【文章內(nèi)容簡介】 ）地質(zhì)交通資料庫區(qū)底層下巖石堅硬，可支持油罐及儲液直接加載；庫區(qū)地勢平坦、自然坡度為 1%，周圍 2km 以內(nèi)無大型建筑物。（3）收發(fā)作業(yè)年周轉(zhuǎn)量為 1200 萬噸；收發(fā)油均采用管道，收油來自附近聯(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 外輸首站管線長 12km、進出口高:差+ ；油庫 煉油廠管線長 25km、進出口高差 m。:?（4）原油性質(zhì)凝點 28℃，20℃時密度為 880kg/m179。；當油溫高于 35℃時呈牛頓流體，其粘溫特性為 ；相關熱力學參數(shù)可按有關規(guī)范規(guī)定確定。??? 設計要求B 油田聯(lián)合站附近擬建一原油庫，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，要求對該油庫設計以下內(nèi)容。（1）總平面布置：儲油區(qū)、裝卸區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、行政管理區(qū)的布置。（2）總工藝流程設計及相關水力、熱力計算：確定管徑、計算摩阻損失、確定泵的揚程、校核泵和管路的工作點、對泵機組進行布置、計算加熱器的相關參數(shù)。（3）消防系統(tǒng)設計：合理選擇消防系統(tǒng)、計算消防系統(tǒng)相關參數(shù)、選擇和布置消防設備。（4）自動控制概念設計。（5）采用 CAD 繪制平面布置圖、工藝流程圖。3 / 147（6）編寫設計計算書、說明書和材料表。 設計過程 總平面布置（1）根據(jù)設計依據(jù)，對油庫進行分區(qū)，劃定各區(qū)的具體位置，對區(qū)內(nèi)的主要設施作布置。（2）確定油品的設計容量。（3）儲油區(qū)的布置：根據(jù)油品的性質(zhì)和設計容量，確定油罐的類型、尺寸、個數(shù)、罐間距以及排間距，確定儲油區(qū)內(nèi)防火堤的內(nèi)面積和高度。（4）裝卸區(qū)的布置：該區(qū)域是油品進出油庫的一個操作部門，其主要設施是泵房和裝卸器材，本設計中收發(fā)作業(yè)均通過管道完成。（5）輔助生產(chǎn)區(qū)的布置：輔助生產(chǎn)區(qū)是為生產(chǎn)服務的，其相關設施應盡量接近生產(chǎn)單位，該區(qū)域的主要設施為鍋爐房和消防泵房。（6）行政管理區(qū)的布置：一般布置在油庫主要出入口附近，并應設單獨的對外出入口，宜設圍墻與其他各區(qū)分開。（7）庫內(nèi)道路的布置：庫內(nèi)道路的布置應按相關規(guī)定進行。（8）庫內(nèi)管道的布置：庫內(nèi)管道的布置應按相關規(guī)定進行。（9）繪制平面布置草圖。 工藝流程設計（1）根據(jù)油庫的業(yè)務要求，初步確定工藝流程，選擇合理的布管形式，繪制工藝流程草圖。（2）合理選擇管徑：根據(jù)油品的性質(zhì)選擇出相應的經(jīng)濟流速，再由經(jīng)濟流速和業(yè)務要求的輸送量求得管內(nèi)徑。（3）管路的摩阻損失計算：管路的摩阻損失主要是沿程摩阻損失和局部摩阻損失，可根據(jù)總平面布置圖由相關公式和參數(shù)求得。（4）要求合理選擇泵房位置，確定泵房工藝流程。（5）確定泵的揚程：根據(jù)管徑、油品的粘度、任務輸量、距離及高差確定泵的揚程。（6）查閱相關資料，根據(jù)泵的揚程和任務輸量，確定輸油泵的類型、尺寸和數(shù)量。（7）校核泵與管路的工作點：作泵和管路的特性曲線，確定泵和管路的工作點進行校核，以及泵的允許安裝高度。（8）根據(jù)相關規(guī)定和要求進行泵機組和管組的布置。 加熱系統(tǒng)設計（1）根據(jù)油品的性質(zhì)，選取合理的油罐加熱方法和輸油管道加熱方法。（2）根據(jù)設計依據(jù)和相關公式，確定油品的定性溫度和周圍介質(zhì)的溫度。（3）根據(jù)有關條件選取油罐加熱器，并對其進行布置和計算。（4）計算油品的平均溫度、蒸汽經(jīng)加熱器至油品的總傳熱系數(shù)以及單位時間內(nèi)加熱油品所需的總熱量。（5）計算罐壁傳熱系數(shù)、罐頂傳熱系數(shù)以及罐底傳熱系數(shù)，結(jié)合罐壁面積求得油罐總傳熱系數(shù)。 （6）計算加熱器的面積。（7）計算用于油罐加熱器的蒸汽消耗量。（8）油罐和管路的保溫計算。 消防系統(tǒng)設計（1）根據(jù)油庫的總體布置、油罐容量及油品性質(zhì)等因素合理選擇滅火系統(tǒng)，制定消防系統(tǒng)流程。本設計選擇空氣泡沫消防系統(tǒng)。（2）確定空氣泡沫滅火系統(tǒng)的基本參數(shù)，計算泡沫供給強度、泡沫計算耗量、泡沫產(chǎn)生器數(shù)量、泡沫液儲備量以及消防用水總耗量。（3）消防設備的選擇和布置：主要是泡沫系統(tǒng)和清水系統(tǒng)的選擇、布置以及相關參數(shù)的計算。 自動化控制概念設計參考大量的文獻資料進行自動化控制概念的設計，主要是針對泵房自動化壓力、溫度、流量、液位、含水率、密度、靜電的測量和控制提出了建議。 設計基礎數(shù)據(jù)除了前述任務書提供的基礎數(shù)據(jù)外，還有下列的原油性質(zhì)參數(shù)（1）密度已知原油 20℃時的密度為 880 ，則其定性溫度下的密度可按下式計算：3kg/m (11)??20t????5 / 147式中 —— ℃時油品密度， ；?t 3kg/m——20℃時油品密度， ；20——石油密度溫度系數(shù)，參考文獻[1]中附表 2，取 。? ????????（2）閃點閃點是指在規(guī)定條件下加熱油品時，逸出的油蒸汽與空氣形成混合氣，當與火焰接觸發(fā)生瞬間閃火時的最低溫度。原油閃點一般為－5℃ 30℃ [1]，根據(jù)文獻[2]:中的規(guī)定，該油品屬于甲類。（3）運動粘度運動粘度是指油品動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）下的流動性能。 (12)???式中 ——油品運動粘度， ；?2m/s——油品溫度， 。本設計中根據(jù)任務書提供的設計依據(jù)，取 =35℃，即TKT308 。 ?????（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蒸汽的壓力。本設計參考文獻[3] 中表 159，取原油的飽和蒸汽壓為 。4Pa2 總平面布置油庫的總平面布置是指將油庫各種設施綜合考慮后，在已確定的庫址地形圖上，按照一定比例合理地加以布局，并標繪出油庫全部設計的名稱、位置、平面尺寸等。它是油庫設計的重要組成部分，也是整個油庫設計的前導和基礎。在充分調(diào)研、了解相關設計資料的基礎上，可結(jié)合油庫特點，按下述原則考慮總平面布置：（1）便于收發(fā)作業(yè)；（2）庫內(nèi)油品應盡量做到單向流動，避免在庫內(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)人員來往于工作區(qū)域，特別是儲油區(qū)和裝卸區(qū)；（4）庫內(nèi)布置的各種設施，必須符合防火、衛(wèi)生等有關設計規(guī)范，確保油庫安全。同時應力求布置緊湊，減少用地；（5）變配電間及鍋爐房等輔助設施要盡量靠近主要用電、用氣單位，以節(jié)省投資和經(jīng)營費用；（6）充分利用地形，做好隱蔽工作；（7）考慮到油庫的今后發(fā)展，應適當留有擴建余地。 油庫容量油庫建設首先需要解決的問題是正確地確定油庫的容量。正確地確定油庫容量不僅可以節(jié)約投資，還可以加快建設速度，充分發(fā)揮投資效益。油庫容量在生產(chǎn)上主要起調(diào)節(jié)作用，保證向市場和生產(chǎn)部門穩(wěn)定地供應油品。因此，它的庫容必須做到集中來油時能及時把油品卸入庫內(nèi)儲存，在兩次來油的間歇中，有足夠的油品供應市場。很明顯，確定油庫儲油容量時，最重要的因素便是確定市場的供銷情況和運輸情況。對于油田原油庫，它的任務是接受各轉(zhuǎn)油站的來油，并通過長輸管線或鐵路罐車進行外輸。來油比較穩(wěn)定，外輸則受交通運輸影響。因此，這種油庫的容量，重點是考慮交通運輸條件。油庫容量要保證在交通運輸暫時中斷的情況下，具有足夠的容量接收油田來油。把這種為了保證運輸中斷時，能儲存油田來油的天數(shù)稱為儲備天數(shù)，用 來表示。儲備天數(shù)主要取決于運輸方式、線路條件、氣象和封N凍停航等因素。作為參考，鐵路外輸可取 ；長輸管線外輸可取 。油7N?25N?:田原油庫的容量可按下式計算： （21）365sGV??式中 ——油庫設計容量， ；sV3m——油庫年周轉(zhuǎn)量， ；Gkg——原油密度， 。32℃時該原油密度為 872 ；?3/ 3kg/m——油罐利用系數(shù)。本設計中采用浮頂罐，取 ；? ??7 / 147——儲備天數(shù)。本設計中取 。N3N?.??即油庫容量為 。 油庫的分級和分區(qū)油庫主要是儲存易燃易爆的石油和石油產(chǎn)品，這對油庫安全是個很大的威脅。油庫容量越大，一旦發(fā)生火災或爆炸等事故所造成的損失也越大。因此應從防火安全觀點出發(fā)，根據(jù)油庫總?cè)萘康拇笮?，分為若干等級并制定與其相應的安全防火標準，以保證油庫安全。石油庫等級的劃分應符合表 21 的規(guī)定 [2]：表 21 石油庫的等級劃分等級 石油庫總?cè)萘???3TVm一級 10?二級 30?三級 3T四級 V五級 1石油庫儲存油品的火災危險性分類應符合表 22 的規(guī)定 [2]：表 22 石油庫儲存油品的火災危險性分類類別 油品閃點 （℃）tF甲 28t?A45t?乙 B60t1tF丙 2t?本設計中，根據(jù)油庫容量（ ）和原油性質(zhì)（－5℃ 30℃） ，?t?表 21 與表 22 可知，該原油庫屬于一級油庫，火災危險性屬于甲類。油庫內(nèi)的各項設施散發(fā)的油氣量和火災危險程度以及操作方式各不相同，而且差別較大。因此有必要按生產(chǎn)操作、火災危險程度、經(jīng)營管理特點將各項設施分區(qū)布置。將特殊區(qū)域加以隔離，限制一般人員出入，這有利于安全管理，并便于采取消防措施。油庫按業(yè)務要求一般可分為儲油區(qū)、裝卸區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、行政管理區(qū)等四個區(qū)域。生活區(qū)一般設在庫外，與油庫分開設置，以便于安全管理，油庫分區(qū)概況如圖 21 所示。圖 21 油庫分區(qū)示意圖 儲油區(qū)儲油區(qū)又稱油罐區(qū)，它是油庫儲存油品的區(qū)域，也是油庫的核心部門，安全上需要特別注意，其首要任務是保證儲油安全，防止火災和泄漏。儲油區(qū)的主要設備是儲油罐。除儲油罐外，該區(qū)還應根據(jù)規(guī)范布置罐位，設置防火堤和消火栓以及消防系統(tǒng)，采取防雷、防靜電、安全監(jiān)視等一系列保安措施，以保證絕對安全。同時，儲油區(qū)內(nèi)儲存有大量油品，如果發(fā)生火災，不僅油庫本身遭受重大經(jīng)濟損失，而且危及周圍地區(qū)的安全，所以應特別注意油罐區(qū)防火安全距離的設定。在各級油庫中，罐區(qū)及區(qū)內(nèi)油罐的布置，必須遵照國家有關消防安全技術規(guī)定，保證罐區(qū)內(nèi)外的防火間距符合要求。這樣即使油品的蒸汽擴散到有火源的場所，由于已被稀釋到很小的濃度，也不致形成火災的有害之源。區(qū)內(nèi)各罐之間保持一定的安全距離還能防止一個罐著火時殃及其它油罐，油罐之間的防火距離可參考文獻[2]中 的規(guī)定。油罐區(qū)布置時應遵循的如下部分規(guī)定 [2]：（1）石油庫的油罐設置應采用地上式，有特殊要求時可采用覆土式、人工洞式或埋地式。（2）石油庫的油罐應采用鋼制油罐，其設計應符合國家現(xiàn)行油罐設計規(guī)范的要求。（3）選用油罐類型應符合下列規(guī)定：儲存甲類和乙 類油品的地上立式油罐，A儲油區(qū)行政管理區(qū)輔助生產(chǎn)區(qū)裝卸區(qū)9 / 147應選用浮頂油罐或內(nèi)浮頂油罐，浮頂油罐應采用二次密封裝置。（4）同一個油罐組內(nèi)油罐的總?cè)萘繎舷铝幸?guī)定：①固定頂油罐組及固定頂油罐和浮頂、內(nèi)浮頂油罐的混合罐組不應大于；3120m②浮頂、內(nèi)浮頂油罐組不應大于 。360m（5）油罐之間的防火距離不應小于文獻[2]中表 的規(guī)定。（6）地上油罐組應設防火堤，防火堤的設置應符合下列規(guī)定：①防火堤應采用非燃燒材料建造，并應能承受所容納油品的靜壓力且不應泄漏。②立式油罐防火堤的計算高度應滿足堤內(nèi)有效容積的需要。防火堤的實高應比計算高度高出 ，且不應低于 （以防火堤內(nèi)側(cè)涉及地坪計） 、（以防火堤外側(cè)道路路面計） 。如采用土質(zhì)防火堤，堤頂寬度不應小于 。2. ③嚴禁在防火堤上開洞。管道穿越防火堤處應采用非燃燒材料嚴密填實；在雨水溝穿越防火堤處，應采用排水阻油措施。④油罐組防火堤的人行踏步不應少于兩處，且應處于不同方位。（7）防火堤內(nèi)的有效容積，應符合下列規(guī)定：①對于固定頂油罐，不應小于油罐組內(nèi)一個最大油罐的容量。②對于浮頂油罐或內(nèi)浮頂油罐，不應小于油罐組內(nèi)的一個最大油罐容量的一半。③當固定頂油罐與浮頂油罐或內(nèi)浮頂油罐布置在同一油罐組內(nèi)時，應?、倥c②中規(guī)定的較大值。（8）立式油罐罐組內(nèi)應按下列規(guī)定設置隔堤：①當單罐容量小于 時，隔堤內(nèi)的油罐數(shù)量不應多于 6 座。350m②當單罐容量等于或大于 至小于 時，隔堤內(nèi)的油罐數(shù)量不應多320m于 4 座。③當單罐容量等于或大于 時，隔堤內(nèi)的油罐數(shù)量不應多于 2 座。32④隔堤內(nèi)沸溢性油品儲罐的數(shù)量不應多于 2 座。⑤隔堤頂面標高，應比防火堤頂面標高低 。:⑥隔堤應采用非燃燒材料建造，且應能承受所容納油品的靜液壓力而不應泄漏。根據(jù)油庫容量和原油性質(zhì)，可選 4 個 油罐 [4]，油罐類型為立式圓柱形3m鋼浮頂罐，直徑 ，高 ，罐區(qū)的布置示意圖如圖 22 所示。由此可見，罐區(qū)面積 。202260S??本設計中防火堤圍繞罐區(qū)環(huán)形敷設，防火堤的內(nèi)面積即罐區(qū)的面積為 。21960m根據(jù)罐型和規(guī)定，防火堤的有效容量本設計中防火堤圍繞罐區(qū)環(huán)形敷設，防火堤內(nèi)面積即罐區(qū)面積為 。由防火堤的內(nèi)面積和防火堤的有效容量，防火堤的高21960m度可按下式計算： （22）VHS?式中 ——防火堤計算高度， ；H ——防火堤有效容積， ；V3 ——防火堤內(nèi)面積， 。?防火堤實高應比計算高度高出 ，則其設計高度為 。.21此外，隔堤高度應比防火堤高度低 [2]，取隔堤高度為 。.3:圖 22 罐區(qū)布置示意圖 裝卸區(qū)該區(qū)是油品進出油庫的一個操作部門，其主要設施是油泵站和裝卸器材。本設計中油庫的收發(fā)油均采用管道，因此裝卸區(qū)的布置主要是油泵站的布置。油泵站采用地上式，其建筑形式可根據(jù)輸送介質(zhì)的特點、運行條件及當?shù)貧庀髼l件等綜合考慮決定，本設計中采用房間式（即泵房） ；泵房應設外開門，且不宜少于兩個，其中一個應能滿足泵房內(nèi)最大設備進出需要，建筑面積小于 時可設一個外開門；連260m續(xù)輸送同一種油品的油泵，當同時操作的油泵不多于三臺時，可設一臺備用泵