资料:
油罐所在地最冷月大气月平均最低温度为-2℃。
平均风速为2.5m/s。
3罐区设计
3.1储油区
储油区又称油罐区,它是油库储存油品的区域,也是油库的核心部门,安全上需要特别注意,其首要任务是保证储油安全,防止火灾和泄漏。
储油区的主要设备是储油罐。
除储油罐外,该区还应根据规范布置罐位,设置防火堤和消火栓以及消防系统,采取防雷、防静电、安全监视等一系列保安措施,以保证绝对安全。
同时,储油区内储存有大量油品,如果发生火灾,不仅油库本身遭受重大经济损失,而且危及周围地区的安全,所以应特别注意油罐区防火安全距离的设定。
在各级油库中,罐区及区内油罐的布置,必须遵照国家有关消防安全技术规定,保证罐区内外的防火间距符合要求。
这样即使油品的蒸汽扩散到有火源的场所,由于已被稀释到很小的浓度,也不致形成火灾的有害之源。
区内各罐之间保持一定的安全距离还能防止一个罐着火时殃及其它油罐。
3.2储油区的工艺计算结果
3.2.1油罐选型结果
表3-1每种油品油罐的个数及型式
经营品种
公称容积/方
个数/个
种类
90#汽油
10000
4
内浮顶罐
93#汽油
5000
3
内浮顶罐
200#溶剂油
400
2
内浮顶罐
0#柴油
10000
2
拱顶罐
-10#柴油
3000
2
拱顶罐
20#农用柴油
5000
2
拱顶罐
续表
灯用煤油
3000
2
内浮顶罐
表3-2石油库的等级划分[]
等级
石油库总客量TV(m3)
一级
100000≤TV
二级
30000≤TV<100000
三级
10000≤TV<30000
四级
1000≤TV<10000
五级
TV<1000
注:
1.表中总容量TV系指油罐容量争桶装油品设计存放量之总和,不包括零位罐和放空罐容量。
2.当石油库储存液化石油气时,液化石油气罐的容量应计入石油库总客量。
根据石油库的等级划分,本油库总容量为97800m3即二级油库。
3.2.2油罐分组
1)油库的地上油罐应按下列规定成组布置[]:
甲、乙和丙A类油品储罐可布置在同一油罐组内;甲、乙和丙A类油品储罐不宜与丙B类油品储罐布置在同一油罐组内。
沸溢性油品储罐不应与非沸溢性油品储罐同组布置。
地上立式油罐、高架油罐、卧式油罐、覆土油罐不宜布置在同一个油罐组内。
同一个油罐组内油罐的总容量应符合规定:
固定质油罐组及固定顶油罐和浮顶、内浮顶油罐的混合罐组不应大于120000m3;浮顶、内浮顶油罐组不应大于600000m3。
同一个油罐组内的油罐数量应符合下列规定:
当单罐容量等于或大于1000m3时,不应多于12座;单罐容量小于1000m3的油罐组和储存丙B类油品的油罐组内的油罐数量不限。
2)地上油罐组内的布置应符合下列规定[]:
单罐容量小于1000m3的储存丙B类油品的油罐不应超过4排;其他油罐不应超过2排。
立式油罐排与排之间的防火距离不应小于5m;卧式油罐排与排之间的防火距离不应小于3m。
3)各种油品根据表3-2进行危险性分类,并进行分组。
将90#汽油、93#汽油、200#溶剂油分为一组;0#柴油、-10#柴油、20#农用柴油分为一组;灯用煤油分为一组。
表3-3石油库储存油品的火灾危险性分类[]
类别
油品闪点F1/℃
甲
F1<28
乙
A
28≤F1<45
B
45 丙 A 60≤F1≤120 B F1>120 表3-4油品分类 经营品种 类别 90#汽油 甲 93#汽油 甲 200#溶剂油 甲 0#柴油 丙 -10#柴油 丙 20#农用柴油 丙 灯用煤油 乙 3.2.3储油罐区防火堤计算结果 1)地上油罐组应设防火堤,防火堤的设置应符合下列规定[]: 防火堤应采用非燃烧材料建造,并应能承受所容纳油品的静压力且不应泄漏。 立式油罐防火堤的计算高度应保证堤内有效容积需要。 防火堤的实高应比计算高度高出0.2m。 防火堤的实高不应低于1m(以防火堤内侧设计地坪计),且不宜高于2.2m(以防火堤外侧道路路面计)。 卧式油罐的防火堤实高不应低于0.5m (以防火堤内侧设计地坪计)。 如采用土质防火堤,堤顶宽度不应小于0.5m。 严禁在防火堤上开洞。 管道穿越防火堤处应采用非燃烧材料严密填实。 在雨水沟穿越防火堤处,应采取排水阻油措施。 油罐组防火堤的人行踏步不应少于两处,且应处于不同的方位上 2)立式油罐罐组内虚按下列规定设置隔堤[]: 当单罐容量小于5000m3时,隔堤内的油罐数量不应多于6座。 当单罐容量等于或大于5000m3至小于20000m3时,隔堤内油罐的数量不应多于4座。 当罐容量等于或大于20000m3时,隔堤内油罐数量不应多于2座。 隔堤内沸溢性油品储罐的数量不应多于2座。 非沸溢性的丙B类油品储罐,可不设置隔堤。 隔堤顶面标高,应比防火堤顶面标高低0.2-0.3m。 隔堤应采用非燃烧材料建造,并应能承受所容纳油品的静压力且不应泄漏。 3)每组防火堤计算后均取1m,组内隔堤取0.8m。 3.2.4储油罐区油罐防火距离 1)油罐之间的防火距离不应小于表3-5的规定。 表3-5油罐之间的防火距离 油罐型式 固定顶油罐 浮顶油罐、自浮顶油罐 卧式油罐 单罐容量V(m3) 油品类别 地上式 覆土式 甲、乙A类 不限 - 0.4D 0.4D 0.8m 乙B类 V>1000 0.6D 0.4D 0.4D V≤1000 消防采用固定冷却方式 0.6D 消防采用移动冷却方式 0.75D 丙A类 不限 0.4D 不限 - 丙B类 V>1000 5m V≤1000 续表 注: 1.表中D为相邻油罐中较大油罐的直径。 单罐容积大于1000m3的油灌D为直径或高度的较大值。 2.储存不同油品的油罐、不同型式的油罐之间的防火距离,应采用较大值。 3.高架油罐之间的防火距离,不应小于0.6m。 4.单罐容量不大于300m3、总客量不大于1500m3的立式油罐组,油罐之间的防火距离可不受本表限制,但不应小于1.5m。 5.浮顶油罐、内浮顶油罐之间的防火距离按0.4D计算大于20m时,特殊情况下最小可取20m。 6.丙A类油品固定顶油罐之间的防火距离、覆土式油罐之间的防火距离按0.4D计算大于15m时,最小可取15m。 7.浅盘式内浮顶油罐与固定顶油罐等同。 2)油罐防火距离计算 罐间防火距离: (3-1) 罐到防火堤距离: (3-2) 表3-6内浮顶罐系列数据 标准序号 公称容积/m3 储罐内径/m 总高/m HG21502,2-92-107 108 400 7.5 11.455 HG21502,2-92-125 126 5000 21 18.778 HG21502,2-92-127 128 10000 30 19.76 90#汽油罐中心距: 90#汽油罐-墙距离: 93#汽油罐中心距: 93#汽油罐-墙距离(200#溶剂油罐-墙距离): 200#溶剂油罐中心距: 表3-7拱顶罐系列数据 序号 公称容积/m3 底圈内径/m 总高/m 1 3000 18.992 13.851 2 5000 23.760 15.143 3 10000 31.282 17.504 0#柴油罐中心距: 0#柴油罐-墙距离: -10#柴油罐中心距: -10#柴油罐-墙距离: 20#农用柴油罐中心距: 20#农用柴油罐-墙距离: 灯用煤油罐中心距: 灯用煤油罐-墙距离: 3.2.5消防道路 石油库内道路的设计,应符合下列规定[]: 1)石油库油罐区应设环形消防道路。 2)油罐中心与最近的消防道路之间的距离,不应大于80m;相邻油罐组防火堤外堤脚线之间应留有宽度不小于7m的消防通道。 3)消防道路与防火堤外堤脚线之间的距离,不宜小于3m。 4)一级石油库的油罐区和装卸区消防道路的路面宽度,不应小于6m。 5)一级石油库的油罐区和装卸区消防道路的转弯半径,不宜小于12m。 3.3罐区平面布置图及油罐分区示意图 3.3.1罐区平面布置图 见附录1。 3.3.2油罐分区示意图 见附录2、3。 4栈桥布置 4.1鹤管数确定 鹤管数等于该油品一次到库最多油罐车数[]: (4-1) 式中 ——每天到库的最大车数; ——收发波动系数,取 =3; ——该种油品散装铁路收油的计划年周转量,t/y; ——一辆油罐车的容积, m3; ——该种油品的密度,t/m3; 360——一年的工作日。 表4-1各油品鹤管数 油品种类 鹤管数/根 90#汽油 32 93#汽油 12 200#溶剂油 1 0#柴油 16 -10#柴油 4 20#农用柴油 8 灯用煤油 2 鹤管总数: 4.2栈桥长度确定 4.2.1一次到库最大油罐车数 一次到库最多油罐车数同时取决于铁路干线上机车牵引定数[]: (4-2) 以机车牵引定数为5000,一辆油罐车自重22t,标记载重50t为标准,一次到库的最多油罐车数为: 则一次到库的最多油罐车数为: 4.2.2装卸线长度 铁路装卸作业线长度公式[]: (4-3) 式中 ——油品一次到库最大油罐车总数,若采用双股作业线时,取一次到库最大油罐车数的一半; ——一辆油罐车的两端车钩内侧距离,取12m; ——作业线起端(一般自警冲标算起)至第一辆油罐车始端的距离,取31m; ——作业线终端车位的末端至车档的距离,取20m,轻、粘油在同一条作业线上,轻粘罐车之间的距离为12m。 一次到库最多油罐车数70,设置双股作业线: 4.2.3栈桥长度 栈桥长度计算公式: (4-4) 栈桥长度: 4.3铁路油品装卸栈桥布置 4.2.1铁路油品装卸原则 1)铁路油品装卸线设置,应符合下列规定: 铁路油品装卸线的车位数,应按油品运输量确定。 铁路油品装卸线应为尽头式。 铁路油品装卸线应为平直线,股道直线段的始端至装卸栈桥第一鹤管的距离,不应小于进库油罐车长度的1/2。 装卸线设在平直线上确有困难时,应设在半径不小于600m的曲线上。 2)装卸线上油罐车列的始端车位车钩中心线至前方铁路道岔警冲标的安全距离,不应小于31m;终端车位车钩中心线至装卸线车挡的安全距离应为20m。 3)甲、乙、丙A类油品装卸线与丙B类油品装卸线,宜分开设置。 当甲、乙、丙A类油品与丙B类油品合用一条装卸线且同时作业时,两种鹤管之间的距离。 不应小于24m;不同时作业时,鹤管间距可不限制。 4)油品装卸鹤管至石油库围墙的铁路大门的距离,不应小于20m。 5)两条油品装卸线共用一座栈桥时,两条油品装卸线中心线的距离,应符合下列规定: 当采用小鹤管时,不宜大于6m。 当采用大鹤管时,不宜大于7.5m。 5)相邻两座油品装卸栈桥之间两条油品装卸线中心线的距离,应符合下列规定: 当二者或其中之一用于甲、乙类油品时,不应小于10m。 当二者都用于丙类油品时.不应小于6m。 4.2.2铁路油品装卸栈桥布置 1)布置方案 栈桥取整数420m; -10#柴油与20#柴油共用6根鹤管,200#溶剂油与93#汽油共用一根鹤管; 设置为双股作业线,90#汽油、200#溶剂油、灯用煤油为一股作业线,93#汽油、0#柴油、-10#柴油、20#柴油为一股作业线。 2)布置图 见附录4。 5泵房工艺流程 5.1泵房设计方案 设计的7种油品,每一种油品设一个泵。 90#汽油的泵和93汽油的泵可以互为备用泵,0柴油的泵、-10柴油的泵和20农用柴油的泵可以互为备用泵,200溶剂油和灯用煤油单独设置备用泵,一共9个泵。 5.2泵房工艺流程简图 见附录5。 6结论 根据设计任务书的要求及相关设计标准,采用油库设计与管理的基本理论,对本油库的罐区布置、栈桥布置以及泵房工艺流程进行了合理的设计,对相关工艺及设备进行了设计与选型计算,得出了以下主要结论: 1)根据任务书中年周转量和原油性质确定出油罐的类型、个数,查找到油罐直径、高度等尺寸,对罐区进行了工艺计算,得到油罐防火距离以及油罐到防火堤防火距离并绘制出罐区平面布置图。 2)根据年周转量和原油性质,得到各种油品鹤管数、一次到库最大油罐车数,对栈桥、铁路装卸油作业线进行了布置并绘制出示意图。 3)根据油库的业务要求,确定了油库的工艺流程并选择合理的布管形式,按相关规范绘制出工艺流程图。 在这两周的课程设计中我学到了很多,获益匪浅,在此对每一位在学习和生活中给予我关心和帮助的人表示深深的感谢! 首先要感谢本次课程设计的指导老师在论文写作过程中给予的悉心指导,多次对论文的修改提出宝贵意见,在此表示衷心感谢,并对老师严谨的治学态度表示敬意。 感谢在这两周的学习和生活中给予我指导、关心、帮助的其它各位老师和同窗好友,他们丰富的知识、无私的帮助使我受益匪浅。 最后,向百忙之中抽空评阅这篇论文的老师表示感谢! 参考文献 [1]郭光臣,董文兰,张志廉.油库设计与管理[M].山东: 中国石油大学社,2006年12月. [2]石油库设计规范编制组.GB50074-2002石油库设计规范[S].北京: 2003年3月. [3]化工部第六设计院工程建设标准编辑中心.HG21502.2-92钢制立式圆筒形内浮顶储罐系列[S].北京: 1992. [4]《油库技术与管理手册》编写组.油库技术与管理手册[M].上海: 上海科学技术出版社,1997. 附录 附录一、罐区平面布置图 附录二、汽油罐区分区示意图 附录三、柴、煤油罐区分区示意图 附录四、栈桥布置示意图 附录五、泵房工艺流程图
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