【正文】 工業(yè)學(xué)院 本科生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁 共 44 頁 選 DN100 φ1144 無縫鋼管 表 43 各油品選管總匯 油品名稱 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 潤滑油 DN200 輕油罐區(qū)管線布置 本設(shè)計(jì)在油罐區(qū)中采用三管線流程，即兩根進(jìn)油管，一根出油管，進(jìn)油管線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，減少了管線的投資。為方便操作我在油泵房管線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)采用專管專用，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。盡管投資相對來說比較大，但從長遠(yuǎn)來看無疑是比較合算的，而且，在油泵房布置在離油罐最近的部分，管線的投資還是比較小的。 至于各個(gè)油罐罐區(qū)管線的具體布置，已在油罐區(qū)管線布置圖給出。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 管線在罐區(qū)內(nèi)采用明線鋪設(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)出油管線近距離罐底 米，罐區(qū)內(nèi)管線距離地坪面為 米 ，靠近防火堤的管道距離防火堤 1 米，管線上的各個(gè)彎頭均采用無縫沖制 90 度彎頭。輸油管線在罐區(qū)內(nèi)鋪設(shè)時(shí)，視現(xiàn)場安裝情況，可做管墩架置，管墩間距為 12―15 米。 穿越消防車道時(shí)采用直埋地式，埋地深度為 米，管線應(yīng)作加強(qiáng)級防腐絕緣處理。 管線上的閥門選用 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。近罐閥門由于考慮到閥門的操作方便和法蘭外直徑與手輪直徑的配合，管線間間距取 米，以便于各個(gè)閥門的 操作及便于管線和閥門法蘭的檢修按裝。 油庫區(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 共 44 頁 輸油流量；而對于發(fā)貨泵房，根據(jù)汽車裝油臂的流量確定其發(fā)油主管線的流量。 揚(yáng)程 泵的揚(yáng)程應(yīng)滿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）對輸送粘性物性物料泵要考慮粘度對泵揚(yáng)程的影響。 （ 4）要考慮在管道阻力降中存在某些不可預(yù)見的因素。對揚(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和管道系統(tǒng)的工作特性曲線來確定泵的實(shí)際工作點(diǎn)，并由此來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 作特性曲線要作黏度修正。 對于設(shè)計(jì)來說，我們應(yīng)該由管線內(nèi)大概的水力摩阻和流量初選泵型，對管線進(jìn)行水力計(jì)算是首當(dāng)其沖的任務(wù)。 （ 1） 管線水力計(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 和相對粗糙的 ε 的函數(shù)，即 )(Re,?? f? 其中，雷諾數(shù) 相對粗糙度 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 共 44 頁 ? ?mme smQsm//32正常使用的無縫鋼管取—管壁的絕對粗糙度，—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 ?? ?? 在管線布置設(shè)計(jì)中，各種油品管線的管徑均已取定，故可以直接進(jìn)行水力計(jì)算。 （ 2） 進(jìn)油管線的水力摩阻計(jì)算 ① 汽油油管線 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 共 44 頁 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)油管線和主輸油管道的最長流程為倒罐流程，所以管道長度應(yīng)以油 品經(jīng)過泵房一來一回兩次計(jì)。 即管路總長為 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 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 共 44 頁 Re141065 2 ???? Re1ReRe2 ?處于水力粗糙區(qū) ???????? ????????? ?? ???????? ????????? ? λ= 根據(jù)管線布置知道：泵到最遠(yuǎn)柴油罐的距離為 78 米 ,取為 80 米。 考慮到進(jìn)油管線和主輸油管道的最長流程為倒罐流程，所以管道長度應(yīng)以油品經(jīng)過泵房一來一回兩次計(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 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 共 44 頁 ???????? ????????? ?? ???????? ????????? 0 1 9 1 5 0 0 ? 求得： λ= 根據(jù)管線布置知道：泵到最遠(yuǎn)柴油罐的距離為 198 米 ,取為 200 米。 考慮到進(jìn)油管線和主輸油管道的最長流程為倒罐流程，所以管道長度應(yīng)以油品經(jīng)過泵房一來一回兩次計(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 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 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 共 44 頁 ? ?—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，汽油管線為吸入路線中較長的，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，對汽油選泵進(jìn)行泵的吸入能力校核。只要這種情況滿足安全工作要求，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)油過程中的泵的吸入。必須對兩種情況都進(jìn)行校核，取較大吸入安全值。 倒罐流程 汽油吸入管線的沿程摩阻： L 為從油罐到泵的管線長度， L=165 米。 mgvdLh r 22 ?????? ? 汽油吸入管線的總摩阻 mhh r ??總 由下式對泵的吸入能力進(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 共 44 頁 Hg= (+)= 故有： 高度作相應(yīng)調(diào)整吸入，必須對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距離地面，得出泵的中心線與油罐最低液面之差為 Hg=++=。 碼頭進(jìn)油過程： 汽油吸入管線的沿程摩阻， L 為碼頭收油皮龍到泵的管線長度， L=75 米。 mgvdLh r 22 ?????? ? 碼頭進(jìn)油過程汽油吸入管線總摩阻： 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