文献综述-华东化工仓储公司成品油及化工原料库工艺初步设计.doc

学号：10409330常 州 大 学毕业设计（论文）文献综述（2014届）题 目华东化工仓储公司成品油及化工原料库储运工艺初步设计油 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：华东化工仓储公司成品油及化工原料库储运工艺初步设计一、前言1 课题研究的意义；国内外研究现状和发展趋势1.1课题研究的意义 在我国国民经济建设中油库建设是一项重点工程，油库的建设需要满足工农业的发展和国家战略储备的要求。原油储备在增加的同时，储备成品油成为国家战略储备的重要组成部分。到目前为止，国内成品油市场一直处于“供大于求”的现象，因此，储备成品油成为解决国内供需矛盾的重要手段。我国目前深化改革开放和建立市场经济体制，因此经济正处于飞速发展时期，国内各个行业对于成品油的需求达到了新的高峰。 2001年3月，“建立国家石油战略储备，维护国家能源安全”出现在我国“十五”计划中，“十一五”规划中又明确为“增强石油战略储备能力”。2009年，在政府通过经济刺激计划投资和鼓励消费，我国的石油需求从下半年开始复苏，弥补了上半年的下滑状态，保持了全年的适度增长。可是，在去年，我国增加了4000多万吨新增炼油能力，但是增长的需求却不足2000万吨，从而使使得成品市场一直处于供应宽松，新增的市场需求被迅速覆盖。 2005年至2009年，我国成品油库库容由4000万立方米增加至5300万立方米，年均增长7,2%。通过优化整合，虽然油库数量变化不大，但平均单库库容不断增加，由每座2.04万立方米提升至每座2.62万立方米。1.2国内外研究现状和发展趋势随着国际形势的日益复杂，各国争相开始石油储备。从上世纪六十年代末以来，美国和日本开始进行石油战略储备，走在了各国前列。此外，发达国家的油库自动化管理程度已较为成熟。通过自动化管理，不但减少许多工作量、提高工作效率、大大优化安全管理系统、还且节约不必要的经济投资。油库规模的大小不仅要满足生产操作的需要，还要留有发展余地。随着经济的发展， 炼油能力不断提高，油库规模亦随之扩大。如何充分利用土地资源，提高土地利用率从而达到节约土地和投资的目的是值得探讨的问题。当然，油库的规模还受到油库位置、 油库性质、周围环境和资金投人等多方面的限制。此外，安全应该放在第一位考虑。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1. 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； 2. 油品种类：汽油： 90# 93# 97# 柴油： 0# 10#3. 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；4. 来油方式：水路来油，发油方式：公路发油；5. 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；6. 设计依据：相关国家规范与标准。 二、设计方案的确定1. 方案的原理、特点与选择依据 油库设计要求完成总平面布置,工艺管道及仪表流程,罐区工艺管道安装,公路发油区工艺管道安装,卸车泵房（棚）管线安装,罐区消防系统工艺流程和消防泵房安装设计。根据石油库设计规范,对油库的设施和设备进行分区布置。管道系统选择单管或独立管系统。油库设独立消防给水系统和固定式泡沫灭火系统。2. 设计步骤2.1油库选址对库址的基本要求：区域环境 因为油库是战略和易燃物资堆放的地方，所以油库位置应尽量避开大中城市、大型水库、主要交通枢纽、机场、电站等重要地址。还要按照石油库设计规范等国家规范要求满足一定的防火间距。因油库选址江边，还需防止油品流散到水面上，控制油库事故危害的波及范围。 库址地形所选地形要有利于减少油库经营和投资费用等成本要求，并且符合隐蔽要求。一般要利用原有地形，使油品自流，减少损耗。工程地质和水文地质 地形选择上尚需注意不要低于低洼地带，以免在雨季遭受淹没。交通运输及水电供应库址应选择在交通便利的地方，以便于收发作业。选址原则：（1）认真贯彻国家和有关基本建设的各项方针政策，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，确保油品质量，减少油品损耗，防止环境污染，节约能源。（2）必须贯彻执行节约用地的原则。选择库址时应尽量不沾或少占耕地，尽可能利用荒地极坏地。若必须站有部分耕地时，也应积极采取措施减少占地面积，并且与当地主管部门配合，即便在油库怪话和建设中照顾到当地农业的发展，有利于农田基础建设，错金农业生产。(3）油库是重要战略物资的储备和供应中心，是战时敌人重点袭击的战略目标之上。 因此，建库地应力求隐蔽，注意处理好平时和战时的关系，既要有利于平时使用，又要考虑到战时的隐蔽和安全。(4) 油库是储存易燃品的场所，一旦发生事故，将会给附近环境带来严重影响。选择库址时 要注意周围环境，贯彻国家有关安全防火和环境保护的规定。(5)一、二、三级石油库的库址，不得选在地震基本烈度为9度及以上的地区。2.2 总平面布置油库平面布置的目的是为了合理地确定油库各种设施的位置，以保证油库有一个安全的环境，使得油品的储存、输转以及收发油作业能够顺利进行。同时合理地确定油库的各项设施之间的安全距离又是防火工作的重要内容之一。油库总库容根据成品油年预测经营量计算确定，按照布局合理,罐型尽量符合国标，尽量取大容量的，罐区总图美观合理。库区总平面布置原则：按行业设计规范与标准。2.2.1总平面布置原则严格遵守现行石油库设计规范，功能分区明确，各分区联系方便，布置紧凑，利用地形地貌，节约用地，尽量减少土方量，并留有发展余地。结合油库特点，按下述原则考虑总图布置：（1）便于收发作业。油库的装卸区和发油区要尽量靠近交通线，使公路支线较短；（2）库内油品尽量做到单向流动，避免在库内往返交叉；（3）合理分区，以便于各种作业安全生产，避免非生产人员来往于工作区域，特别是储油区和装卸区；（4）库内布置的各种设施，必须符合防火、卫生等有关设计规范，确保油库安全，同时应力求布置紧凑，减少用地；（5）变配电间及锅炉房等辅助设施要尽量靠近主要用电、用气单位，以节省投资和经营费用；（6）尽可能利用地形进行自流作业（国外油库通常把油罐建于低地，与我国情况不同）；（7）油库对外单位要设置在靠近发放区的地方，以便提货人联系；（8）充分利用地形，做好隐蔽工作(主要为战争服务)；（9）考虑到油库今后的发展，应适当留有扩建余地。2.2.2 平面布置的目的油库平面布置的目的是为了合理地确定油库各种设施的位置，以保证油库有一个安全的环境，使得油品的储存、输转以及收发油作业能够顺利进行。同时合理地确定油库的各项设施之间的安全距离又是防火工作的重要内容之一。2.2.3 功能分区一般按油库业务要求可分为储油区，装卸区，辅助生产区，行政管理区等四个区域。生活区一般设在库外，与油库分开设置，以便安全管理。2.2.3.1储油罐区在同一个油罐组内宜布置油品火灾危险性相同或相近的油罐；一个油罐组内油罐总容量，固定顶油罐不应大于100000m3，浮顶罐或内浮顶罐不应大于200000m3；地上油罐组内的油罐不应超过两排，单罐容量不大于1000m3的储藏丙B类油品的油罐不应超过四排（润滑油储罐的单罐容量可不受此限制）。2.2.3.2装卸区装卸区可分为水运装卸区和公路装卸区，这个区域是油品进出油库的一个操作部门水运装卸区的布置 水运装卸区的装卸油品码头应建在其他相邻码头或（构）筑物的下游，如有困难时在设有可靠的安全设施条件下，亦可建在上游。 公路发放区距公路主干线比较近，外来单位的消防车可以及时相助，修洗桶间及机修间属明火建筑，考虑到安全防火距离及操作上的方便，设在距桶装棚较远的地方，避免装桶过程中的油蒸汽挥发至明火处产生危险。2.2.3.3 辅助生产和行政管理区辅助生产和行政管理区安排在发油区西侧，内设1座消防泵房、预留站场配电间和1座1综合楼。综合楼内设总控制室、化验室及油库和泵站人员的办公、生活设施。油污水处理装置一套及1个3000m3消防水池。2.2.3.4储运工艺与自动化控制：油库收发工艺、自动化控制方案的计算、研究、确定为了便于收发作业，油库的发油区要尽量靠近交通线，使公路支线较短。2.3工艺流程设计合理布置和设计油库主要油品的流向和可能完成的作业，包括油品的装卸、倒罐等等。我们应能从设计的流程图上看出油库所满足的业务操作范围。并据以审定它是否符合业务要求和它的合理性。因此，布置设计油库流程时，必须首先清楚油库的业务要求及同时操作的业务种类，设计的流程应使操作方便，调度灵活，互不干扰，经济合理，节约投资。2.4 管线布置设计根据油库的地形、地质条件和布局的不同而不同，实际作业中需要具体分析，进行经济对比，然后合理选用，而且也要考虑国标规定和行业规范。（1）泵房安装设计计算，油品输送水力计算及管径经济性比较及选择，输转泵组和公路发油区泵型选择计算，泵安装高度计算，泵房的泵及管线阀门布置。泵型选择：首先确定泵的基本工作参数；校核泵与管路工作点。 泵安装高度计算：为使泵能正常工作,必须使泵的允许吸入高度大于吸入管所消耗的能量。泵房泵及管线阀门布置：泵机组的布置；管路的布置；真空泵及其辅助设备的布置。品输送阻力计算及管径选择：沿程摩阻的计算；局部摩阻计算；管径选择。 （2）油罐区消防设计。（3）消防管线水力计算和管径选择。（4）消防管线阀门布置，泵型选配及安装高度计算 。2.5 消防系统近年来，油库消防系统的设计正向自动控制方向发展，采用自动报警、自动监视及自动灭火和喷淋冷却等先进工业控制技术，在油库的火灾预警、火灾扑灭及人员调度等方面发挥了积极的作用，促进了油库消防系统的现代化建设12-17。油库消防系统总体上由自动控制系统和工艺系统两大部分组成。消防工艺系统包括泡沫灭火系统和喷淋冷却系统。消防系统设计应注意以下几点：（1）消防泵选型在一定条件下，消防泵房应设置备用泵及采用双电源或双回路供电要求，消防泵宜采用自灌引水启动。（2）罐顶冷却水管的布置常规设计时，会造成喷淋不均，为解决这个问题，可采取以下措施：在环向通气孔处将环行冷却水管做成口字形，兼顾通气孔上侧和下侧的喷淋效果。环行通气孔移位。将通气孔设置在罐壁顶端与罐壁结合部上沿的某一位置（即在罐顶上开孔），罐顶强度和刚度是可以满足的。建议在内浮顶罐设计时采用此种方式。（3）在泡沫混合液管道最高处设排气阀排气阀具有排气阻液的功能。对于立式拱顶油罐液上喷射空气泡沫灭火系统排气阀宜设置在罐顶泡沫产生器组件的易碎玻璃片的前方。（4）消防水泵接合器的设置在油库消防灭火过程中，当消防泵房发生故障或者消防泵房供液量不足时，就必须由机动取水装置（消防车或机动泵等）给消防管道供液（冷却水或泡沫混合液）。（5）消防系统立管冷却喷淋水管和泡沫混合液管的立管与油罐壁的固定采用支架管箍卡接。立管与水平地面管道应考虑金属软管连接，同时立管下方应设置分支排渣法兰堵口。（6）油罐区消防设计还包括：空气泡沫灭火器基本参数的确定 泡沫供给强度； 泡沫计算耗量； 泡沫产生器数量； 泡沫夜储备量； 消防用水总耗量。消防设备的选择和布置泡沫系统；清水系统。泵型选配及安装高度计算2.6 环境保护、劳动保护及安全卫生绿化设计原则：应参照石油化工企业厂区绿化设计规范执行。生产区不应种植含油脂较多的树木，宜选择含水份较多的树种。罐组与周围消防车道之间，不宜种植绿篱或茂密的灌木丛。油罐区防火堤内不得植树，气温适宜地区可铺生长高度不超过15cm含水份较多的四季常绿草皮。库区绿化，特别是消防车道两侧的绿化不应妨碍消防操作。罐组防火堤外种树与罐的距离应大于成树高1.1倍，且需常修剪使树木矮于附近罐高。油罐区和装卸区与辅助生产区相邻的一侧，为阻挡油气扩散侵袭，隔离带宜种植吸附油气的树种；其靠近库区边缘的一侧，为利于油气扩散，宜稀植树木。绿化系数的确定：从上述绿化设计原则中,我们不难看出综合油库绿化与普遍民用建筑工程的绿化相比,有不少限制,特别规定了好些地方不得植树绿化,因此其绿地率就不能用普通民用建筑的25 %30 %来要求。我们参照石油化工企业绿化设计规范第21015 条“石化企业场地绿化用地系数不小于12 %”,其中包括相当规模的厂前区绿化。在本工程中本身用地紧张,取绿化用地率不小于10 %是可行也是合理的。三、阶段性设计计划、设计目标与内容1-2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4-6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7-8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9-10周 毕业实习调研并完成毕业实习报告11-12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13-14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15-16周 完成毕业设计的撰写 四、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.山东：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 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