【正文】 摘 要 油庫(kù)是接收、儲(chǔ)存、發(fā)放石油或石油產(chǎn)品的獨(dú)立企業(yè)或單位。它是協(xié)調(diào)原油生產(chǎn)、原油加工、成品油供應(yīng)及運(yùn)輸?shù)募~帶，是國(guó)家石油儲(chǔ)備和供應(yīng)的基地，也是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)和軍隊(duì)后勤建設(shè)的重要組成部分。它對(duì)于保障國(guó)防和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有相當(dāng)重要的意義。 由于石油工業(yè)的快速進(jìn)步和石油戰(zhàn)略地位的不斷提高，油庫(kù)的建設(shè)也越來(lái)越重要。本設(shè)計(jì)將根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，在 B 油田聯(lián)合站附近擬建一座原油庫(kù)，以便聯(lián)合站凈化油經(jīng)其中轉(zhuǎn)到相向的外輸首站及煉油廠。在綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的前提下 ，查閱了有關(guān)原油庫(kù)各操作單元設(shè)計(jì)和計(jì)算的規(guī)范及文獻(xiàn)。本設(shè)計(jì)闡述了設(shè)計(jì)思路和相關(guān)理論，介紹了主要運(yùn)用到的計(jì)算公式、計(jì)算結(jié)果；詳細(xì)說(shuō)明了原油庫(kù)各操作單元的計(jì)算過(guò)程，并設(shè)計(jì)了該油庫(kù)的總平面布置圖和工藝流程圖。本設(shè)計(jì)主要包括總平面布置、工藝流程及消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)和計(jì)算、自動(dòng)化控制概念設(shè)計(jì)等方面。本油庫(kù)的總平面布置符合有關(guān)規(guī)范規(guī)定，工藝設(shè)計(jì)合理、且完全滿足任務(wù)書規(guī)定的收發(fā)油及儲(chǔ)存作業(yè)要求。 關(guān)鍵詞：原油庫(kù)；工藝設(shè)計(jì)；平面布置；設(shè)備；油田 ABSTRACT Oil depot is an independent enterprise or pany to receive, store and distribute petroleum or petroleum products. It is a link to coordinate the production and processing of crude oil, and the supply and transportation of petroleum products. It is a base of the national oil reserves and supply. It is as well as an important ponent part of the national modernization and army logistic construction. It has an important significance to guarantee the safety of national defense and promote the rapid development of national economy. With the rapidly progressing of oil industry and the rising of the strategic petroleum status, the construction of oil depot is also being increasingly important. According to the design task, a crude oil depot B nearby a bined station is being to be constructed. So that the purified mercial crude oils can be transported out of the depot B to the terminal station and a refinery locating at the opposite direction. Under the condition of prehensively using the professional knowledge, the related criteria and references on the design and calculation of each operation unit for the crude oil depot were studied. This design mainly expounds the design thinking, related theories, and introduces the main calculation formula and results, and describes in detail the calculation steps of each operation unit, and presents the overall plane layout and process flow diagram. This design mainly includes the design of overall plane layout, process flow and fire fighting system design and calculation, and the concept design of automate control system. The overall plane layout meets the prescription of related criteria, the process flow design is reasonable and pletely meets the requirements of the receive, distribution and storage operation demanded by the job specification. Keywords: crude oil depot。 process design。 overall plane layout。 equipment。 oilfield 目 錄 1 緒 論 1 設(shè)計(jì)的背景及目的 1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 2 設(shè)計(jì)要求 2 設(shè)計(jì)過(guò)程 3 總平面布置 3 工藝流程設(shè)計(jì) 3 加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4 自動(dòng)化控制概念設(shè)計(jì) 4 設(shè)計(jì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 4 2 總平面布置 6 油庫(kù)容量 6 油庫(kù)的分級(jí)和分區(qū) 7 儲(chǔ)油區(qū) 8 裝卸區(qū) 10 輔助生產(chǎn)區(qū) 11 行政管理區(qū) 11 污水處理設(shè)備 11 庫(kù)內(nèi)道路 12 3 工藝流程設(shè)計(jì)與計(jì)算 13 工藝流程設(shè)計(jì) 13 水力部分 13 泵房工藝流程 15 水力計(jì)算 17 經(jīng)濟(jì)流速 17 任務(wù)輸量 17 管徑 18 實(shí)際流速 18 沿程摩阻 19 局部摩阻 21 總水力摩阻 21 泵房工藝計(jì)算 21 泵的流量 21 泵的揚(yáng)程 21 校核泵與管路的工作點(diǎn) 22 泵的允許吸入高度 22 泵的允許安裝高度 23 4 熱力系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 24 加熱系統(tǒng)設(shè)計(jì) 24 熱力計(jì)算 26 油罐周圍介質(zhì)溫度 26 油罐總傳熱系數(shù) 26 加熱油品所需的總熱量 27 蒸汽經(jīng)加熱器至油品總傳熱系數(shù) 27 加熱器面積 30 蒸汽消耗量 30 5 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算 31 消防系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31 基本參數(shù)的設(shè)定 32 清水系統(tǒng)設(shè)計(jì) 33 泡沫系統(tǒng)設(shè) 計(jì) 34 消防系統(tǒng)計(jì)算 34 空氣泡沫滅火系統(tǒng)的基本參數(shù) 34 清水系統(tǒng) 36 泡沫系統(tǒng) 40 6 自動(dòng)化控制概念設(shè)計(jì) 43 自動(dòng)化控制的概念和發(fā)展?fàn)顩r 43 自動(dòng)化控制的發(fā)展趨勢(shì) 44 自動(dòng)化系統(tǒng)的主要類型 45 壓力的測(cè)量和控制 46 流量的測(cè)量和控制 47 溫度的測(cè)量和控制 47 液位的測(cè)量和控制 48 含水分析及密度的測(cè)量和控制 48 靜電的測(cè)量和控制 49 機(jī)泵自動(dòng)化 49 7 結(jié)論及建議 51 結(jié) 論 51 建 議 52 致 謝 53 參考文獻(xiàn) 54 附 錄 55 1 緒 論 設(shè)計(jì)的背景及目的 油庫(kù)是接收、儲(chǔ)存、發(fā)放石油或石油產(chǎn)品的企業(yè)或單位。它是協(xié)調(diào)原油生產(chǎn)、原油加工、成品油供應(yīng)及運(yùn)輸?shù)募~帶，是國(guó)家石油儲(chǔ)備和供應(yīng)的基地，它對(duì)于保障國(guó)防和促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展具有相當(dāng)重要的意義。此外，油庫(kù)是我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)和軍隊(duì)后勤建設(shè)的重要組成部分，也是油料儲(chǔ)存、供應(yīng)的基礎(chǔ)。從儲(chǔ)油方式看，油庫(kù)可分為地面油庫(kù)、隱蔽油庫(kù)、山洞油庫(kù)、水封石洞油庫(kù)和海上油庫(kù)等。 隨著石油工業(yè)的飛速發(fā)展，油庫(kù)建設(shè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步?，F(xiàn)代油庫(kù)已從傳統(tǒng)意義上的單一儲(chǔ)存石油的倉(cāng)庫(kù)向綜合儲(chǔ)存和輸轉(zhuǎn)石油、液化氣、化工產(chǎn)品、物資等方向發(fā)展，并且在其他企業(yè)，如鐵道、交通、電力、冶金等部門也建有各種類型的油庫(kù)，以保證生產(chǎn)和運(yùn)輸?shù)恼＿M(jìn)行。 我國(guó)油庫(kù)的發(fā)展是在較為薄弱的工業(yè)基礎(chǔ)上起步的，它與石油工業(yè)和國(guó)民建設(shè)的發(fā)展息息相關(guān)。經(jīng)過(guò)較短的時(shí)間，我國(guó)油庫(kù)已有了較快發(fā)展。目前，我國(guó)原油庫(kù)的單庫(kù)容量已超過(guò)了百萬(wàn)噸級(jí)，油庫(kù)中單個(gè)油罐的容量也超過(guò)了數(shù)萬(wàn)噸乃至數(shù)十萬(wàn)噸，而商業(yè)性油庫(kù)也向著中型化方向發(fā)展。與之相應(yīng)的油庫(kù) 中的各種設(shè)施也日益復(fù)雜化、現(xiàn)代化。 隨著石油工業(yè)的進(jìn)步和石油戰(zhàn)略地位的不斷提高，油庫(kù)的建設(shè)也越來(lái)越重要。本設(shè)計(jì)將根據(jù)本設(shè)計(jì)任務(wù)書，在 B 油田聯(lián)合站附近擬建一座原油庫(kù)，以便聯(lián)合站凈化油經(jīng)其中轉(zhuǎn)到相向的外輸首站及煉油廠。為此，本設(shè)計(jì)將依據(jù)相關(guān)原始資料及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)該油庫(kù)的總平面布置、收發(fā)油流程、消防系統(tǒng)等作業(yè)區(qū)進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并對(duì)主要工藝設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀根據(jù)我國(guó)國(guó)情，我國(guó)現(xiàn)在戰(zhàn)略儲(chǔ)備量還很少，到 2020 年我國(guó)還建設(shè)一大批的油庫(kù)以滿足實(shí)際需要。在未來(lái)的十幾年間，我國(guó)庫(kù)的發(fā)展在以后會(huì)有很 大的發(fā)展空間還有一大批油庫(kù)待建。 從國(guó)外油庫(kù)的情況來(lái)看，所獲得的好處是可觀的，不僅減少了許多工作量提高了工作效率還節(jié)約了許多不必要的經(jīng)濟(jì)投資。℃、最高溫度 31℃；年降雨總量 600mm，最大凍土深度200mm，當(dāng)?shù)卮髿鈮?765mmHg。 （ 2）地質(zhì)交通資料 庫(kù)區(qū)底層下巖石堅(jiān)硬，可支持油罐及儲(chǔ)液直接加載；庫(kù)區(qū)地勢(shì)平坦、自然坡度為 1%，周圍2km 以內(nèi)無(wú)大型建筑物。 （ 3）收發(fā)作業(yè) 年周轉(zhuǎn)量為 1200 萬(wàn)噸；收發(fā)油均采用管道，收油來(lái)自附近聯(lián)合站；發(fā)油目的地為外輸首站與煉油廠，發(fā)油比例為 3： 1；油庫(kù)外輸首站管線長(zhǎng) 12km、進(jìn)出口高差 +；油庫(kù)煉油廠管線長(zhǎng) 25km、進(jìn)出口高差 m。 （ 4）原油性質(zhì) 凝點(diǎn) 28℃， 20℃時(shí)密度為 880kg/m3；當(dāng)油溫高于 35℃時(shí)呈牛頓流體，其粘溫特性為；相關(guān)熱力學(xué)參數(shù)可按有關(guān)規(guī)范規(guī)定確定。 設(shè)計(jì)要求 B 油田聯(lián)合站附近擬建一原油庫(kù)，以便聯(lián)合站凈化油經(jīng)其中轉(zhuǎn)到相向的外輸首站及煉油廠 11 式中 ――℃時(shí)油品密度，； ―― 20℃時(shí)油品密度，； ――石油密度溫度系數(shù)，參考文獻(xiàn) [1]中附表 2，取。 （ 2）閃點(diǎn) 閃點(diǎn)是指在規(guī)定條件下加熱油品時(shí) ，逸出的油蒸汽與空氣形成混合氣，當(dāng)與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火時(shí)的最低溫度。原油閃點(diǎn)一般為－ 5℃ 30℃ [1]，根據(jù)文獻(xiàn) [2] 中的規(guī)定，該油品屬于甲類。 （ 3）運(yùn)動(dòng)粘度 運(yùn)動(dòng)粘度是指油品動(dòng)力粘度與密度的比值，它反映油品在層流狀態(tài)（即牛頓流體）下的流動(dòng)性能。 12 式中 ――油品運(yùn)動(dòng)粘度，； ――油品溫度。本設(shè)計(jì)中根據(jù)任務(wù)書提供的設(shè)計(jì)依據(jù)，取 35℃，即 308。 （ 4）飽和蒸汽壓 飽和蒸汽壓是指液體表面與液體表面的蒸汽處于平衡狀體時(shí)蒸汽的壓力。本設(shè)計(jì)參 考文獻(xiàn) [3]中表 159，取原油的飽和蒸汽壓為。 2 總平面布置 油庫(kù)的總平面布置是指將油庫(kù)各種設(shè)施綜合考慮后，在已確定的庫(kù)址地形圖上，按照一定比例合理地加以布局，并標(biāo)繪出油庫(kù)全部設(shè)計(jì)的名稱、位置、平面尺寸等。它是油庫(kù)設(shè)計(jì)的重要組成部分，也是整個(gè)油庫(kù)設(shè)計(jì)的前導(dǎo)和基礎(chǔ)。在充分調(diào)研、了解相關(guān)設(shè)計(jì)資料的基礎(chǔ)上，可結(jié)合油庫(kù)特點(diǎn)，按下述原則考慮總平面布置： （ 1）便于收發(fā)作業(yè)； （ 2）庫(kù)內(nèi)油品應(yīng)盡量做到單向流動(dòng)，避免在庫(kù)內(nèi)往返交叉； （ 3）合理分區(qū)，以便各種作業(yè)安全生產(chǎn)，避免非生產(chǎn)人員來(lái)往于工作區(qū)域，特別是儲(chǔ)油區(qū)和裝 卸區(qū)； （ 4）庫(kù)內(nèi)布置的各種設(shè)施，必須符合防火、衛(wèi)生等有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范，確保油庫(kù)安全。同時(shí)應(yīng)力求布置緊湊，減少用地； （ 5）變配電間及鍋爐房等輔助設(shè)施要盡量靠近主要用電、用氣單位，以節(jié)省投資和經(jīng)營(yíng)費(fèi)用； （ 6）充分利用地形，做好隱蔽工作； （ 7）考慮到油庫(kù)的今后發(fā)展，應(yīng)適當(dāng)留有擴(kuò)建余地。 油庫(kù)容量 油庫(kù)建設(shè)首先需要解決的問(wèn)題是正確地確定油庫(kù)的容量。正確地確定油庫(kù)容量不僅可以節(jié)約投資，還可以加快建設(shè)速度，充分發(fā)揮投資效益。油庫(kù)容量在生產(chǎn)上主要起調(diào)節(jié)作用，保證向市場(chǎng)和生產(chǎn)部門穩(wěn)定地供應(yīng)油品。因此，它的庫(kù)容必 須做到集中來(lái)油時(shí)能及時(shí)把油品卸入庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存，在兩次來(lái)油的間歇中，有足夠的油品供應(yīng)市場(chǎng)。很明顯，確定油庫(kù)儲(chǔ)油容量時(shí)，最重要的因素便是確定市場(chǎng)的供銷情況和運(yùn)輸情況。對(duì)于油田原油庫(kù)，它的任務(wù)是接受各轉(zhuǎn)油站的來(lái)油，并通過(guò)長(zhǎng)輸管線或鐵路罐車進(jìn)行外輸。來(lái)油比較穩(wěn)定，外輸則受交通運(yùn)輸影響。因此，這種油庫(kù)的容量，重點(diǎn)是考慮交通運(yùn)輸條件。油庫(kù)容量要保證在交通運(yùn)輸暫時(shí)中斷的情況下，具有足夠的容量接收油田來(lái)油。把這種為了保證運(yùn)輸中斷時(shí)，能儲(chǔ)存油田來(lái)油的天數(shù)稱為儲(chǔ)備天數(shù)，用來(lái)表示。儲(chǔ)備天數(shù)主要取決于運(yùn)輸方式、線路條件、氣象和封凍停航 等因素。作為參考，鐵路外輸可