《油库设计与管理》PPT课件.ppt

,油库设计与管理,第一章 油库概述,第一节 油库的作用和类型 第二节 油库的分级和分区 第三节 油库容量的确定,第一章 油库概述,油库是用来接收、储存和发放石油或石油产品的企业和单位。 油库的作用 基地作用：是国家石油储备和供应的基地 纽带作用：是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带 油库的类型 根据油库的管理体制和业务性质划分 根据油库的主要储油方式划分,第一章 油库概述,第一节 油库的作用和类型,第一章 油库概述,第一节 油库的作用和类型,根据油库的管理体制和业务性质划分 独立油库 企业附属油库,油库,独立油库,企业附属油库,民用油库,军用油库,储备油库,中转油库,分配油库,储备油库,供应油库,野战油库,油田原油库,炼厂原油及成品油库,机场及港口油库,农机站油库,其它企业附属油库,第一节 油库的作用和类型,根据油库的主要储油方式划分 地面油库 隐蔽油库 山洞油库 水封石洞库 地下岩盐库 海上油库,第一章 油库概述,第一节 油库的作用和类型,地面油库：储油罐设置在地面上,第一章 油库概述,第一章 油库概述,第一节 油库的作用和类型,隐蔽油库：将储油罐部分或全部埋入地下，上面覆以一定厚度的土 。,山洞油库：将储油罐建设在人工开挖的洞室或天然的山洞内。,第一章 油库概述,第一节 油库的作用和类型,第一章 油库概述,第一节 油库的作用和类型,水封石洞库：将油储存在未经被覆的地下岩洞中，利用稳定地下水的水封作用来防渗漏,第一章 油库概述,第一节 油库的作用和类型,地下盐岩库 海上油库,第二节 油库的分级和分区,油库的分级,注：油库总容量是指所有储罐公称容量与桶装油品设计存放量之和，不包括零位罐、高架罐、放空罐以及是油库自用油品储罐的容量。,第一章 油库概述,第二节 油库的分级和分区,油品的分类,第一章 油库概述,第二节 油库的分级和分区,油库的分区,第一章 油库概述,第二节 油库的分级和分区,第一章 油库概述,第二节 油库的分级和分区,库区平面布置举例,公路装卸 作业区,油罐区,行政管理区,铁路装卸作业区,桶装 作业 区,消防设施,辅助,第一章 油库概述,第三节 油库容量的确定,要求 集中来油时能及时地把油品卸到库内 在两次来油的间隙，应有足够的储存油品供应用户 油库容量确定方法 周转系数法 储存天数法 统计预测法,第一章 油库概述,第三节 油库容量的确定,周转系数法确定油库容量,式中： Vs：某中油品的设计容量，m3 G：该种油品的年销量，t ：该种油品的密度，t/m3 K：该种油品的周转系数 ：油罐利用系数,第一章 油库概述,第三节 油库容量的确定,周转系数是指某种油品的储油设备在一年内被周转使用的次数，即： 油罐利用系数 名义容量（计算容量，理论容量） 储存容量 作业容量 公称容量,第一章 油库概述,第三节 油库容量的确定,名义容量 储存容量 作业容量,第一章 油库概述,第三节 油库容量的确定,储存天数法确定油库容量,式中： Vs：油品的设计容量，m3； G：油品的年周转量，t； N：油品的储存天数； ：油品储存温度下的密度，t/m3； ：油罐的利用系数； t ：油品的年操作天数。,第一章 油库概述,第三节 油库容量的确定,统计预测法确定油库容量 每个月的月末剩余：Vi=进油量-销售量 剩余累计：Vs=Vi 油库容量：V=Vsmax-Vsmin 即油库在储存了最大销售量的同时，应能储存最大进油量。,第一章 油库概述,第三节 油库容量的确定,第一章 油库概述,进油、销售、月末剩余及剩余累计表,注：月末剩余Vi为正，入超； 月末剩余Vi为负，出超,油库容量：V=Vs max-Vs min=+10-(-26)=36,第三节 油库容量的确定,油罐选用的一般原则 每种油品通常选两个油罐储存 计量选用容量较大的储罐 对整个油库，选用储罐的规格应尽可能统一,第一章 油库概述,END,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业 第二节 油品的水路装卸作业 第三节 油品的公路及桶装作业,第一节 油品的铁路装卸作业,油品铁路装卸油设施 铁路油罐车 铁路专用作业线 装卸油鹤管 集油管和输油管 铁路装卸栈桥,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,铁路油罐车 铁路油罐车的类型 按载重量分 按所装载油品的性质分 轻油罐车 重油（粘油）罐车 沥青罐车 液化气罐车,第二章 油品的装卸作业,颜色：轻油罐车银白色 结构：重油罐车有加热套和下卸器,第一节 油品的铁路装卸作业,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,铁路油罐车的主要技术参数 车体总长：1212.5m 净载重量 标记载重和自重 净载重系数： 冷却系数： 容量（计）表,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,铁路专用作业线 作业线要布置成尽头式 作业线应严格保持平坡直线 合理选择作业线股数 轻、粘油作业线宜分开布置。若轻、粘油布置在同一股作业线上，相邻轻、粘油两鹤管之间的距离不宜小于24米，而且在布置时应轻油在前，粘油在后。,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,小鹤管,大鹤管,第二章 油品的装卸作业,铁路装卸油鹤管,第一节 油品的铁路装卸作业,第二章 油品的装卸作业,集油管和输油管,第一节 油品的铁路装卸作业,双侧栈桥 单侧栈桥,第二章 油品的装卸作业,铁路装卸栈桥,第一节 油品的铁路装卸作业,油品铁路装卸油方法 铁路装油方法：上部装车 铁路卸油方法 上部卸油 泵卸法 自流卸油 潜油泵卸油 压力卸油 下部卸油,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,泵卸法 自流卸油,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,潜油泵卸油 压力卸油,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,铁路装卸油系统 轻油装卸系统 输油系统 真空系统 放空系统 粘油装卸系统 输油系统 加热系统 放空系统,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,真空系统作用 引油灌泵 抽吸油罐车底油或扫舱 真空系统的组成 真空泵 真空罐 气水分离器 真空管路,放空系统作用 防止混油 防止凝管 防止胀坏管路 放空系统组成 放空罐 放空管路,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,铁路装卸区管网的连接 鹤管与集油管的连接 专用单鹤管式 多用单鹤管式 双鹤管式,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,真空管路与输油系统的连接,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,铁路装卸油鹤管数的确定 铁路装卸油鹤管数到库油罐车数、鹤管与集油管的连接方式有关。 鹤管数设置的要求：作业线上每一个油罐车位都有一根鹤管与之对应。,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,(1) 按作业量确定一日到库的最大油罐车数 （向上取整）,ni：某油品一日内到库罐车数，辆； k ：铁路运输不均衡系数； 推荐：成品库k=23，原油库k=12； G：油品年运输量，t； T：年操作天数，350360d； V：罐车容积，平均值50m3； ：油品密度，t/m3； ：罐车装满系数。 原油、汽煤柴等，0.90；重油，0.95； 液化气，0.85,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,(2) 按机车牵引定数确定一次到库的最大油罐车数 （向下取整） (3) 实际一次到库的最大油罐车数 其中： m为按作业量确定的一次到库最大油罐车数, p为油品日装卸车批次，不宜大于4批次/d。,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,(4) 作业线上需设置的车位数N 当p=4时， ， 其中 （向上取整）为一次到库的油罐车列数 当p=2或3时，N=n2 当p=1时 若 ，则 否则， N=n2,第二章 油品的装卸作业,第一节 油品的铁路装卸作业,铁路作业线长度的确定,式中： 中的项表示可选项； L ：装卸作业线长度，m； l ：一辆油罐车的长度，m； n ：一次到库的最大油罐车数 L1 ：作业线起始端（自警冲标算起）到第一辆油罐车起始 端的距离，L1=31m； L2 ： 作业线终端车位的末端到车挡之间的距离，L2=20m； 12 ： 轻、粘油罐车之间的安全净距，m。,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,水路运输的特点 载运量大 能耗少、成本低 投资少,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,港址选择 地质条件好，避免产生过大的位移或沉降 防波能力强 水域面积宽阔 有足够的水深 与其它码头有足够的安全距离,T：设计最大船舶满载吃水深度 Z1：船底至河（海）底允许的最 小安全裕量 Z2：波浪影响的附加深度 Z3：考虑油船航行时的附加深度 Z4：考虑泥沙淤积的附加量,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,栈桥式固定码头,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,外海油轮系泊码头 浮筒式单点系泊设施 浮筒式多点系泊设施 岛式系泊设施,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,油船装卸工艺流程,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,油码头泊位数的计算,第二章 油品的装卸作业,N 泊位数（整数） 裕量 N1 最少泊位数 n 年需要船次数 m 一个泊位年最多靠船次数 P 年装卸量 G 设计船型每船次装卸量 Ty 年工作时间 t1 每船次占用泊位的时间 t 两次停泊时间之间的空档时间,第二节 油品的水路装卸作业,计算数据的确定 年工作时间Ty = 年工作日昼夜装卸作业小时 年工作日=365日不利作业日数 昼夜装卸作业小时一般取24h 不利作业日数包括： 雾日 ：折减系数取0.7 雷暴日 ：折减系数取0.3 大风日 ：折减系数取0.8 冰封日 ：折减系数取0.1 洪水停航日 ：折减系数取1.0 枯水期停航日 ：折减系数取1.0,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,一船次装卸量G = 船舶载油量残油量 船舶载油量是指油轮的净载重量，即船舶纯粹能载货物的重量 残油量即每次不能完全卸净的剩余油量。轻油可不考虑，油轮沿途可以加温时，粘油也可不考虑，但对不能加温的油驳等，按实际情况考虑。 内河船还要考虑枯水期减载量 两次停泊时间之间的空档时间t 一般按612h考虑,第二章 油品的装卸作业,第二节 油品的水路装卸作业,每船次占用泊位时间 t1包括： 待泊时间 ：建议取1.02.0h 靠岸、系缆时间 ：建议取0.51.0h 输油前准备时间 ：一般取0.52h 排压舱水时间 输油时间 ：根据岸和船上输油泵的能力、输油管径和长度、油轮载货量确定 输油后的整理时间：一般要12h 解缆离岸时间：一般约0.5h,第二章 油品的装卸作业,第三节 油品的公路及桶装作业,公路装卸油设施 汽车油罐车 鹤管 汽车装油台(亭) 通过式 倒车式 圆亭式,第二章 油品的装卸作业,第三节 油品的公路及桶装作业,公路装油方法 泵送灌装 自流灌装 高架罐自流灌装（不推荐）,第二章 油品的装卸作业,第三节 油品的公路及桶装作业,汽车油罐车卸油场地,第二章 油品的装卸作业,第三节 油品的公路及桶装作业,汽车装油鹤管数的确定,N 每种油品的装油鹤管数量 G 每种油品的年装油量，t T 每年装车作业工时，h Q 一个装油臂的额定装油量，m3/h（应低于限制流速） 油品密度，t/m3 k 装车不均衡系数 B 季节不均衡系数。 对于季节性的油品（如农用柴油、灯用煤油），B值等于高峰季节的日平均装油量与全年日平均装油量之比； 对于无季节性的油品，B=1,第二章 油品的装卸作业,第三节 油品的公路及桶装作业,整装作业（桶装作业） 油桶的灌装方法：泵送、自流 油桶的称量方法：重量法、容量法 灌油间,第二章 油品的装卸作业,第三节 油品的公路及桶装作业,灌油栓数量的确定,n 灌油栓数 G 某种油品年灌装量，t m 年工作天数 K1 灌装不均匀系数，有桶装仓库K1=1.11.2 无桶装仓库K1=1.51.8 q 一个灌油栓每小时的计算生产率，m3/h K 灌油栓的利用系数，一般取K=0.5 T 灌油栓每日工作时间，h 灌装油品的密度，t/m3,第二章 油品的装卸作业,第三节 油品的公路及桶装作业,桶装仓库面积的确定,F 桶装仓库面积，m2 Q 桶装仓库设计存放量，t n 桶垛堆码层数； 人工堆放：n2 机械堆放：甲类油品， n2 乙类油品， n3 丙类油品， n4 油品的密度，t/m3 d 油桶卧放时为油桶的直径，油桶立放时为油桶高度，m K 体积充满系数，一般取 K= 0.60.612 仓库面积利用系数， = 0.30.4,END,第二章 油品的装卸作业,第三章 油库管路和泵房,第一节 油库工艺流程设计 第二节 简单工艺管线管径的确定 第三节 泵机组的选型及校核 第四节 铁路上卸系统汽阻断流的校核 第五节 输油系统工作点的确定,第一节 油库工艺流程设计,所谓油库工艺流程设计，就是合理布置和规划油库经营油品的流向和可以完成的作业，包括油品的装卸、灌装、倒罐等。 油库工艺流程设计基本原则 满足生产要求 操作方便，调度灵活 节约投资,第三章 油库管路和泵房,第一节 油库工艺流程设计,罐区管网布置形式 单管系统 双管系统 独立管道系统 一般油库罐区管网的布置形式以双管系统为主，以单管系统和独立管道系统为辅。,第三章 油库管路和泵房,第一节 油库工艺流程设计,第三章 油库管路和泵房,第一节 油库工艺流程设计,油品分组 分组原则：把性质相似、色泽相近的油品分为一组 分组目的：同一组内的油品可以共用泵、管路进行输送,第三章 油库管路和泵房,第一节 油库工艺流程设计,第三章 油库管路和泵房,第一节 油库工艺流程设计,油库泵房类型,第三章 油库管路和泵房,第一节 油库工艺流程设计,泵房工艺流程标准流程,接罐区 管网,接装卸 区管网,第三章 油库管路和泵房,第二节 简单工艺管线管径的确定,第三章 油库管路和泵房,第二节 简单工艺管线管径的确定,有泵管路根据经济流速确定管径 经济流速,第三章 油库管路和泵房,第二节 简单工艺管线管径的确定,选管径步骤 确定管路所输油品在计算温度下的粘度 查表得出相应的经济流速 计算管径 选择标准管径,第三章 油库管路和泵房,第二节 简单工艺管线管径的确定,无泵管路根据自流作业要求确定管径 假定流态 计算管径 校核流态,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,油库常用泵简介 输油泵 离心泵 容积式泵 真空泵,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,离心泵工作原理,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,螺杆泵工作原理,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,真空泵工作原理,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,离心泵的选型及校核 离心泵的选择 选泵依据：流量，扬程 计算公式,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,计算参数的确定 业务流量：根据作业量及作业时间确定 液位差： 计算长度： 计算温度 取推荐操作温度或加热温度 汽油，取最热月大气平均温度 其它油品，取最冷月大气平均温度,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,离心泵的校核 几种特殊工况的校核 离心泵吸入性能的校核 （泵安装高度的计算）,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,几种特殊工况的校核,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,离心泵吸入性能的校核 校核依据： 允许汽蚀余量 ；允许吸入真空度 二者之间的换算关系,式中： Pa：当地大气压力, Pa Pt：输送温度下液体的饱和蒸气压, Pa v ：泵入口处的流速, m/s,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,离心泵最大允许安装高度的计算 以吸入最危险工况为前提,式中： Py：吸入液面压力 h ：从吸入液面到泵入口处的摩阻损失 下标s：表示实际输油工况,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,泵特性的换算,当油品粘度小于50厘沱(5.010-5m2/s)时,当油品粘度大于50厘沱(5.010-5m2/s)时,系数,查有关图表确定。,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,容积式泵的选择 流量条件：QQ业 压力条件：P P实,第三章 油库管路和泵房,式中：Q ：泵的实际排量 Q业：业务流量,式中：P ：泵的实际排出压力（额定压力） P实：泵在实际工况下的排压,第三节 泵机组的选型及校核,油泵电机功率的计算,驱动离心泵 电机功率 驱动容积式泵 电机功率,：油品密度，kg/m3 Q：所有工况中的最大流量（高-低） （容积式泵为泵的设计流量），m3/s H：最大流量下对应的泵的扬程，m ：最大流量下泵的效率 Pd：泵的出口压力，Pa Ps：泵的入口压力，Pa K：功率安全系数 N7.5kW时，K=1.051.1 N=1.57.5kW时，K=1.21.5 N1.5kW时，K=2.0,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,真空泵的选择与校核 真空泵的抽气速率：是指泵出口为大气状态时，单位时间内泵所抽吸的在泵吸入口状态下的气体的体积，m3/min 业务抽气速率：,式中： Qg：真空系统的业务抽气速率 V ：真空系统所抽吸的容积 t ：抽气时间 P1：抽气起始压力 P2：抽气终了压力,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,业务抽气速率的换算（换算到标准状态） 选泵： 在压力P(P1+P2)/2下， Qgb为泵样本上给出的真空泵抽气速率（标准状态）,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,引油计算选泵 所要抽吸的容积包括鹤管、集油管、泵的吸入管路以及真空罐的容积之和； 引油作业时间，根据作业要求而定，一般取35min； 抽气初始压力为当地大气压力； 抽气终了压力，一般指将油品引到鹤管最高点时的压力； 计算业务抽气速率，并将其换算成标准状态下业务抽气速率，进行选泵。,第三章 油库管路和泵房,第三节 泵机组的选型及校核,扫舱校核 扫舱速率 式中： V：一辆罐车的底油，一般V=0.60.7m3 t ：抽吸一辆罐车底油所用的时间，t=35min K ：考虑吸入空气而引入的附加系数，K=1.52 换算成标准状态下的扫舱速率 真空罐内的真空度 校核：要求根据引油计算选择的真空泵在真空度Ps下的扫舱速率不小于,第三章 油库管路和泵房,第四节 铁路上卸系统汽阻校核,解析法： 当 时，铁路上卸系统发生汽阻 其中，卸油系统管路中任一点剩余压力： 图解法：作真空剩余压力图 （以吸入最危险工况为前提绘制）,第三章 油库管路和泵房,第四节 铁路上卸系统汽阻校核,真空剩余压力图作图步骤 按比例绘制整个上卸系统的纵断面图 由吸入端的最低液位（即罐车底部）向上标出当地大气压头，并作水平线，即大气压力线 根据吸入最危险工况，计算各管段的摩阻和速度头之和 分别在各点的垂线上从大气压力线开始向下截取各管段的摩阻与速度头之和，并连成折线，即压力坡降线。管路纵断面图上任一点到压力坡降线之间的垂直距离就表示该点的剩余压力 将压力坡降线向下平移输送温度下所输油品的饱和蒸汽压头，得到蒸汽压力线 将压力坡降线向下平移大气压头，得到真空线。,第三章 油库管路和泵房,第四节 铁路上卸系统汽阻校核,b,c,d,e,f ,Ha,Ht,大气压力线,剩余压力线,饱和蒸汽压线,Ha,真空线,第三章 油库管路和泵房,第四节 铁路上卸系统汽阻校核,避免汽阻断流的措施 设计上 改变鹤管形式，或降低鹤管高度 加大汽阻点之前的管径 操作上 对罐车淋水降温，或夜间卸车 调节泵出口阀，减小流量 采用压力卸油,避免汽蚀的措施 设计上 加大泵吸入管路的管径 在保证泵到装卸区安全距离的前提下，缩短吸入管路长度 操作上 对罐车淋水降温，或夜间卸车 调节泵出口阀，减小流量 采用压力卸油,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,图解法步骤 作出泵的特性曲线 作各段管路特性曲线 将各条特性曲线按照输油系统实际的串并联关系进行叠加 找出整个输油系统的工作点 确定泵在工作点下的工作参数以及各条管段在工作点下的流量,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,能量消耗线 消耗线方程：H=(Z终-Z始)+hf 消耗线形式： 消耗线起点坐标：（0，Z终-Z始） 能量供应线的应用： 供应线方程：H=(Z始-Z终)-hf 供应线形式： 供应线起点坐标：（0，Z始-Z终）,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,例题1,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,解法一,(1+2),Hp,1,2,Z2-Z0,W,Hp,Qp, Q1, Q2,Hs,Q,H,Z0-Z1,o,Hd,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,解法二,Hp,1,2,Z0-Z1,Z2-Z0,(1+2),W,Hp,Qp, Q1, Q2,Hs,1,(Hp + 1),W,Hs,H,Q,o,Hd,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,例题2,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,解法一,Q,H,3,2,1,(2+3)/,1+(2+3)/,W,Q1,Q3,Q2,o,Z0-Z1,Z2-Z0,Z3-Z0,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,解法二,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,例题3,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,2,H,Q,Hp,3,1,(Hp-3),(Hp-3)+2/,W,Hs,Hp,Qp, Q3,Q2,Q1,o,Z0-Z1,Z0-Z2,Z3-Z0,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,例题4,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,当Hp1=Hp2及hf1=hf2,第三章 油库管路和泵房,第五节 输油系统工作点的确定,当Hp1Hp2或hf1 hf2,END,第三章 油库管路和泵房,第一节 油品加热目的及方法 第二节 油罐罐式加热器设计 第三节 蒸汽管路的计算 第四节 油罐及管路的保温,第四章 油品加热与保温,第一节 油品加热目的与方法,油品加热的目的：降粘 油罐及管线保温的目的： 经济目的：减小热损失，降低能耗 生产目的：方便操作，减少事故发生,第四章 油品加热与保温,第一节 油品加热目的与方法,油品加热方法 油罐（车）加热方法 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 电加热法 油管线加热方法 蒸汽伴随加热法（内伴随、外伴随） 电加热法（直接加热、间接加热、感应加热）,第四章 油品加热与保温,第一节 油品加热目的与方法,蒸汽直接加热法：,第四章 油品加热与保温,第一节 油品加热目的与方法,蒸汽间接加热法：,第四章 油品加热与保温,第一节 油品加热目的与方法,热水垫层加热法：,第四章 油品加热与保温,第一节 油品加热目的与方法,热油循环加热法：,第四章 油品加热与保温,第一节 油品加热目的与方法,内伴随加热：,第四章 油品加热与保温,第一节 油品加热目的与方法,外伴随加热：,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,油罐管式加热器种类 全面加热器 分段式加热器 蛇管式加热器 局部加热器,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,油品加热温度的确定 加热终了温度tyz 油品性质 作业性质 地区及气温 节约能源 安全因素,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,加热起始温度tys,第四章 油品加热与保温,式中： tys：油品加热起始温度 tyz：油品加热终了温度 tj ：油罐周围介质温度 K：从油品到油罐周围介质的总传热系数 Fi：油罐总散热面积 ：冷却时间 G：油罐内油品总质量 c ：油品比热容,第二节 油罐管式加热器设计,周围介质温度 地上固定顶罐 地上卧罐 埋地油罐,第四章 油品加热与保温,式中： ttu：最冷月地表平均温度； tqi：最冷月油罐周围大气的平均温度； ：油罐的高度和直径的比值,第二节 油罐管式加热器设计,公式推导假设条件 在整个冷却过程中，油温处处均匀一致 在整个冷却过程中，油品无蜡析出 在整个冷却过程中，油罐的总传热系数为常数 油品的比热容为常数 根据能量平衡： 油品冷却放出的热量油罐向周围介质的散热量 dQ1=- Gcdt dQ2=KFi(t-tj)d dQ1=dQ2,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,油罐全面加热器加热面积的计算,式中： F：加热器加热面积，m2； Q：单位时间内加热器向油品提供的热量，W； K0：蒸汽通过加热器对油品的总传热系数； t1：蒸汽在加热器进口处的温度，； t2：蒸汽在加热器出口处的温度，； ty：加热过程中罐内油品的平均温度，。,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,关于t1和t2 加热器入口是饱和蒸汽，出口是饱和水，又忽略加热管中的压降，则有：t2= t1 加热器进口为饱和蒸汽，出口为过冷水，则加热器的加热面积为：,式中： 为过冷系数,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,罐内油品平均温度ty,时，,时，,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,K0的计算,式中： 1：蒸汽对加热管内壁的换热系数（内部放热系数）； di (i=1,n)：管子内径，水垢、油污等各层的直径； i：加热管、水垢、油污等的导热系数； 2：加热器最外层到油品的换热系数（外部放热系数）； d ：加热器管外径。,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,定性尺寸的选取 管线内部放热，取内径 管线外部放热，取外径 定性温度的选取 受迫对流换热，取流体温度 自然对流换热，取流体和换热壁面温度的平均值,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,Q的计算 加热器向油品提供的总热量Q包括： 油品升温所需的热量 融化蜡结晶所需的热量 通过油罐散失于周围介质中的热量 总热量：,式中： ：蜡的溶解潜热 K：油品至油罐周围介质的 总传热系数 ：油品加热时间,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,K 的计算,其中 为油罐的装满系数,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,加热器总长 蛇管式加热器分段长度,式中： D：加热器管外径，m； C=0.00005 m-1； P1：加热器进口蒸汽压力，Pa； P2：加热器出口蒸汽和冷凝水压力，Pa； tZ：饱和蒸汽温度，； H：汽水混合物的摩阻系数。,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,蒸汽耗量的计算,式中： GZ：加热器蒸汽耗量，kg/s； Q：加热所需总热量，W； iZ：加热器进口处干饱和蒸汽的热焓值，J/kg； iN：加热器出口处饱和冷凝水的热焓值，J/kg；,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,铁路油罐车的加热计算,Q1 ：油品升温及溶解蜡结晶所需要的热量, J； Q3 ：单位时间内蒸汽通过加热套传递给油品的热量，W; q1 ：通过油罐车上表面散失于周围大气中的热量，J； q2 ：通过加热套散失于周围大气中的热量，J；,第四章 油品加热与保温,第二节 油罐管式加热器设计,油罐车加热时间 加热一辆油罐车所需要的蒸汽量,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,输油管路的伴随加热 内、外伴随的含义 伴随管管径和根数的确定 热力计算：蒸汽温度的确定 伴随管路敷设的要求,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,蒸汽管路的水力计算 管径的确定,式中： d：蒸汽管内径，m； GZ：蒸汽的质量流量，kg/s； vZ：蒸汽的流速，m/s，pp.204 表4-25 Z：蒸汽的密度，kg/m3； Z1：蒸汽管起点处蒸汽的密度，kg/m3； Z2：蒸汽管终点处蒸汽的密度，kg/m3；,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,管路压降的计算,(mmH2O),式中： ：水力摩阻系数（阻力平方区） 蒸汽管：e=0.2mm； 冷凝水管：e=0.5mm L计：蒸汽管路计算长度，m； GZ：蒸汽的质量流量,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,计算步骤 已知PZ1(或PZ2) 假设PZ2(或PZ1) 计算 计算d 计算P 计算出PZ2(或PZ1) 结束,假设与计算结果不符,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,蒸汽管路的热力计算 蒸汽管路的热损失Q=1.25qL,式中： q：单位管长上的热损失， tZ：蒸汽的平均温度， tj：蒸汽管路周围介质温度， 对于地上管路，tj=最冷月大气平均温度 对于埋地管路及管沟敷设的管路，tj=最冷月土壤平均温度 R：蒸汽到管路周围介质的总热阻 L：蒸汽管路总长 1.25：考虑了支架、法兰、阀门等处的附加热损失。,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,蒸汽管路中的冷凝水量,式中： 为汽化潜热，J/kg,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,疏水器（阀） 作用：排水阻汽 类型： 机械型：利用蒸汽和冷凝水的密度差 恒温型：利用蒸汽和冷凝水的温度差 热动力型：利用蒸汽和冷凝水的热动力学性质的差异,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,疏水器工作流程,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,疏水器选择的依据,工作压差：P=P1-P2 设计排水量：,Gsh：疏水器的设计排水量； G：计算求得的疏水器排量； 即：蒸汽管路中的冷凝水量； K：排量倍率； 连续操作时，K取23； 间歇操作时，K取34。,P1：疏水器进口压力 P2：疏水器出口压力,h：冷凝水管摩阻； Z：回水箱液面到疏水器 出口间的位差； P3：回水箱液面上的压力。,第四章 油品加热与保温,第三节 蒸汽管路的计算,疏水器的选择 查样本，满足在工作压差P下，G样本Gsh 疏水器的工作压力小于等于疏水器允许最大承压 选择疏水器时，注意不同类型疏水器的适用条件,第四章 油品加热与保温,第四节 油罐及管路的保温,保温管路的热损失率： 地上保温管路 埋地保温管路,第四章 油品加热与保温,式中: qb：保温管路单位管长上的热损失，W/m q：在同样外界条件下，不保温管路单位管长上的热损失,第四节 油罐及管路的保温,第四章 油品加热与保温,第四节 油罐及管路的保温,第四章 油品加热与保温,第四节 油罐及管路的保温,保温层厚度的确定 根据最优经济条件确定 根据限定的保温层表面温度确定 根据限定的温降值确定,第四章 油品加热与保温,END,第五章 油品蒸发损耗,第一节 概述 第二节 油品蒸发损耗发生的过程 第三节 油品蒸发损耗的类型 第四节 油罐内温度的变化规律 第五节 油罐内混合气体的油气浓度 第六节 油品蒸发损耗量的计算 第七节 油品蒸发损耗量的测量 第八节 油品降耗措施,第一节 概述,油品损耗 自然损耗 事故性损耗 油品蒸发损耗的危害 油品数量减少 油品质量下降 造成大气污染,第五章 油品蒸发损耗,第二节 蒸发损耗发生的过程,油品蒸发损耗发生的过程 液面处油品的蒸发，产生油蒸汽 油蒸汽在气体空间中的扩散 油气混合物呼出罐外,第五章 油品蒸发损耗,第二节 蒸发损耗发生的过程,影响油品蒸发速度的因素 油品的温度 油品的自由表面 气相中油蒸气的浓度 液面上混合气体的压力 油品的种类,气相中油蒸汽的传质过程 分子扩散(浓度差引起) 热扩散(密度差引起) 强迫对流(压力差引起),第五章 油品蒸发损耗,第二节 蒸发损耗发生的过程,第五章 油品蒸发损耗,第三节 油品蒸发损耗的类型,固定顶油罐（按损耗成因划分） 自然通风损耗 静止储存损耗 （“小呼吸”损耗） 动液面损耗 （“大呼吸”损耗）,第五章 油品蒸发损耗,第三节 油品蒸发损耗的类型,浮顶油罐 静止储存损耗 外界环境中风的作用使油罐周边密封圈空间产生强制对流发生损耗 发油损耗 （粘壁损耗）,第五章 油品蒸发损耗,第四节 油罐内温度的变化规律,罐内气体空间温度变化： 日落日出： t油面t气体空间t顶板t大气 日出日落： t顶板t气体空间 t油面,第五章 油品蒸发损耗,第四节 油罐内温度的变化规律,第五章 油品蒸发损耗,第四节 油罐内温度的变化规律,罐内气体空间温度变化与大气温度变化的关系 气体空间温度总是高于大气温度； 大气温度与气体空间温度都呈周期性变化，变化周期为24小时； 临近日出时大气温度与气体空间温度均达到最小值，二者相差不大，约13； 正午后23小时大气温度与气体空间温度均达到最大值，二者相差可达1020。,第五章 油品蒸发损耗,第四节 油罐内温度的变化规律,第五章 油品蒸发损耗,第四节 油罐内温度的变化规律,罐内油品温度分布 在一个昼夜内，油品温度变化不大； 油品储存一段时间后，昼夜平均油温基本上等于大气平均温度； 一般，油面昼夜平均温度略高于油品昼夜平均温度； 油面温度的昼夜变化幅度约为气体空间昼夜温差的2040。,第五章 油品蒸发损耗,第四节 油罐内温度的变化规律,第五章 油品蒸发损耗,第五节 罐内混合气体的油气浓度,油气浓度 油气浓度与储油时间的关系,第五章 油品蒸发损耗,第五节 罐内混合气体的油气浓度,油气浓度分布与储油液位的关系 从扩散和自然对流的角度出发来解释 从油罐吸气时产生的强制对流来解释,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,油品蒸发损耗的计算公式 半理论半经验公式 纯经验公式 蒸发损耗基本方程 假设条件 油罐是严密的，不存在自然通风现象 罐内混合气体在储存条件下可以看成理想气体； 油罐气体空间中混合气体的油气浓度是均匀而且饱和的。,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,公式推导思路 利用理想气体状态方程求出第一次吸气结束到第二次吸气开始之前两状态的空气质量的变化量，并利用空气排出时成比例地带走油蒸气的原理来求出呼出的油蒸气的质量。,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,方程中各参数取值的规定 状态1：气体空间昼夜最低温度时 状态2：气体空间昼夜最高温度时 T1：气体空间的日最低温度，K T2：气体空间的日最高温度，K Py1：气体空间日最低温度下油品的饱和蒸气压，kPa Py2：日最高油面温度下油品的饱和蒸气压，kPa Cy1：状态1时混合气体中油蒸气的饱和浓度，Cy1=Py1/P1, % Cy2：状态2时混合气体中油蒸气的饱和浓度，Cy2=Py2/P2, % P1：状态1时气体空间绝对压力，kPa P2：状态2时气体空间绝对压力，kPa,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,“小呼吸”损耗的计算 瓦廖夫斯基-契尔尼金公式 即：利用蒸发损耗基本方程计算“小呼吸”损耗量时有V1=V2=V,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,康士坦丁诺夫公式,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,API理论公式,影响“小呼吸”损耗的主要因素有： （1） 昼夜温差T （2） 油气浓度的增量 (Py2-Py1) （3） 呼吸阀控制压力范围 (Pya-Pz) （4） 气体空间体积V （5） 油蒸气浓度 (Py2+Py1),第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,“大呼吸”损耗的计算 计算“大呼吸”损耗量时有 气体空间的压缩率和膨胀率 收油时：,设刚刚开始呼气时气体空间的体积为 ，下面我们就推导 的表达式。,状态1: 真空阀刚刚关闭,状态2: 压力阀刚刚开启,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,由蒸发损耗基本方程：,令：,得：,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,状态1: 真空阀刚刚关闭，p1=pa+pz 状态2: 压力阀刚刚开启，p2 = pa + pya,定义： 为气体空间的允许体积压缩率。,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,发油时： 状态1：压力阀刚刚关闭，p1=pa+pya 状态2：真空阀刚刚开启，p2 = pa + pz 气体空间膨胀刚刚开始吸气时体积为 可得气体空间允许膨胀率 。,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,以微小增量的形式表示各参数： 气体空间的压缩率和膨胀率表示为：,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,影响“大呼吸”损耗的主要因素 呼吸阀控制压力的范围的影响 蒸气压的变化范围的影响 温度变化的影响,第五章 油品蒸发损耗,第六节 油品蒸发损耗的计算,车船装卸损耗 与装油时间的关系 白天装车比夜间装车的蒸发损耗小。 鹤管口位置对损耗的影响 鹤管口距离罐车底部越远，装车损耗越大。,第五章 油品蒸发损耗,第七节 油品蒸发损耗量的测量,数量法 量油法 测气法 体积浓度法 物性法 蒸汽压法 比样法,第五章 油品蒸发损耗,第七节 油品蒸发损耗量的测量,原始油样，净重为A 待测油样（经过自然蒸发的油样），净重为B 经过人工蒸发后，原始油样损耗为a，待测油样损耗为b 原始油样损耗率为： 待测油样损耗率为 待测油样原始油品重B+C（C为储存期间油品的自然蒸发损耗量），自然蒸发损耗率为 B+C这部分原始油品经自然蒸发、人工蒸发后的总损耗率为： 则由 可得到,第五章 油品蒸发损耗,第八节 油品降耗措施,降低油罐内温差 淋水降温 正确选用油罐涂料 安装反射隔热板 提高油罐的承压能力 消除油面上的气体空间 收集、回收油蒸气 安装呼吸阀挡板,第五章 油品蒸发损耗,第八节 油品降耗措施,加强管理，改进操作措施 合理使用油罐，尽量减少储油的空容量，减少油罐的受热面积和油料蒸发面积 减少库内输转 适时收发油品：温降时收油，温升时发油 恰当掌握收发油速度，即快收慢发 定期检查油罐的密封状况 灌装车、船时不允许喷溅式灌油,END,第五章 油品蒸发损耗,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术 第二节 油库防雷 第三节 油库防静电,第一节 油库消防技术,油库火灾和爆炸的原因 主观原因 客观原因 电器设备的火花、过热等 金属的撞击引起火花 静电和雷电 可燃物的自燃 库外火源,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,石油产品易燃、易爆性衡量判据 石油产品易燃性衡量判据 闪点、燃点、自燃点 石油产品易爆性衡量判据 爆炸极限,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,燃烧与灭火 燃烧定义：同时伴有发光、发热的激烈的氧化反应 燃烧三要素（燃烧的必要条件） 可燃物 助燃物 导致燃烧的能源,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,燃烧过程：大多数可燃物质的燃烧是在蒸气或气体状态下进行的。,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,燃烧形式 按燃烧反应相的不同分：均相燃烧；非均相燃烧 可燃气体的燃烧形式： 混合燃烧 扩散燃烧 可燃液体、固体的燃烧形式 蒸发燃烧 分解燃烧 表面燃烧,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,燃烧机理（连锁反应理论） 在空气中存在着游离态的原子、离子的具有一定能量的活性基因，或称活化基、活化中心。主要是原子氧、氢、氢氧化合物：O*、H*、OH*（*表示是活化基）,例如氢的燃烧，连锁反应可以写成下面几个步骤：,H*+O2O*+OH* O*+H2H*+OH* 2(OH*+H2) 2(H*+H2O),H*+3H2O22H2O+3H*,形成活化基增殖的反应链。,+,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,爆炸及爆炸极限 爆炸定义：物质自一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生巨大声响的现象称为爆炸 根据爆炸压力波传播速度，爆炸可分为： 轻爆：传播速度（数十厘米数米/秒） 爆炸：传播速度（10米 数百米/秒） 爆轰：传播速度（10007000m/s）,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,爆炸分类 物理性爆炸 化学性爆炸 简单分解爆炸 复杂分解爆炸 爆炸性混合物爆炸,由可燃气体、蒸气及粉尘与空气混合形成的混合物的爆炸均属此类爆炸。这类爆炸需要一定的条件，例如：爆炸性物质的含量、含氧量、激发能源等等。同此，其危险性较前二类要低，但极普遍，造成的危害性也较大。,从机理上讲，爆炸性混合物爆炸属于混合燃烧的剧烈形式。,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,爆炸极限：可燃气体或蒸气与空气组成的混合物能使火焰蔓延的最低、最高浓度，称为该气体或蒸气的爆炸下限、上限 影响爆炸极限的因素： （1）原始温度 （2）原始压力 （3）含惰性介质量,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,灭火方法 冷却法 窒息法 隔离法 化学中断法 （化学抑制法）,常用灭火剂 水蒸汽 干粉 卤化物 化学泡沫 空气泡沫,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,油罐火灾的类型 稳定燃烧 爆炸燃烧 爆燃 沸溢燃烧 热波：宽馏分油品储罐火灾中，高温热油层随重组分向下传播的现象称为热波现象 产生沸溢的必要条件 油品具有移动热波特性 油品中含有游离水、乳化水、或者油层下有水垫层 油品具有足够的粘度,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,油罐火灾的特点 油品燃烧表面温度 油品燃烧速度 直线燃烧速度：单位时间内由于燃烧使油品表面下降的速度， cm/h或mm/min 重量燃烧速度， kg/m2 h,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,罐内油品燃烧火焰特征 火焰的高度 火焰的倾斜度 火焰的温度：燃烧火焰温度主要取决于燃烧物的种类，一般石油产品的火焰温度在900 1200之间。火焰温度高，热辐射强度大，对邻近物的威胁也就越大。,通常认为： D6m， 焰高H=1.5D D6m，焰高H=23D,无风条件下：倾角0 15 风速4m/s：倾角60 70,第六章 油库安全技术,空气泡沫的制备 空气泡沫的灭火原理 隔离与窒息作用 隔热与降温作用 冲淡可燃气体，减轻火势,第一节 油库消防技术,第六章 油库安全技术,空气泡沫的性能要求 具有良好的稳定性和抗烧性 具有良好的流动性 具有适当的发泡倍数 空气泡沫的性能指标 25%析液时间 抗烧时间 90%控制时间,第一节 油库消防技术,第六章 油库安全技术,第一节 油库消防技术,空气泡沫灭火系统的形式 液上喷射空气泡沫灭火系统 固定式灭火系统 半固定式灭火系统 移动式灭火系统 液下喷射