某油庫(kù)設(shè)計(jì)——鶴管氣阻校核-資料下載頁(yè)
2025-02-04 07:57本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】的油料不能下卸。鶴管是一種可以伸縮移動(dòng)的管子，多用于石油、化工碼頭液體。針對(duì)這一問(wèn)題，分析了鶴管氣阻產(chǎn)生的機(jī)理，提出了鶴管氣阻的校核方法。根據(jù)分析和研究，提出了幾種新的氣阻防治措施。介紹了油罐車采用上部鶴管卸。產(chǎn)生氣阻應(yīng)采取的措施。時(shí)，油品便大量汽化，造成不連續(xù)流或斷流現(xiàn)象，這就是氣阻。高原低氣壓地區(qū)，容易發(fā)生氣阻。氣阻產(chǎn)生后，不僅延長(zhǎng)接卸時(shí)間，增大油品揮。發(fā)損耗，而且嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致斷流而無(wú)法卸油，甚至影響油庫(kù)的正常工作及鐵路運(yùn)輸。因此，在鐵路油槽車上部卸油工藝設(shè)計(jì)中，防止氣阻至關(guān)重要。送過(guò)程中還會(huì)夾帶空氣。液中的空氣將析出，形成氣泡。此外，由于鶴管中剩余壓力低于大氣壓，油品將。這樣油品中夾帶的空氣、析出的空氣和蒸發(fā)的汽油蒸氣聚集在鶴管的最高點(diǎn)?！推返娘柡驼魵鈮侯^，m液柱。h——鶴管吸入口到計(jì)算點(diǎn)間的水利摩阻損失；實(shí)際上產(chǎn)生氣阻的因素比較復(fù)。其修正值△H，有專家推薦為2．0～2．4m汽油柱。
【正文】 原低氣壓地區(qū)，容易發(fā)生氣阻。氣阻產(chǎn)生后，不僅延長(zhǎng)接卸時(shí)間，增大油品揮發(fā)損耗，而且嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致斷流而無(wú)法卸油，甚至影響油 庫(kù)的正常工作及鐵路運(yùn)輸。因此，在鐵路油槽車上部卸油工藝設(shè)計(jì)中，防止氣阻至關(guān)重要。 鶴管中最容易產(chǎn)生氣阻的地方是其最高點(diǎn) C點(diǎn)，為防止氣阻，必須使 C點(diǎn)的剩余壓力大于輸送溫度下油品的飽和蒸氣壓 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 2 鶴管氣阻產(chǎn)生的機(jī)理 3 sh yHH＞ （ 21） 式中： shH —— 鶴管中 c點(diǎn)的剩余壓頭， m液柱； yH —— 油品的飽和蒸氣壓頭， m液柱。 shH 可寫(xiě)成： 2csh a uh 2gHH?? Z （ 22） 式中： aH —— 大氣壓頭， aa gPH ??， m液柱； ?Z —— 油罐車液面 (圖 1)到計(jì)算點(diǎn)的標(biāo)高， m； h —— 鶴管吸入口到計(jì)算點(diǎn)間的水利摩阻損失； cu —— 計(jì)算點(diǎn)的流速， m／ s。 式 (21) sh yHH＞ 是理論分析應(yīng)達(dá)到的要求。實(shí)際上產(chǎn)生氣阻的因素比較復(fù)雜，鶴管的密封條件以及油品的組分變化都將使氣阻提前發(fā)生，使理論校核與實(shí)際偏離。將式 (22)帶入式 (21)，并對(duì)式 (21)進(jìn)行修正： 2cayuh +2gH H H?? Z （ 23） 其修正值△ H，有專家推薦為 2． 0～ 2． 4 m汽油柱。 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 3 鶴管氣阻校核計(jì)算 4 3 鶴管氣阻校核計(jì)算 我們知道組分越輕的油品越容易發(fā)生氣蝕，溫度越高越容易發(fā)生氣蝕。所以我們只用校核在最高溫度下卸汽油時(shí)的鶴管氣阻問(wèn)題。已知收發(fā)任務(wù)：每天最大收油量 900t，可以同時(shí)用 3根鶴管卸油，每天操作 8小時(shí)。即單根鶴管的最大流量33900= m /h = 5 2 . 1 m /hn 3 0 . 7 2 8GQ T?? ?? （ 31） 此油庫(kù)泄油用到的鶴管的管徑為φ 1084mm。每根鶴管的長(zhǎng)度為 14m；鶴管吸入口（即油罐車最低液面）到鶴管最高點(diǎn)的垂直距離為 4m，鶴管吸入口到容易發(fā)生氣阻的鶴管 最高點(diǎn)的鶴管長(zhǎng)度為 5m ，即鶴管內(nèi)徑 d= ， ac=5mL 。油罐所在地月平均最高溫度下汽油的飽和蒸氣壓為 。即 y= ，相對(duì)密度=? ，運(yùn)動(dòng)粘度 2=m/s? =0． 5 10一 m2／ S，現(xiàn)進(jìn)行鶴管氣阻校核，校核示意見(jiàn)圖 1。 鶴管最高點(diǎn)流速： c 224 4 ( 5 2 . 1 /3 6 0 0 )u = = = 1 . 8 4 m /sd 3 . 1 4 0 . 1Q? ? ? （ 32） 雷諾數(shù)： 64 4 ( 5 2 . 1 /3 6 0 0 )R e = = = 7 0 1 0 0 0d 3 . 1 4 0 . 1 0 . 5 1 0Q?? ?? ? ? （ 33） 由工程流體力學(xué)知鶴管內(nèi)油品的流動(dòng)屬于水力粗糙區(qū)，沿程阻力系數(shù)與管徑和絕對(duì)粗糙度有關(guān)，與雷諾數(shù)無(wú)關(guān) 沿程阻力系數(shù)： 22 311= = =0 . ( 2l og ) ( 2l og ) 10? ?? ? （ 34） 鶴管摩阻損失： 2 2cu 5 1 . 8 4h = = 0 . 0 2 2 = 0 . 1 9 md 2 g 0 . 1 2 9 . 8L? ?? ? （ 35） 則 c點(diǎn)剩余壓力： 2 2cs h a u 1 0 1 0 0 0 1 . 8 4h = 4 0 . 1 9 = 9 . 9 5 m2 g 7 2 0 9 . 8 2 9 . 8HH ?? ?? Z （ 36） 飽和蒸汽壓： 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 3 鶴管氣阻校核計(jì)算 5 y= （ 37） 取修正值 H? 為 ， y + =? （ 38） 上述計(jì)算得到的鶴管最高點(diǎn) c點(diǎn)的剩余壓力 sh y+H H H? 。故不會(huì)發(fā)生氣阻。 因此輸送其他油品時(shí)在 鶴管內(nèi)也不會(huì)發(fā)生氣阻現(xiàn)象。 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 4 鶴管氣阻的預(yù)防措施 6 4 鶴管氣阻的預(yù)防措施 從式 (23)中可知，要解決氣阻問(wèn)題，只要對(duì)不等式中的各個(gè)因素進(jìn)行調(diào)整，即提高 aH 、降低yH，這些都是解決氣阻的基本措施。 提高 Ha的方法 低氣壓輔助卸油 油罐車液面與大氣連通時(shí)，該壓力為 P ，如果將罐車口密閉，往油罐車內(nèi)通人壓縮空氣，則可提高油罐車液面上的壓力 。本法也稱為壓力卸油或壓力卸車，可從根本上防止氣阻。 卸槽泵卸油 卸槽泵也稱潛油泵，是一種將小型離心泵安裝在鶴管吸人口，浸沒(méi)在油液下與卸油泵串聯(lián)的設(shè)備。要求卸槽泵所提供的揚(yáng)程 2不高，當(dāng)油泵揚(yáng)程大于2Z h / 2cug? ? ? ， 并留有余量 H? 時(shí)，便可使鶴管處于正壓狀態(tài)，完全消除氣阻。 降低 Hy的方法 降低油溫 由于同種油料溫度越低，飽合蒸氣壓越小，因而可通過(guò)降低油溫的辦法來(lái)降低飽和蒸氣壓值，方法有淋 水降溫法，例如往油罐車上噴灑冷水；自然降溫法，如夜間卸油。這兩種方法雖能降溫，但前者費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且浪費(fèi)水，后者則易延誤收油時(shí)間，耽擱油罐車周轉(zhuǎn)。重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 4 鶴管氣阻的預(yù)防措施 7 倒序混層卸油法 該方法是根據(jù)油罐車內(nèi)油料溫度上高下低的分布規(guī)律而采用的。首先卸油罐車上層的高溫油料，然后卸油罐車下部的低溫油料，從而合理利用罐車內(nèi)油料液位與溫度之間的特殊關(guān)系，有效地克服老式卸油工藝中卸油后期的氣阻現(xiàn)象。 降低 h 的方法 方法一：降低泵的排出閥開(kāi)度或降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，減小泵的流量。 方法二：增加同時(shí)收油的鶴管數(shù)量后，每根鶴管的 流速和阻力損失均會(huì)降低，但如果同時(shí)運(yùn)行的鶴管數(shù)量過(guò)多，也會(huì)增加操作難度。 方法三：在滿足操作條件的前提下，應(yīng)盡量降低鶴管高度，縮短管段長(zhǎng)度，減少管路附件，增大管徑，但增大管徑會(huì)增加建設(shè)成本和接卸難度。 下部卸油 氣阻產(chǎn)生的根本原因是用現(xiàn)在的輕油罐車卸油，油品必須從油罐車上部卸出。若輕油罐車卸車與粘油罐車一樣從下部卸油，那么氣阻問(wèn)題就不復(fù)存在。輕油罐車下部卸油，應(yīng)該是最理想的方案，但由于輕油易燃、易爆、滲透性強(qiáng)，要保證油罐車在高機(jī)動(dòng)且大范圍運(yùn)行中永久性的安全，將涉及社會(huì)諸多因素。 另外，許多小型油 庫(kù)在輕油罐車作業(yè)中采用滑片泵直接抽吸油罐車中的輕油取得了成功，從而可以取代真空泵 — 離心泵卸油系統(tǒng)，簡(jiǎn)化了卸油工藝。 重慶科技學(xué)院本科生課程 設(shè)計(jì) 5 結(jié)語(yǔ) 8 5 結(jié)語(yǔ) 有些卸車棧橋不能滿足上卸鶴管的應(yīng)用條件，使卸油作業(yè)難以進(jìn)行，為此提出根據(jù)所卸介質(zhì)的揮發(fā)性合理選擇鶴管，鶴管出廠前做虹吸試驗(yàn)，加強(qiáng)鶴管的密封性，密封圈應(yīng)設(shè)計(jì)成自封式，自動(dòng)補(bǔ)償密封圈磨損的能力。 在夏季高溫和卸油后期，容易發(fā)生氣阻。氣阻通常發(fā)生在卸油鶴管最高點(diǎn)。氣阻主要受飽和蒸氣壓、大氣壓力、管路摩阻和鶴管安裝高度等因素的影響。通過(guò)選擇合理的卸油設(shè)備和工藝， 管內(nèi)介質(zhì)如油、水 等， 鐵路油槽車上部卸油作業(yè)時(shí)， 一般指鐵路上用來(lái)接卸汽油等液體時(shí)可以靈活出入槽罐車的接卸管道 ,可以有效防止氣阻，加快卸油速度，減少空氣污染和油品損耗。通過(guò)本次油庫(kù)設(shè)計(jì)與管理的課程設(shè)計(jì)，我了解到把書(shū)本上的知識(shí)轉(zhuǎn)化成自己熟練應(yīng)用的專業(yè)知識(shí)是沒(méi)有想象中那么簡(jiǎn)單的。對(duì)我們來(lái)說(shuō)還有很長(zhǎng)的一段路要走，平時(shí)應(yīng)多于儲(chǔ)運(yùn)教研室的專業(yè)課老師交流。 重慶科技學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) 9 參考文獻(xiàn) [1] 郭光臣，董文蘭，張志廉編，《油庫(kù)設(shè)計(jì)與管理》，石油大學(xué)出版社 1994年 6月； [2] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部、中華人民共和 國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫局聯(lián)合發(fā)布， 《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》， 2021年 3月；
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