【正文】 工業(yè)學(xué)院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè) 共 44 頁(yè) 選 DN100 φ1144 無(wú)縫鋼管 表 43 各油品選管總匯 油品名稱(chēng) 進(jìn)油主管管徑 發(fā)油主管管徑 立管管徑 汽油 DN200 DN150 DN100 柴油 DN200 DN200 DN100 芳烴 DN200 DN150 DN100 潤(rùn)滑油 DN200 輕油罐區(qū)管線(xiàn)布置 本設(shè)計(jì)在油罐區(qū)中采用三管線(xiàn)流程，即兩根進(jìn)油管，一根出油管，進(jìn)油管線(xiàn)直接與碼頭皮龍相連。在本設(shè)計(jì)中油罐區(qū)的油罐布置相對(duì)集中。根據(jù)高效，經(jīng)濟(jì)原則，工藝流程既不能太浪費(fèi)，也不能太復(fù)雜。在開(kāi)始布置的時(shí)候，我們就把油泵房布置在離油罐區(qū)最近的地方，減少了管線(xiàn)的投資。為方便操作我在油泵房管線(xiàn)出口采用閥組集中控制布置方式。油罐區(qū)各油罐的收發(fā)作業(yè)采用專(zhuān)管專(zhuān)用，這樣在收發(fā)另一種油品時(shí)不用排空 ，檢修時(shí)也不影響其它油罐的作業(yè)，安全可靠，避免了混油可能性。盡管投資相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，但從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看無(wú)疑是比較合算的，而且，在油泵房布置在離油罐最近的部分，管線(xiàn)的投資還是比較小的。 至于各個(gè)油罐罐區(qū)管線(xiàn)的具體布置，已在油罐區(qū)管線(xiàn)布置圖給出。輕油在收發(fā)后一般不放空，由于受到氣溫和陽(yáng)光輻射的作用，管內(nèi)的油品有可能受熱膨脹并在管內(nèi)形成很高的壓力，為防止由此形成的管路事故和泄漏，保證管路和閥門(mén)的安全，在油罐附近通常要安裝漲油管。 罐區(qū)管道安裝 管線(xiàn)在罐區(qū)內(nèi)采用明線(xiàn)鋪設(shè)，該油罐區(qū)油罐基礎(chǔ)高出地坪面 米，按內(nèi) 浮頂及拱頂罐的標(biāo)準(zhǔn)尺寸，油罐的進(jìn)出油管線(xiàn)近距離罐底 米，罐區(qū)內(nèi)管線(xiàn)距離地坪面為 米 ，靠近防火堤的管道距離防火堤 1 米，管線(xiàn)上的各個(gè)彎頭均采用無(wú)縫沖制 90 度彎頭。輸油管線(xiàn)在罐區(qū)內(nèi)鋪設(shè)時(shí)，視現(xiàn)場(chǎng)安裝情況，可做管墩架置，管墩間距為 12―15 米。 穿越消防車(chē)道時(shí)采用直埋地式，埋地深度為 米，管線(xiàn)應(yīng)作加強(qiáng)級(jí)防腐絕緣處理。 管線(xiàn)上的閥門(mén)選用 CZ40Y25 型，法蘭采用光滑平面焊鋼法蘭，法蘭蓋采用光滑面法蘭蓋。近罐閥門(mén)由于考慮到閥門(mén)的操作方便和法蘭外直徑與手輪直徑的配合，管線(xiàn)間間距取 米，以便于各個(gè)閥門(mén)的 操作及便于管線(xiàn)和閥門(mén)法蘭的檢修按裝。 油庫(kù)區(qū)泵房安裝設(shè)計(jì) [1,8,13~19] 泵的選用和布置所考慮的參數(shù)有流量、揚(yáng)程和泵的工作點(diǎn)的確定。 流量 對(duì)于進(jìn)油泵房，已根據(jù)油船的噸位和卸油時(shí)間確定了進(jìn)油和油罐區(qū)主輸油管線(xiàn)中的江蘇工業(yè)學(xué)院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè) 共 44 頁(yè) 輸油流量；而對(duì)于發(fā)貨泵房，根據(jù)汽車(chē)裝油臂的流量確定其發(fā)油主管線(xiàn)的流量。 揚(yáng)程 泵的揚(yáng)程應(yīng)滿(mǎn)足在輸送流量下管道的壓力降、液位位差及液面靜壓等要求。具體要考慮下列因素： （ 1）要考慮儲(chǔ)罐或容器內(nèi)液位變化和內(nèi)壓變化的不利因素。 （ 2）要考慮各種安裝在管道中的 流量計(jì)、調(diào)節(jié)閥等儀表的局部阻力降。 （ 3）對(duì)輸送粘性物性物料泵要考慮粘度對(duì)泵揚(yáng)程的影響。 （ 4）要考慮在管道阻力降中存在某些不可預(yù)見(jiàn)的因素。對(duì)揚(yáng)程的選擇要留有一定余量，一般為 10%左右。 綜上所述，我們必須在考慮管線(xiàn)的沿程阻力摩阻的同時(shí)，還要考慮相當(dāng)一部分局部阻力，按照經(jīng)驗(yàn)來(lái)講，局部摩阻取沿程摩阻的 20%。 泵的工作點(diǎn)的確定 當(dāng)泵的流量和揚(yáng)程初步確定以后，還必需用泵的工作特性曲線(xiàn)和管道系統(tǒng)的工作特性曲線(xiàn)來(lái)確定泵的實(shí)際工作點(diǎn)，并由此來(lái)核算泵的軸功率和原動(dòng)機(jī)的功率。在輸送粘性液體時(shí)，泵的工 作特性曲線(xiàn)要作黏度修正。 對(duì)于設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)，我們應(yīng)該由管線(xiàn)內(nèi)大概的水力摩阻和流量初選泵型，對(duì)管線(xiàn)進(jìn)行水力計(jì)算是首當(dāng)其沖的任務(wù)。 （ 1） 管線(xiàn)水力計(jì)算 一般管路的摩阻損失計(jì)算可用達(dá)西公式進(jìn)行，即： —水力摩阻系數(shù)——重力加速度，——平均流速，——管內(nèi)徑，——管路長(zhǎng)度，—??22//2smgsmvmdmLgvdLh r ? 水力摩阻系數(shù)隨流體的流態(tài)而不同，理論和實(shí)踐都證明水力摩阻 λ是雷諾數(shù) Re 和相對(duì)粗糙的 ε 的函數(shù)，即 )(Re,?? f? 其中，雷諾數(shù) 相對(duì)粗糙度 de2?? ??? dQdv 4Re ??江蘇工業(yè)學(xué)院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè) 共 44 頁(yè) ? ?mme smQsm//32正常使用的無(wú)縫鋼管取—管壁的絕對(duì)粗糙度，—流量，—油品在管路中的體積——油品的運(yùn)動(dòng)粘度，—? 由表 2－ 4 公式確定摩阻系數(shù) λ的計(jì)算公式： 表 44 各種流態(tài)的摩阻系數(shù) λ 流態(tài) 劃分范圍 )(Re,?? f? 層流 Re≤2022 Re64?? 過(guò)渡區(qū) 2022﹤ Re﹤ 3000 4 ?? 紊流 水力光滑區(qū) 3000≤Re≤7/?=Re1 4 ?? 混合摩擦區(qū) Re1＜ Re＜ ? ?lg765665? = Re2 ???????? ????????? ?? 粗糙區(qū) Re＞ ? ?lg765665? = Re2 ? ? 1 ?? ?? 在管線(xiàn)布置設(shè)計(jì)中，各種油品管線(xiàn)的管徑均已取定，故可以直接進(jìn)行水力計(jì)算。 （ 2） 進(jìn)油管線(xiàn)的水力摩阻計(jì)算 ① 汽油油管線(xiàn) 由已選管徑計(jì)算實(shí)際流速 smd Qv / 2222 ???? 汽 36 6 ????? ??dv ???? de? 7/81 ??? 江蘇工業(yè)學(xué)院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè) 共 44 頁(yè) 2 ???? Re1ReRe2 ?處于水力粗糙區(qū) ???????? ????????? ?? ???????? ????????? 0 1 9 7 2 3 6 ? 求得： λ= 根據(jù)管線(xiàn)布置知道：泵到最遠(yuǎn)汽油罐的距離為 158 米 ,取為 165 米。 考慮到進(jìn)油管線(xiàn)和主輸油管道的最長(zhǎng)流程為倒罐流程，所以管道長(zhǎng)度應(yīng)以油 品經(jīng)過(guò)泵房一來(lái)一回兩次計(jì)。 即管路總長(zhǎng)為 330 米。 代入達(dá)西公式 mgvdLh r 22 ?????? ? 總摩阻： mhh r ??總 估計(jì)泵所需揚(yáng)程為： mhmHhHhH l,—罐底到地面的距離—，以罐壁高，—油罐的最高液面高度—總????? 估計(jì)汽油泵所需揚(yáng)程 mhHhH l ???????? 總 ② 柴油管線(xiàn) 由已選管徑計(jì)算實(shí)際流速： smd Qv / 2222 ???? 柴 82 400105 6 ?? ??? ??dv ???? de? 7/81 ??? 江蘇工業(yè)學(xué)院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè) 共 44 頁(yè) Re141065 2 ???? Re1ReRe2 ?處于水力粗糙區(qū) ???????? ????????? ?? ???????? ????????? ? λ= 根據(jù)管線(xiàn)布置知道：泵到最遠(yuǎn)柴油罐的距離為 78 米 ,取為 80 米。 考慮到進(jìn)油管線(xiàn)和主輸油管道的最長(zhǎng)流程為倒罐流程，所以管道長(zhǎng)度應(yīng)以油品經(jīng)過(guò)泵房一來(lái)一回兩次計(jì)，即 160 米。 代入達(dá)西公式 mgvdLh r 22 ?????? ? 總摩阻 mhh r ??總 估計(jì)柴油泵所需揚(yáng)程 mhHhH l ???????? 總 ③ 芳烴管線(xiàn) 由已選管徑計(jì)算實(shí)際流速 smd Qv / 2222 ???? 汽 6 ?? ??? ??dv ???? de? 7/81 ??? 0019 2 ???? Re1ReRe2 ?處于水力粗糙區(qū) 江蘇工業(yè)學(xué)院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè) 共 44 頁(yè) ???????? ????????? ?? ???????? ????????? 0 1 9 1 5 0 0 ? 求得： λ= 根據(jù)管線(xiàn)布置知道：泵到最遠(yuǎn)柴油罐的距離為 198 米 ,取為 200 米。 考慮到進(jìn)油管線(xiàn)和主輸油管道的最長(zhǎng)流程為倒罐流程，所以管道長(zhǎng)度應(yīng)以油品經(jīng)過(guò)泵房一來(lái)一回兩次計(jì)，即 400 米。 代入達(dá)西公式 mgvdLh r 22 ?????? ? 總摩阻 mhh r ??總 估計(jì)柴油泵所需揚(yáng)程 mhHhH l ???????? 總 上述各種油品的流量和所可能消耗的最大摩阻如下表： 表 45 各種油品的流量與最大摩阻 油品名稱(chēng) 流量 (m3/h) 所可能消耗的最大摩阻 (m) 汽油 283． 31 柴油 244． 97 17． 25 芳烴 235． 11 25． 32 為修理保養(yǎng)方便，同一泵房應(yīng)盡量選用同一種泵。為此按最大流量和最大摩阻選擇輸油泵。查相關(guān)資料，選 250YS39A 型泵，泵的主要性能參數(shù)如下表： 表 46 250YS39A 型泵的主要性能參數(shù) 流量 Q（ m3/h) 揚(yáng)程 H(m) 轉(zhuǎn)速 n（ r/min） 效率 η(%) 軸功率N(kw) 電機(jī)功率Ne(kw) 允許氣蝕量(m) 長(zhǎng) 寬 高 324 35 1450 74 55 952870737 （ 3）輸油管道壁厚校核 輸油管道管壁厚度與管路輸送壓力、溫度以及選用的管材和管徑有關(guān)。由下式進(jìn)行壁厚設(shè)計(jì)校核，即： ? ?? ? CKPPD ??? ??? 2江蘇工業(yè)學(xué)院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè) 共 44 頁(yè) ? ?—管壁厚度附加值——修正系數(shù)，一般取—許用應(yīng)力，—在不同溫度下鋼材的—；焊接鋼管取取—焊縫系數(shù)，無(wú)逢鋼管——管外徑，——操作壓力，—CKM P amDM P aP?? 管路輸送壓力： P0=ρgH=89035=305270Pa＝ 管路設(shè)計(jì)壓力： P== MPa ? ?? ?? ?mmmmmCKPPD 2??????? ????? ??? 所以，選擇的壁厚滿(mǎn)足強(qiáng)度要求。 （ 4）油泵的吸入能力較核 考慮到倒罐 工藝中，汽油管線(xiàn)為吸入路線(xiàn)中較長(zhǎng)的，而且汽油的飽和蒸汽壓較高，容易引起吸入不夠，所以，綜合這兩種情況，對(duì)汽油選泵進(jìn)行泵的吸入能力校核。只要這種情況滿(mǎn)足安全工作要求，其他幾種油品情況泵也必定是安全的。 汽油泵 分倒罐流程中泵的吸入和從碼頭進(jìn)油過(guò)程中的泵的吸入。必須對(duì)兩種情況都進(jìn)行校核，取較大吸入安全值。 倒罐流程 汽油吸入管線(xiàn)的沿程摩阻： L 為從油罐到泵的管線(xiàn)長(zhǎng)度， L=165 米。 mgvdLh r 22 ?????? ? 汽油吸入管線(xiàn)的總摩阻 mhh r ??總 由下式對(duì)泵的吸入能力進(jìn)行校核 離泵的入口中心之間的距以罐出口管高度計(jì)）與—罐內(nèi)油品最低液面（—總ggvHHhgPgPh ????? ?? 0 P0―― 當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?Pa； Pv―― 油品飽和蒸汽壓， Pa； g――g=ρ―― 油品密度， kg/m3。 結(jié)合管道安裝設(shè)計(jì)，查所選泵的安裝尺寸，暫定將泵安裝于地坪標(biāo)高處，得出： 江蘇工業(yè)學(xué)院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè) 共 44 頁(yè) Hg= (+)= 故有： 高度作相應(yīng)調(diào)整吸入，必須對(duì)泵的安裝汽油罐倒罐時(shí)不能正?？????????????????mhmHhgPgPhgv][)(1 0 1 3 0 00?? 泵的允許安裝高度 H 以下式進(jìn)行計(jì)算 mhhgPgPH v 0 1 3 0 0][0???????????? 總?? 由此表明，泵的中心線(xiàn)至少要比罐內(nèi)最低液面低 ，才能安全吸入。 因此，取泵房地面水平高度比外地坪高度低 1m,查得所選泵的入口中心線(xiàn)距離地面，得出泵的中心線(xiàn)與油罐最低液面之差為 Hg=++=。 碼頭進(jìn)油過(guò)程： 汽油吸入管線(xiàn)的沿程摩阻， L 為碼頭收油皮龍到泵的管線(xiàn)長(zhǎng)度， L=75 米。 mgvdLh r 22 ?????? ? 碼頭進(jìn)油過(guò)程汽油吸入管線(xiàn)總摩阻： mhh r ??總 結(jié)合管道安裝中的設(shè)計(jì)，查所選泵的安裝尺寸，暫定將泵安裝于低于地坪標(biāo) 高 1 米處 ,由設(shè)計(jì)任務(wù)可知，河道枯水期河道最低水位低于河岸 3 米。 得出 Hg=+（ ） = 汽油進(jìn)泵時(shí)能正常吸入總???????????????mhmHhgPgPh gv][ 2 01 0 1 3 0 00?? 所以在上述的泵安裝高度下，進(jìn)油時(shí)，泵亦能正常吸入