油库课程设计--某中转-分配油库的的工艺设计.doc

重庆科技学院本科生课程设计 摘要摘要本小组课程设计总题目为某中转-分配油库的的工艺设计，本部分设计主要是加热器的选择计算和管路保温计算。参考石油库设计规范等文献资料，结合给出的油库基本资料，考虑经济适用、安全等因素针对不同油品不同油罐选择合理的加热器。并对加热器的一些结构参数和工作参数进行了计算，并选择了蒸汽锅炉的型号。油库中还需对管路保温，本设计中根据资料针对地计算出保温层厚度并对保温层厚度对减少热损失进行分析。关键字：加热 保温 蒸汽管路1重庆科技学院本科生课程设计 目录目录总则3引言41 基础资料51.1原始数据51.2由原始数据初步得到的基本数据52 加热目的及方法73 加热器的选择83.1全面加热器83.2分段式加热器83.3蛇管式加热器84 加热器结构计算94.1油罐总传热系数94.2单位时间内加热油品所需的总热量174.3加热器的加热面积计算205 管路保温275.1 概述保温结构作用275.2保温结构275.3 油罐和管路保温的热力计算286 蒸汽锅炉的蒸汽消耗量336.1 锅炉的用途336.2 蒸汽锅炉的分类336.3蒸汽锅炉的蒸汽消耗量337 结语368 参考文献37附录382重庆科技学院本科生课程设计 总则总则设计依据：郭光臣 董文兰等参考文献1M中国石油大学出版社，2006王从岗 张艳梅.储运油料学M.中国石油大学出版社，2009许行.参考文献1M.中国石化出版社，2009中国石油化工集团公司.石油库设计规范M.(GB50074-2002)马秀让.油库设计实用手册 M.中国石化出版社，2009李长友热工基础M中国农业大学出版社，2009设计原则：设计首先应考虑安全的原则，比如油品加热不能超过其闪点温度，以防止其发生火灾等安全事故。其次要针对不同油品选择合适的加热器，计算经济合理的加热温度，选择经济合理的蒸汽压力温度。与此同时，要考虑实用性。设计水平：本设计仅是以学习方法的目的进行的。由于知识水平有限以及参考资料不够齐整等原因，设计结果会存在比较大的偏差，设计结果不能作为实际油库运行仪器选择和参数设定。3重庆科技学院本科生课程设计 引言引言油库是接收、储存、发放石油或石油产品的企业或单位。它是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地，它对于保障国防和促进国民经济高速发展具有相当重要的意义。此外，油库是我国现代化建设和军队后勤建设的重要组成部分，也是油料储存、供应的基础。中转-分配油库中对油品的加热是必不可少的，油库三种不同油品，其中一些油品在低温条件下具有较大粘度，为使其装卸作业顺利进行，必须对油品进行升温加热。依据设计任务书上给出的油库经营的油品种类以及油品的年收发量和油品进入油库的方式以及运出的方式。依据油品的种类查阅相关的文献资料获得油品的性质为之后的加热温度、压力的取值提供理论依据。油库油罐的加热器的形式以及管路保温材料的选择根据设计规范以及相关手册等选择。通过一学期的油库设计管理学习，能够根据油品性质和油库地质条件和地区气象资料等进行计算、分析、类比从而设计出针对不同油品的加热系统。本设计的大致设想如下：（1） 确定油库所在地的气象资料（2） 选择各油品的加热方式、加热器（3） 计算油罐总传热系数（4） 计算油罐前面加热所需热量（5） 计算加热器的加热面积（6） 计算管路保温层厚以及进行效果分析（7） 选择蒸汽锅炉4重庆科技学院本科生课程设计 基础资料1 基础资料1.1原始数据气象数据：油库所在区域年平均气温12.4，月最高温度35，月最低温度-15；年平均降雨量780mm，日最大降雨量940mm，年平均降雨天数77天；风向为西北。此设计中取风速为1.8m/s（根据给出的年平均气温、月最高温度、月最低气温为以及降雨量等基本资料查气象资料得到其年平均风速为1.83m/s），最冷月地表平均温度去-20（低于月最低温度）油品资料：进93#汽油13万吨/年，5#柴油分别为25万吨/年，汽油全部由铁路外运，5#柴油用汽车槽车运出；重油由铁路运进20万吨/年，全部由汽车槽车运出。油品种类及性质见表1。表1-1 油品种类及性质油品93#5#重油比重，d415.60.720.830.97闪点，2872180运动粘度，mm2/s2015500.425580801.2由原始数据初步得到的基本数据由于年平均气温为12.4 而比重的油品温度为15.6所以将油品的比重换算到12.4在15.6时93# 汽油比重为0.72，5# 柴油比重为0.83，重油比重为0.97， (1-1) 由以上公式计算：93# 汽油密度为0.72+0.003654=0.723654 t/m35#柴油密度 0.83+0.003045=0.833045t/m3 重油密度为 0.97+0.00231=0.97321 t/m3表1-2 选罐结果选罐93#汽油5#柴油重油总体积m363028.93105307.580606.16罐个数1+25+14+1罐容量（104m3）3和22和12和0.2种类立式内浮顶油罐立式拱顶油罐外浮顶油罐由选罐结果查参考文献1的表5-2、表5-5、 表1-3 石化公司北京设计院拱顶油罐系数公称容积m3底圈板内直径mm顶圈板内直径mm拱顶曲率半径mm壁板总高mm罐总高mm1005172514061325300587020066206580786064707197300775077109216707079204008288824098528240914850089838920106688810979470010263102001220494101053310001158011500137281058011857200015781156951876211370131103000189921890022608117601385150002370023640232961253015143100003128231120372721407017504同理查参考文献5的表综上可得本设计中所选用的油罐的尺寸如下表：表1-4 油罐尺寸油罐种类油罐容量（）油罐直径油罐高度立式内浮顶油罐3460001935024050015850立式拱顶油罐2399862144412850018969外浮顶油罐240500158500.214500126906重庆科技学院本科生课程设计 加热目的及方法2 加热目的及方法为了降低油品的粘度，提高其流动性，必须进行加热。油库中对油品加热的主要目的是：降低油品在管道内输送的水力摩阻，加快油罐车和油船的装卸速度，促进原油破乳，使油品脱水和沉降杂质，加速油品的调合等。油品加热常用的热源有水蒸气、热水、热空气和电能等。水蒸气是目前最常用的热源，它具有热焓高、易于制备和输送、使用比较安全等优点，油库加热作业常采用表压为个大气压的水蒸气。对油品进行加热所采用的加热方法有：蒸汽直接加热法、蒸汽间接加热法、热水垫层加热法、热油循环加热法和电加热法等。其中蒸汽间接加热法是将水蒸气通过油罐中的管式加热器和罐车的加热套，使加热器或加热套升温来加热油品。优点是蒸汽与油品不直接接触。这种方法适用于一切油品的加热，目前应用广泛。油库中对输油管道的加热方法有蒸汽管伴随加热和电加热。库内管道一般都不长，热油在管道中输送不会有很大温降，油品不至于在管路中凝固，所以一般情况下不需要进行伴随加热。只是对间歇作业的不放空的粘油和凝固点低于最低周围介质温度的油品，它们的管路才采用伴随加热。蒸汽管伴随加热法分为内伴随和外伴随，内伴随优点是热能利用率高，加热时间短。缺点是蒸汽管温度较高，应力补偿不易处理；蒸汽管发生漏损时不宜维修和处理；蒸汽管安装在内部增大了油流的水力摩阻。外伴随用保温材料把蒸汽管和油管包扎在一起。优点是施工和维修方便；缺点是热效率低。管路的电加热有直接加热、间接加热和感应加热三种方法。直接加热法是对管路直接通电，使管路自体发热而加热管内油品，优点是比较简便，缺点是管路应包覆良好的电绝缘材料，以减少电流损失和保证安全。间接加热法是把有良好电绝缘的电热导线和油管用保温材料包扎在一起，电热导线通电后发热，将热量传给油管以加热管内油品；感应加热是把线圈和油管用保温材料包扎在一起，线圈通交流电后产生交变磁场，输油管在交变磁场中诱发产生感应电流而升温，使管内油品被加热。但是我国的电力资源一直比较紧张，所以一般不采用电加热方式。综上所述，本设计中油罐加热采用蒸汽间接加热法,管路保温采用外伴随加热。7重庆科技学院本科生课程设计 加热器选择3 加热器的选择油罐中常用的加热器按布置形式可分为全面加热器和局部加热器。3.1全面加热器全面加热器用于对油罐中的油品全面加热，它均匀布置在罐内距罐底不高的整个水平位置上，其结构形式分为分段式加热器和蛇管式加热器。3.2分段式加热器分段式加热器由若干个分段构件组成，每一分段构件由24根平行的管子与两汇管连接而成。整个分段构件可从人孔进出，便于安装和检修。几个分段构件以并联或串联的形式联成一组，组的总数取偶数，每组有单独的蒸汽进口和冷凝水出口。优点：当某一组发生故障时，可单独关闭该组阀门，而用其他完好的各组继续进行加热作业。此外，分组还可以调节加热过程，根据加热过程实际需要来关开闭组数。缺点：但分段加热器的加热效果不如蛇管式好，管子连接头多，伸缩不便，容易造成管子接头处焊口损坏而发生蒸汽泄漏，对于不严格要求含水量的油品，对于进行间歇作业并需经常调节加热面积的油罐，适宜采用分段式加热器3.3蛇管式加热器蛇管式加热器是用一根很长的管子弯曲成的管式加热器，为了安装和维修方便才设置少量的法兰连接。蛇管在油罐下部均匀分布。为了使管子在温度变化是自由收缩，用导向卡箍将蛇管安装在金属支架上。常把蛇管分成几节彼此对称地分布在进出油管的两侧，各节均有单独的蒸汽输入管和冷凝水排出管，各节可单独调节以调整加热面积。其优点：蛇管在罐内均匀分布，可提高油品加热效果。缺点：安装和维修均不如分段式加热器方便，每节蛇管的长度比分段式加热器要长得多，因而蛇管加热器需要采用较高的蒸汽压本设计中的油库经营的油品有：93#汽油，5#柴油和重油，93#汽油由于凝点较低，粘度也相对较低，且闪点较低，所以不对93#汽油的油罐进行加热。但5#柴油和重油的粘度相对同温度下的汽油较大，油库所在地区最低气温又比较低，为保证装卸作业的顺利进行，必须对这两种油品的油罐进行热。本设计中选用蛇管式加热器,用表压38个大气压。8重庆科技学院本科生课程设计 加热器结构计算4 加热器结构计算4.1油罐总传热系数地上不保温立式油罐的总传热系数 （4-1）式中传热系数； 表示面积；角码符号、罐壁、罐顶和罐底。按油罐装满系数为计算，应取为罐壁总面积的。罐壁传热系数 （4-2）式中 油品至油罐内部放热系数，W/m2； 罐壁的厚度，m； 罐壁的放热系数，W/m2； 罐壁至周围介质的放热系数，W/m2； 罐壁至周围介质的辐射放热系数，W/m2。 （4-3）式中 、系数，决定值的大小，可由参考文献1的表4-7查得； 油罐内油层高度，m； 油品在定性温度下的导热系数，W/m2 ； 格拉晓夫准则，反映流体在自然对流时粘滞力与浮升力的关系，即流体自然对流的强度： （4-4）普朗特准则，反映流体的物理性质： （4-5）其中 重力加速度，；定性温度下流体的运动粘度，；定性温度下流体的比热容，。定性温度下流体的导热系数，W/m2；定性温度下流体的密度，；定性温度下流体的体膨胀系数，；可由参考文献1表4-8查得；流体的平均温度与放热壁面温度的差值，；决定性尺寸，；考虑管线内部放热时为内径，外部放热时为外径。 （4-6）式中 15时的油品密度，；油品的定性温度，。油品的定性温度取油品平均温度和加热器管子外壁温度的算术平均值。加热器管子的外壁温度可先假设，求出值后再校核原假设是否正确，也可近似地取加热器管子外壁温度等于蒸汽温度。 （4-7）空气的导热系数（可从参考文献1表4-21查得），；油罐的直径，m；雷诺数，无量纲； （4-8）风速，按最冷月平均风速计算，m/s空气的粘度见参考文献1表4-13，m2/s系数，按 的值查参考文献1表4-13查得。 （4-9）黑体的辐射系数，W/K4罐体黑度，见参考文献1表4-14罐体平均温度，最冷月空气平均温度，2） 罐顶传热系数和罐底传热系数罐顶传热系数和罐底传热系数比较小，相对于罐壁它们对油罐的总传热系数影响较小，可不进行详细计算而选用经验数值。取罐底系数选择标准：5000m3 W/m2由总传热系数公式可知，对总传热影响最大的是罐壁部分，其次是罐顶，而罐底的影响最小。本设计中油库选用的油罐容积均大于5000m3 ，所以取，。地上保温油罐的总传热系数地上保温立式油罐的总传热系数求法不保温油罐相同，只是在计算罐壁传热系数时，考虑到保温层的热阻比其它热阻大得多，可由下式求得 （4-10） 式中 保温材料的导热系数，；保温层的厚度，；地上保温油罐的罐顶传热系数和罐底传热系数与地上不保温油罐的罐顶传热系数和罐底传热系数取值相同表4-1 查得油品比热容值油品定性温度，油品比热容，油品定性温度，油品比热容，01.696601.888101.729701.921201.758801.955301.792901.985401.8251002.018501.8591102.0474.1.1柴油油罐的总传热系数计算5#柴油属于轻柴油，通过查储运油料学表5-25可得5#柴油的凝点为5，本设计中转-分配油库加热作业的主要目的在于输转油品，所以加热终温应高于凝点510。本设计中选高于凝点10，因此5#柴油的加热终了温度为15，即=15。5#柴油采用立式拱顶油罐5个20000的油罐和1个10000的油罐（1）20000的油罐的总传热系数的计算取， 1)平均油品温度的计算 所以2)罐壁传热系数的计算假设油品的定性温度假设 把的数值带入储运油料学附表2油品密度温度系数表中查得，所以此假设正确由参考文献1表4-9查得油品比热容值并用内插法算得定性温度下的（从参考文献1表4-8原油和油品体膨胀系数查得） 从参考文献1查表4-7得 查由参考文献1表4-12并用内插法可得到 从参考文献1的表4-13查得 已知黑度，黑体辐射系数所以假设合理 （2）10000的油罐的总传热系数的计算取， 罐壁传热系数的计算假设油品的定性温度由20000的油罐的总传热系数的计算 由参考文献1表4-9查得油品比热容值并用内插法算得定性温度下的（从参考文献1表4-8原油和油品体膨胀系数查得）从参考文献1查表4-7得 查由参考文献1表4-12并用内插法可得到 从参考文献1的表4-13查得 已知黑度，黑体辐射系数所以假设合理 4.1.2 重油的传热系数计算重油即常压渣油由参考文献1表4-2得到渣油的加热温度推荐值为7080，本设计中选70,重油油罐采用地上保温立式罐（1）20000的油罐的总传热系数的计算地上保温立式油罐的罐壁传热系数 根据经验，选择玻璃棉毡为保温层材料，油罐的保温层厚度取m与地上不保温油罐相同，地上保温油罐的罐顶传热系数和罐底传热系数相对于罐壁传热系数对总传热系数影响较小，可不进行详细计算而选用经验值，取， (2）2000的油罐的总传热系数的计算与20000的油罐的总传热系数的计算相同，根据经验，选择玻璃棉毡为保温层材料，油罐保温层厚度取m 。，（油罐容积小于5000）取， 4.2单位时间内加热油品所需的总热量 （4-11）单位时间内加热油品所需的总热量，W；用于油品升温的热量，J； （4-12）融化已凝固那部分油品所需热量，J； G （4-13）在加热过程中散失于周围介质中的热量，J; （4-14） 式中 加热总时间（可参见参考文献1表4-10），s 被加热油品总质量，kg 油品的比热容，J/kg N凝结的石蜡在油品中的含量，% K传热系数，W/m2 石蜡的溶解潜热，kJ/kg 油罐的总面积（，、分别为罐顶、罐壁、罐底的表面积），； 油罐总传热系数，； 加热过程中油品的平均温度，；根据设计任务书，取； 油罐周围介质温度，。4.2.1 5#柴油单位时间内加热油品所需的总热量（1）20000的油罐的加热器单位时间内加热油品所需总热量油品升温所需的热量按下式计算：由于柴油中不含蜡所以融化蜡所需要的热量=0加热过程中散失于大气中的热量单位时间内加热油品所需的总热量按下式计算：由参考文献1表4-10油品升温所需的加热时间查得范围为大于48，本设计中取5小时（2）10000的油罐的加热器单位时间内加热油品所需总热量油品升温所需的热量按下式计算：由于柴油中不含蜡所以融化蜡所需要的热量=0加热过程中散失于大气中的热量单位时间内加热油品所需的总热量按下式计算：由参考文献1表4-10油品升温所需的加热时间查得范围为大于48，本设计中取5小时4.2.2 重油单位时间内加热油品所需的总热量(1）重油20000的油罐的加热量计算取， 平均油品温度的计算 所以假设平均温度修正系数为0.00055，代入计算由计算得到的的值查参考文献2附表2可知假设成立 油品的比热由参考文献1表4-9油品的比热容查得重油的凝固点取20，从参考文献1表4-11查得溶解潜热=217.7，油品总质量加热时间(2）重油2000的油罐的加热量计算取， 重油的凝固点取20，从参考文献1表4-11查得溶解潜热=217.7，油品总质量加热时间4.3加热器的加热面积计算油库中常用饱和蒸汽做热源，当不考虑冷凝水在加热器中过冷时，冷凝水和蒸汽温度相等，都等于工作压力下的饱和温度，此时 （4-15）如果使冷凝水的温度冷却到低于饱和水温度，以达到充分利用热源的目的，就需要增加加热面积，此时加热器面积应按下式计算 （4-16）以上两式中单位时间内加热油品所需要的热量，W热源通过加热器对油品的总传热系数，热源进入加热器时的温度，罐内油品在加热过程中的平均温度，过冷系数，可有参考文献1表4-5查得表4-5 蒸汽冷凝水过冷系数 油品加热终温蒸汽压力（表压）MPa0.10.20.30.40.50.6101.011.021.041.061.071.08201.011.021.041.061.071.08301.011.021.041.061.081.09401.021.021.051.061.081.09501.021.031.051.071.091.10601.021.031.061.081.101.11701.021.041.061.081.101.12801.031.051.071.091.111.13901.041.061.081.101.121.13(1)油品平均温度的计算当时，用算式平均法求得，即 （4-17）当时，用对数平均法求得，即 （4-18）式中油品加热起始温度， （4-19） 油品加热终了温度， 油罐周围介质的温度，(2)蒸汽经加热器至油品总传热系数 值用圆筒壁传热公式计算 （4-20）式中 蒸汽向加热器内壁的内部放热系数，；管子的内外径及计入水垢和油污等在管子内外壁上的沉积物后各层的直径，；水垢、管子、油品沉积物等的导热系数，；加热器管子的外径，；从加热器管子最外层至油品的外部放热系数，。蒸汽在加热器管子内的运动速度较快，蒸汽本身粘度一般很小，因此常处于紊流状态（）。内部放热系数可按紊流状态下强制运动的放热公式计算： （4-21）式（4-21）为不考虑相变情况下的计算公式。实际上，蒸汽在加热器管子中不断冷凝，加热器中同时存在蒸汽和冷凝水，因此计算放热系数时应考虑相变的影响。此时，蒸汽对加热器内壁的内部放热系数（）可按下式计算: (4-22)式中 加热器进口处的蒸汽速度，一般取；蒸汽从加热器进口至出口所经过的管子长度，。由以上两式求得的值常在之间，数值较大，因此项就很小，实际计算中甚至可以忽略不计，再考虑到与之间的差别并不大，的计算可简化为： （4-23）式中 从加热器管子最外层至油品的外部放热系数，；附加热阻，；其值可由下表查得。表5.2 加热阻R应用条件R.( )1.油品洁净，不易在加热管上结垢2.加热管较新，无铁锈3.使用表压超过0.5MPa的蒸气0.000861.油品不很洁净，油温较高，易结垢2.加热管较旧3.使用表压为0.20.5MPa的蒸气0.00171.油品不洁净，易结垢2.加热管铁锈较多使用表压为0.2MPa以下的蒸气0.0026 （4-24）式中 、系数，决定值的大小，可参考文献5中的表4-7查得；加热器管子外径，m；油品在定性温度下的导热系数，；格拉晓夫准则，反映流体在自然对流时粘滞力与浮升力的关系，即流体自然对流的强度； （4-25）普朗特准则，反映流体的物理性质； （4-26）其中 重力加速度，；定性温度下流体的运动粘度，；定性温度下流体的比热容，；定性温度下流体的导热系数，；定性温度下流体的密度，；定性温度下流体的体膨胀系数，；可由参考文献1表4-8查得；流体的平均温度与放热壁面温度的差值，；决定性尺寸，；考虑管线内部放热时为内径，外部放热时为外径。 （4-27）式中 15时的油品密度，；油品的定性温度，。油品的定性温度取油品平均温度和加热器管子外壁温度的算术平均值。加热器管子的外壁温度可先假设，求出值后再校核原假设是否正确，也可近似地取加热器管子外壁温度等于蒸汽温度。4.3.1柴油的加热器面积计算5#柴油属于轻柴油，通过查储运油料学表5-25可得5#柴油的凝点为5，本设计中转-分配油库加热作业的主要目的在于输转油品，所以加热终温应高于凝点510。本设计中选高于凝点10，因此5#柴油的加热终了温度为15，即=15。5#柴油采用立式拱顶油罐5个20000的油罐和1个10000的油罐(1)20000的油罐的加热面积的计算 根据参考文献1，加热器采用无缝钢管制作，=0.05，附加热阻取为0.00172。表压力0.4MPa的蒸汽温度为149，已知罐内油品平均温度为，假设加热器管壁温度为。定性温度：。由参考文献1的表4-9查得（由参考文献1的表4-8查得）从参考文献1查表4-7得 所以假设加热器罐壁温度为99.5成立由参考文献1表4-5蒸汽冷凝水过冷系数 查得 （2）10000的油罐的加热面积的计算由上面20000的油罐的加热面积的计算可知，加热面积的计算不涉及油罐直径和高度的计算，仅仅是加热器单位时间所需的总热量不同。因此10000的油罐的加热面积为：4.3.2 重油的加热器面积计算重油即常压渣油由参考文献1表4-2得到渣油的加热温度推荐值为7080，本设计中选70（1)20000的油罐的加热面积的计算根据参考文献1，加热器采用无缝钢管制作，=0.05，附加热阻取为0.00172。表压力0.6MPa的蒸汽温度为169，已知罐内油品平均温度为，假设加热器管壁温度为。对于各准则的计算，定性温度取为温度取为。 由参考文献2查表5-38可得70时的恩氏粘度为14.1 由参考文献2查表2-8可得换算关系 由参考文献1的表4-9查得（由参考文献1的表4-8查得）从参考文献1查表4-7得 由参考文献1表4-5蒸汽冷凝水过冷系数 查得 （2）2000的油罐的加热面积的计算由上面20000的油罐的加热面积的计算可知，加热面积的计算不涉及油罐直径和高度的计算，仅仅是加热器单位时间所需的总热量不同。因此10000的油罐的加热面积为：27重庆科技学院本科生课程设计 管路保温5 管路保温5.1 概述保温结构作用石油库中为了减少油罐、蒸汽管路、热油管路的损失，有时加做保温层是合算的。它能起到节省热能、减少加热器面积和降低加热设备容量的作用。根据经验，蒸汽管道都做保温层。 不能保证输油后迅速排空的输油管道，如果所输油品的凝固点又低于周围介质的月平均温度，应对管道做保温层。用蒸汽管道热伴随或者电加热的热油管道应做保温层。对于储存粘油和易凝油的油罐，在我国华北、东北和西北地区都应做保温层。5.2保温结构5.2.1对保温结构的要求（1）保温结构应该有足够的机械强度 。保温结构要能承受自重及外力的冲击，能在受风力、雪载荷、空气温度波动及雨水的情况下不致脱落，以保证整体的结构性，所以要选用具有一定机械强度的保温层。（2）要有良好的保护层。要能保证外部的水蒸气、雨水以及潮湿泥土的水分不进入保温层。因为水分进入保温层后，不仅使保温材料厚度增加而且使保温材料变软、发霉、腐烂，降低机械强度，破坏保温结构的完整性，同时也增加散热损失。（3）保温结构要简单、易于施工和维修方便，同时尽量减少材料的消耗量和尽量做到保温结构外表整齐美观。（4）保温材料应有较低的导热系数，一般不大于0.140，最大也不应该超过0.233，保温材料的密度要小，一般应低于600kg/m3;耐热温度高，耐振动；抗压强度应不小于0.3MPa含可燃物和水分极少；吸水性低；对金属无腐蚀作用等等。综合上述要求，查参考文献1的4-28表能够用保温材料的密度和导热系数综合考虑，本设计选用玻璃棉毡做保温材料。保证热损失量不超过最大损失量见下表：5-1管道保温之最大允许散热量管道外径/mm流体温度/507010015020025057243360809010830478511013016515940561051351651952195070120160195235273608413518522026532570981552102453005.2.2 保温结构的种类保温结构的种类较多，有涂抹式、填充式、捆扎式、浇灌式、喷涂式、预制装配式等。无论哪种结构形式，在保温施工前都应先将保温壁或壳面除锈，并做防腐处理。5.3 油罐和管路保温的热力计算5.2.1保温层厚度计算保温层的厚度要根据计算和经济分析来确定。确定保温层厚度的方法通常有限定保温层表面温度、限定起始与终了温降、根据最佳经济条件和限定单位时间内允许散热量等多种方法，本设计中采用限定单位时间允许热散失量的计算方法来确定，对于油罐保温的厚度，只要把圆管传热改为平壁传热，也同样可采用管道保温厚度的方法来确定，考虑到油库管道较短，可认为全线的传热系数K值相同，因此全线采用相同的保温厚度。 （5-1）式中 管路保温层厚度，mm； 管路外径，mm； 保温材料的热导率，； 管表面温度，； 保温后管路允许散热量，一般取348，或按表（5-1）选取。由上一步设计计算可得本设计中几种油品的输油管道的规格如下表：表5-2各种油品所选管规格表油品名称吸入管管径DN/mm管子外径/mm壁厚/mm排出管管径DN/mm管子外径/mm壁厚/mm93#车用汽油1501594.51001084.05#柴油2002196.01501594.5重油1501594.51501594.5（1）93#汽油：管路外径mm，保温材料热导率为保温层厚度按温度最低时计算，油库所在地区月最低气温为-15，取管路表面管路表面温度为10，保温后管路允许散热量按经验选取为232mm（2）5#柴油：管路外径=219mm，保温材料热导率，管路表面温度为30保温后管路允许散热量按经验选取为232mm（3）重油管路外径mm，保温材料热导率为，管路表面温度为50，保温后管路允许散热量按经验选取为2325.3.2 管路保温厚度对减少热损失的作用分析保温管路与不保温管路热损失比值地面保温管路 （5-2） （5-3）由于和相对于和要大得多，在式（5-2）和式（5-3）中和可忽略不计，因而得 （5-4）保温管路与不保温管路热损失比值管路有保温层时，单位管长上的热损失管路无保温层时，单位管长上的热损失、管内流体的温度、管外介质的温度、管路内经、外径、保温层外径、钢管导热系数、保温材料导热系数、管路的内部放热系数、外部放热系数保温层厚度，管路外部放热系数： （5-5）（1）93#汽油：管路外径，保温材料热导率，管内流体的温度为40，管路外部放热系数由前面加热器部分可得到保温管路与不保温管路热损失的比值：查由参考文献1表4-12并用内插法可得到 从参考文献1的表4-13查得 （2）5#柴油：已知管路外径为219mm，保温材料热导率为 从参考文献1的表4-13查得 （3）重油管路外径为，保温材料热导率为 在整个计算过程中不涉及油品的物理参数计算，只和管直径有关，所以5.3.3蒸汽管路的热力计算对于地面敷设的蒸汽管路，周围介质温度就是大气温度。总热阻为： （5-6）式中 蒸汽管保温层的热阻，； 保温层外径，mm； 保温层外壁至周围大气的对流放热系数，可近似取。蒸汽管路单位长度上的热损失为式中 蒸汽管路单位长度上的热损失，； 蒸汽温度，； 周围介质温度，； 总热阻，。管上为的蒸汽管路的的总热损失为 （5-7）系数1.25考虑到支架、法兰、阀件等处的附加热损失。式（5-7）是以蒸汽管路沿线单位长度上的热损失均相等为前提的。实际上蒸汽在管路内流动的过程中因压降而产生温度变化，沿线单位管长上的热损失并不相等。因此用式（5-7）计算蒸汽管路的总热损失是近似的。求得管路终点蒸汽的压力值和热焓值，就可从水蒸气图表上查得在管路终点的蒸汽温度。蒸汽管路的长度L均取为（1）93#汽油：管路外径为，保温材料热导率为，保温层的外径，蒸汽管保温层的热阻总热阻蒸汽管路单位长度上的热损失蒸汽管路的的总热损失（2）5#柴油：管路外径为，保温材料热导率为，保温层的外径，3）重油：管路外径为，保温材料热导率为，保温层的外径，蒸汽管路的的总热损失34重庆科技学院本科生课程设计 蒸汽锅炉的蒸汽消耗量6 蒸汽锅炉的蒸汽消耗量锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能、高温烟气的热能等形式，而经过锅炉转换，向外输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。6.1 锅炉的用途锅炉的主要用途为采暖、洗浴和供应优质蒸汽等。采暖、洗浴用的锅炉主要是热水锅炉，工业上用的锅炉主要是蒸汽锅炉。6.2 蒸汽锅炉的分类蒸汽锅炉按照燃料可以分为电蒸汽锅炉、燃油蒸汽锅炉、燃气蒸汽锅炉等；按照构造可以分为立式蒸汽锅