油库设计加热器计算、管道保温以及加蒸汽锅炉计算

1、重庆科技学院本科生课程设计 摘要摘 要油库是用来接收、储存、发放原油或石油产品的企业或单位。它是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地对保障国防和促进国民经济高速发展具有重要意义。油库中最重要的组成部分就是储油区。储油区又称油罐区，是油库储存油品的区域，也是油库的核心部门，安全上需要特别注意。这个区的首要任务是保证储油安全，防止火灾和泄漏。本课程设计将根据任务书中的要求，对储油区的工艺进行计算，其中包括确定每种油品油罐的个数和型式、油罐的分组5#柴油和燃料油加热器面积的计算，保温管路的计算以及蒸汽锅炉计算。在综合运用所学的专业知识的前提下，查阅了有关油库各部

2、分设计和计算的规范及资料，首先根据任务书中的基础数据确定设计思路和要用到的计算公式、计算方法，经济、合理地确定储油区的各个工艺。关键字：油库 储油区 油罐 防火堤I重庆科技学院本科生课程设计 目录目 录摘 要I目 录II1绪 论12 设计参数及基础数据22.1油品的设计参数23 油库的分级和分区33.1油库的分级33.2油库的分区34 储油区油罐的确定44.1所需油罐参数45 油品加热工艺55.1油品加热的目的55.2油品加热的方法55.3燃料油油罐加热器面积计算55.4 5#柴油油罐加热面积计算156 加热器的选择206.1全面加热器206.2分段式加热器206.3蛇管式加热器217 管路保

3、温227.1 概述保温结构作用227.2保温结构227.3管路保温的热力计算238 蒸汽锅炉的蒸汽消耗量278.1 锅炉的用途278.2 蒸汽锅炉的分类278.3蒸汽锅炉的蒸汽消耗量279 结论29参考文献30附录31II重庆科技学院本科生课程设计 绪论1绪 论油库是接收、储存、发放石油或石油产品的企业或单位。它是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地，它对于保障国防和促进国民经济高速发展具有相当重要的意义。此外，油库是我国现代化建设和军队后勤建设的重要组成部分，也是油料储存、供应的基础。从储油方式看，油库可分为地面油库、隐蔽油库、山洞油库、水封石洞油库和海

4、上油库等。随着石油工业的飞速发展，油库建设取得了长足的进步。现代油库已从传统意义上的单一储存石油的仓库向综合储存和输转石油、液化气、化工产品、物资等方向发展，并且在其他企业，如铁道、交通、电力、冶金等部门也建有各种类型的油库，以保证生产和运输的正常进行。我国油库的发展是在较为薄弱的工业基础上起步的，它与石油工业和国民建设的发展息息相关。经过较短的时间，我国油库已有了较快发展。目前，我国原油库的单库容量已超过了百万吨级，油库中单个油罐的容量也超过了数万吨乃至数十万吨，而商业性油库也向着中型化方向发展。与之相应的油库中的各种设施也日益复杂化、现代化。随着石油工业的进步和石油战略地位的不断提高，油库

5、的建设也越来越重要。本设计将根据本设计任务书要求设计油罐加热器、油罐和管路保温以及蒸汽锅炉。为此，本设计将依据相关原始资料及设计标准规范，并针对相关主要工艺过程进行选型计算。1重庆科技学院本科生课程设计 设计参数2设计参数及基础数据2.1油品的设计参数2.1.1油品的品种、性质如表2.1所示表2.1 油品品种、油品性质油品97#93#0#5#燃料油比重，d415.60.720.720.830.830.9闪点，28287272120运动201155粘度8080352.1.2 库区气象资料气象资料：油罐所在区域年平均气温16.4，月最高温度40，月最低温度6；年平均降雨量980mm，日最大降雨量1

6、340mm，年平均降雨天数90天；风向为东南。2.1.3 油罐参数油罐相应参数见表2.2表2.2油罐参数油罐类型标准容积（m3³）罐壁高度（m）直径（m）内浮顶罐2000015.8540.50拱顶罐1000014.0731.2822重庆科技学院本科生课程设计 油库的分级3 油库的分级和分区3.1油库的分级油库主要是储存易燃易爆的石油和石油产品，这对油库安全是个很大的威胁。油库容量越大，一旦发生火灾或爆炸等事故所造成的损失也越大。因此应从防火安全观点出发，根据油库总容量的大小，分为若干等级并制定与其相应的安全防火标准，以保证油库安全。国家标准GBJ74-84石油库设计规范第1.0.4规

7、定：石油库等级的划分，应符合表3.1的规定。表3.1石油库的等级划分等级总容量（m³）一级100000 m³以上二级30000-100000 m³三级10000-30000 m³四级1000-10000 m³五级1000 m³以下油库设计中，除了考虑储存油品的数量之外，还应考虑到油品的性质，按照它们的易燃程度，来设置不同的安全距离。对石油库储存油品的火灾危险性的分类，按国标规定应符合表3.2。表3.2油库储存油品的火灾危险性分类油品闪点( )举例28 以下原油、汽油乙28 至45 以下喷气燃料、灯用煤油、-35#轻柴油45 至60 以

8、下丙60 120轻柴油、重柴油、20#重油120 以上润滑油、100#重油3.2油库的分区油库按业务要求一般可分为储油区、装卸区、辅助生产区、行政管理区等四个区域。其中装卸区又可细分为铁路装卸区、水运装卸区和公路装卸区。生活区一般设在库外，与油库分开设置，以便于安全管理。3重庆科技学院本科生课程设计 油罐的确定4 储油区油罐的确定4.1所需油罐参数4.1.1油罐型式选择与数量确定根据油罐的选择原则和每种油品的设计容积，该油库选择内浮顶罐和拱顶罐，其要选择的油罐参数根据油库设计规范和郭光臣主编的油库设计与管理P226中表5-2“石化公司北京设计院拱顶罐系列”，选择出以下参数的油罐：表4.1 油罐

9、基本参数油罐类型标准容积（m3³）罐壁高度（m）直径（m）内浮顶罐2000015.8540.50拱顶罐1000014.0731.282各种油品油罐型式选择与数量根据公式4.1确定 （4.1）式中 某种油品的设计容量，； 油罐的名义容积，。代入相应数据有： 93#号汽油： n = VsVD= 5847820000=2.92选20000 m3内浮顶罐3个。97#号汽油： n=VsVD=4385920000=2.19选20000m3内浮顶罐3个。0#柴油： n = VsVD= 4058410000=4.06选10000 m3拱顶罐4个。5#柴油： n = VsVD=3297310000=3

10、.30选10000 m3拱顶罐4个。燃料油： n = VsVD=5847710000=5.85选10000 m3内浮顶罐6个。4重庆科技学院本科生课程设计 油品加热工艺计算5油品加热工艺5.1油品加热的目的许多油品，如高粘和高凝固点原油、燃料油、重柴油、农用柴油、润滑油等，在低温时具有很大的粘度，而且某些含蜡油品在低温时由于蜡结晶，会发生凝固。为了降低这些油品的粘度，提高其流动性，就必须进行加热。油库中对油品进行加热常出于用于降低油品在管道内输送的水里摩阻、加快油罐车和油船的装卸速度、促进原油破乳、使油品脱水和沉降杂质、加速油品的调合和进行润滑的净化再生等。5.2油品加热的方法在油库中对油罐、

11、油罐车和其它容器中的油品进行加热所采用的加热方法有：蒸汽直接加热法；蒸汽间接加热法；热水垫层加热法；热油循环加热法和电加热法等。油品加热常用的热源有水蒸气、热水、热空气和电能等。5.3燃料油油罐加热器面积计算燃料油油粘度高，在输送和储存过程中不便，故需采取加热器加热以提高其流动性。根据任务书所提供的参数，由于最低温度为6，油罐可以不选用保温层，选择油罐管式加热器对燃料油储罐进行加热，下面为加热器面积的计算过程。5.3.1油品的平均温度当时，用算术平均法求得，即公式5.1 （5.1）当时，用算术平均法求得，即公式5.2 （5.2）已知加热起始温度tys=6，加热终了温度tyz=32，周围介质温度

12、tj=13.66。因tyz-tjtys-tj=32-13.666-13.66=-2.392，所以应按式5.1计算，代入数据可得：ty=32+62=1955.3.2罐壁传热系数Kbi Kbi=11a1bi+bibi+1a2bi+a3bi （5.3） 式中 a1bi油品至油罐内壁的内部放热系数，W/m2·； bi罐壁的导热系数，W/m2·； bi罐壁的高度，m； a2bi罐壁至周围介质的外部放热系数，W/m2·； a3bi罐壁至周围介质的辐射放热系数，W/m2·。先假设罐壁平均温度为17，则准则方程的定性温度为： tdx=12(ty+tbi) （5.4）代入

13、数据可得： tdx=1219+20=18计算在定性温度下的油品参数：d418=d415-a(t18-t15) （5.5）代入数据可得： d418=0.913-0.00061×18-15=0.911218=20e-u(18-20) （5.6）代入数据可得： 29=8.4×10-6×e-0.0266×(18-20)=8.859×10-6m²/ sH=12.663m（油罐装油高度）y=117.5y15（1-0.0005t） （5.7）6代入数据可得: y=117.59311-0.0005×18=0.1251W/m·由于，

14、y15=913kg/m³, y18 =915kg/m³ c=2.018+0.00322t-100 （5.8） 代入数据有：c=2.018+0.00322×18-100=1.754kJ/kg·查表5.1可得=0.674×103表5.1 原油和油品的体积膨胀系数相对密度相对密度相对密度0.730.740.750.760.770.780.790.800.810.821.1511.1301.1080.9970.9740.9530.9310.9100.8880.8660.830.840.850.860.870.880.890.900.910.920.84

15、50.8240.8030.7820.7600.7390.7180.6960.6740.6530.930.940.950.960.970.980.991.001.011.020.6320.6120.5920.5720.5530.5340.5160.4970.4790.462根据上述参数计算准则Gr和Pr Gr=h3(ty-tbi)gv2 （5.9）代入数据可得：Gr=12.6633×0.674×103（19-18）（8.859×10-6）2=1.74×1011 Pr=vcp （5.10）7代入数据得：Pr=9.723×10-6×1.74

16、3×915×10000.1252=124Gr·Pr=2.16×10132×107从表5.2查得表5.2 系数和值Gr·Pr1.181/80.541/40.1351/3 a1bi=yh（Gr·Pr） （5.11） 代入相应数据有：a1bi=0.135×0.125112.663×（2.16×1013）13=37.06W/m²·表5.3 大气压力为760mmHg的干空气物理常数温度t，40302010010203040导热系数，W/m· 2.1772.1982.2792.

17、3612.4422.5122.5932.6752.756粘度 10.0410.8011.7912.4313.2814.1615.0616.0016.96已知最冷月平均温度为6，从表5.3可查得（插值法），相应的空气导热系数。qi=2.512×10-2W/m·，粘度qi=14.16×10-5m²/s。又已知风速，油罐直径D=31.282m，可由公式求得Re Re=Dqi （5.12） 代入数据有：Re=2.5×31.28214.16×10-5=5.52×1055×1048从表5.4可查得C=0.023，n=0.8。表

18、5.4 系数C和nRe5-30805×1035×103-5×104Cn0.810.400.6250.460.1970.600.0230.80a2bi=CqiDRen （5.13）代入数据可得：a2bi=0.023×2.512×10-231.282×（5.52×105)0.8=4.75W/m²·已知黑度，黑体辐射系数C0=5.67Wmw·K4，tbi=10，tqi=6，则有： a3bi=C0(tbi+273100)4-(tqi+273100)4tbi-tqi （5.14） 代入数据可得：a3bi=

19、C0(17+273100)4-(6+273100)410-6=2.53W/m²·由于钢罐壁厚很小，而它的导热系数又很大，因此在实际计算中可忽略。按式5.3计算罐壁传热系数Kbi=1137.06+14.75+2.53=6.08W/m²·下面检验原假设的罐壁平均温度是否正确： |tbi+Kbiabity-tqi-ty| （5.15）9代入数据算得：tbi+Kbia1bity-tqi-ty=17+6.0837.06×19-6-19=0.1331显然原假设的罐壁温度为17是合适的。5.3.3罐顶和罐底的传热系数罐顶和罐底的传热系数比较小，相对于罐壁它们

20、对油罐的总传热系数的影响较小，可不进行详细的计算而选用经验数值。取罐顶传热系数Kding=0.7W/m²·，取罐底传热系数Kdi=0.21W/m²·。5.3.4油罐的总传热系数K （5.16）式中表示传热系数，表示面积，角码符号、分别指罐壁、罐顶和罐底。按油罐装满系数为计算，应取为罐壁总面积的，应取罐顶面积和罐壁面积之和。罐壁面积： Fbi=Dh （5.17）代入数据可得：Fbi=×31.282×12.663=1243m2矢高f： f=Hguan-H (5.18)代入数据得：f=17.504-14.070=3.434（m）罐顶面积：

21、Fding=2Rf+DH-h (5.19)10代入数据得：Fding=2×37.272×3.434+×31.282×14.070-12.663=941.99(m2)此处H指罐壁总高，h指罐壁装油高度，R指拱顶的曲率半径，f指拱顶矢高。将不装油的罐壁面积计入罐顶面积。罐底面积： Fdi=4×D2 (5.20)代入数据得：Fdi=4×31.8282=795.22（m²）罐壁传热系数Kbi=6.08W/m²·罐顶传热系数Kding=0.7W/m²·罐底传热系数Kdi=0.21W/m²

22、;·油罐总传热系数K按式5.16计算得：K=KbiFbi+KdingFding+KdiFdiFbi+Fding+Fdi=6.08×1243+0.7×941.99+0.21×795.221243+941.99+795.22=2.81W/m²·5.3.5单位时间内加热油品所需的总传热量Q (5.21)式中 单位时间内加热油品所需的总热量，W； 用于油品升温的热量，J。 (5.22) 融化已凝固的那部分油品所需的热量，J； (5.23) 在加热工程中单位时间内散失于周围介质中的热量，W； (5.24)11油品升温所需的热量按式5.22计算：

23、Q1=4×31.2822×12.663×915×1.754×32-6=2.31×107kJ上式中，平均油温19时，密度=915kg/m³，比热容C=1.754kJ/kg·，计算方法同前。融化蜡所需的热量按式5.23计算Q2=N100G=6×219100×9.80×105=1.29×107kJ上式中N=6，认为6的蜡含量在长期冷却过程中已全部凝结。燃料油的凝固点不高于25，从表5.5查得，蜡的融解潜热应不高于219.0KJ/kg。油品总质量 G=4D2h (5.25)代入数据可

24、得：G=4×32.8282×12.663×915=9.80×105kg表5.5 石蜡融解潜热油品凝固点，kJ/kg油品凝固点，kJ/kg-15-10-5051015196.8198.9203.1205.2209.3211.4213.520253035404550217.7219.0219.8221.9224.0226.1228.2加热工程中散失在大气中的热量按式5.24计算：代入数据：Q3=2.81×2980.21×19-6=1.09×105W此处，F=Fbi+Fding+Fdi，是指油罐总散热面积。12单位时间内加热油品所

25、需的总热量按式5.21计算：Q=(2.31×108+5.94×107)72×3600+1.08×105 =1.091×105W5.3.6加热器面积F （5.26）加热器采用60×3.5无缝钢管制作，d=0.06m。加热器管组的传热系数、外部放热系数按下式计算，附加电阻R取为0.00172 m2·/W。取表压力为0.408Mpa的蒸汽温度为151.11，已知罐内油品平均温度为19，先假设加热器管壁温度为110。对于各准则的计算，定性温度取为（110+19）=64.5。代入公式：64.5=8.4×e-0.0266

26、15;（64.5-20）×10-5=2.58×10-5m2/s d464.5=0.913-0.00061×64.5-15=0.883此处温度为64.5时=0.00061，则： 64.5=875kg/m2,c=1.902kJ/kg·（从表5.6查得）表5.6 油品比热容值油品定性温度t，油品比热容，油品定性温度t，油品比热容，010203040501.6961.7291.7581.7921.8251.859607080901001101.8881.9211.9551.9852.0182.04764.5=117.5931×1-0.0005×

27、;64.5=0.122W/m·由表5.1得=0.845×10-3 13 Gr=d3tgv2=0.063×0.845×10-3110-18×9.81（2.58×10-5）2=2.47×107 Pr=vcp=2.58×10-5×1.902×103×8750.122=35Gr·Pr=2.47×107×35=8.65×1082×107查表5.2， a2=yd（Gr·Pr）n (5.27)代入数据得：a2=0.135×0.12

28、20.06×（8.65×108）1/3=261W/m·K0值可由公式得： K0=11a2+R （5.28）代入数据可得：K0=11261+0.00172=180W/m·校核原假设的加热器管壁温度，代入式5.15有：18+180261×151.11-18-110=0.21显然原假设的加热器管壁温度110是合适的。加热器的面积F按式5.26计算：代入数据可得：F=1.091×105180×（151.11-18）=45.5m²考虑到结垢、结污对传热效果的影响，增加10左右的加热面积作为富裕量，取加热面积F=50。14重庆

29、科技学院本科生课程设计 油品加热工艺计算5.4 5#柴油油罐加热面积计算5.4.1油品的平均温度已知加热起始温度tys=6，加热终了温度tyz=15，周围介质温度tj=13.66。因tyz-tjtys-tj=15-13.666-13.66=-0.172，所以应按式5.1计算，代入数据可得ty=15+62=10.55.4.2罐壁传热系数Kbi Kbi=11a1bi+bibi+1a2bi+a3bi （5.3） 式中 a1bi油品至油罐内壁的内部放热系数，W/m2·； bi罐壁的导热系数，W/m2·； bi罐壁的高度，m； a2bi罐壁至周围介质的外部放热系数，W/m2·

30、; ； a3bi罐壁至周围介质的辐射放热系数，W/m2·。先假设罐壁平均温度为9.5，则准则方程的定性温度代入式5.3有： 代入数据可得： tdx=1210.5+9.5=10计算在定性温度下的油品参数： 将数据代入式5.5可得： d49.75=0.913-0.00061×10-15=0.9162将数据代入式5.6可得： 15=8.4×10-6×e-0.0266×(10-20)=11.03×10-6m²/ sH=12.663m（油罐装油高度）将数据代入式5.7可得: y=117.59311-0.0005×10=0.1

31、256W/m·由于，y15=913kg/m³, y9.75 =920kg/m³将数据代入式5.8可得： c=2.018+0.00322×10-100=1.727kJ/kg·15重庆科技学院本科生课程设计 油品加热工艺计算查表5.1可得=0.653×103根据上述参数计算准则Gr和Pr将数据代入式5.9可得：Gr=12.6633×0.653×103×（10.5-10）（11.03×10-6）2=1.78×1011将数据代入式5.10得：Pr=11.03×10-6×1.

32、727×92×10000.1252=130Gr·Pr=2.31×10132×107从表5.2查得将数据代入式5.11有：a1bi=0.135×0.125612.663×（2.31×1013）13=98.72W/m²·已知最冷月平均温度为6，从表5.3可查得（插值），相应的空气导热系数qi=2.512×10-2W/m·，粘度qi=14.16×10-5m²/s。又已知风速，油罐直径D=31.282m，可由公式求得Re，将数据代入式5.12可得：Re=2.5&#

33、215;31.28214.16×10-5=5.52×1055×104从表5.4可查得C=0.023，n=0.8。将数据代入式5.13可得：a2bi=0.023×2.512×10-231.282×（5.52×105)0.8=4.75W/m²·已知黑度，黑体辐射系数C0=5.67Wmw·K4，tbi=10，tqi=6，则： 将数据代入式5.14可得：a3bi=C0(9.5+273100)4-(6+273100)49-6=0.88W/m²·由于钢罐壁厚很小，而它的导热系数又很大，因

34、此在实际计算中可忽略。按式5.3计算罐壁传热系数16Kbi=1198.72+14.75+0.88=5.33W/m²·下面检验原假设的罐壁平均温度是否正确：将数据代入式5.15可得：tbi+Kbia1bity-tqi-ty=10+5.3398.72×10.5-6-10.5=0.2571显然原假设的罐壁温度为17是合适的。5.4.3罐顶和罐底的传热系数罐顶和罐底的传热系数比较小，相对于罐壁它们对油罐的总传热系数的影响较小，可不进行详细的计算而选用经验数值。取罐顶传热系数Kding=0.7W/m²·，取罐底传热系数Kdi=0.21W/m²&

35、#183;。5.4.4油罐的总传热系数K将数据代入式5.17可得罐壁面积：Fbi=Dh=×31.282×12.663=1243m2将数据代入式5.18可得矢高f：f=17.504-14.070=3.434（m）将数据代入式5.19可得罐顶面积：Fding=2×37.272×3.434+×31.282×14.070-12.663=941.99(m2)此处H指罐壁总高，h指罐壁装油高度，R指拱顶的曲率半径，f指拱顶矢高。将不装油的罐壁面积计入罐顶面积。将数据代入式5.20可得罐底面积：Fdi=4×31.8282=795.22（m

36、²）罐壁传热系数Kbi=5.33W/m²·罐顶传热系数Kding=0.7W/m²·罐底传热系数Kdi=0.21W/m²·油罐总传热系数K按式5.16计算得：K=KbiFbi+KdingFding+KdiFdiFbi+Fding+Fdi=5.33×1243+0.7×941.99+0.21×795.221243+941.99+795.22=2.50W/m²·5.4.5单位时间内加热油品所需的总传热量Q 油品升温所需的热量按式5.22计算：17Q1=4×31.2822&#

37、215;12.663×920×1.727×15-6=1.39×107kJ上式中，平均油温19时，密度=915kg/m³，比热容C=1.754kJ/kg·，计算方法同前。融化蜡所需的热量按式5.23计算Q2=N100G=6×209.3100×9.80×105=1.23×107kj上式中N=6，认为6的蜡含量在长期冷却过程中已全部凝结。5#柴油的凝固点不高于5，从表5.5查得，蜡的融解潜热应不高于209.3KJ/kg。油品总质量可由公式5.25得：代入数据有：G=4×32.8282

38、5;12.663×920=9.81×106kg加热工程中散失在大气中的热量按式5.24计算：代入数据：Q3=2.81×2980.21×10.5-6=3.77×104W此处，F=Fbi+Fding+Fdi，是指油罐总散热面积。单位时间内加热油品所需的总热量按式5.21计算：Q=(1.39×107+1.23×107)72×3600+3.77×104 =3.78×104W5.4.6加热器面积F 加热器采用60×3.5无缝钢管制作，d=0.06m。加热器管组的传热系数、外部放热系数按下式计算，

39、附加电阻R取为0.00172 m2·/W。取表压力为0.408Mpa的蒸汽温度为151.11，已知罐内油品平均温度为10，先假设加热器管壁温度为90。对于各准则的计算，定性温度取为（90+10）=50。代入公式60=8.4×e-0.0266×（50-20）×10-5=1.86×10-5m2/s d450=0.913-0.00062×50-15=0.891此处温度为50时=0.00062，则： 60=880kg/m2,c=1.859kJ/kg·（从表5.7查得）1850=117.5931×1-0.0005×

40、50=0.123W/m·由表5.1得=0.845×10-3 Gr=d3tgv2=0.063×0.880×10-3×90-10.5×9.81（1.86×10-5）2=4.28×108 Pr=vcp=1.86×10-5×1.859×103×8800.123=247Gr·Pr=4.28×108×247=1.06×10112×107查表5.2，a2=yd（Gr·Pr）n=0.135×0.1230.06×（

41、1.06×1011）1/3=409W/m·K0值可由公式5.28得：代入数据有：K0=11409+0.00172=230W/m·校核原假设的加热器管壁温度，代入公式5.15有：10.5+230409×151.11-10.5-90=0.4281显然原假设的加热器管壁温度90是合适的。加热器的面积F按式5.26计算：代入数据可得：F=1.091×105180×（151.11-18）=45.5m²考虑到结垢、结污对传热效果的影响，增加10左右的加热面积作为富裕量，取加热面积F=50。19重庆科技学院本科生课程设计 加热器的选择6

42、加热器的选择6.1全面加热器全面加热器用于对油罐中的油品全面加热，它均匀布置在罐内距罐底不高的整个水平位置上，其结构形式分为分段式加热器和蛇管式加热器。6.2分段式加热器分段式加热器由若干个分段构件组成，每一分段构件由24根平行的管子与两汇管连接而成。整个分段构件可从人孔进出，便于安装和检修。几个分段构件以并联或串联的形式联成一组，组的总数取偶数，每组有单独的蒸汽进口和冷凝水出口。优点：当某一组发生故障时，可单独关闭该组阀门，而用其他完好的各组继续进行加热作业。此外，分组还可以调节加热过程，根据加热过程实际需要来关开闭组数。缺点：但分段加热器的加热效果不如蛇管式好，管子连接头多，伸缩不便，容易

43、造成管子接头处焊口损坏而发生蒸汽泄漏，对于不严格要求含水量的油品，对于进行间歇作业并需经常调节加热面积的油罐，适宜采用分段式加热器，如图6.1图6.1分段式加热器结构6.3蛇管式加热器蛇管式加热器是用一根很长的管子弯曲成的管式加热器，为了安装和维修方便才设置少量的法兰连接。蛇管在油罐下部均匀分布。为了使管子在温度变化是自由收缩，用导向卡箍将蛇管安装在金属支架上。常把蛇管分成几节彼此对称地分布在进出油管的两侧，各节均有单独的蒸汽输入管和冷凝水排出管，各节可单独调节以调整加热面积。其优点：蛇管在罐内均匀分布，可提高油品加热效果。缺点：安装和维修均不如分段式加热器方便，每节蛇管的长度比分段式加热器要

44、长得多，因而蛇管加热器需要采用较高的蒸汽压本设计中的油库经营的油品有：93#汽油，0#柴油，5#柴油和燃料油，93#汽油和0#20重庆科技学院本科生课程设计 加热器的选择柴油由于凝点较低，粘度也相对较低，所以不对93#汽油和0#柴油的油罐进行加热。但5#柴油和燃料油的粘度相对同温度下的汽油较大，油库所在地区最低气温又比较低，为保证装卸作业的顺利进行，必须对这两种油品的油罐进行热。本设计中选用蛇管式加热器,用表压38个大气压。蛇管式加热器结构如图6.2 图6.2蛇管式加热器结构21重庆科技学院本科生课程设计 管路保温7 管路保温7.1 概述保温结构作用石油库中为了减少油罐、蒸汽管路、热油管路的损

45、失，有时加做保温层是合算的。它能起到节省热能、减少加热器面积和降低加热设备容量的作用。根据经验，蒸汽管道都做保温层。 不能保证输油后迅速排空的输油管道，如果所输油品的凝固点又低于周围介质的月平均温度，应对管道做保温层。用蒸汽管道热伴随或者电加热的热油管道应做保温层。对于储存粘油和易凝油的油罐，在我国华北、东北和西北地区都应做保温层。7.2保温结构7.2.1对保温结构的要求1）保温结构应该有足够的机械强度 。保温结构要能承受自重及外力的冲击，能在受风力、雪载荷、空气温度波动及雨水的情况下不致脱落，以保证整体的结构性，所以要选用具有一定机械强度的保温层。2）要有良好的保护层。要能保证外部的水蒸气、

46、雨水以及潮湿泥土的水分不进入保温层。因为水分进入保温层后，不仅使保温材料厚度增加而且使保温材料变软、发霉、腐烂，降低机械强度，破坏保温结构的完整性，同时也增加散热损失。3）保温结构要简单、易于施工和维修方便，同时尽量减少材料的消耗量和尽量做到保温结构外表整齐美观。4）保温材料应有较低的导热系数，一般不大于0.140，最大也不应该超过0.233，保温材料的密度要小，一般应低于600kg/m3;耐热温度高，耐振动；抗压强度应不小于0.3MPa含可燃物和水分极少；吸水性低；对金属无腐蚀作用等等。综合上述要求，查参考文献1的表4.28能够用保温材料的密度和导热系数综合考虑，本设计选用玻璃棉毡做保温材料

47、。保证热损失量不超过最大损失量见表7.1：表7.1管道保温之最大允许散热量管道外径/mm流体温度/507010015020025057243360809010830478511013016515940561051351651952195070120160195235273608413518522026522重庆科技学院本科生课程设计 管路保温32570981552102453007.2.2 保温结构的种类保温结构的种类较多，有涂抹式、填充式、捆扎式、浇灌式、喷涂式、预制装配式等。无论哪种结构形式，在保温施工前都应先将保温壁或壳面除锈，并做防腐处理。7.3管路保温的热力计算7.3.1保温层厚度计

48、算保温层的厚度要根据计算和经济分析来确定。确定保温层厚度的方法通常有限定保温层表面温度、限定起始与终了温降、根据最佳经济条件和限定单位时间内允许散热量等多种方法，本设计中采用限定单位时间允许热散失量的计算方法来确定，对于油罐保温的厚度，只要把圆管传热改为平壁传热，也同样可采用管道保温厚度的方法来确定，考虑到油库管道较短，可认为全线的传热系数K值相同，因此全线采用相同的保温厚度。 （7.1）式中 管路保温层厚度，mm； 管路外径，mm； 保温材料的热导率，； 管表面温度，； 保温后管路允许散热量，一般取348，或按表7.1选取。由上一步设计计算可得本设计中几种油品的输油管道的规格如表7.2：表7

49、.2各种油品所选管规格表油品名称吸入管管径DN/mm管子外径/mm壁厚/mm排出管管径DN/mm管子外径/mm壁厚/mm5#柴油1501595.01501595.01）燃料油：由于燃料油由铁路作业线进入，由槽车运出，故不需要设置管路保温。2）5#柴油：管路外径=159mm，保温材料热导率，管路表面温度为16.4保温后管路允许散热量按经验选取为232=2.75×1591.2×（0.06×1.16）1.35×16.41.732321.5=4.59mm23重庆科技学院本科生课程设计 管路保温7.3.2 管路保温厚度对减少热损失的作用分析保温管路与不保温管路热损失比值地面保温管路： （7.2） （7.3）由于和相对于和要大得多，在式6.2和式6.3中和可忽略不计，因而得： （7.4）式中 保温管路与不保温管路热损失