【正文】 作用，保證向市場和生產(chǎn)部門穩(wěn)定地供應(yīng)油品。很明顯，確定油庫儲(chǔ)油容量時(shí)，最重要的因素便是確定市場的供銷情況和運(yùn)輸情況。來油比較穩(wěn)定，外輸則受交通運(yùn)輸影響。油庫容量要保證在交通運(yùn)輸暫時(shí)中斷的情況下，具有足夠的容量接收油田來油。儲(chǔ)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。油田原油庫的容量可按下式計(jì)算： （ 21） 式中 ――油庫設(shè)計(jì)容量，； ――油庫年周轉(zhuǎn)量，； ――原油密度。本設(shè)計(jì)中采用浮頂罐，??； ――儲(chǔ)備天數(shù)。 即油庫容量為。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。 石油庫等級(jí)的劃分應(yīng)符合表 21 的規(guī)定 [2]： 表 21 石油庫的等級(jí)劃分 等級(jí) 石油庫總?cè)萘? 一級(jí) 二級(jí) 三級(jí) 四級(jí) 五級(jí) 石油庫儲(chǔ)存油品的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類應(yīng)符合表 22 的規(guī)定 [2]： 表 22 石油庫儲(chǔ)存油品的火災(zāi)危險(xiǎn)性分類 類別 油品閃點(diǎn)（℃） 甲 乙 丙 本設(shè)計(jì)中，根據(jù)油庫容量（）和原油性質(zhì)（－ 5℃ 30℃），由表 21 與表 22 可知，該原油庫屬于一級(jí)油庫，火災(zāi)危險(xiǎn)性屬于甲類 。因此有必要按生產(chǎn)操作、火災(zāi)危險(xiǎn)程度、經(jīng)營管理特點(diǎn)將各項(xiàng)設(shè)施分區(qū)布置。 油庫按業(yè)務(wù)要求一般可分為儲(chǔ)油區(qū)、裝卸區(qū)、輔助生產(chǎn)區(qū)、行政管理區(qū)等四個(gè)區(qū)域。 圖 21 油庫分區(qū)示意圖 儲(chǔ)油區(qū) 儲(chǔ)油區(qū)又稱油罐區(qū)，它是油庫儲(chǔ)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(chǔ)油安全，防止火災(zāi)和泄漏。除儲(chǔ)油罐外，該區(qū)還應(yīng)根據(jù)規(guī)范布置罐位，設(shè)置防火堤和消火栓以及消防系統(tǒng)，采取防雷、防靜電、安全監(jiān)視等一系列保安措施，以保證絕對(duì)安全。在各級(jí)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。區(qū)內(nèi)各罐之間保持一定的安全距離還能防止一個(gè)罐著火時(shí)殃及其它油罐，油罐之間的防火距離可參考文獻(xiàn) [2]中 的規(guī)定。 （ 2）石油庫的油罐應(yīng)采用鋼制油罐，其設(shè)計(jì)應(yīng)符合國家現(xiàn)行油罐設(shè)計(jì)規(guī)范的要求。 （ 4）同一個(gè)油罐組內(nèi)油罐的總?cè)萘繎?yīng)符合下列規(guī)定： ①固定頂油罐組及固定頂油罐和浮頂、內(nèi)浮頂油罐的混合罐組不應(yīng)大于； ②浮頂、內(nèi)浮頂油罐組不應(yīng)大于。 （ 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。防火堤的實(shí)高應(yīng)比計(jì)算高度高出，且不應(yīng)低于（以防火堤內(nèi)側(cè)涉及地坪計(jì)）、不宜高于（以防火堤外側(cè)道路路面計(jì)）。 ③嚴(yán)禁在防火堤上開洞。 ④油罐組防火堤的人行踏步不應(yīng)少于兩處，且應(yīng)處于不同方位。 ②對(duì)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(gè)最大油罐容量的一半。 （ 8）立式油罐罐組內(nèi)應(yīng)按下列規(guī)定設(shè)置隔堤： ①當(dāng)單罐容量小于時(shí)，隔堤內(nèi)的油罐數(shù)量不應(yīng)多于 6 座。 ③當(dāng)單罐容量等于或大于時(shí)，隔堤內(nèi)的油罐數(shù)量不應(yīng)多于 2 座。 ⑤隔堤頂面標(biāo)高，應(yīng)比防火堤頂面標(biāo)高低。 根據(jù)油庫容量和原油性質(zhì)，可選 4 個(gè)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。 本設(shè)計(jì)中防火堤圍繞罐區(qū)環(huán)形敷設(shè)，防火堤的內(nèi)面積即罐區(qū)的面積為。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(jì)算： （ 22） 式中 ――防火堤計(jì)算高度，； ――防火堤有效容積，； ――防火堤內(nèi)面積。 此外，隔堤高度應(yīng)比防火堤高度低 [2]，取隔堤高度為。本設(shè)計(jì)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。 輔助生產(chǎn)區(qū) 油庫的生產(chǎn)活動(dòng)中，需要有一些相應(yīng)的輔助設(shè)施，如鍋爐房、變配電間、機(jī)修間、材料庫、化驗(yàn)室、污水處理間、消防泵房等等。 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)。消防泵房的位置，要便于進(jìn)水和觀望油罐區(qū)及消防區(qū)的人員活動(dòng)；消防水池應(yīng)靠近消防泵房。 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。 油庫的生活設(shè)施，如家屬宿舍、娛樂活動(dòng)場所等公共設(shè)施應(yīng)設(shè)置在庫外，并離庫區(qū)有一定的距離。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。 （ 2）油罐中心與最近的消防道路之間的距離，不應(yīng)大于 80m；相鄰油罐組防火堤外堤腳線之間應(yīng)留有寬度不小于 7m 的消防通道。 （ 4）一級(jí)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。 此外，石油庫通向公路的車輛出入口（公路裝卸區(qū)的單獨(dú)出入口除外），一、二、三級(jí)石油庫不宜少于 2 處，四、五級(jí)石油庫可設(shè) 1 處。 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。消防道路與防火堤之間不宜種樹，石油庫內(nèi)綠化不應(yīng)妨礙消防操作。一個(gè)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(cuò)誤。不但滿足收發(fā)作業(yè)要求，而且應(yīng)使各油罐間能相互輸轉(zhuǎn)，油泵能互為備用。一個(gè)好的流程設(shè)計(jì)是三者的統(tǒng)一：滿足生產(chǎn)、調(diào)度靈活、節(jié)約投資。從材料消耗看，單管系統(tǒng)最省，獨(dú)立管道系統(tǒng)最耗材。因此在實(shí)際應(yīng)用中，除臨時(shí)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)。 在確定油庫工藝流程后，可著手布置油庫管網(wǎng)。 本設(shè)計(jì)中，根據(jù)油庫的具體情況，采用獨(dú)立管道系統(tǒng)。 圖 31 工藝流程原理圖 水力部分 完成油庫工藝流程設(shè)計(jì)和管網(wǎng)布置的同時(shí)，還要進(jìn)行管路的水力計(jì)算，以便經(jīng)濟(jì)合理地選擇管徑和泵機(jī)組。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。只有當(dāng)工程很大，選擇數(shù)據(jù)稍有變動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致較大的投資和其它費(fèi)用，這就需要做原始的經(jīng)濟(jì)分析對(duì)比。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 。 同時(shí)，根據(jù)油庫年周轉(zhuǎn)量，可分別求得罐區(qū)到泵房、油庫到外輸首站、油庫到煉油廠的任務(wù)輸量為：、。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(shí)際流速分別為：、。最后利用達(dá)西公式，便可分別算出各段管路的沿程摩阻損失，求和可得管路的總程摩阻損失為。 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(gè)） 大小頭 9 8 過濾器 77 24 止回閥 340 12 90176。從而，根據(jù)沿程摩阻損失、局部摩阻損失便可得到管路的總摩阻損 失為 。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。泵房工藝流程應(yīng)根據(jù)油庫業(yè)務(wù)，分別滿足收油、發(fā)油（包括用泵發(fā)油和自流發(fā)油）、輸轉(zhuǎn)、倒罐以及放空等要求。 （ 2）能體現(xiàn)操作方便，調(diào)度靈活。 油庫中輸送粘度較小的輕質(zhì)油品時(shí)，廣泛采用離心泵。因此，在油庫中應(yīng)用最為廣泛。 選擇離心泵時(shí)，首先要確定輸送油品性質(zhì)和泵的工作參數(shù)。當(dāng)輸送油品確定后，便可從相應(yīng)手冊(cè)查得或按有關(guān)公式換算。 本設(shè)計(jì)中，泵的流量應(yīng)與 油品的任務(wù)輸量相平衡，即： 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(jì)依據(jù)和油罐高度求得，則： 根據(jù)泵的流量和揚(yáng)程可選 DKS 型輸油泵三臺(tái)，其中兩臺(tái)并聯(lián)工作，另一臺(tái)為備用泵。 在輸油系統(tǒng)中，泵與管路組成一個(gè)統(tǒng)一的水力系統(tǒng)。只有當(dāng)泵供給的能量剛好滿足管路消耗的能量時(shí)，泵和管路系統(tǒng)才 處于平衡狀態(tài)，此時(shí)泵的揚(yáng)程和流量是否處于有效區(qū)域內(nèi)，這就需要對(duì)泵和管路系統(tǒng)的工作點(diǎn)進(jìn)行校核。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。 本設(shè)計(jì)中，由圖 32 可知，泵的工作點(diǎn)在有效區(qū)域 內(nèi)，所選油泵符合輸送要求。 圖 32 泵與管路的工作點(diǎn) 水力計(jì)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。 從罐區(qū)到泵房： 從油庫到外輸首站： 從油庫到煉油廠： 管徑 油庫設(shè)計(jì)中，管徑是根據(jù)經(jīng)濟(jì)流速和任務(wù)輸量共同決定的，計(jì)算公式為： 32 式中 ――管路的計(jì)算內(nèi)徑，； ――油品任務(wù)輸量，； ――油品經(jīng)濟(jì)流速。 實(shí)際流速 33 式中 ――油品實(shí)際流 速，； ――油品任務(wù)輸量，； ――管子內(nèi)徑。 35 式中 ――管壁的相對(duì)粗糙度； ――管壁的絕對(duì)粗糙度。 ――管子內(nèi) 徑。 （ 1）從罐區(qū)到泵房 ，流體處于水力光滑區(qū)，得： （ 2）從油庫到外輸首站 ，流體處于水力光滑區(qū)，得： （ 3）從油庫到外輸首站 ，流體處于水力光滑區(qū)，得： （ 4）總沿程摩阻 局部摩阻 37 式中 ――管路局部摩阻損失，； ――管子內(nèi)徑，； ――實(shí)際 流速，； ――重力加速度，； ――局部摩阻的當(dāng)量長度，可參考表 24 求得。 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(jì)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。 泵的允許安裝高度 39 式中 ――泵的允許安裝高度，； ――泵的允許吸入高度，； ――油品在泵吸入管中的流速，； ――重力加速度，； ――吸入管的摩阻損失。為了降低這些油品的粘度，提高其 流動(dòng)性，必須進(jìn)行加熱。此外，廠礦企業(yè)用燃料油或殘?jiān)妥鳛榧訜釥t或鍋爐燃料時(shí)，應(yīng)在燃料油使用前預(yù)先加熱。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(gè)大氣壓的水蒸氣。其中蒸汽間接加熱法是將水蒸氣通過油罐中的管式加熱器和罐車的加熱套，使加熱器或加熱套升溫來加熱油品，蒸汽與油品不直接接觸。 油庫中對(duì)輸油管道的加熱方法有蒸汽管伴隨加熱和電加熱。只是對(duì)間歇作業(yè)的不放空的粘油和凝固點(diǎn)低于最低周圍介質(zhì)溫度的油品，它們的管路才采用伴隨加熱。直接加熱法是對(duì)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。 油罐中常用的管式加熱器按布置形式可分為全面加熱器和局部加熱器；按結(jié)構(gòu)形式分為分段式加熱器和蛇管式加熱器。對(duì)于粘度不高，且不會(huì)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。 分段式加熱器由于分段管組的長度不大，蒸汽通過管組的摩阻較小，因此它可以在較低的蒸汽壓力下工作。 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(duì)于不要求嚴(yán)格控制含水量的油品，對(duì)于進(jìn)行間歇加熱作業(yè)并需要經(jīng)常調(diào)節(jié)加熱面積的油罐，適宜采用分段式加熱器。 加熱器的面積可按公式計(jì)算，其中為單位時(shí)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(shí)的溫度，為加熱過程中油品的平均溫度。 以上這些參數(shù)都可由相關(guān)的公式及規(guī)定求出，其結(jié)果為：油罐的總傳熱系數(shù)為℃、單位時(shí)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℃、加熱器的實(shí)際加熱面積為、加熱器所用的蒸汽耗量為。 為了減少熱損失，可將油罐和管路進(jìn)行保溫。一般情況下山洞油罐和覆土隱蔽油罐不保溫，在北方寒冷地 區(qū)的地上油罐常保溫。本設(shè)計(jì)中，根據(jù)油庫的具體情況，應(yīng)對(duì)油罐和輸油管進(jìn)行保溫。 熱力計(jì)算 油罐周圍介質(zhì)溫度 （ 41） 式中 ――油罐周圍介質(zhì)溫度，℃； ――最冷月地表平均溫度，℃。根據(jù)任務(wù)書提供設(shè)計(jì)依據(jù)，取℃； ――油罐的高度和直徑的比值。按油罐裝滿系數(shù)為計(jì)算，應(yīng)取為罐壁總面積的，應(yīng)取罐頂面積和罐壁面積之和。 ――保溫層的厚度，；在此取 m[5]。由總傳熱系數(shù)公式可知，對(duì)總傳熱影響最大的是罐壁部分，其次是罐頂，而罐底的影響最小。 ℃ 加熱油品所需的總熱量 本設(shè)計(jì)中，原油的加熱是為了保溫，其所需的熱量可按下式計(jì)算：