【正文】 這也是一種閉環(huán)控制，是為保證產(chǎn)品質(zhì)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。開環(huán)控制系統(tǒng)經(jīng)常和 自動化監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)合起來使用，分析判斷工作由人工完成。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)。開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和總線系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)致了組合化設(shè)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(dú)設(shè)計一種系統(tǒng)，而是采用組合化設(shè)計方法，即針對不同的應(yīng)用系統(tǒng)要求，選用成熟的現(xiàn)成硬件模板和軟件進(jìn)行 組合，從而可大大縮短開發(fā)周期，降低設(shè)計費(fèi)用。智能自動化將使自動化系統(tǒng)更具靈活性、完整性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。新型的集散式控制系統(tǒng)將過程控制 與信息管理結(jié)合起來，采用 4C 技術(shù)（計算機(jī)、控制、通信、 CRT）。但由于國內(nèi)生產(chǎn)工藝水平的限制等原因，這些產(chǎn)品與國外先進(jìn)水平相比還有一定差距。早期的自動化儀表以壓縮空氣為動力與信號傳導(dǎo)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(gòu)成油料自動化收發(fā)裝置。集散式計算機(jī)控制系統(tǒng)通常由三類設(shè)備組成：第一類是直接與被監(jiān)控的過程相連接的設(shè)備，如現(xiàn)場測控計算機(jī)、智能控制單元及相應(yīng)的過程輸入輸出通道、接口；第二類是完成高級人機(jī) 對話與計算功能的設(shè)備，如中央計算機(jī)、操作臺（站）、屏幕顯示器、打印機(jī)等；第三類是提供通信手段的設(shè)備。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(shè)備，根據(jù)管線油溫、密度、發(fā)油體積，由計算機(jī)自動算出發(fā)油重量，并通過計算機(jī)控制閥門的開啟與關(guān)閉，達(dá)到自由發(fā)油的目的。 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(wù)管理自動化等內(nèi)容。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域，深入到教育、金融、服務(wù)、流通、管理等領(lǐng)域，甚至家庭也出現(xiàn)了各種自動化家用電器。因為其中有的水，所以一般取，為水的密度。 ，流體處于混合摩擦區(qū)，由： 知。 泡沫管線 泡沫的經(jīng)濟(jì)流速取，則泡沫管線內(nèi)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(xiàn) [2]中的相關(guān)規(guī)定，可知泡沫管線的總長 度為。 ，??； ，取。 ，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(nèi)徑，； ――水的流速，； ――重力加速度，取。 （ 512） 式中 ――消火栓出口壓力，； ――水槍嘴特性系數(shù)，在此取 [5]。 （ 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(guān)的特性系數(shù)，在此取 [5]。 消防水管線 水的經(jīng)濟(jì)流速取 [8]，則管內(nèi)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(xiàn) [2]中的相關(guān)規(guī)定，可知清水管線的總 長度為。 （ 4）配制全部泡沫混合液用水量 （ 56） 式中 ――配制全部泡沫混合液用水量，； ――泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，； ――泡沫延續(xù)供給時間，；在此取 [5]； ――泡沫混合液總流量。 （ 3）泡沫混合液總流量 （ 4）泡沫液儲備量 （ 55） 式中 ――泡沫液儲備量，； ――泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，； ――泡沫延續(xù)供給時間，；在此取 [5]； ――泡沫混合液總流量。 （ 52） 式中 ――泡沫產(chǎn)生器數(shù)量，個； ――浮頂罐罐壁周長，； ――泡沫產(chǎn)生器的最大保護(hù)周長，；在此取 [5]。泡沫泵的揚(yáng)程應(yīng)滿足在克服了泡沫混合液管線的摩阻損失和標(biāo)高差后，在空氣泡沫產(chǎn)生器進(jìn)口仍應(yīng)具有足夠的剩余壓力，以保證空氣泡沫產(chǎn)生器能在標(biāo)定壓力下工作，所以其剩余壓力最低不得小于，相關(guān)公式為，因此可 選用 3臺 12sh6A型清水泵并聯(lián)工作 [8]。取泡沫管線管徑為，則泡沫的實際流速為 [7]。若泡沫干管敷設(shè)成環(huán)形管網(wǎng)時，應(yīng)在干管的適當(dāng)位置設(shè)置截斷閥門，以保證在某一段管線發(fā)生故障或檢修時，不妨礙泡沫混合液的供給。泡沫液 罐的容量可按公式求得，結(jié)果為。 消火栓是滅火供水設(shè)備之一，其數(shù)量可由水槍數(shù)量和備用消火栓數(shù)量確定，結(jié)果為 9 個。根據(jù)總平面布置圖及文獻(xiàn) [2]中的相關(guān)規(guī)定，清水管線的總長度為。在干管的支線上應(yīng)設(shè)閥門。 清水系統(tǒng)設(shè)計 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，本設(shè)計為。因為在火場上，著火油罐下風(fēng)向的相鄰油罐吸收熱量最大，其次是側(cè)風(fēng)向，下風(fēng)向最小，所以當(dāng)冷卻范圍內(nèi)的油 罐超過三座時，仍按其中較大的油罐計算。本設(shè)計中選用 12 個型立式空氣泡沫產(chǎn)生器，每個油罐分別配置 3 個。不同閃點(diǎn)的油品其泡沫供給強(qiáng)度也不同。如果不同容量的油罐所儲存的油品又各不相同時，則必須經(jīng)過比較才能判 斷應(yīng)以哪個油罐作為設(shè)計依據(jù)的著火罐。 浮頂油罐的泡沫 在消防設(shè)計中，為了適當(dāng)?shù)卮_定泡沫液和水的儲備量以及它們的輸送設(shè)備，通常是以撲滅油罐組中的某一個油罐火災(zāi)作為依據(jù)。 為了在規(guī)定的時間內(nèi)（泡沫連續(xù)供給時間）有效地?fù)錅缬凸藁馂?zāi)，單位時間內(nèi)單位燃燒面積上提供的泡沫體積稱為泡沫供給強(qiáng)度。 （ 8）石油庫的消防用水量，應(yīng)按油罐區(qū)消防用水量計算確定。 （ 6）消 防給水系統(tǒng)應(yīng)保持充水狀態(tài)。 （ 3）油罐應(yīng)設(shè)消防冷卻水系統(tǒng)，其設(shè)置應(yīng)符合系列規(guī)定： ①單罐容量不小于或罐壁高度不小于的油罐，應(yīng)設(shè)固定式消防冷卻水系統(tǒng)。 ②浮頂油罐宜設(shè)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)；當(dāng)用中心軟管配置泡沫混合液的方式時，亦可設(shè)中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。 5 消防系統(tǒng)設(shè)計與計算 消防系統(tǒng)設(shè)計 消防系統(tǒng)的設(shè)計是油庫設(shè)計的重要組成部分。 ℃ ℃ 根據(jù)文獻(xiàn) [5]中表 47，取。加熱器管子的外壁溫度可先假設(shè)，求出值后再校核原假設(shè)是否正確，也可近似地取加熱器管子外壁溫度等于蒸汽溫度。 ――格拉曉夫準(zhǔn)則，反映流體在自然對流時粘滯力與浮升力的關(guān) 系，即流體自然對流的強(qiáng)度； ――普朗特準(zhǔn)則，反映流體的物理性質(zhì)： 其中 ――重力加速度，； ――定性溫度下流體的運(yùn)動粘度，； ――定性溫度下流體的比熱容，℃。實際上，蒸汽在加熱器管子中不斷冷凝，加熱器中同時存在蒸汽和冷凝水，因此計算放熱系數(shù)時應(yīng)考慮相變的影響。 ℃ 加熱油品所需的總熱量 本設(shè)計中，原油的加熱是為了保溫，其所需的熱量可按下式計算： （ 44） 式中 ――單位時間內(nèi)加熱油品所需的總熱量，； ――油罐的總面積（，、分別為罐頂、罐壁、罐底的表面積），； ――油罐總傳 熱系數(shù)，℃； ――加熱過程中油品的平均溫度，℃；根據(jù)設(shè)計任務(wù)書，取℃； ――油罐周圍介質(zhì)溫度，℃。 ――保溫層的厚度，；在此取 m[5]。根據(jù)任務(wù)書提供設(shè)計依據(jù)，取℃； ――油罐的高度和直徑的比值。本設(shè)計中，根據(jù)油庫的具體情況，應(yīng)對油罐和輸油管進(jìn)行保溫。 為了減少熱損失，可將油罐和管路進(jìn)行保溫。 加熱器的面積可按公式計算，其中為單位時間內(nèi)加熱油品所需的總熱量，為蒸汽經(jīng)加熱器至油品的總傳熱系數(shù)，為熱源進(jìn)入加熱 器時的溫度，為加熱過程中油品的平均溫度。 分段式加熱器的 加熱管在罐內(nèi)平面上的分布不如蛇管式加熱器均勻，加熱效果也不如蛇管式好，管子的連接接頭多，伸縮不便，容易造成管子接頭處焊口的損壞，發(fā)生蒸汽滲漏。對于粘度不高，且不會冷至凝固點(diǎn)溫度以下的油品，或一次需要發(fā)出數(shù)量不多的油品，適宜采用局部加熱器。直接加熱法是對管 路直接通電，使管路自體發(fā)熱而加熱管內(nèi)油品，此法比較簡便，但管路應(yīng)包覆良好的電絕緣材料，以減少電流損失和保證安全；間接加熱法是把有良好電絕緣的電熱導(dǎo)線和油管用保溫材料包扎在一起，電熱導(dǎo)線通電后發(fā)熱，將熱量傳給油管以加熱管內(nèi)油品；感應(yīng)加熱是把線圈和油管用保溫材料包扎在一起，線圈通交流電后產(chǎn)生交變磁場，輸油管在交變磁場中誘發(fā)產(chǎn)生感應(yīng)電流而升溫，使管內(nèi)油品被加熱。 油庫中對輸油管道的加熱方法有蒸汽管伴隨加熱和電加熱。水蒸氣是目前最常用的熱源，它具有熱焓高、易于制備和輸送、使用比較安全等優(yōu)點(diǎn)，油庫加熱作業(yè)常采用表壓為個大氣壓的水蒸氣。為了降低這些油品的粘度，提高其 流動性，必須進(jìn)行加熱。 泵的揚(yáng)程 泵的揚(yáng)程應(yīng)與管路的能量損失相平衡，即，其中可根據(jù)任務(wù)書提供設(shè)計依據(jù)和油罐高度求得，則： 校核泵與管路的工作點(diǎn) （ 1）泵的并聯(lián)工作曲線 表 33 泵的并聯(lián)工作特性曲線 流量（） 揚(yáng)程（） 1640 495 1660 520 1680 536 1700 550 （ 2）管路的特性曲線 表 34 管路的特性曲線 流量（） 摩阻損失（） 1610 462 1630 486 1642 497 1650 508 （ 3）泵與管路的工作點(diǎn) 由圖 32 可知，泵的工作點(diǎn) A 在有效區(qū)域內(nèi)，所選油泵符合輸送要求。 ――管子內(nèi) 徑。 實際流速 33 式中 ――油品實際流 速，； ――油品任務(wù)輸量，； ――管子內(nèi)徑。 圖 32 泵與管路的工作點(diǎn) 水力計算 經(jīng)濟(jì)流速 根據(jù)原油粘度（），并參考文獻(xiàn) [5]中表 32，可得管路的經(jīng)濟(jì)流速：吸入管，排出管。由泵和水力學(xué)可知，離心泵特性曲線上的每一點(diǎn)，表示在相應(yīng)流量下泵所給出的能量；而管路特性曲線上的每一點(diǎn)，表示在相應(yīng)流量下為克服管路摩阻和管路終點(diǎn)與起點(diǎn)高差所需的能量。 在輸油系統(tǒng)中，泵與管路組成一個統(tǒng)一的水力系統(tǒng)。當(dāng)輸送油品確定后，便可從相應(yīng)手冊查得或按有關(guān)公式換算。因此，在油庫中應(yīng)用最為廣泛。 （ 2）能體現(xiàn)操作方便，調(diào)度靈活。油庫中油品的收發(fā)和輸轉(zhuǎn)，必須依靠泵房內(nèi)的泵機(jī)組和管路配合工作來完成。 油庫工藝流程中所涉及的管件閥件及其數(shù)量列于表 32： 表 32 管件閥件表 管閥件名稱 數(shù)量（個） 大小頭 9 8 過濾器 77 24 止回閥 340 12 90176。結(jié)果表明，罐區(qū)到泵房、油庫到外輸首站、油庫到煉油廠的實際流速分別為：、。即首先根據(jù)油品的性質(zhì)選擇相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)流速，然后按照業(yè)務(wù)要求的輸量，求得管子內(nèi)徑，其中經(jīng)濟(jì)流速可參考表 31 取得 。這樣選擇的管徑一般可以做到更為經(jīng)濟(jì)合理，因此常稱之為經(jīng)濟(jì)管徑，相應(yīng)于該管徑的流速則稱為經(jīng)濟(jì)流速。 本設(shè)計中，根據(jù)油庫的具體情況，采用獨(dú)立管道系統(tǒng)。因此在實際應(yīng)用中，除臨時性油庫或地方性小油庫采用單管系統(tǒng)外，油罐數(shù)量或油品種類較多的油庫多以雙管系統(tǒng)為主，輔以單管或獨(dú)立管道系統(tǒng)。一個好的流程設(shè)計是三者的統(tǒng)一：滿足生產(chǎn)、調(diào)度靈活、節(jié)約投資。一個好的工藝流程不僅能完成更多的作業(yè)，還能節(jié)約建設(shè)投資，而且操作關(guān)系明確，便于安全生產(chǎn)，減少操作錯誤。 石油庫內(nèi)應(yīng)進(jìn)行綠化，除行政管理區(qū)外，庫內(nèi)不應(yīng)栽植油性大的樹種。 （ 4）一級石油庫的油罐區(qū)和裝卸區(qū)消防道路的路面寬度，不應(yīng)小于 6m。隔油、浮選等污水處理設(shè)施，宜結(jié)合總平面及地形特點(diǎn)集中布置。 行政管理區(qū) 該區(qū)是油庫的行政和業(yè)務(wù)管理區(qū)域，它是生產(chǎn)管理的中心。 輔助生產(chǎn)區(qū)是為生產(chǎn)服務(wù)的，其中的相關(guān)設(shè)施應(yīng)盡量接近生產(chǎn)區(qū)，以利于生產(chǎn)。本設(shè)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。由防火堤的內(nèi)面積和防火堤的有效容量，防火堤的高度可按下式計算： （ 22） 式中 ――防火堤計算高度，； ――防火堤有效容積，； ――防火堤內(nèi)面積。 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鋼浮頂罐，直徑，高，罐區(qū)的布置示意圖如圖 22 所示。 ③當(dāng)單罐容量等于或大于時，隔堤內(nèi)的油罐數(shù)量不應(yīng)多于 2 座。 ②對于浮頂油罐或內(nèi)浮頂油罐，不應(yīng)小于油罐組內(nèi)的一個最大油罐容量的一半。 ③嚴(yán)禁在防火堤上開洞。 （ 6）地上油罐組應(yīng)設(shè)防火堤，防火堤的設(shè)置應(yīng)符合下列規(guī)定： ①防火堤應(yīng)采用非燃燒材料建造，并應(yīng)能承受所容納油品的靜壓力且不應(yīng)泄漏。 （ 2）石油庫的油罐應(yīng)采用鋼制油罐，其設(shè)計應(yīng)符合國家現(xiàn)行油罐設(shè)計規(guī)范的要求。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(guān)消防安全技術(shù)規(guī)定，保證罐區(qū)內(nèi)外的防火間距符合要求。 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(wù)是保證儲油安全，防止火災(zāi)和泄漏。因此有必要按生產(chǎn)操作、火災(zāi)危險程度、經(jīng)營管理特點(diǎn)將各項設(shè)施分區(qū)布置。油庫容量越大，一旦發(fā)生火災(zāi)或爆炸等事故所造成的損失也越大。本設(shè)計中采用浮頂罐，?。? ――儲備天數(shù)。儲備天數(shù)主要取決于運(yùn)輸方式、線路條件、氣象和封凍停航 等因素。來油比較穩(wěn)定，外輸則受交通運(yùn)輸影響。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(yīng)油品。在充分調(diào)研、了解相關(guān)設(shè)計資料的