【正文】 5172 5140 6132 5300 5870 200 6620 6580 7860 6470 7197 300 7750 7710 9216 7070 7920 400 8288 8240 9852 8240 9148 500 8983 8920 10668 8810 9794 700 10263 10200 12204 9410 10533 1000 11580 11500 13728 10580 11857 2021 15781 15695 18762 11370 13110 3000 18992 18900 22608 11760 13851 5000 23700 23640 23296 12530 15143 10000 31282 31120 37272 14070 17504 同理查 參考文獻(xiàn) [5]的表 綜上可得本設(shè)計(jì)中所選用的油罐的尺寸如下表： 表 14 油罐尺寸 油罐種類 油罐容量（ 3410m ） 油罐直徑 ? ?mm 油罐高度 ? ?mm 立式 內(nèi) 浮頂油罐 3 46000 19350 2 40500 15850 立式拱頂油罐 2 39986 21444 1 28500 18969 外浮頂油罐 2 40500 15850 14500 12690 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 加熱目的及方法 7 2 加熱目的及方法 為了降低油品的粘度，提高其流動(dòng)性，必須進(jìn)行加熱。油庫中對(duì)油品加熱的主要目的是：降低油品在管道內(nèi)輸送的水力摩阻，加快油罐車和油船的裝卸速度，促進(jìn)原油破乳，使油品脫水和沉降雜質(zhì)，加速油品的調(diào)合等。 油品加熱常用的熱源有水蒸氣、熱水、熱空氣和電能等。水蒸氣是目前最常用的熱源，它具有熱焓高、易于制備和輸送、使用比較安全等優(yōu)點(diǎn)，油庫加熱作業(yè)常采用表壓為 38個(gè)大氣 壓的水蒸氣。 對(duì)油品進(jìn)行加熱所采用的加熱方法有：蒸汽直接加熱法、蒸汽間接加熱法、熱水墊層加熱法、熱油循環(huán)加熱法和電加熱法等。其中蒸汽間接加熱法是將水蒸氣通過油罐中的管式加熱器和罐車的加熱套，使加熱器或加熱套升溫來加熱油品 。 優(yōu)點(diǎn) 是 蒸汽與油品不直接接觸。這種方法適用于一切油品的加熱，目前應(yīng)用廣泛。 油庫中對(duì)輸油管道的加熱方法有蒸汽管伴隨加熱和電加熱。庫內(nèi)管道一般都不長，熱油在管道中輸送不會(huì)有很大溫降，油品不至于在管路中凝固，所以一般情況下不需要進(jìn)行伴隨加熱。只是對(duì)間歇作業(yè)的不放空的粘油和凝固點(diǎn)低于最低周圍介質(zhì)溫 度的油品，它們的管路才采用伴隨加熱。 蒸汽管伴隨加熱法分為內(nèi)伴隨和外伴隨，內(nèi)伴隨 優(yōu)點(diǎn) 是熱能利用率高，加熱時(shí)間短。缺點(diǎn) 是蒸汽管溫度較高，應(yīng)力補(bǔ)償不易處理；蒸汽管發(fā)生漏損時(shí)不宜維修和處理；蒸汽管安裝在內(nèi)部增大了油流的水力摩阻。外伴隨用保溫材料把蒸汽管和油管包扎在一起。優(yōu)點(diǎn) 是施工和維修方便 ；缺點(diǎn) 是熱效率低。 管路的電加熱有直接加熱、間接加熱和感應(yīng)加熱三種方法。直接加熱法是對(duì)管路直接通電，使管路自體發(fā)熱而加熱管內(nèi)油品， 優(yōu)點(diǎn) 是 比較簡(jiǎn)便， 缺點(diǎn) 是 管路應(yīng)包覆良好的電絕緣材料，以減少電流損失和保證安全 。 間接加熱法是把有良好電 絕緣的電熱導(dǎo)線和油管用保溫材料包扎在一起，電熱導(dǎo)線通電后發(fā)熱，將熱量傳給油管以加熱管內(nèi)油品；感應(yīng)加熱是把線圈和油管用保溫材料包扎在一起，線圈通交流電后產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，輸油管在交變磁場(chǎng)中誘發(fā)產(chǎn)生感應(yīng)電流而升溫，使管內(nèi)油品被加熱。 但是我國的電力資源一直比較緊張，所以一般不采用電加熱方式。 綜上所述，本設(shè)計(jì)中油罐加熱采用蒸汽間接加熱法 ,管路保溫采用外伴隨加熱。 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 加熱器選擇 8 3 加熱器的選擇 油罐中常用的加熱器按布置形式可分為全面加熱器和局部加熱器。 全面加熱器 全面加熱器用于對(duì)油罐中的油品全面加熱，它均勻布置在罐 內(nèi)距罐底不高的整個(gè)水平位置上，其結(jié)構(gòu)形式分為分段式加熱器和蛇管式加熱器。 分段式加熱器 分段式加熱器由若干個(gè)分段構(gòu)件組成，每一分段構(gòu)件由 2~4 根平行的管子與兩匯管連接而成。整個(gè)分段構(gòu)件可從人孔進(jìn)出，便于安裝和檢修。幾個(gè)分段構(gòu)件以并聯(lián)或串聯(lián)的形式聯(lián)成一組，組的總數(shù)取偶數(shù)，每組有單獨(dú)的蒸汽進(jìn)口和冷凝水出口。優(yōu)點(diǎn)：當(dāng)某一組發(fā)生故障時(shí)，可單獨(dú)關(guān)閉該組閥門，而用其他完好的各組繼續(xù)進(jìn)行加熱作業(yè)。此外，分組還可以調(diào)節(jié)加熱過程，根據(jù)加熱過程實(shí)際需要來關(guān)開閉組數(shù)。缺點(diǎn)：但分段加熱器的加熱效果不如蛇管式好，管子連接頭多 ，伸縮不便，容易造成管子接頭處焊口損壞而發(fā)生蒸汽泄漏，對(duì)于不嚴(yán)格要求含水量的油品，對(duì)于進(jìn)行間歇作業(yè)并需經(jīng)常調(diào)節(jié)加熱面積的油罐，適宜采用分段式加熱器 蛇管式加熱器 蛇管式加熱器是用一根很長的管子彎曲成的管式加熱器，為了安裝和維修方便才設(shè)置少量的法蘭連接。蛇管在油罐下部均勻分布。為了使管子在溫度變化是自由收縮，用導(dǎo)向卡箍將蛇管安裝在金屬支架上。常把蛇管分成幾節(jié)彼此對(duì)稱地分布在進(jìn)出油管的兩側(cè)，各節(jié)均有單獨(dú)的蒸汽輸入管和冷凝水排出管，各節(jié)可單獨(dú)調(diào)節(jié)以調(diào)整加熱面積。其優(yōu)點(diǎn)：蛇管在罐內(nèi)均勻分布，可提高油品加熱效果 。缺點(diǎn)：安裝和維修均不如分段式加熱器方便，每節(jié)蛇管的長度比分段式加熱器要長得多，因而蛇管加熱器需要采用較高的蒸汽壓 本設(shè)計(jì)中的油庫經(jīng)營的油品有： 93汽油， 5柴油和重油， 93汽油 由于凝點(diǎn)較低，粘度也相對(duì)較低，且閃點(diǎn)較低，所以不對(duì) 93汽油的油罐進(jìn)行加熱。但 5柴油 和重油的粘度相對(duì)同溫度下的汽油較大，油庫所在地區(qū)最低氣溫又比較低，為保證裝卸作業(yè)的順利進(jìn)行，必須對(duì)這兩種油品的油罐進(jìn)行熱。 本設(shè)計(jì)中選用蛇管式加熱器 ,用表壓 3~8 個(gè)大氣壓 。 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 加 熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 9 4 加熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 油罐總傳熱系數(shù) 地上不保溫立式油罐的總傳 熱系數(shù) didi ngbidididi ngdi ngbibi FFF FKFKFKK ?? ??? （ 41） 式中 K — 傳熱系數(shù) ； F — 表示面積 ； 角碼符號(hào) bi 、 ding 、 di — 罐壁、罐頂和罐底 。 按油罐裝滿系數(shù)為 計(jì)算， biF 應(yīng)取為罐壁總面積的 %85 。 罐壁傳熱系數(shù) biK bibibibibibiaaaK32111 1?????? （ 42） 式中 bia — 油品至油罐內(nèi)部放熱系數(shù)， W/m2? ℃； bi? — 罐壁的厚度， m； bi? — 罐壁的放熱系數(shù)， W/m2? ℃； bia2 — 罐壁至周圍介質(zhì)的放熱系數(shù)， W/m2? ℃； bia3 — 罐壁至周圍介質(zhì)的輻射放熱系數(shù)， W/m2? ℃。 ? ?Pr1 ?? Grha ybi ?? （ 43） 式中 ?、 n —— 系數(shù)，決定 Pr?Gr 值的大小，可 由《參考文獻(xiàn) 1》 的表 47 查得； h —— 油罐內(nèi)油層高度 ， m； y? —— 油品在定性溫度下的導(dǎo)熱系數(shù)， W/m2? ℃ ； Gr —— 格拉曉夫準(zhǔn)則，反映流體在自然對(duì)流時(shí)粘滯力與浮升力的關(guān)系，即流體自然對(duì)流的強(qiáng)度 ： 23?? tdgGr ?? （ 44） Pr —— 普朗特準(zhǔn)則，反映流體的物理性質(zhì)： cPr ???? （ 45） 其中 g—— 重力加速度， ? ； 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 加 熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 10 ? —— 定性溫度下流體的運(yùn)動(dòng)粘度， 2m/s ； c —— 定性溫度下流體的比熱容， kJ/kg? ℃。 ? —— 定性溫度下流體的導(dǎo)熱系數(shù)， W/m2? ℃ ； ? —— 定性溫度下流體的密度， 3kg/m ； ? —— 定性溫度下流體的體膨脹系數(shù)，℃ 1? ；可由 參考 文獻(xiàn) [1]表 48 查得； t? —— 流體的平均溫度與放熱壁面溫度的差值，℃； d —— 決定性尺寸， m ；考慮管線內(nèi)部放 熱時(shí)為內(nèi)徑，外部放熱時(shí)為外徑。 ? ?tyy 15 ?? ?? （ 46） 式中 15y? —— 15℃時(shí)的油品密度， 3kg/m ； t —— 油品的定性溫度，℃。 油品的定性溫度取油品平均溫度 yt 和加熱器管子外壁溫度的算術(shù)平均值。加熱器管子的外壁溫度可先假設(shè)，求出 2a 值后再校核原假設(shè)是否正確，也可近似地取加熱器管子外壁溫度等于蒸汽溫度。 nqibi DCa Re2 ?? （ 47） qi? — 空氣的導(dǎo)熱系數(shù)（可從參考文獻(xiàn) 1 表 421 查得）， ?2/mW ℃； D — 油罐的直徑， m； Re— 雷諾數(shù)，無量綱； qiqiDv??Re （ 48） qiv — 風(fēng)速，按最冷月平均風(fēng)速計(jì)算， m/s qi? — 空氣 的粘度見參考文獻(xiàn) [1]表 413， m2/s nC, — 系數(shù)，按 Re的值查參考文獻(xiàn) [1]表 413 查得。 ? ?qibiqibibi ttttCa ? ???????? ????4403100273273? （ 49） 0C — 黑體的輻射系數(shù)， ?C W/㎡ ?K4 ? — 罐體黑度，見參考文獻(xiàn) 1 表 414 bit — 罐體平均溫度，℃ qit — 最冷月空氣平均溫度，℃ 2） 罐頂傳熱系數(shù) 和罐底傳熱系數(shù) 罐頂傳熱系數(shù) 和罐底傳熱系數(shù)比較小，相對(duì)于罐壁它們對(duì)油罐的總傳熱系數(shù)影響較 小，重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 加 熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 11 可不進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算而選用經(jīng)驗(yàn)數(shù)值。取 ?? 2/ mWKding ℃ 罐底系數(shù)選擇標(biāo)準(zhǔn)： V 500m3 ?diK W/m2? ℃ V 在 500m3 ～ 5000m3 之間 ?diK W/m2? ℃ V 5000m3 ?diK W/m2? ℃ 由總傳熱系數(shù)公式可知，對(duì)總傳熱影響最大的是罐壁部分，其次是罐頂，而罐底的影響最小。本設(shè)計(jì)中油庫選用的油罐 容積均大于 5000m3 ， 所以取 W / mdingK ??℃，??℃。 地上保溫油罐的總傳熱系數(shù) 地上保溫立式油罐的總傳熱系數(shù)求法不保溫油罐相同，只是在計(jì)算罐壁傳熱系數(shù)時(shí)，考慮到保溫層的熱阻比其它熱阻大得多， biK 可由下式求得 baobaobiK ??? （ 410） 式中 bao? —— 保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)， 2Wm? ℃； bao? —— 保溫層的厚度， m ； 地上保溫油罐的 罐頂傳熱系數(shù) dingK 和罐底傳熱系數(shù) diK 與地上不保溫油罐的 罐頂傳熱系數(shù) dingK 和罐底傳熱系數(shù) diK 取值相同 表 41 查得油品比熱容 c 值 柴油油罐的總傳熱系數(shù)計(jì)算 5柴油屬于輕柴油，通過查儲(chǔ)運(yùn)油料學(xué)表 525 可得 5柴油的凝點(diǎn)為 5℃，本設(shè) 計(jì)中轉(zhuǎn) 分配油庫加熱作業(yè)的主要目的在于輸轉(zhuǎn)油品，所以加熱終溫應(yīng)高于凝點(diǎn) 5~10℃。本設(shè)計(jì)中選高于凝點(diǎn) 10℃，因此 5柴油的加熱終了溫度為 15℃，即 yzt =15℃。 5柴油采用立式拱頂油罐 5 個(gè) 20210 3m 的油罐和 1 個(gè) 10000 3m 的油罐 （ 1） 20210 3m 的油罐的總傳熱系數(shù)的計(jì)算 油品定性溫度 t ，℃ 油品比熱容c ，?kgkJ/ ℃ 油品定性溫度 t ，℃ 油品比熱容 c ，?kgkJ/ ℃ 0 60 10 70 20 80 30 90 40 100 50 110 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 加 熱器結(jié)構(gòu)計(jì)算 12 取 10??yst ℃， 15?yzt ℃ 15??jt ℃ 1)平均油品溫度 yt 的計(jì)算 1515 1510 ???????? jys jyz tt tt 所以 2 yzysy ttt ?? 1510 ????yt ℃ 2)罐壁傳熱系數(shù)的計(jì)算 假設(shè) ??bit ℃油品的定性溫度 12 ??? jbi ttt ℃ 假設(shè) ?? ?