【導讀】油庫是接收、儲存、發(fā)放石油或石油產(chǎn)品的獨立企業(yè)或單位。它是協(xié)調原油生產(chǎn)、原油加工、建設的重要組成部分。它對于保障國防和促進國民經(jīng)濟高速發(fā)展具有相當重要的意義。由于石油工業(yè)的快速進步和石油戰(zhàn)略地位的不斷提高，油庫的建設也越來越重要。的外輸首站及煉油廠。在綜合運用所學的專業(yè)知識的前提下，查閱了有關原油庫各操作單元。本設計闡述了設計思路和相關理論，介紹了主要運用到的計算公。本設計主要包括總平面布置、工藝流程及消防系統(tǒng)設計和計算、自動化控制。概念設計等方面。本油庫的總平面布置符合有關規(guī)范規(guī)定，工藝設計合理、且完全滿足任務。書規(guī)定的收發(fā)油及儲存作業(yè)要求。此外，油庫是我國現(xiàn)代化建設和軍隊后

　　

【正文】 ―泡沫混合液總流量。 （ 5）冷卻著火油罐用水量 （ 57） 式中 ――冷卻著火油罐用水量，； ――冷卻水供給強度，； ――著火罐冷卻范圍計算長度，；在此取 [5]； ――冷卻水供給時間。 （ 6）消防用水總耗量 清水系統(tǒng) 消防水池容量 消防水池容量主要取決于配制全部泡沫混合液用水量和冷卻油罐用水量。 根據(jù)文獻 [8]中的表 106，選用 2 個容量的水池，長，寬，高，水深。 消防水管線 水的經(jīng)濟流速取 [8]，則管內徑： 取清水管線管徑為 [7]，則水的實際流速： 根據(jù)總平面布置圖及文獻 [2]中的相關規(guī)定，可知清水管線的總 長度為。 清水泵的選用 （ 1）清水泵的流量 （ 58） 式中 ――清水泵的設計流量，； ――冷卻著火油罐用水量，； ――冷卻水供給時間。 清水泵的實際流量應為。 （ 2）消火栓出口壓力 （ 59） 式中 ――消火栓出口壓力，； ――水槍噴嘴出口處的必須壓力，； ――水帶的摩阻損失。 （ 510） 式中 ――射流總長度與充實水柱長度的比值系數(shù) ，； ――充實水柱長度，； ――與水槍噴嘴口徑有關的特性系數(shù)，在此取 [5]。 （ 511） 式中 ――著火點離地面的高度，； ――水槍噴嘴離地面的高度，； ――水槍噴嘴射流與地面的夾角。一般取。 式中 ――水帶阻力系數(shù)；??； ――水帶計算長度，；在此取 [5]； ――水槍出水量。 （ 512） 式中 ――消火栓出口壓力，； ――水槍嘴特性系數(shù)，在此取 [5]。 （ 3）消防管路沿程摩阻 （ 513） 式中 ――管壁的相對粗糙度； ――罐壁的絕對粗糙度。鑄鐵管?。? ――管內徑。 （ 514） 式中 ――雷諾數(shù)； ――水的體積流量，； ――管內徑，； ――水的運動粘度，在此取 [3]。 ，流體處于混合摩擦區(qū)，由： （ 515） 式中 ――消防管路沿程摩阻，； ――水力摩阻系數(shù)； ――管路長度，； ――管內徑，； ――水的流速，； ――重力加速度，取。 （ 4）清水泵的揚程 （ 516） 式中 ――清水泵揚程，； ――消火栓出口壓力，； ――消防管路沿程摩阻，； ――水槍高度與消防水池出口液面標高的差值，；在此取 [8]。 消火栓的數(shù)量 （ 517） 式中 ――消火栓數(shù)量，個； ――水槍數(shù)量，支； ――備用消火栓數(shù)量，個；在此取。 （ 518） 式中 ――清水泵的設計流量，； ――水槍出水量。 ，取； ，取。 泡沫系統(tǒng) 泡沫比例混合器數(shù)量 （ 519） 式中 ――泡沫比例混合器數(shù)量，個； ――泡沫混合液總流量，； ――泡沫比例混合器最大泡沫混合液流量。本設計中選用型泡沫比例混合器，其最大泡沫混合液流量為。 ，取 即選用 5 臺型泡沫比例混合器并聯(lián)工作。 泡沫管線 泡沫的經(jīng)濟流速取，則泡沫管線內徑為： 若取泡沫管線管徑為，則泡沫的實際流速： 根據(jù)總平面布置圖及文獻 [2]中的相關規(guī)定，可知泡沫管線的總長 度為。 泡沫液罐容量 （ 520） 式中 ――泡沫液罐容量，； ――安全容量系數(shù)，本設計中??； ――泡沫液儲備量，； ――泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，； ――充滿泡沫管道的泡沫混合液體積。 泡沫泵的選用 （ 1）泡沫管路沿程摩阻 式中 ――管壁的相對粗糙度； ――罐壁的絕對粗糙度，；鑄鐵管??； ――管內徑。 式中 ――雷諾數(shù)； ――泡沫的體積流量，； ――管內徑，； ――泡沫的運動粘度，；在此取 [5]。 ，流體處于混合摩擦區(qū)，由： 知。 式中 ――泡沫管路沿程摩阻，； ――水力摩阻系數(shù)； ――管路長度，； ――管內徑，； ――泡沫的流速，； ――重力加速度，取。 （ 2）泡沫泵的揚程 （ 521） 式中 ――泡沫泵揚程，； ――泡沫管路沿程摩阻，； ――空氣泡沫產(chǎn)生器入口與消防水池液面和標高差，；本設計中： ――空氣泡沫產(chǎn)生器進口工作壓力，；在此取 [5]。 ――泡沫混合液密度。因為其中有的水，所以一般取，為水的密度。 ――重力加速度，取； （ 3）泡沫泵的流量 （ 522） 式中 ――泡沫泵的設計流量，； ――泡沫混合液總流量，； ――泡沫比例混合器動力水回水流量。 （ 523） 式中 ――流量修正系數(shù)，取； ――泡沫比例混合器噴嘴截面積，?。? ――重力加速度，??； ――泡沫泵揚程。 6 自動化控制概念設計 自動化控制的概念和發(fā)展狀況 現(xiàn)代自動化技術是將計算機技術、通訊技術和控制技術有機地結合起來，利用儀器儀表、通訊設備和計算機等對信息進行測量、傳輸、處理、決策和控制，實現(xiàn)對各種設備和系統(tǒng)自 動化的控制。它廣泛應用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)領域和軍事領域，深入到教育、金融、服務、流通、管理等領域，甚至家庭也出現(xiàn)了各種自動化家用電器。其中，工業(yè)自動化在自動化事業(yè)的各個領域中極為重要。它的廣泛應用能提高工廠裝備的技術水平，節(jié)約能源、降低消耗、促進生產(chǎn)的柔性化和集成化，同時能提高產(chǎn)品質量和勞動生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品的競爭能力，還能改善勞動條件，控制環(huán)境污染，保證生產(chǎn)安全可靠。在工業(yè)領域中，隨著石油工業(yè)的進步和石油戰(zhàn)略地位的不斷提高，油庫建設的日益重要，自動化管理與控制技術也成為油庫設計中越來越重要的一部份。 油庫自 動化包括收發(fā)油作業(yè)的自動控制、油料的自動控制檢測和計量、油品的儲存安全以及業(yè)務管理自動化等內容。油庫自動化的發(fā)展是隨著自動化技術與自動化儀表的發(fā)展而發(fā)展起來的。目前，美國、日本、德國等工業(yè)發(fā)達國家對油品的儲運已普遍地實現(xiàn)了過程參數(shù)的自動檢測和作業(yè)流程的計算機控制與管理。 上世紀 70 年代末，國外油庫開始使用計算機進行發(fā)油作業(yè)。早期的發(fā)油裝置包括體積流量計、過濾器、氣體分離器、閥門和油溫檢測等設備，根據(jù)管線油溫、密度、發(fā)油體積，由計算機自動算出發(fā)油重量，并通過計算機控制閥門的開啟與關閉，達到自由發(fā)油的目的。 上 世紀 80 年代中期，集中式發(fā)油控制系統(tǒng)發(fā)展到了鼎盛的時期，其中最具代表性的是日本TOKI 公司提供的“ TTC100 系列”和“ TTC500 系列”控制系統(tǒng)。 1984 年，美國 Smith Meter公司率先推出了集散型微機控制發(fā)油系統(tǒng)―― ACCULOAD1 發(fā)油系統(tǒng)。它采用計算機分級控制，以專用微機控制裝置實施第一級分散控制，以系統(tǒng)計算機實施第二級集中控制。集散式計算機控制系統(tǒng)通常由三類設備組成：第一類是直接與被監(jiān)控的過程相連接的設備，如現(xiàn)場測控計算機、智能控制單元及相應的過程輸入輸出通道、接口；第二類是完成高級人機 對話與計算功能的設備，如中央計算機、操作臺（站）、屏幕顯示器、打印機等；第三類是提供通信手段的設備。集散式計算機測控系統(tǒng)采用一臺中央計算機指揮若干臺面向現(xiàn)場的測控計算機和智能控制單元，這些現(xiàn)場測控計算機和智能控制單元可直接對被控對象進行測控，負責對過程進行控制，并向中央計算機報告過程情況。中央計算機負責全局的綜合控制，管理調度，計劃及執(zhí)行情況報告等任務。 與此同時，我國對油庫自動化工作也很重視。早期的自動化儀表以壓縮空氣為動力與信號傳導媒介，如 QDZ 型氣動單元組合儀表， GGY01 型儲罐氣控稱重儀等油罐遙測 氣控系統(tǒng)和閥門氣控系統(tǒng)，隨后采用 DDZ 型電動單元組合儀表構成油料自動化收發(fā)裝置。 上世紀 80 年代以后，隨著計算機在國內的普及，不少研究單位和廠家研制開發(fā)了微機自動發(fā)油系統(tǒng)?，F(xiàn)已投入批量生產(chǎn)的發(fā)油設備有 BC801 型智能流量測控系統(tǒng)等。這些產(chǎn)品實現(xiàn)了集中控制的功能，受到小型油庫和加油站的青睞。但由于國內生產(chǎn)工藝水平的限制等原因，這些產(chǎn)品與國外先進水平相比還有一定差距。隨著改革開放，一些油庫也引進了國外先進的自動化控制系統(tǒng)，如青島石油公司第二油庫投資 40 萬美元引進的美國 Smith Meter 公司的微機控制發(fā)油系 統(tǒng)，對 12 個車位進行自動發(fā)油；勝利石油公司黃島油庫在大火后耗資 6000萬美元，分別從 8 個國家進口了多種控制和測量的設備和系統(tǒng)，對油庫收發(fā)油和管道輸油進行自動控制和管理。 自動化控制的發(fā)展趨勢 （ 1）控制與信息管理有機結合，向綜合自動化發(fā)展。 隨著測控技術的發(fā)展，集散式計算機測控系統(tǒng)承擔的功能越來越多，特別是當今世界進入了一個新的信息時代，油庫自動化的概念不僅僅包含著要處理多種作業(yè)過程的“物質流”信息，而且還要把各種管理信息與過程信息相結合，而組成“信息流”綜合管理系統(tǒng)。新型的集散式控制系統(tǒng)將過程控制 與信息管理結合起來，采用 4C 技術（計算機、控制、通信、 CRT）。不僅可以實現(xiàn)作業(yè)過程最佳和安全經(jīng)濟運行，還可以實現(xiàn)營業(yè)管理、庫存管理、作業(yè)過程實時監(jiān)視調度和數(shù)據(jù)記錄、處理、統(tǒng)計、傳遞、以及指定作業(yè)計劃、計算機輔助決策等管理功能，逐步成為一種測、控、管一體化的綜合系統(tǒng)，達到安全、可靠、精確、簡便、高效、低耗的目標。 （ 2）向智能自動化系統(tǒng)發(fā)展。 應用人工智能的思想，采用各種最新技術，諸如智能傳感技術、自適應技術、數(shù)據(jù)處理技術、分布式數(shù)據(jù)庫、高速和高質量的數(shù)據(jù)通信技術、在線診斷和容錯技術等，使系統(tǒng)對作業(yè)過程自動 補償、自動校正、自動檢測和診斷故障，并采取必要的措施排除。智能自動化將使自動化系統(tǒng)更具靈活性、完整性、經(jīng)濟性和安全性。 （ 3）結構的小型化、設計方法組合化、軟硬件產(chǎn)品模塊化、標準化。 系統(tǒng)小型化是工業(yè)測控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢之一。對于大系統(tǒng)，采用集散式系統(tǒng)和局部網(wǎng)絡，使系統(tǒng)分散化即負載分散、危險分散、功能分散和地域分散。開放式系統(tǒng)結構和總線系統(tǒng)技術的發(fā)展，導致了組合化設計方法的盛行，人們不再采用傳統(tǒng)的方法對某一對象單獨設計一種系統(tǒng)，而是采用組合化設計方法，即針對不同的應用系統(tǒng)要求，選用成熟的現(xiàn)成硬件模板和軟件進行 組合，從而可大大縮短開發(fā)周期，降低設計費用。將系統(tǒng)分成若干個硬、軟件模塊，進行完善設計，使軟、硬件產(chǎn)品模塊化、標準化，不僅能簡化設計工作，縮短設計周期，降低成本，而且修理更換方便，也便于更新和擴充，使系統(tǒng)適應性更強。 自動化系統(tǒng)的主要類型 按照功能的不同自動化系統(tǒng)分為若干類型，下面選其中主要的 6 種類型進行介紹，在實際應用中它們常常組合使用。 （ 1）自動監(jiān)測系統(tǒng) 自動監(jiān)測系統(tǒng)主要用于對生產(chǎn)過程運行參數(shù)，如壓力、溫度、液位、流量等和工藝設備狀態(tài)參數(shù)，如閥的開關、泵的啟停、環(huán)境中可燃氣體的濃度等進行檢測， 并集中在值班室或中控室顯示。顯示有兩種方式：一種是選擇式，即根據(jù)需要顯示某一參數(shù)；另一種是輪循式，即按規(guī)定的時間間隔自動輪流顯示各種參數(shù)。檢測的數(shù)據(jù)還可以儲存和打印出來，當超過高、低限時還可通過聲光屏幕報警。 （ 2）開環(huán)控制系統(tǒng) 開環(huán)控制系統(tǒng)主要用于由人工在值班室或中控室通過開關及調節(jié)器對閥門的開關及開度和電機的啟停及轉速進行操作控制，之所以稱為開環(huán)控制系統(tǒng)，主要是強調這種控制沒有自動形成信息的監(jiān)測、分析判斷、反饋控制的閉合環(huán)路。目前油田上還有大量機泵變頻調速，采用的就是這種開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)經(jīng)常和 自動化監(jiān)測系統(tǒng)結合起來使用，分析判斷工作由人工完成。 （ 3）邏輯控制系統(tǒng) 邏輯控制系統(tǒng)主要用于根據(jù)儀表傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，利用事先編好的邏輯控制程序對閥門的開關及電機的啟停進行控制。這是一種閉環(huán)控制，整個過程是自動進行的。 （ 4）調節(jié)控制系統(tǒng) 調節(jié)控制系統(tǒng)主要用于根據(jù)儀表傳感器監(jiān)測的數(shù)據(jù)，利用事先編好的調節(jié)控制程序對閥門的開度集電極的轉速進行連續(xù)調節(jié)，使被控制量保持在預定值上。這也是一種閉環(huán)控制，是為保證產(chǎn)品質量而大量使用的一種控制系統(tǒng)，它能保證生產(chǎn)過程中的各種工藝參數(shù)，如壓力、溫度、液位、流量保持在規(guī)定值附 近。 （ 5）緊急切斷系統(tǒng) 緊急切斷系統(tǒng)是一種專門用于生產(chǎn)安全保護的系統(tǒng)，它根據(jù)儀表傳感器不斷監(jiān)測到的與安全生產(chǎn)有關的運行參數(shù)（如壓力、溫度、液位、流量），設備的狀態(tài)參數(shù)（如機泵的負載、振動、軸位移及電機繞組的溫升、電流和電壓），利用事先編好的故障和事故診斷程序分析生產(chǎn)系統(tǒng)的安全狀況。當系統(tǒng)處于危險狀況時，它發(fā)出警報提醒值班操作人員采取措施；當系統(tǒng)即將發(fā)生