文献综述-华南油品管道公司跃进油库油罐区及装卸设施设计.doc

常州大学本科生毕业设计（论文）文献综述 学号： 10409325 常 州 大 学毕业设计（论文）文献综述（2014届）题 目 华南油品管道公司跃进油库油罐区及设施设计 学 生 学 院 石油工程学院 专 业 班 级 储运103 校内指导教师 专业技术职务 讲师 校外指导老师 专业技术职务 高工 二一四年三月题目：华南油品管道公司跃进油库油罐区及设施设计一、前言1课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势 1.1课题意义与国内外研究现状随着经济建设的快速发展，对于石油产品的需求量显著增加，同时也对油库的建设和油库自动化管理提出了更高的要求，现代化油罐的单罐容量与以前相比有了明显的增加。这些都在客观上对油库的安全防护工作和日常运营过程中的油品自动化管理提出了新的更高的要求。加强油库建设与管理对社会经济的发展至关重要。油库是整个成品油销售系统中非常重要的一环，其在整个销售系统中处在节点和枢纽的位置。因此，油库的安全工作就成了关系到各个方面的重要工作。而油库的消防系统为控制及扑灭油库火灾提供了有效的保障。所以，消防系统是油库中一个非常重要的必备系统。研究和改进油库的消防安全系统着有重要的意义。 我国非常丰富的石油资源，是今后一个时期内国民经济发展的重要因素之一，无论是开发利用国内石油资源，还是利用国外石油资源，它们都离不开储备油库。在石油价格飙升的带动下，目前全国范围内压缩石油的需求也在急剧上升。石油在城市中的应用越来越广泛，使得许多城市的油库建设成为重点。由于技术的原因，目前我国城市用油以城市加油站为主。在现在加油站不断增多的情况下，要求有更多的油库尽快建成。全国各省市地方也在积极地兴建新的油库，改进油库建 设 技 术，发 展 油 库，保 证 油 库 安 全，这 些 都 显 的 极 为 重 要。国 内 外 油 库 建 设 技 术领域的专家学者就油库设计开发应用前景及合作已进行了很长时间的研究。有关专家认为，管道局与国内外压缩机生产、科研及技术服务等单位的合作，必将推动油库建设效率、高稳定性、高信息化、高科技含量和高附加值的方向发展。 随着人类文明的发展，动国内外对石油的需求一路攀升。这几年来石油消耗量年年猛增，油库新建和扩建工程逐年增多；随着我国能源安全战略方针的提出，建设国家石油储备库提到了议事日程，并 进 入 了 实 施 阶 段。在 此形 势 下，石 油 库 的 设 计 任 务 将 愈 加 繁 重。在 此，笔 者 仅 将 这 几 年 设 计 中 直 接 或 间接 碰到的问题浅谈一下看法为有效提升大型油库消防安全等级，降低事故发生概率。首先从油品性质、储油形式方面对大型油库的火灾危险性进行了分析，在此基础上，结合大型油库火灾扑救的实际情况，从工程设计角度对大型油库储罐布置形式、消防系统设计、事故排水系统设计进行研究。认为现行规范的部分规定不能满足扑灭大型火灾的需要，指出柴油消防泵的油料储备量， 以及消防水池和泡沫罐的容积应适当加大，并针对库区道路宽度、罐组布置、储罐防火堤设置、消防泵房动力源以及事故缓冲池的设置等问题提出改进意见，供工程实践参考。相关调查报告显示，2005-2007年，国内成品油（汽、煤、柴油）消费基本维持年均6%的平稳增速。中国成品油市场近年来在成品油批发市场开放后，原有格局被打破，随着以美欧大石油石化公司为主的外资企业抢滩中国大陆市场，市场竞争更趋激烈。其预测：2010-2015年，由于经济下滑和石油市场走弱而推迟的一些项目将陆续上马，中国成品油产量将进入快速增长时期。成品油销售的的持续增长使油库的安全性越来越受重视。报告中提到，中石化所集团面对的竞争越来越激烈，为了保证在竞争中始终不落后于人就要求在主要的一些环节不能出现事故，这就促使了中石化在集团内部要严管油库的安全保障工作。 1.2国内外发展趋势当今世界,石油化工油品储运的自动化水平不仅是石化企业现代化的重要标志,更是激烈竞争的市场机制下增效创收的强有力的手段,国外自动化水平不仅不断深化生产过程自动化、辅助设施自动化和经营管理自动化,而且正向过程控制和信息管理相结合的总体自动化方向发展。在国外，油库自动化技术的研究起步较早，技术也比较成熟，自动化程度比较高。大型油库的发油控制系统多数采用分布式（DCS）控制系统2，例如，Honeywell、AB、Rosemount等公司的DCS系统安全可靠，性能稳定，功能强大，在大型油库的监控系统中被广泛采用。在国内，油库自动化发油系统的研究起始于上个世纪80年代初期，由于受当时技术水平的所限，多数采用集中式发油系统。集中式发油系统：一般采用单片机、工控机作为控制器，可实现多路发油回路同时控制，一般只需一台控制器即可实现整个油库的所有发油控制。集中式发油系统对于大型油库是一种经济的方案。但是这种控制系统存在一个致命的缺点，如果主控制器出现故障，所有鹤管都不能发油操作，整个系统将不能运行。随着计算机、网络技术的发展，90年代初期，油库自动化系统出现了集散式发油控制系统。集散式发油控制系统由多台监控主机通过通讯电缆，来控制和管理各个发油控制器，每个发油控制器分别对自己所对应的发油现场设备进行控制。也就是分散控制，集中管理的思想。这种集散控制方式，可以提高发油速度和安全保障能力，系统运行比较灵活。 近年来，我国油库在自动化装备、技术、功能、规模等方面都有了很大提高；测量和控制装置不断更新升级，正在运行的数千套DCS和IPC系统已成为大中型石油企业的主要控制手段。应用的水平也从手工操作发展到自动控制，从低级的单回路控制发展到高级复杂系统控制，直到管控一体化。但石油化工行业中，各企业的发展很不平衡，不同规模企业的自动化水平也相差较大。2课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题 2.1课题的研究目标和内容 （1）油罐区总容量及分区罐容量计算确定，油罐单罐容量及数目确定； （2）罐区总平面布置，作库区总平面布置图； （3）工艺流程设计及相关工艺计算，作工艺管道及仪表流程图（CAD+手绘）； （4）罐区管线布置设计； （5）泵房安装设计计算，包括泵及管线阀门布置，泵型选择计算，泵安装高度计算，油品输送阻力计算及管径选择，作公路发油区工艺管道安装图； （6）罐区消防设计，消防管线阀门布置及计算，泵型选配及安装高度计算，作消防工艺流程图； （7）库内公用工程、环境保护、劳动保护及安全卫生的设计及布置。 2.2 课题拟解决的关键问题 成品油年预测经营量为62万吨，其中汽油32万吨，柴油30万吨；油品种类：汽油：90# 、93#、97；柴油：0#、10；油品性质：汽油：粘度20=0.743mPas；密度20=731kg/m3；柴油：粘度20=4.07mPas；密度20=830kg/m3；油库按管路支线中间站配套库考虑； 库区建设条件：按油库所在地地形、水文地质资料及相关气象资料；工程自然条件（另附）库区拟订位置地形图（另附）；库区拟订位置地形图（另附）；设计依据：相关国家规范与标准。 2、 设计方案的确定1. 方案的原理与依据 油库设计的原理及依据： a、认真贯彻国家有关的各项方针政策，正确处理各种矛盾，辩证地分析水、电、交通、水文地质、材料供应以及经营条件等各方面的相互关系，做到技术先进，经济合理，生产安全，管理方便，节约能源。 b、建库地点应力求隐蔽，军用油库应处理好平时与战时的关系，既要有利于平时使用，又要考虑到战时的隐蔽和安全。 c、必须贯彻执行节约用地的原则。选择库址时应尽量不占或少占耕地，尽可能利用荒地及坏地。与当地主管部门配合，在油库规划和建设中照顾到当地农业的发展。 d、选择库址时要注意周围环境，符合城镇发展计划，贯彻国家有关安全防火和环境保护的规定。2. 设计步骤2.1 总图布置库址要经过量化风险分析，不能影响周边的企业、厂矿和居民区，安全距离和风险要能保证对周边的影响在标准允许范围内。要考虑当地的气象条件、雷暴季节的长短、地质条件，是否有可能产生地震等地质灾害。其他还应当考虑工艺方面的要求，整个生产布局的要求。其中，安全应当作为选择库址的一个最重要的前提条件。可按下述原则： 石油库的位置应尽量避开大中型城市、大型水库、重要的交通枢纽、机场、 电 焊、重点工矿企业和其他军事战略目标。石油库的库址应选择在交通方便的地方，尽量便于消防车到达。石油库的库址应选择在地势较为平坦的地方，库址的自然地形最好具有较为明 显的坡度，以便于石油库排水和进行油品自流作业。石油库周围有明火时，库址宜选择在常年主导风向的侧风向。石油库位于西岸边时，应与居民点、码头、桥梁等保持相应的安全距离，并应选择爱江、河的下游地带，以免油品着火时顺流而下。在地震区建造石油库时，应考虑抗震设施。在地震裂度大于或等于9度的地区，不应建造1-1级石油库。库址应选择在地质条件较好的地方。不应建在有土崩、断层、滑坡、沼泽、流沙及泥石流的地区，也不宜建在3级湿陷性大空土地区。石油库与周围企业、居住区、交通线等的安全距离应符合国家有关规定。油库周围严禁堆放易燃易爆物品。2.1.1 平面布置 油库的总平面布置比较复杂，总平面布置要在满足规范的前提下进行布置。尽量做到分区明确、布局紧凑、流程顺畅、本质安全、节约投资、绿化美观、方便管理、提高效益。同时在设计过程中充分的利用现有的地形条件和库外市政条件，紧凑合理的布局，设计出最好的方案。2.1.2 装卸区布置 油库装卸区的位置取决于铁路专用线的进库方位和码头位置。铁路装卸区宜布置在油库的边缘地带。这样不至于因铁路油罐车的进出而影响其它区的操作管理，也减少铁路与库内道路相交叉，有利于安全和消防，水运收发区须靠近码头，水路装卸区的内河装卸油品码头应建在其它相邻码头或建（构）筑物的下游，如果有困难，在设有可靠的安全设施条件下，亦可建在上游。公路装卸区应布置在石油库面向公路的一侧，油库入口附近，并尽量靠近公路干线，以及与公路干线衔接。1）铁路装卸区的布置：铁路装卸区宜布置在油库的边缘地带。这样不致因铁路油罐车的进出而影响他各区的操作管理，也减少铁路与库内道路的交叉，有利于安全和消防。2）水运装卸区的布置：水运装卸区的内河装卸油品码头时应建在其他相邻码头或建筑物的下游，如果 确实有困难时，在设有可靠的安全设施条件下。亦可建在上游。3）公路装卸区的布置：公路装卸区应布置在石油库面向公路的一侧，油库出入口附近，并尽量靠近公路干线，以便与公路干线衔接。该区是外来人员和车辆来往较多的区域，宜设围墙与其他各区隔开，并应设单独的出入口，外来车辆可不驶入其他各区，出入方便，比较安全。在出入口处应设业务室、休息室、外来人员只限在该区活动，更有利于安全管理。 2.1.3辅助生产区辅助生产区是为了生产服务的，其有关设施应尽量接近生产单位，以利于生产。锅炉房为明火生产建筑，应布置在油罐区主导风向的下侧，在有汽油的生产车间的下风向，并尽可能布置在供热负荷的中心地段或接近热负荷较大的建筑物，以便尽量缩短管线，减少热损耗，并考虑自流回水的可能性。消防泵房的位置，要便于进水，便于瞭望油罐区和消防人员的活动。消防水池或水塔应靠近消防泵房。2.1.4行政管理区 这个区是油库的行政和业务管理区，是生产管理中心，它担负着油库的三大任 务：（1）指挥生产，保证油品安全装卸和储存，并做好运行记录。（2）贸易活动，进行油品的调入和销售。（3）保护油库安全。其主要设施有:办公室、营业室、消防人员宿舍等。 2.1.5库内道路的布置 油库中心与最近的消防道路之间的距离不应大于80m。相邻油罐组防火堤外堤脚线之间应留有宽度不小于7m的消防通道。 油罐区应设环行消防道路。四五级油库、山区或丘陵地带的油罐区可设有回车场的尽头式消防道路。 消防道路与外堤脚线之间的距离不小于3m。 一级油罐区和装卸区消防道路的路面宽度不小于6m，其他级别罐区不小于4m。 一级油罐区和装卸区消防道路的转弯半径不小于12m。2.1.6污水处理设备的布置炼油加工及贮藏运输等过程中排放量最大的一种废水，含油废水主要来自装置凝缩水，油气冷凝水，油品油气洗水，油泵轴封，油罐切水及油罐等设备洗涤水，化验室排水等。水中主要含有原油、成品油、润滑油及少量有机溶剂和催化剂等，水中的油多以浮油、分散油、乳化油及溶解油的状态存在。国内外对炼油混合废水多采用生物二级处理流程，即隔油-浮选-生物处理流程，采用该流程一般可以达到现行的排放标准。对于一些排放要求比较高的地区，可在二级处理工艺的基础上增加废水深度处理流程，使出水水质达到地面水或回用水标准。 2.1.7油库内各种管道的布置油库内各种管道布置 的综合、协调、平衡等工作是总图设计内容之一. 2.1.8消防系统的设计油库消防从开始的纯手动操作发展至今,已经实现了自动报警、自动监视、自动灭火和喷淋冷却等先进消防控制技术,在油库火灾预警、火灾扑灭及人员调度等方面发挥了积极的作用,很大程度地提升了油库的消防安全水平。但近年来油库规模和储量不断扩大,造成运行管理难度和安全风险。 a.消防泵的设置消防泵应设置回流管，消防泵房内经常启闭的阀门，当管径大于300mm时，宜采用电动阀或气动阀，并能手动。一组水泵的吸水管和出水管不宜少于两条，当其中一条发生故障时，其余的应能通过全部水量。消防泵宜采用自灌式引水，当采用负压上水时，每台消防泵应有单独的吸水管。两台或两台以上的消防泵组，为了保证消防水泵不间断地供水，应设有两条吸水管。 b.罐顶冷却水管的布置设置冷却喷头，喷头的喷水方向与罐壁的夹角应在 30 60 ， 当储罐上的环形冷却水管分割成两个或两个以上弧形管段时，各弧形管段间不应连通，并应分别从防火堤外连接水管；且应分别在防火堤外的进水管道上设置能识别启闭状态的控制阀。 冷却水立管应用管卡固定在罐壁上，其间距不宜大于 3m 。 c.消防给水管道及消火栓冷却喷水环管上宜设置膜式喷头，喷头布量间距不宜大于2m，喷头的出水压力不应小于0.1MPa。油罐冷却水的进水立管下端应设清扫口。清扫口下端和油罐基础顶面高差应不小于0.3m。消防冷却水管道上应设控制阀和放空阀。控制阀应设在防火堤外，放空阀也宜在防火堤外。消防冷却水以地面水为水源时，消防冷却水管道上宜设置过滤器。 d .消防水池油库可利用自然河流作消防水池，也可用块石等砌筑成池塘式消防池或者用钢筋混凝土浇筑成半地下式或地上式消防池。 e.防火堤的设计 1. 相邻储罐组防火堤的外堤脚线之间，应留 有宽度不小于7m的消防空地。 2.个数不应多于12个，总容积大于6000m时， 应设隔堤:隔堤内各储罐容积 之和不宜大于 6000m3。 3. 防火堤的选型在满足占地、土质的条件下用土筑防火堤。3、 阶段性设计计划、设计目标与应用价值 12 周 资料收集，文献阅读，英文翻译3 周 资料收集，完成文献综述，完成前期工作材料46 周 计算确定设计规模，并在此基础上完成库内总平面布置方案初步设计78 周 在总平面布置方案基础上设计工艺流程（草图），在此过程中发现和积累问题，并通过毕业实习调研解决910 周 毕业实习调研并完成毕业实习报告1112 周 工艺设计计算，罐区管线布置设计，泵房安装设计计算，作发油区工艺管道安装图1314 周 罐区消防设计，消防管线阀门布置及计算，泵型选配及安装高度计算，作消防 工艺流程图1516 周 完成毕业设计的撰写四、主要参考文献1中国石油化工集团公司GB50074-2002石油库设计规范S.北京：中国计划出版社，20022郭光臣，董文兰，张志廉.油库设计与管理M.东营：石油大学出版社，20063中国石油天然气总公司GB50183-2004原油和天然气工程设计防火规范S 北京：中国计划出版社，20044帅健，于桂杰.管道及储罐强度设计M.北京：石油工业出版社，20065石油库设计规范编制组.石油库设计规范宣贯辅导教材M.北京：中国计划出版社，20036寿德清.储运油料学M. 东营：石油大学出版社，20067杨筱蘅.输油管道设计与管理M.东营：石油大学出版社,20068美国石油学会.API Spec 5L-2007管线钢管规范S. 北京：石油工业标准化所，2007 9李征西，徐思文.油品储运设计手册M.北京：石油工业出版社，2006 10胡建华.油品储运技术M.北京：中国石化出版社, 200011姬忠礼，邓志安，赵会军.泵和压缩机M.北京:石油工业出版社，2008 12中国石油天然气管道工程有限公司.SY/T 0075-2002油罐区防火堤设计规范S . 北京：石油工业出版社，200213王丰，尹宝宇，东旭东.油库消防管理与技术M.北京：石油工业出版社，200014吴明，孙万富，周诗岽.油气储运自动化M.北京：化学工业出版社