【正文】 ――決定性尺寸，；考慮管線內部放熱時為內徑，外部放熱時為外徑。 （ 49） 式中 、――系數(shù)，決定值的大小，可參考文獻 [5]中的表 47 查得； ――加熱器管子外徑， m； ――油品在定性溫度下的導熱系數(shù)，℃。此時，蒸汽對加熱器內壁的內部放熱系數(shù)（℃）可按下式計算： （ 47） 式中 ――加熱器進口處的蒸汽速度，一般??； ――蒸汽從加熱器進口至出口所經(jīng)過的管子長度。內部放熱系數(shù)可按紊流狀態(tài)下強制運動的放熱公式計算： （ 46） 式（ 46）為不考慮相變情況下的計算公式。 蒸汽經(jīng)加熱器至油品總傳熱系數(shù) 值用圓筒壁傳熱公式計算 [5]： （ 45） 式中 ――蒸汽向加熱器內壁的內部放熱系數(shù)，℃； ――管子的內外徑及計入水垢和油污等在管子內外壁上的沉積物后各層的直徑，； ――水垢、管子、油品沉積物等的導熱系數(shù)，℃； ――加熱器管子的外徑，； ――從加熱器管子最外層至油品的外部放熱系數(shù)，℃。本設計中油庫選用的油罐為 30000m3，所以取℃，℃。 ℃ 對于有保溫層的地上立式金屬油罐 [5]，罐頂傳熱系數(shù)℃；時，罐底傳熱系數(shù)℃；時，℃；時，℃。 地上保溫立式油罐的罐壁傳熱系數(shù)可近似地由下式求得： （ 43） 式中 ――保溫材料的導熱系數(shù)，℃；根據(jù)經(jīng)驗，選擇玻璃棉氈為保溫層材料 [5]，取℃。 ℃ 油罐總傳熱系數(shù) （ 42） 式中表示傳熱系數(shù)，表示面積，角碼符號、分別指罐壁、罐頂和罐底。根據(jù)任務書提供設計依據(jù)，取℃； ――最冷月大氣平均溫度， ℃。根據(jù)經(jīng)驗并參考文獻 [3, 4]，選擇玻璃棉氈為保溫層材料，油罐和輸油管的保溫層厚度分別和。油庫中的埋地油管和能迅速放空的地面油管往往不保溫，不能在輸油后迅速排空的粘油管路和采用伴隨加熱或電加熱的輸油管路常需保溫。對于是否保溫及其厚度的確定，要根據(jù)經(jīng)濟比較來完成。根據(jù)蒸汽耗量，參考文獻 [5]，可選型內燃回火鍋爐 3 臺，長，寬。此外，為了求出單位時間內加熱油品所需的總熱量，必須先求油罐的總傳熱系數(shù)值。 本設計中，根據(jù)原油庫的具體情況，選用蛇管式全面加熱器。因此對于要求嚴格控制含水量的油品，對于經(jīng)常操作并需要長時間連續(xù)加熱的油罐，最好采用蛇管式加熱器。此外，由于分段管組長度不大，還可使蒸汽管入口高度降低，這樣就使整個加熱器的安裝位置較低，可以盡量減少加熱器下面“加熱死角”的體積。若在短時間內要從油罐中發(fā)出大量油品時，應采用全面加熱器。 局部加熱器僅布置在罐內的收發(fā)油管附近，全面加熱器則均勻布置在罐內距罐底不高的整個水平位置上。 綜上所述，本設計中油罐加熱采用蒸汽間接加熱法，輸油管加熱采用電加熱法。 管路的電加熱有直接加熱、間接加熱和感應加熱三種方法。庫內管道一般都不長，熱油在管道中輸送不會有很大溫降，油品不至于在管路中凝固，所以一般情況下不需要進行伴隨加熱。這種方法適用于一切油品的加熱，目前應用廣泛。 在油庫中對油品進行加熱所采用的加熱方法有：蒸汽直接加熱法、蒸汽間接加熱法、熱水墊層加熱法、熱油 循環(huán)加熱法和電加熱法等。 油品加熱常用的熱源有水蒸氣、熱水、熱空氣和電能等。油庫中對油品加熱的主要目的是：降低油品在管道內輸送的水力摩阻，加快油罐車和油船的裝卸速度，促進原油破乳，使油品脫水和沉降雜質，加速油品的調合等。 4 熱力系統(tǒng)設計與計算 加熱系統(tǒng)設計 許多油品（如高粘和高凝固點的原油、燃料油、重柴油、農用柴油、潤滑油等）在低溫時具有很大的粘度，而且某些含蠟油品在低溫時由于蠟結晶析出，會發(fā)生凝固。 泵的允許吸入高度 38 式中 ――泵的允許吸入高度，； ――當?shù)卮髿鈮海?Pa； ――油品的飽和蒸汽壓， Pa，此處取 Pa[5]； ― ―油品的密度，； ――重力加速度，； ――泵的允許氣蝕余量。 總水力摩阻 由沿程摩阻和局部摩阻可得，管路的總水力摩阻損失為： ＋ ＝ 泵房工藝計算 泵的流量 泵的流量應與油品的任務輸量相平衡，即。 36 式中 ――雷諾數(shù)，它標志著流動過程中，慣性力與粘滯力之比； ――油品任務輸量，； ――管子內徑，； ――油品運動粘度?？蓞⒖嘉墨I [5]，取。 則從罐區(qū)到泵房： 從油庫到煉油廠： 從油庫到外輸首站： 沿程摩阻 計算管路的沿程摩阻損失所涉及的公式有： 34 式中 ――管路沿程摩阻損失，； ――水力摩阻系數(shù)； ――管路長度，； ――管子內徑，； ――實際流速，； ――重力加速度。 則從罐區(qū)到泵房： 參考文獻 [5]，采用的鋼管，其內徑為； 從油庫到煉油廠： 參考文獻 [5]，采用的鋼管，其內徑為； 從油庫到外輸首站： 參考文獻 [5]，采用的鋼管，其內徑為。 任務輸量 31 式中 ――油品任務輸量，； ――油品年周轉量，； ――油品密度，； 360――油庫運行天數(shù)，參考文獻 [5]取得。 此外，可根據(jù)公式和，分別求得泵的允許吸入高度和泵的安裝高度，它們依次為與。因此，對于簡單管路，首先繪出氣管路特性曲線，然后再同一坐標系中，以同一比例繪出泵的特性曲線，這兩條能量供給線與能量消耗線的交點便是泵與管路處于平衡狀態(tài)的工作點。 泵與管路處于平衡狀態(tài)的工作點可由以下方法求得。其中，管路及泵任何一方的工作狀況變化都會破壞原有系統(tǒng)的能量平衡，而重新建立新的能量平衡。該泵的主要性能參數(shù)：額定流量為，額定揚程為液柱，吸程為，允許氣蝕余量為，配帶電機功率，轉速，效率，輸送介質溫度可達 120℃。泵的工作參數(shù)包括流量、揚程、吸入高度等，可根據(jù)工藝要求和位置條件等確定。油品的性質主要包括輸送溫度下的油品粘度、蒸氣壓、腐蝕性、密度等。除了必須選用容積泵外，大都采用離心泵。因為離心泵具有結構簡單、緊湊、基礎小、可與原動機直接相連、流量均勻、工作時無慣性力、價格低廉、管理方便等優(yōu)點。 （ 3）經(jīng)濟節(jié)約，能以少量設備完成多種任務，并能 適應多種業(yè)務要求。 油庫泵房工藝流程的設計應遵循以下原則： （ 1）應首先滿足油庫主要業(yè)務要求，能保質保量地完成收發(fā)油任務。因此，泵房流程設計是否合理，將影響到油庫作業(yè)能否順利完成。 泵房工藝流程 油庫泵房工藝流程是油庫工藝流程的一個重要組成部分。彎頭 60 90 平板閘閥 4 60 轉彎三通 40 24 渦輪流量計 6 則可得到管路的局部摩阻損失為 。 庫內管道的特點是線路較短，管件閥件等較多，因此流體通過這些部件的摩阻損失不能忽視，可用下式計算： （ 23） 或 （ 24） 其中為局部摩阻的當量長度，可根據(jù)文獻 [5]中表 36 取得。 在已知油品的任務輸量 和實際流速、粘度以及管路的相對粗糙度（管壁內凸起的絕對高度稱為管壁的絕對粗糙度，它與管子半徑的比值稱為相對粗糙度；管路的絕對粗糙度可參考文獻[5]表 33 取得，本設計?。┖螅憧筛鶕?jù)雷諾數(shù)的大小，判斷油品在管路中的流態(tài)，進而求得水力摩阻系數(shù)。這樣便可利用公式： 求出管子內徑，參考國家標準鋼管規(guī)格得到標準管徑，再利用公式： 反算流速。 表 31 不同粘度的油品在管路中的經(jīng)濟流速 粘度 經(jīng)濟流速， 運動粘度 條件粘度 吸入管路 排出管路 根據(jù)原油粘度（），可得管路的經(jīng)濟流速：吸入管，排出管。 油庫設計中，管徑都是通過經(jīng)濟流速計算的。工程設計中，每一條管路并非從最基礎的原始資料分析入手，而是利用大量工程實踐積累的數(shù)據(jù)來設計。 管路設計中，管徑直接影響油庫投資 、經(jīng)營費用（動力消耗等）和維修費用等，需要全面分析研究，才能做出比較正確的選擇。油田來油經(jīng)計量后被送進油罐，發(fā)油時原油先被輸油泵送至加熱爐，經(jīng)加熱后外輸，其大致的工藝流程原理如圖 31 所示。管網(wǎng)布置時應力求線路最短，盡量走直線，避免縱橫交錯、相互干擾。油庫具體采用哪 種管道系統(tǒng)，應根據(jù)油庫業(yè)務特點，結合具體情況，因地制宜，慎重選擇。但從使用來看，單管缺點較多，如同組油罐無法輸轉，必須輸轉時需另裝臨時管線；一條管線發(fā)生故障時，同組的所有油罐都無法操作；而獨立管道系統(tǒng)則布置清晰，專管專用，不用排空，檢修時也不影響其它油罐的作業(yè)，但管材消耗多，泵房管組也相應增大。 雖然油庫的工藝流 程有各種不同的布置和處理，但歸納起來主要有三種布置形式：單管系統(tǒng)、雙管系統(tǒng)、獨立管道系統(tǒng)。總之，在流程布置上要辯證地處理好業(yè)務要求、生產管理和建設投資三者的關系。 布置油庫流程時，必須首先考慮油庫的業(yè)務要求以及同時操作的業(yè)務種類，使之操作方便、調度靈活、互不干擾、經(jīng)濟合理、節(jié)約投資。 3 工藝流程設計與計算 工藝流程 設計 工藝流程設計是指合理布置和設計油庫主要油品的流向和可能完成的作業(yè)。防火堤內嚴禁植樹，但在氣溫適宜地區(qū)可鋪設高度不超過的四季常綠草皮。 石油庫應設高度不低于的非燃燒材料的實體圍墻，山區(qū)或丘陵地帶的石油庫可設置鍍鋅鐵絲網(wǎng)圍墻，企業(yè)附屬石油庫在本企業(yè)毗鄰一側的圍墻高度不宜低于 。 （ 5）一級石油庫的油罐區(qū)和裝卸區(qū)消防道路的轉彎半徑，不宜小 于 12m。 （ 3）消防道路與防火堤外堤腳線之間的距離，不宜小于 3m。 庫內道路 石油庫內道路的設計，應符合下列規(guī)定 [2]： （ 1）石油庫油罐區(qū)應設環(huán)形消防道路。 污水處理設備 污水處理設備，例如污水泵房、污水池等的布置位置，應便于承接各種污水管道和適合處理后的排放方向，與 行政管理區(qū)及生活區(qū)應有一定的間距，并處于下風向。行政管理區(qū)內的業(yè)務部門一般布置在油庫主要出入口附近，并應設單獨對外的出入口，宜設圍柵與其它各區(qū)分開，以便聯(lián)系工作和接洽業(yè)務的人員不進庫區(qū)。變配電間可布置 在消防泵房附近，并靠近油泵房等主要動力用電建筑，即盡可能位于供電負荷中心地段，以便外接電線。鍋爐房為明火生產建筑，應布置在油罐區(qū)主導風向的下側，在有油氣的生產車間的下風向，并應盡可能布置在供熱負荷的中心地段或接近熱負荷較大的建（構）筑物，以便盡量縮短管線，減少熱損耗，并考慮自流回水的可能性。 這些設施是保證油庫正常運行所必需的，但它們在操作上又是獨立的體系，因此把這些設施盡量集中在同一個區(qū)域，組成輔助生產區(qū)，既便于管理，又有利于安全。油泵站采用地上式，其建筑形式可根據(jù)輸送介質的特點、運行條件及當?shù)貧庀髼l件等綜合考慮決定，本設計中采用房間式（即泵房）；泵房應設外開門，且不宜少于兩個，其中一個應能滿足泵房內最大設備進出需要，建筑面積小于時可設一個外開門；連續(xù)輸送同一種油品的油泵，當同時操作的油泵不多于三臺時，可設一臺備用泵；當同時操作的油泵多于三臺時，備用泵不應多于兩臺。 圖 22 罐區(qū)布置示意圖 裝卸區(qū) 該區(qū)是油品進出油庫的一個操作部門，其主要設施是油泵站和裝卸器材。 防火堤實高應比計算高度高出，則其設計高度為。根據(jù)罐型和規(guī)定，防火堤的有效容量本設計中防火堤圍 繞罐區(qū)環(huán)形敷設，防火堤內面積即罐區(qū)面積為。 由此可見，罐區(qū)面積。 ⑥隔堤應采用非燃燒材料建造，且應能承受所容納油品的靜液壓力而不應泄漏。 ④隔堤內沸溢性油品儲罐的數(shù)量不應多于 2 座。 ②當單罐容量等于 或大于至小于時，隔堤內的油罐數(shù)量不應多于 4 座。 ③當固定頂油罐與浮頂油罐或內浮頂油罐布置在同一油罐組內時，應?、倥c②中規(guī)定的較大值。 （ 7）防火堤內的有效容積，應符合下列規(guī)定： ①對于固定頂油罐，不應小于油罐組內一個最大油罐的容量。管 道穿越防火堤處應采用非燃燒材料嚴密填實；在雨水溝穿越防火堤處，應采用排水阻油措施。如采用土質防火堤，堤頂寬度不應小于。 ②立式油罐防火堤的計算高度應滿足堤內有效容積的需要。 （ 5）油罐之間的防火距離不應小于文獻 [2]中表 的規(guī)定。 （ 3）選用油罐類型應符合下列規(guī)定：儲存甲類和乙類油品的地上立式油罐，應選用浮頂油罐或內浮頂油罐，浮頂油罐應采用二次密封裝置。 油罐區(qū)布置時應遵循的如下部分規(guī)定 [2]： （ 1）石油庫的油罐設置應采用地上式，有特殊要求時可采用覆土式、人工洞式或埋地式。這樣即使油品的蒸汽擴散到有火源的場所，由于已被稀釋到很小的濃度，也不致形成 火災的有害之源。 同時，儲油區(qū)內儲存有大量油品，如果發(fā)生火災，不僅油庫本身遭受重大經(jīng)濟損失，而且危及周圍地區(qū)的安全，所以應特別注意油罐區(qū)防火安全距離的設定。儲油區(qū)的主要設備是儲油罐。生活區(qū)一般設在庫外，與油庫分開設置，以便于安全管理，油庫分區(qū)概況如圖 21 所示。將特殊區(qū)域加以隔離，限制一般人員出入，這有利于安全管理，并便于采取消防措施。 油庫內的各項設施散發(fā)的油氣量和火災危險程度以及操作方式各不相同，而且差別較大。因此應從防火安全觀