油库主要工艺及设备的模拟设计

1、重庆科技学院 油库设计与管理 课程设计报告 学院:_石油与天然气工程学院专业班级:油气储运工程11 学生姓名学 号： 设计地点（单位）石油科技大楼 K802 设计题目:油库主要工艺及设备的模拟设计 完成日期：2014 年12月17日 指导教师评语: 成绩（五级记分制）： 指导教师（签字）： 目录 引言 2 1. 基础数据 2 1.1 各管段的附件种类及数量 2 2. 轻质柴油收发管线选择 3 2.1 工艺流程的水力计算 3 2.1.1 油品管径选择 3 2.1.2 油品管线壁厚强度校核 4 2.1.3 轻质柴油管线摩阻损失的计算 4 3. 泵的选择与校核 9 3.1 泵的选择 9 3.2 泵的

2、校核 9 3.3 泵的电机选择 9 3.4 泵的安装高度 10 3.4.1 泵的允许吸入高度 10 3.4.2 泵的允许安装高度 10 3.5 鹤管气阻的校核 11 结论 12 参考文献 13 重庆科技学院引言 引言 油库设计与管理课程设计是我们学习和认识原油和成品油、储存的相关知 识的综合运用与总结，通过课程设计可以让我们更加熟悉相关油库设计，为以 后的工作打好基础。 根据课程任务书所给数据可得，每日到库最大油槽车数22辆，车容积为 50朋。当地大气压为685mn汞柱，最冷月平均温度为5C。最热月平均温度为 24.5 C。一次装卸油允许的时间为 8小时（其中辅助作业时间为1小时）；轻 柴油的

3、运动粘度u 5C= 14.6厘沱，u 24.5 C = 7.1厘沱。 输油管吸入管长为30m，排出管长为920m鹤管的几何长度12m，鹤管间距 3 12.5m。输送温度范围内柴油按衬-83（kg/ m计，轨顶标高为520m罐底标高为 565m油罐装油高度为12m集油管流量按4个鹤管同时计算。 首先，计算轻柴油铁路收发系统的管线管径，然后选择泵和电机，最后确 定泵的安装高度，根据泵的安装高度进行校核。 1 重庆科技学院基础数据 1. 基础数据 1.1各管段的附件种类及数量 管件名称 鹤管 集油管 输油管 吸入端 输油管 排出端 90单折弯头 3 45单折弯头 2 3 90又折弯头 3 4 转弯二

4、通 1 转弯二通 1 通过三通 3 通过三通 7 2 6 闸阀 1 1 2 3 过滤器 1 止回阀 1 1 1.2收发任务：每日到库最大油槽车数 22辆，车容积为50nn，每天操作8小时。 1.3地形资料：一次装卸油允许的时间为8小时（其中辅助作业时间为1小时）； 轻柴油的运动粘度u 5C = 14.6厘沱，u 24.5 C = 7.1厘沱。输油管吸入管长为 30m,排出管长为920m鹤管的几何长度12m,鹤管间距12.5m。 1.4当地大气压为685mm汞柱。 1.5气象资料：最冷月平均温度为5C,最热月平均温度为24.5 C。 2 重庆科技学院轻质柴油的收发管线选择 2. 轻质柴油收发管线

5、选择 2.1工艺流程的水力计算 2.1.1油品管径选择 鹤管的管径选1084 Q 22 500.044m3/s 7 3600 最大流量 管内径 Q按照业务要求的输送量 经济流速 d管内径 通过图2-1粘度经济流速可以得出: 图2-1不同粘度油品在管路中的经济流速 粘度 经济流速，m/s 运动粘度,106nT/s 条件粘度,。BY 吸入管路 排出管路 12 12 1.5 2.5 228 24 1.3 2.0 28 72 410 1.2 1.5 72 146 10 20 1.1 1.2 146438 2060 1.0 1.1 438 977 60120 0.8 1.0 轻柴油的运动粘度(5C) =

6、14.6 X 10-6m/s时，轻质柴油吸入管路内径: 4 0.044 3.14 1.3 轻柴油的运动粘度(5C) =14.6 X 10-6m/s时，轻质柴油排出管路内径: 4 0.044 3.14 2.0 二 0.167(m) 10 轻柴油的运动粘度(24C) =7.1 X 10-6m/s时，轻质柴油吸入管路内径: d 4 0.044 3.14 1.3 =0.207(m) 轻柴油的运动粘度- （24E） =7.1 X 10-6m/s时，轻质柴油排出管路内径: 4 疋 0.044 .3.14 2.0 = 0.167(m) 吸入管线管径选 2196;排出管线管径选 1686 鹤管选择1084的无

7、缝钢管。集油管比鹤管大一个级别即可，所以可选 219 6的无缝钢管。油品的管径见表 2-2 （单位：mr） 表2-2油品管径 油品 鹤管 集油管 吸入管 排出管 轻质柴油 108江4 219汇6 219江6 168江6 2.1.2油品管线壁厚强度校核 6 - 2.54130 21 -0.125 219 = 3.60Mpa 仏一2.54取130汇2(1 0.125) P1 D1 P2 二 t2 -2.54130 2 1 -0.125 6 - 2.54130 2 1 -0.125 219 二 3.60Mpa p3 二 t3 -2.54130 21 -0.125 6 - 2.54130 2 1 -0

8、.125 168 =4.68Mpa 根据石油化工管道安装设计便查手册（第二版）可知，凡公称压力小于或 等于2.5Mpa的管道称为低压管道。2.5Mpa即为管道输送下的最大的许应压力 通过计算结果得出管道的承压能力大于许应压力，所以符合管道壁厚条件。 2.1.3轻质柴油管线摩阻损失的计算 1）各管段长度计算： a.鹤管由石油库设计规范8-1-2规定灌装流速不大于4.5m/s,铁路部门对油 库卸油时间有一定的要求。一般情况下，大中型油库具有每小时卸 4-6节油槽车 的规定，所以取Q鹤=50m3/h。 表2-1卸油鹤管数据 90弯头 45弯头 闸阀 数量 3 2 1 Ld/d 30 14 9 Ld/

9、d=3X 30+2X 14+1X 9=127 Ln=12m Ld=dX Ld/d=0.1 X 127=12.7m 几何长度 Lhe=l_D+L=12.7+12=24.7m 所以鹤管的计算长度为24.7m。 b.集油管 表2-2集油管数据 转弯二通 转弯二通 通过三通 通过三通 闸阀 数量 1 1 3 7 1 Ld/d 40 136 18 23 4 Ld/d= 1 X 40+136+3X 18+7X 23+4=395 Ld=dx Ld/d=86.505m 集油管流量按4个鹤管同时计算，所以共有8个鹤管 所以集油管的几何长度 Ln= (8-1 ) X 12.5=87.5m Lhe= 174.005

10、m 所以集油管的计算长度为174.005m。 c.输油管吸入端 表2-3吸入管数据 90又折弯头 通过三通 闸阀 过滤器 止回阀 数量 3 2 2 1 1 Ld/d 30 18 9 77 87 Ld/d=308 Ld=dX Ld/d=59.752 m 几何长度Ln=30m Lhe= 89.752m 所以输油管吸入段的计算长度为 89.752m d.排出管 表2-4排出管数据 45单折弯头 90又折弯头 通过三通 闸阀 止回阀 数量 3 4 6 3 1 Ld/d 14 30 18 4.5 87 Ld/d=370.5 Ld=dx Ld/d=58.9 m 几何长度Ln=920m Lhe=978.9m

11、 所以输油管的排出端计算长度为 978.9m。 2)摩阻的计算： a 鹤管摩阻计算： Q=50ms=0.0139m3/s, (5C)=14.6 x 10-6m/s,(24C)=7.1 x 10-6m/s , d=0.1m, 在已知油品的任务输量和实际流速、粘度以及管路的相对粗糙度(管壁内 凸起的绝对高度称为管壁的绝对粗糙度，它与管子半径的比值称为相对粗糙度； 管路的绝对粗糙度可参考文献5表3-3取得，本设计取.15mm )后，便可根 据雷诺数的大小，判断油品在管路中的流态，进而求得水力摩阻系数。 Re = 4Q :c-d 4 汉 0.044 3.14 7.1 10-60.1 = 78945.0

12、076 e 取 0.15mm Re1 59.7 87 Re2 2 0.15 100 -0.003 =45631 665 - 765 lg ； 665 -765 lg 0.003 0.003 = 865000 1 -1.8lg 空 + 匕L 0.02396 Re7.4 J Rev Re Rq 流态为混合摩擦区 、二 4 Q2 =1.77(m/s) 兀廿 L、2 d 2g 0.02396 24.71.772 x 0.12 9.8 =0.946(m) b.集油管的摩阻计算 L=174m -38137.6848 4Q _4 0.044 : d 3.14 7.1 100.207 e 取 0.15mm 2

13、 e _ 2 0.15 d 207 二 0.0014 Re1 59.7 8 -7 = 109029.066 Re Re流态为水力光滑区 犁4 =0.02264 4 Re = 1.308(m/s) 2 1741.308 d 2g = 1.661(m) 二 0.02264 0.2072 汉 9.8 c. 输油管吸入端的摩阻损失 L=89.752m 4 0.044 6=38137.6848 -d 3.14 7.1 100.207 e 取 0.15mm 2=e 2015 e 2=0.0014 207 Re =黑7 =109029.066 .87 Re Re流态为水力光滑区 一 .3164= 0.022

14、64 4 Re 二d2308(m/S) L89.752 1.3082 0.02264 - d 2g0.207 2 9.8 二 0.8568(m) d.输油管排出管端的摩阻损失 L=978.9m 4 0.044 : d 3.14 7.1 10*0.15650605.7741 e 取 0.15mm 2 e2 015 2 e2=0.0019 156 Re1 畀7 = 76907.7695 “ 7 Re Re流态为水力光滑区 一 0.3164 =0.02109 = 2.303(m/s) 4 Q 二 d: h鹤 d 2g = 0.02109 978.9 2.3032 0.1562 9.8 = 35.81

15、1(m) 各管段摩阻损失如图2-5 图2-5 管路名 v( n/s) R 入 h(m h (m 称皿 鹤管 5.6 78945 0.0239 0.946 95.0748 集油管 1.308 38137 0.0226 1.661 输油管 1.308 38137 8.0226 0.856 排出管 2.303 50605 4.0210 35.811 路9 重庆科技学院泵的选择和校核 3. 泵的选择与校核 3.1泵的选择 本设计中，泵的流量应与油品的任务输量相平衡，即： Q=157.14m3/h 泵的扬程应与管路的能量损失相平衡，即： H=hr+h + Z 其中AZ可根据任务书提供设计依据和油罐高度求

16、得，则: 图3-1 H=39.2748+565-520-1.2+12=95.0748m 96m 根据流量和扬程可选150Y-150A型泵。泵的清水性能参数： 型号 流量Q m3/h 扬程H m 转速 r/mi n 效率n (% 必需汽蚀余量 m 111.5 71.5 60 4.1 150Y-150A 167.5 87.5 2950 68 4.5 114 107 65 5.1 由图3-1可知，泵的工作点A在有效区域内，所选油泵符合输送要求 3.3泵的电机选择 根据泵的工作参数，电动机应有转速n=2950r/mi n,应有功率 H ?Q n =70.2(kw) 1.1 116.7989 830 1

17、57.14 3600 02 汶 0.65 Q 重庆科技学院泵的选择和校核 应选配额定功率为75kw,并符合泵的额定转速2950r/min的电动机。根据 标准选用YB系列防爆电动机。从电动机产品目录上可查到 YB214S-2型符合使 用要求。 3.4泵的安装高度 3.4.1泵的允许吸入高度 输送油品粘小于0.5 xio-4m/s时，可按下式计算泵的允许吸入高度： sh Pa -Pb g 式中 Hs的允许吸入高度，m ； 巳当地大气压，Pa； FV由品的饱和蒸汽压，Pa,此处取R = 3域1d Pa5; 由品的密度，kg m3 ； g力加速度，ms ； Ah泵的允许气蚀余量，m 。 P _ P H

18、s a b hsh 二 2.39(m) Pyg 3.4.2泵的允许安装高度 、2 Hy =Hsh 2g 式中 Hy 的允许安装高度，m ； Hs的允许吸入高度，m ； V-由品在泵吸入管中的流速，m s ； g 力加速度，m s ； h入管的摩阻损失。 Hy = Hs .2 2g h =2.39 - 2 1.308 2 9.8 -0.8568 =1.44(m) 12 泵的最高安装高度为油罐车最低液面以上1.44米，在这个高度以下泵就不 会发生汽蚀现象。 3.5鹤管气阻的校核 采用鹤管从油罐车上部卸油时，鹤管中油料在真空状态下流动，鹤管最高 点的真空度很大，油料易气化，形成“气阻”。为使卸油正常

19、运行，需对鹤管最 高点进行气阻校核。 H ay - Py Z = 0.8m -hHa10心=12.05(m) 830 L二 3 川300.1 = 6 m =0心315) 24.6 ”1 77 Hsh = Hay 一 ：Z h- 12.05 0.8 0.23110.86m 、2g2 9.8 PshHy1000 沃5 H y6.02(m) 、830 Hsh Hy 卸油时鹤管最危险处不会发生气阻现象 重庆科技学院结论 结论 通过计算可得出结论： 1.轻质柴油铁路收发系统管线确定鹤管数 8个，管径和管壁的选取见下表: 管线名称 管材 鹤管 108況4 集油管 219乂 6 吸入管 219汉6 排出管 168汇6 2.根据要求选择150Y-150