战备油品储运系统工艺设计与管理.ppt

1 油库设计与管理 中国石油大学 华东 储运工程系 2 第二章油品储运系统工艺设计与管理 第一节油品储运工艺流程第二节油品的铁路装卸作业第三节油品的水路装卸作业第四节油品的公路装卸作业第五节桶装 整装 作业第六节油库管路设计计算第七节油库泵房工艺设计第八节铁路上卸系统汽阻断流的校核第九节输油系统工作点的确定 3 第一节油品储运工艺流程 一 概述 4 二 油库工艺流程 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 5 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 6 管网布置形式 单管系统双管系统独立管道系统一般 油库管网的布置以双管系统为主 以单管系统和独立管道系统为辅 7 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一台泵 一条管线进行输送 8 油品分组表 9 第二节油品的铁路装卸作业 一 铁路装卸油设施 铁路油罐车装卸油鹤管集油管 输油管栈桥铁路专用作业线零位罐 缓冲罐 10 二 铁路装卸油方法 铁路卸油方法上部卸油泵卸法自流卸油浸没泵卸油压力卸油下部卸油铁路装油方法 上部装车 11 三 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 12 四 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真空管与输油系统的连接 13 鹤管数的确定 铁路装卸油鹤管数与到库油罐车数和鹤管与集油管的连接方式有关 确定鹤管数需要首先确定一次到库油罐车数 14 按作业量确定一次到库的最大油罐车数 向上取整 按机车牵引定数确定的一次到库的最大油罐车数 向下取整 15 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 L2 作业线终端车位的末端到车挡之间的距离 12 轻 粘油罐车之间的安全净距 m 16 举例 收发不均匀系数取3 机车牵引定数为3400t 17 解 确定一次到库最大油罐车数 1 按作业量确定 2 按机车牵引定数确定n2 47 22 3 实际一次到库的最大油罐车数 为 18 作业线布置形式之一 L1 鹤管数 n 5 3 8下卸器 1个作业线长度 L1 10 20 8 12 126mL2 10 20 9 12 12 150m 19 作业线布置形式之二 鹤管数 n 10 6 16下卸器 1个作业线长度 L1 10 20 10 12 150mL2 10 20 7 12 12 126m 20 第三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 21 一 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油足够的安全距离 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 22 二 油码头的种类 近岸式码头固定码头浮码头栈桥式固定码头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 23 三 油船 油轮油驳储油船 24 四 油码头泊位数的计算 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 25 计算数据的确定 年工作时间Ty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 26 一船次装卸量G 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 27 每船次占用泊位时间t1 每船次占用泊位时间t1包括 待泊时间 建议取1 0 2 0h靠岸 系缆时间 建议取0 5 1 0h输油前准备时间 一般取0 5 2h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1 2h解缆离岸时间 一般约0 5h 28 两次停泊时间之间的空档时间t一般按6 12h考虑 29 第四节油品的公路装卸作业 公路装卸油方法泵送灌装直接自流灌装高架罐自流灌装 不推荐 30 公路作业区布置要求装卸作业有序作业安全公路装卸油设施汽车油罐车鹤管灌装罐汽车装油台 亭 通过式倒车式圆亭式 31 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 tT 每年装车作业工时 hQ 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 m3k 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 32 装油鹤管的设计速率 推荐 33 第五节桶装 整装 作业 油桶的灌装方法泵送灌装自流灌装油桶的称量方法重量法容量法 34 灌油拴数量的确定 n 灌油栓数G 某种油品年灌装量 tm 年工作天数K1 灌装不均匀系数 有桶装仓库K1 1 1 1 2无桶装仓库K1 1 5 1 8q 一个灌油栓每小时的计算生产率 m3 hK 灌油栓的利用系数 一般取K 0 5T 灌油栓每日工作时间 h 灌装油品的密度 t m3 35 桶装仓库面积的确定 F 桶装仓库面积 m2Q 桶装仓库设计存放量 tn 桶垛堆码层数 人工堆放 n 2机械堆放 甲类油品 n 2乙类油品 n 3丙类油品 n 4 油品的密度 t m3d 油桶卧放时为油桶的直径 油桶立放时为油桶高度 mK 体积充满系数 一般取K 0 6 0 612 仓库面积利用系数 0 3 0 4 36 第六节油库管路设计计算 管路的水力计算 确定管径 管路的强度计算 37 一 根据经济流速确定管线管径 经济流速 38 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 式中 d 管内径Q 业务流量v 经济流速 39 二 根据自流作业要求确定管径 分两种情况 高差已知高差未知 40 当高差已知 确定管径的步骤 假定流态计算管径校核流态 41 当高差未知 确定管径的方法 按经济流速确定管径校核高架罐的架设高度 通常 h 10m 42 第七节油库泵房工艺设计 泵房的类型泵房工艺流程泵房工艺计算 43 一 泵房的类型 44 二 泵房工艺流程 输油系统真空系统放空系统 45 输油系统 标准流程 46 真空系统 作用 引油灌泵抽吸罐车底油或扫舱组成 真空泵真空罐气水分离器真空管路 47 真空系统示意图 48 放空系统 作用 防止混油防止凝管组成 放空罐放空管路系统 49 三 泵房工艺设计计算 油库常用泵简介离心泵的选择与校核容积式泵的选择真空泵的选择与校核 50 一 油库常用泵简介 离心泵容积式泵往复泵齿轮泵螺杆泵 51 二 离心泵的选择与校核 选泵依据流量扬程计算公式 Q H o 52 以铁路卸油为例 53 1 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 54 几种特征液位示意 55 计算长度L计 式中 Lj 几何长度Ld 当量长度 估算 56 计算温度 确定粘度 1 取推荐操作温度或加热温度 2 汽油 取最热月大气平均温度 3 原油 选泵时取最冷月大气平均温度校核时取最热月大气平均温度 4 其它油品 取最冷月大气平均温度 57 离心泵的校核 几种特殊工况的校核泵吸入性能的校核 58 2 几种特殊工况的校核 59 H Q Qmin Qmax 低 高工况 高 低工况 H Q Q o 60 3 泵吸入性能的校核 依据 允许汽蚀余量 hr 允许吸入真空度 Hs 二者之间的换算关系 式中 Pa 当地大气压力 PaPt 输送温度下液体的饱和蒸气压 Pav 泵入口处的流速 m s 61 泵最大允许安装高度的计算 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 注意 以吸入最危险工况为前提 62 泵特性的换算 当油品粘度小于50厘沱 5 0 10 5m2 s 时 当油品粘度大于50厘沱 5 0 10 5m2 s 时 系数 查有关图表确定 2020 3 16 63 可编辑 64 三 容积式泵的选择 流量条件满足Q Q业压力条件满足P P实 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 65 四 真空泵的选择与校核 真空泵的抽气速率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 单位 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 66 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 标准状态下 67 引油计算选泵 所要抽吸的容积V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t 3 5min抽气初始压力P1 Pa 大气压力 抽气终了压力 一般指将油品引到鹤管最高点的压力计算业务抽气速率 并换算成标准状态下的抽气速率按P P1 P2 2和Qg 选择真空泵 68 扫舱校核 扫舱速率式中 V 一辆罐车的底油 一般 V 0 6 0 7m3t 抽吸一辆罐车底油所用的时间 t 3 5minK 考虑吸入空气而引入的附加系数 K 1 5 2真空罐内的真空度换算成标准状态下的扫舱速率Qs 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Qs 69 四 油泵原动机的选择 驱动离心泵电机功率驱动容积式泵电机功率 kW W 油品密度 kg m3Q 所有工况中的最大流量 容积式泵为泵的设计流量 m3 sH 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 PaPs 泵的入口压力 PaK 功率安全系数N 7 5kW时 K 1 05 1 1N 1 5 7 5kW时 K 1 2 1 5N 1 5kW时 K 2 0 70 第八节铁路上卸系统汽阻断流的校核 解析法 当时 发生汽阻卸油系统中任一点剩余压力 图解法 真空 剩余压力图 以吸入最危险工况为前提绘制 71 真空 剩余压力图作图步骤 按比例绘制整个吸入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 大气压力线根据吸入最危险工况 计算各管段的摩阻及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 压力坡降线 从管路上任一点到压力坡降线之间的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油品的饱和蒸气压头 蒸气压力线将压力坡降线向下平移大气压头 真空线 72 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 73 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 74 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 将泵向着罐车方向移近 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 75 第九节输油系统工作点的确定 图解法作出泵的特性曲线作各段管路特性曲线将各个特性曲线按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个管段在工作点下的流量 76 例1 77 解法一 Hd 78 解法二 Hd 79 例2 80 解法一 81 解法二 82 例3 83 解法一 84 解法二 85 例4 86 当Hp1 Hp2及hf1 hf2 87 当Hp1 Hp2或hf1 hf2 88 GOTONEXTCHAPTER 89 单管系统 90 双管系统 91 独立管道系统 92 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粘油 重油 罐车沥青罐车液化气罐车 93 轻油罐车与粘油罐车的区别 罐体外所刷涂料不同轻油罐车 银白色粘油罐车 黑色结构不同粘油罐车有加热套和下卸器 94 95 铁路油罐车的主要技术参数 车体总长 12 12 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 96 97 泵房 98 99 铁路作业线的布置要求 装卸作业线要布置成尽头式作业线应严格保持平坡直线作业线最好布置在油库的最低或最高处 便于利用高差进行自流作业合理选择作业线股数轻 粘油作业线宜分开布置 若轻 粘油布置在同一条作业线上时 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 100 作业线形式 101 泵卸法 102 自流卸油 103 浸没泵卸油 104 压力卸油 105 专用单鹤管式 106 多用