重庆科技学院高正宪油库设计与管理

1、1油库设计与管理油库设计与管理2第一章 油库概述第一节第一节 油库的作用和类型油库的作用和类型第二节第二节 油库的分级和分区油库的分级和分区第三节第三节 油库容量的确定油库容量的确定3第一节第一节 油库的作用和类型油库的作用和类型一、油库的概念一、油库的概念 油库是用来油库是用来接收接收、储存储存和和发放发放石石油或石油产品的企业和单位。油或石油产品的企业和单位。4二、油库的作用二、油库的作用n基地作用基地作用 油库是国家石油储备和供应的基地油库是国家石油储备和供应的基地n纽带作用纽带作用 油库是协调原油生产、原油加工、油库是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带成品油供应及运输的纽带

2、5n油库的纽带作用：油库的纽带作用：油油井井油田油田原油库原油库炼厂炼厂原油库原油库炼油装置炼油装置炼厂炼厂成品油库成品油库用用户户6三、油库的类型三、油库的类型n根据油库的根据油库的管理体制和业务性质管理体制和业务性质划分划分 （1）独立油库）独立油库 （2）企业附属油库）企业附属油库n根据油库的主要储油方式划分根据油库的主要储油方式划分 （1）地面油库地面油库 （2）隐蔽油库隐蔽油库 （3）山洞油库山洞油库 （4）水封石洞库水封石洞库 （5）地下盐岩库）地下盐岩库 （6）水下油库水下油库7第二节第二节 油库的分级和分区油库的分级和分区一、油库的分级一、油库的分级注：注：油库总容量是指所有储

3、罐油库总容量是指所有储罐公称容量公称容量与桶装油品设计存放量与桶装油品设计存放量之和，不包括零位罐、高架罐、放空罐以及是油库自用油之和，不包括零位罐、高架罐、放空罐以及是油库自用油品储罐的容量。品储罐的容量。等等 级级总容量（总容量（m3）一级一级二级二级三级三级四级四级五级五级 大于等于大于等于100000 30000 小于小于100000 10000 小于小于30000 1000 小于小于10000 小于小于10008二、油品的分类二、油品的分类类类 别别油品闪点油品闪点( )举例举例甲甲28 以下以下原油、汽油原油、汽油乙乙A28 至至45 以下以下喷气燃料、灯用煤油、喷气燃料、灯用煤油

4、、-35#轻轻柴油柴油B45 至至60 以下以下丙丙A60 120 轻柴油、重柴油、轻柴油、重柴油、20#重油重油B120 以上以上润滑油、润滑油、100#重油重油9其他国家油品等级划分举例其他国家油品等级划分举例:英国石油学会英国石油学会销售安全规范销售安全规范级级闪点闪点21 级级21 闪点闪点55 级级55 闪点闪点 100 10法国法国劳动保护安全规范劳动保护安全规范A级级15 时饱和蒸气压大于时饱和蒸气压大于1barB级级闪点闪点55 C级级55 闪点闪点1m）HH35山洞油库山洞油库主巷道3637水封石洞库水封石洞库前提条件：有稳定的地下水位前提条件：有稳定的地下水位地下水位线地下

5、水位线油油水水水漏斗水漏斗38海上油库海上油库39第二章 油品储运系统工艺设计与管理n第一节第一节 油品储运工艺流程油品储运工艺流程n第二节第二节 油品的铁路装卸作业油品的铁路装卸作业n第三节第三节 油品的水路装卸作业油品的水路装卸作业n第四节第四节 油品的公路装卸作业油品的公路装卸作业n第五节第五节 桶装（整装）作业桶装（整装）作业n第六节第六节 油库管路设计计算油库管路设计计算n第七节第七节 油库泵房工艺设计油库泵房工艺设计n第八节第八节 铁路上卸系统汽阻断流的校核铁路上卸系统汽阻断流的校核n第九节第九节 输油系统工作点的确定输油系统工作点的确定40第一节第一节 油品储运工艺流程油品储运工

6、艺流程一、概述一、概述储储油油设设施施装装卸卸系系统统管网管网管网管网管网管网泵房泵房41二、油库工艺流程二、油库工艺流程 所谓油库工艺流程设计，就所谓油库工艺流程设计，就是合理布置和规划油库经营油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，品的流向和可以完成的作业，包括油品的装卸、灌装、倒罐包括油品的装卸、灌装、倒罐等。等。42n工艺流程设计基本原则工艺流程设计基本原则n满足生产要求满足生产要求n操作方便，调度灵活操作方便，调度灵活n节约投资节约投资43n管网布置形式管网布置形式n单管系统单管系统n双管系统双管系统n独立管道系统独立管道系统n 一般，油库管网的布置以一般，油库管网的布

7、置以双管系双管系统统为主，以单管系统和独立管道系统为主，以单管系统和独立管道系统为辅。为辅。44n油品分组油品分组n分组原则：分组原则： 把性质相似、色泽相近的油品分为一组。把性质相似、色泽相近的油品分为一组。n分组目的：分组目的： 同一组内的油品可以共用一台泵、一条同一组内的油品可以共用一台泵、一条管线进行输送。管线进行输送。45 油品分组表油品分组表组别组别油油 品品 名名 称称燃一组燃一组车用汽油（含铅的）车用汽油（含铅的）燃二组燃二组工业汽油、溶剂汽油、车用汽油工业汽油、溶剂汽油、车用汽油燃三组燃三组灯用煤油、动力煤油灯用煤油、动力煤油燃四组燃四组轻柴油、农用轻柴油轻柴油、农用轻柴油燃

8、五组燃五组重柴油重柴油燃六组燃六组重油重油润滑一组润滑一组22#、30#汽轮机油；高速机械油等低粘度浅色油品汽轮机油；高速机械油等低粘度浅色油品润滑二组润滑二组各种中、低速机械油；各种中、低速机械油； 46#、57#汽轮机油；汽轮机油；6#汽油机油等汽油机油等中等粘度浅红色油品中等粘度浅红色油品润滑三组润滑三组10#、15#汽油机油；各种柴油机油等高粘度深红色油品汽油机油；各种柴油机油等高粘度深红色油品润滑四组润滑四组车轴油；齿轮油；车轴油；齿轮油；24#汽缸油；过热汽缸油（不包括合成汽汽缸油；过热汽缸油（不包括合成汽缸油）等黑色油品缸油）等黑色油品46第二节第二节 油品的铁路装卸作业油品的铁

9、路装卸作业一、铁路装卸油设施一、铁路装卸油设施 铁路油罐车铁路油罐车 装卸油鹤管装卸油鹤管 集油管、输油管集油管、输油管 栈桥栈桥 铁路专用作业线铁路专用作业线 零位罐、缓冲罐零位罐、缓冲罐47二、铁路装卸油方法二、铁路装卸油方法n铁路卸油方法铁路卸油方法 上部卸油上部卸油 泵卸法泵卸法 自流卸油自流卸油 浸没泵卸油浸没泵卸油 压力卸油压力卸油 下部卸油下部卸油n铁路装油方法：上部装车铁路装油方法：上部装车48三、铁路装卸油系统三、铁路装卸油系统n轻油装卸系统轻油装卸系统 输油系统输油系统 真空系统真空系统 放空系统放空系统n粘油装卸系统粘油装卸系统 输油系统输油系统 加热系统加热系统 放空系

10、统放空系统49四、铁路装卸区管网的连接四、铁路装卸区管网的连接n鹤管与集油管的连接鹤管与集油管的连接 专用单鹤管式专用单鹤管式 多用单鹤管式多用单鹤管式 双鹤管式双鹤管式n真空管与输油系统的连接真空管与输油系统的连接50n鹤管数的确定鹤管数的确定 铁路装卸油鹤管数与到库油罐车数和鹤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。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确定鹤管数需要首先确定一次到库油罐车数。车数。51按作业量确定一次到库的最大油罐车数按作业量确定一次到库的最大油罐车数VKGni360（向上取整）（向上取整）按机车牵引定数确定的一次到库的最大油罐

11、车数按机车牵引定数确定的一次到库的最大油罐车数标记载重一辆油罐车自重机车牵引定数2n（向上取整）（向上取整）2,minnnni52n铁路作业线长度的确定铁路作业线长度的确定 1221nlLLL式中：式中： 中的项表示可选项；中的项表示可选项； L 装卸作业线长度，装卸作业线长度，m； l 一辆油罐车的长度，一辆油罐车的长度，m； n 一次到库的最大油罐车数一次到库的最大油罐车数 L1 作业线起始端（自作业线起始端（自警冲标警冲标算起）到第一辆油罐车起始算起）到第一辆油罐车起始 端的距离，；端的距离，； L2 作业线终端车位的末端到车挡之间的距离，；作业线终端车位的末端到车挡之间的距离，； 12

12、 轻、粘油罐车之间的安全净距，轻、粘油罐车之间的安全净距，m。53n举例：举例：油品名称油品名称密度密度(t/m3)年供应量年供应量(t)航空汽油航空汽油0.8045500车用汽油车用汽油0.73170000#轻柴油轻柴油0.847000柴油机油柴油机油0.881500收发不均匀系数取收发不均匀系数取3，机车牵引定数为，机车牵引定数为3400t。公公式式54解：解： （确定一次到库最大油罐车数）（确定一次到库最大油罐车数）（1）按作业量确定）按作业量确定（2）按机车牵引定数确定）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：）实际一次到库的最大油罐车数，为： 油品名

13、称油品名称航空汽油航空汽油车用汽油车用汽油0#轻柴油轻柴油柴油机油柴油机油ni9.483.881.40.3取整取整1042117,min2nnni55n作业线布置形式之一：作业线布置形式之一：L1鹤管数：鹤管数：n=5+3=8 下卸器：下卸器：1个个作业线长度：作业线长度： L1=10+20+8 12=126m L2=10+20+9 12+12=150mL212航汽航汽车汽车汽轻柴轻柴* * * * * * * * +56n作业线布置形式之二作业线布置形式之二：L1L212航汽航汽车汽车汽轻柴轻柴* * * * * * * * * *o o o o o o +鹤管数：鹤管数：n=10+6=16

14、 下卸器：下卸器：1个个作业线长度：作业线长度： L1=10+20+1012=150m L2=10+20+7 12+12=126m57第三节第三节 油品的水路装卸作业油品的水路装卸作业n水路运输的特点水路运输的特点n载运量大载运量大 n能耗少、成本低能耗少、成本低 n投资少投资少 58一、港址选择一、港址选择n地质条件好，避免产生过大的位移或沉降地质条件好，避免产生过大的位移或沉降n防波能力强防波能力强n水域面积宽阔水域面积宽阔n有足够的水深有足够的水深n与其它码头油足够的安全距离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：设计最大船舶满载吃水深度Z1：船底至河（海）底允许的最：船

15、底至河（海）底允许的最 小安全裕量小安全裕量Z2：波浪影响的附加深度：波浪影响的附加深度Z3：考虑油船航行时的附加深度：考虑油船航行时的附加深度Z4：考虑泥沙淤积的附加量：考虑泥沙淤积的附加量4321ZZZZTH59二、油码头的种类二、油码头的种类n近岸式码头近岸式码头n固定码头固定码头n浮码头浮码头n栈桥式固定码头栈桥式固定码头n外海油轮系泊码头外海油轮系泊码头n浮筒式单点系泊设施浮筒式单点系泊设施n浮筒式多点系泊设施浮筒式多点系泊设施n岛式系泊设施岛式系泊设施60三、油船三、油船n油轮油轮n油驳油驳n储油船储油船61四、油码头泊位数的计算四、油码头泊位数的计算1NNmnN1GPn ttTm

16、y1N 泊位数（整数）泊位数（整数） 裕量裕量 N1 最少泊位数最少泊位数 n 年需要船次数年需要船次数 m 一个泊位年最多靠船次数一个泊位年最多靠船次数 P 年装卸量年装卸量 G 设计船型每船次装卸量设计船型每船次装卸量Ty 年工作时间年工作时间 t1 每船次占用泊位的时间每船次占用泊位的时间 t 两次停泊时间之间的空档时间两次停泊时间之间的空档时间 62n计算数据的确定计算数据的确定n年工作时间年工作时间Ty年工作时间年工作时间 Ty = 年工作日年工作日昼夜装卸作业小时昼夜装卸作业小时 年工作日年工作日=365日不利作业日数日不利作业日数 昼夜装卸作业小时一般取昼夜装卸作业小时一般取24

17、h n不利作业日数包括：不利作业日数包括：n雾日雾日 ：折减系数取：折减系数取0.7 n雷暴日雷暴日 ：折减系数取：折减系数取0.3n大风日大风日 ：折减系数取：折减系数取0.8n冰封日冰封日 ：折减系数取：折减系数取0.1n洪水停航日洪水停航日 ：折减系数取：折减系数取1.0n枯水期停航日枯水期停航日 ：折减系数取：折减系数取1.063n一船次装卸量一船次装卸量G n一船次装卸量一船次装卸量G = 船舶载油量残油量船舶载油量残油量 n船舶载油量是指油轮的净载重量，即船舶纯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粹能载货物的重量 n残油量即每次不能完全卸净的剩余油量。轻残油量即每

18、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，按实际可不考虑，但对不能加温的油驳等，按实际情况考虑。情况考虑。 n内河船还要考虑枯水期减载量内河船还要考虑枯水期减载量 64n每船次占用泊位时间每船次占用泊位时间 t1每船次占用泊位时间每船次占用泊位时间 t1包括：包括：n待泊时间待泊时间 ：建议取：建议取1.02.0h n靠岸、系缆时间靠岸、系缆时间 ：建议取：建议取0.51.0h n输油前准备时间输油前准备时间 ：一般取：一般取0.52h n排压舱水时间排压舱水时间 n输油时间输油时间 ：根据岸和船上输

19、油泵的能力、：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管径和长度、油轮载货量确定 n输油后的整理时间：一般要输油后的整理时间：一般要12h n解缆离岸时间：一般约解缆离岸时间：一般约0.5h65n两次停泊时间之间的空档时间两次停泊时间之间的空档时间t 一般按一般按612h考虑。考虑。66第四节第四节 油品的公路装卸作业油品的公路装卸作业n公路装卸油方法公路装卸油方法n泵送灌装泵送灌装n直接自流灌装直接自流灌装n高架罐自流灌装高架罐自流灌装M67n公路作业区布置要求公路作业区布置要求n装卸作业有序装卸作业有序n作业安全作业安全n公路装卸油设施公路装卸油设施n汽车油罐车汽车油罐

20、车n鹤管鹤管n灌装罐灌装罐n汽车装油台（亭）汽车装油台（亭）n通过式通过式n倒车式倒车式n圆亭式圆亭式68n汽车装油鹤管数的确定汽车装油鹤管数的确定N 每种油品的装油鹤管数量每种油品的装油鹤管数量 G 每种油品的年装油量，每种油品的年装油量，t T 每年装车作业工时，每年装车作业工时，h Q 一个装油臂的额定装油量，一个装油臂的额定装油量，m3/h（应低于限制流速）（应低于限制流速） 油品密度，油品密度，t/m3 k 装车不均衡系数装车不均衡系数 B 季节不均衡系数。季节不均衡系数。 对于季节性的油品（如农用柴油、灯用煤油），对于季节性的油品（如农用柴油、灯用煤油），B值等于值等于高峰季节的日

21、平均装油量与全年日平均装油量之比；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，对于无季节性的油品，B=1 TQkBGN 69n高架罐容量的确定高架罐容量的确定n一、二级油库不宜大于日灌装量的一半一、二级油库不宜大于日灌装量的一半n三、四级油库不宜大于日灌装量三、四级油库不宜大于日灌装量 70第五节第五节 桶装（整装）作业桶装（整装）作业n油桶的灌装方法油桶的灌装方法n泵送灌装泵送灌装n自流灌装自流灌装n油桶的称量方法油桶的称量方法n重量法重量法n容量法容量法71n灌油拴灌油拴数量的确定数量的确定n 灌油栓数灌油栓数 G 某种油品年灌装量，某种油品年灌装量，tm 年工作天

22、数年工作天数K1 灌装不均匀系数，有桶装仓库灌装不均匀系数，有桶装仓库K1=1.11.2 无桶装仓库无桶装仓库K1=1.51.8q 一个灌油栓每小时的计算生产率，一个灌油栓每小时的计算生产率，m3/h K 灌油栓的利用系数，一般取灌油栓的利用系数，一般取K=0.5 T 灌油栓每日工作时间，灌油栓每日工作时间，h 灌装油品的密度，灌装油品的密度，t/m3 mTqKGKn172n桶装仓库面积的确定桶装仓库面积的确定F 桶装仓库面积，桶装仓库面积，m2 Q 桶装仓库设计存放量，桶装仓库设计存放量，t n 桶垛堆码层数；桶垛堆码层数； 人工堆放：人工堆放：n 2 机械堆放：甲类油品，机械堆放：甲类油品

23、， n 2 乙类油品，乙类油品， n 3 丙类油品，丙类油品， n 4 油品的密度，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，油桶卧放时为油桶的直径，油桶立放时为油桶高度，m K 体积充满系数，一般取体积充满系数，一般取 K= 0.60.612 仓库面积利用系数，仓库面积利用系数， = 0.30.4kndQF 73第六节第六节 油库管路设计计算油库管路设计计算n管路的水力计算（确定管径）管路的水力计算（确定管径）n管路的强度计算管路的强度计算74n一、根据经济流速确定管线管径一、根据经济流速确定管线管径经济流速：经济流速：d费费用用运营费用运营费用管线投资管线投资+

24、d0(经济管径经济管径)75n选管径步骤：选管径步骤：n确定管路所输油品在计算温度下的粘度确定管路所输油品在计算温度下的粘度n查表查表3-2得出相应的经济流速得出相应的经济流速n计算管径计算管径n选择标准管径选择标准管径vQd4式中：式中： d ：管内径：管内径 Q：业务流量：业务流量 v ：经济流速：经济流速76n二、根据自流作业要求确定管径二、根据自流作业要求确定管径分两种情况：分两种情况：n高差已知高差已知n高差未知高差未知77n当高差已知，确定管径的步骤：当高差已知，确定管径的步骤：n假定流态假定流态n计算管径计算管径n校核流态校核流态LdQhmmm52dQ4Re mhLQdmm512

25、78n当高差未知，确定管径的方法：当高差未知，确定管径的方法：n按经济流速确定管径按经济流速确定管径n校核高架罐的架设高度（通常，校核高架罐的架设高度（通常，h7.5kW时，时，K=1.051.1 N=1.57.5kW时，时，K=1.21.5 Nt气体空间气体空间t顶板顶板t大气大气日出日出日落（白天）：日落（白天）： t顶板顶板t气体空间气体空间 t油面油面216储油罐内气体空间温度场储油罐内气体空间温度场6:00 0:00 20:00 10:00 12:00 16:00 14:00 温度温度气体气体空间空间油品油品 10 20 30 40 50罐壁罐壁高度高度217n罐内气体空间罐内气体空

26、间温度变化温度变化与大气温度变化的关与大气温度变化的关系系（1）大气温度与气体空间温度都呈周期性变化，）大气温度与气体空间温度都呈周期性变化， 变化周期为变化周期为24小时；小时；（2） 气体空间温度总是高于大气温度；气体空间温度总是高于大气温度；（3）临近日出时大气温度与气体空间温度均达）临近日出时大气温度与气体空间温度均达 到最小值，二者相差不大，约到最小值，二者相差不大，约13；（4）正午后）正午后23小时大气温度与气体空间温度均小时大气温度与气体空间温度均 达到最大值，二者相差可达达到最大值，二者相差可达1020。218n油品油品温度分布温度分布l 在一个昼夜内，油品温度变化不大在一个

27、昼夜内，油品温度变化不大 l 油品储存一段时间后，昼夜平均油温基油品储存一段时间后，昼夜平均油温基本上等于大气平均温度本上等于大气平均温度 l 一般来说，油面昼夜平均温度略高于油一般来说，油面昼夜平均温度略高于油品昼夜平均温度品昼夜平均温度 l 油面温度的昼夜变化幅度约为气体空间油面温度的昼夜变化幅度约为气体空间昼夜温差昼夜温差tK的的20%40% ，即：，即：Kymymttt)2 . 01 . 0(219第四节第四节 油罐内混合气体油罐内混合气体 的油气浓度的油气浓度n油气浓度油气浓度PPnnVVCyyyy220n油气浓度分布与液位的关系油气浓度分布与液位的关系123C (%)H (m)22

28、1n 出现上述浓度分布状况，可从以下两出现上述浓度分布状况，可从以下两方面加以解释：方面加以解释：n从扩散和自然对流的角度出发来解释从扩散和自然对流的角度出发来解释 n从油罐吸气时产生的强制对流来解释从油罐吸气时产生的强制对流来解释 222n油气浓度和储存油气浓度和储存时间的关系时间的关系223第五节第五节 油品蒸发损耗量的计算油品蒸发损耗量的计算n计算油品蒸发损耗量的公式计算油品蒸发损耗量的公式 半理论半经验公式半理论半经验公式 纯经验公式纯经验公式224一、蒸发损耗基本方程一、蒸发损耗基本方程n假设条件：假设条件： 1）油罐是严密的，不存在自然通风现象；）油罐是严密的，不存在自然通风现象；

29、 2）混合气体在储存条件下可以看成理想气体；）混合气体在储存条件下可以看成理想气体； 3）油罐气体空间中混合气体的油气浓度是均）油罐气体空间中混合气体的油气浓度是均 匀而且饱和的。匀而且饱和的。 225n公式推导思路：公式推导思路： 利用理想气体状态方程求出第一次利用理想气体状态方程求出第一次吸气结束到第二次吸气开始之前两状态吸气结束到第二次吸气开始之前两状态的的空气质量的变化量空气质量的变化量，并利用，并利用空气排出空气排出时成比例地带走油蒸气时成比例地带走油蒸气的原理来求出呼的原理来求出呼出的油蒸气的质量。出的油蒸气的质量。 226n蒸发损耗基本方程蒸发损耗基本方程（瓦廖夫斯基（瓦廖夫斯基

30、-契尔尼金公式）契尔尼金公式）RCCTPCVTPCVMyyyyyy11122221111RPPPPTPPPVTPPPVMyyyyyy/1/112222211111RPPPTPPVTPPVyyyyy22221111227n方程中各参数取值的规定：方程中各参数取值的规定：状态状态1：气体空间昼夜最低温度时：气体空间昼夜最低温度时状态状态2：气体空间昼夜最高温度时：气体空间昼夜最高温度时T1：气体空间的日最低温度，：气体空间的日最低温度，KT2：气体空间的日最高温度，：气体空间的日最高温度，KPy1：气体空间日最低温度下油品的饱和蒸气压，：气体空间日最低温度下油品的饱和蒸气压，kPaPy2：日最高油

31、面温度下油品的饱和蒸气压，：日最高油面温度下油品的饱和蒸气压，kPaCy1：状态：状态1时混合气体中油蒸气的饱和浓度，时混合气体中油蒸气的饱和浓度，Cy1=Py1/P1, %Cy2：状态：状态2时混合气体中油蒸气的饱和浓度，时混合气体中油蒸气的饱和浓度，Cy2=Py2/P2, %P1：状态：状态1时气体空间绝对压力，时气体空间绝对压力，kPaP2：状态：状态2时气体空间绝对压力，时气体空间绝对压力，kPa228二、二、“小呼吸小呼吸”损耗量的计算损耗量的计算n瓦廖夫斯基瓦廖夫斯基-契尔尼金公式契尔尼金公式 （利用蒸发损耗基本方程计算）（利用蒸发损耗基本方程计算） “小呼吸小呼吸”损耗时有损耗时

32、有V1=V2=V RCCVTPCTPCMyyyyyy111222111229n康士坦丁诺夫公式康士坦丁诺夫公式12212121lnTTPPPPPPRTTPPVMyyaayzayyyxy12212121221111lnTTPPCCRTTPCPCVMyyyyyxy230nAPI 理论公式理论公式22121122181380yyaazyayyaayyyyyxyPPPPPPPPPPTTTPPKVV影响影响“小呼吸小呼吸”损耗的主要因素有：损耗的主要因素有：（1） 昼夜温差昼夜温差T（2） 油气浓度的增量油气浓度的增量 (Py2-Py1)（3） 呼吸阀控制压力范围呼吸阀控制压力范围 (Pya-Pz)（4

33、） 气体空间体积气体空间体积V（5） 油蒸气浓度油蒸气浓度 (Py2+Py1)231三、三、“大呼吸大呼吸”损耗量的计算损耗量的计算n在收发油作业中，从状态在收发油作业中，从状态1到状态到状态2，可以近，可以近似认为：似认为：n利用蒸发损耗基本方程利用蒸发损耗基本方程 yyyyyyCCCPPPTTT212121,RTCVPPVPPMyyyaazady21RPPPVPPPVPPPTMyyyyyaayzady211232n压力罐气体空间的压缩率和膨胀率压力罐气体空间的压缩率和膨胀率 所谓压力罐就是装有呼吸阀的油罐。压力所谓压力罐就是装有呼吸阀的油罐。压力罐进油时，由于压力阀的作用，混合气体并不罐进

34、油时，由于压力阀的作用，混合气体并不马上马上 呼出罐外，而是等到混合气体压力达到呼出罐外，而是等到混合气体压力达到了压力阀的控制压力时才向罐外呼气。了压力阀的控制压力时才向罐外呼气。 设刚刚开始呼气时气体空间的体积为设刚刚开始呼气时气体空间的体积为 ，下面我们就推导下面我们就推导 的表达式。的表达式。#2V#2V233RpppTppVTppVMyyyyyy222211110yM0222#21111TppVTppVyy1122211#2VTTppppVyy令：令： 由呼吸损耗的基本方程由呼吸损耗的基本方程得：得： 234状态状态1: 真空阀刚刚关闭，真空阀刚刚关闭，p1=pa+pz，11221#

35、2VTTppppppVyyaayzaa1#21#211VVVVVa12211TTppppppyyaayzaa状态状态2: 压力阀刚刚开启，压力阀刚刚开启，p2 = pa + pya。因此，因此，定义：定义： 为气体空间的允许体积压缩率。为气体空间的允许体积压缩率。（a）2351#21#211VVVVVp11221TTppppppyzayyaa同样，在发油时，同样，在发油时，#2Vp设状态设状态1：压力阀刚刚关闭，：压力阀刚刚关闭，p1=pa+pya，状态状态2：真空阀刚刚开启，：真空阀刚刚开启，p2 = pa + pz。 气体空间膨胀刚刚开始吸气时体积为气体空间膨胀刚刚开始吸气时体积为 可得气

36、体空间允许膨胀率可得气体空间允许膨胀率 。(b)236n以微小增量的形式表达各参量：以微小增量的形式表达各参量：TTT1211yzakpppp22yyaakppppkkkppp12可将压缩率、膨胀率表示为：可将压缩率、膨胀率表示为：2371122122TTTppppppppppyyaayyyyaazyaa1122122TTTppppppppppyyaayyyyaazyap 由（由（c）、（）、（d）可以看出压缩率、膨胀率受到）可以看出压缩率、膨胀率受到三个方面的影响三个方面的影响(c)(d)（3）温度变化的影响。）温度变化的影响。238四、浮顶油罐的蒸发损耗情况分析四、浮顶油罐的蒸发损耗情况分

37、析n静止储存损耗静止储存损耗 外界环境中风的作用使油罐周边密封圈空间产外界环境中风的作用使油罐周边密封圈空间产生强制对流生强制对流 n发油损耗（粘壁损耗）发油损耗（粘壁损耗）影响浮顶油罐发油损耗的主要因素有：影响浮顶油罐发油损耗的主要因素有： 油品本身的粘度油品本身的粘度 罐壁粗糙度罐壁粗糙度 油罐的结构油罐的结构 密封装置与罐壁的压紧程度密封装置与罐壁的压紧程度239六、车船装卸损耗六、车船装卸损耗n车船装油损耗与装油时间的关系车船装油损耗与装油时间的关系 白天装车比夜间装车的蒸发损耗小。白天装车比夜间装车的蒸发损耗小。 白 天晚 上yy1240n鹤管口位置对损耗的影响鹤管口位置对损耗的影响

38、 鹤管口距罐车底距离越大，则装车损耗越大。鹤管口距罐车底距离越大，则装车损耗越大。n车船装卸损耗量的计算车船装卸损耗量的计算111VRTPPPPPPCVMyyyayayyyhcyayyppc RTpyay241通常情况下，通常情况下， 、 应按实际统计资料取得。应按实际统计资料取得。估算装卸汽油时可采用下述推荐值：估算装卸汽油时可采用下述推荐值： 未经清洗的铁路油车：未经清洗的铁路油车： ， ； 经过清洗的铁路油车：经过清洗的铁路油车： ， ；油船或油驳：油船或油驳： ， 。装卸原油时，装卸原油时， 、 约为装卸汽油的约为装卸汽油的75%。14 . 017 . 00 . 010 . 01155

39、. 04 . 0242第六节第六节 油品蒸发损耗量的测量油品蒸发损耗量的测量n数量法数量法 量油法量油法 测气法测气法 体积体积-浓度法浓度法khyVVVyyhyCVM243n物性法物性法 蒸气压法；蒸气压法； 比样法比样法原始油样，净重为原始油样，净重为A ；待测油样；待测油样(经过自然蒸发的油样经过自然蒸发的油样 )，净重为，净重为B 经过人工蒸发后：原始油样的损失量经过人工蒸发后：原始油样的损失量 a=A-a，损耗率为，损耗率为 待测油样的损失量待测油样的损失量 b=B-b，损耗率为，损耗率为 待测油样的原始油品重待测油样的原始油品重 B+C（C为储存期间油品的自然蒸发损耗量）为储存期间

40、油品的自然蒸发损耗量） 则其自然蒸发损耗率为则其自然蒸发损耗率为 这部分原始油品（即待测油样的原始油品样本）经自然蒸发、人工这部分原始油品（即待测油样的原始油品样本）经自然蒸发、人工蒸发后的总损耗率为蒸发后的总损耗率为 则由则由可得到可得到AaBbCBCxxxCBCb1x244第七节第七节 油品降耗措施油品降耗措施n降低油罐内温差降低油罐内温差 淋水降温淋水降温、 正确选用涂料、安装正确选用涂料、安装反射隔热板反射隔热板n提高油罐的承压能力提高油罐的承压能力 n消除油面上的气体空间消除油面上的气体空间 n使用具有可变气体空间的油罐使用具有可变气体空间的油罐 n收集、回收油蒸气收集、回收油蒸气

41、n安装安装呼吸阀挡板呼吸阀挡板 n改进操作措施改进操作措施 245GO TO NEXT CHAPTER246n热扩散热扩散白天：白天：t上上t下下 热扩散的抑制期热扩散的抑制期夜间：夜间：t上上2，所以，所以P1P2248249250251252253254第五章 油库安全技术n第一节第一节 油库消防油库消防n第二节第二节 油库防雷油库防雷n第三节第三节 油库防静电油库防静电255第一节第一节 油库消防技术油库消防技术n一、油库火灾和爆炸的原因一、油库火灾和爆炸的原因n主观原因主观原因 麻痹大意；不遵守规章；等等麻痹大意；不遵守规章；等等n客观原因客观原因n电器设备的火花、过热等电器设备的火花

42、、过热等n金属的撞击引起火花金属的撞击引起火花n静电和雷电静电和雷电n可燃物的自燃可燃物的自燃n库外火源库外火源256二、二、 石油产品的易燃、易爆性的衡量判据石油产品的易燃、易爆性的衡量判据n石油产品易燃性的衡量判据石油产品易燃性的衡量判据 闪点、燃点、自燃点闪点、燃点、自燃点n石油产品易爆性的衡量判据石油产品易爆性的衡量判据 爆炸极限爆炸极限257三、三、 燃烧与灭火燃烧与灭火1、 燃烧燃烧(一一) 燃烧及燃烧过程燃烧及燃烧过程定义：同时伴有发光、发热的激烈的氧化定义：同时伴有发光、发热的激烈的氧化反应。反应。2582、 燃烧的三要素（燃烧的必要条件）燃烧的三要素（燃烧的必要条件） 可燃物

43、可燃物 三要素三要素 助燃物助燃物 导致燃烧的能源（点火源）导致燃烧的能源（点火源）3、燃烧过程、燃烧过程 大多数可燃物质的燃烧是在蒸气或大多数可燃物质的燃烧是在蒸气或气体状态下进行的。气体状态下进行的。燃烧的过程可用下面的框图给出。燃烧的过程可用下面的框图给出。259固 体液 体气 体熔 化 蒸 发或分解蒸 发氧 化 分 解 着 火燃 烧260n几种燃烧形式：几种燃烧形式：按照燃烧反应相的不同分为：按照燃烧反应相的不同分为： 均相燃烧、非均相燃烧。均相燃烧、非均相燃烧。可燃气体的燃烧形式：可燃气体的燃烧形式： a）混合燃烧）混合燃烧 b）扩散燃烧）扩散燃烧可燃液体、固体的燃烧形式：可燃液体、

44、固体的燃烧形式： a）蒸发燃烧）蒸发燃烧 b）分解燃烧）分解燃烧 c）表面燃烧）表面燃烧2614、 燃烧机理理简介燃烧机理理简介 连锁反应认为：在空气中存在着游离态的原子、连锁反应认为：在空气中存在着游离态的原子、离子的具有一定能量的活性基因，或称活化基、活离子的具有一定能量的活性基因，或称活化基、活化中心。主要是原子氧、氢、氢氧化合物：化中心。主要是原子氧、氢、氢氧化合物：O*、H*、OH*（*表示是活化基）表示是活化基）氢的燃烧，连锁反应可以写成下面几个步骤：氢的燃烧，连锁反应可以写成下面几个步骤： H*+O2O*+OH* O*+H2H*+OH* 2(OH*+H2) 2(H*+H2O)H*

45、+3H2O22H2O+3H*+形成活化基形成活化基增殖的反应增殖的反应链。链。262（二）爆炸及爆炸极限（二）爆炸及爆炸极限1 1、爆炸的基本概念爆炸的基本概念 定义：物质自一种状态定义：物质自一种状态迅速迅速转变成另一种状态，转变成另一种状态，并在瞬间放出大量能量，同时产生巨大声响的现象并在瞬间放出大量能量，同时产生巨大声响的现象称为爆炸。称为爆炸。根据爆炸压力波传播速度，可将爆炸分为：根据爆炸压力波传播速度，可将爆炸分为： 轻爆：传播速度（数十厘米轻爆：传播速度（数十厘米 数米数米/ /秒）秒）爆炸：传播速度（爆炸：传播速度（10米米 数百米数百米/秒）秒） 爆轰：传播速度爆轰：传播速度（

46、10007000m/s） 2632、爆炸分类、爆炸分类 由物理变化而引起的爆炸。物质因压力由物理变化而引起的爆炸。物质因压力等状态发生突变而形成的爆炸现象称为物理等状态发生突变而形成的爆炸现象称为物理性爆炸。物理性爆炸前后物质的性质及化学性爆炸。物理性爆炸前后物质的性质及化学成分均不改变。成分均不改变。（1）物理性爆炸）物理性爆炸264n（2）化学性爆炸）化学性爆炸 由于物质发生极迅速的化学反应，产生高由于物质发生极迅速的化学反应，产生高温高压而引起的爆炸成为化学性爆炸。化学性温高压而引起的爆炸成为化学性爆炸。化学性爆炸前后物质的性质、成分均发生了根本的变爆炸前后物质的性质、成分均发生了根本的

47、变化。化。 化学爆炸按爆炸时所产生的化学变换，化学爆炸按爆炸时所产生的化学变换，可分为三类：可分为三类：265化学爆炸分类：化学爆炸分类：na、简单分解爆炸简单分解爆炸nb、复杂分解爆炸、复杂分解爆炸nC、爆炸性混合物爆炸、爆炸性混合物爆炸 由可燃气体、蒸气及粉尘与空气混合形成的由可燃气体、蒸气及粉尘与空气混合形成的混合物的爆炸均属此类爆炸。这类爆炸需要一定混合物的爆炸均属此类爆炸。这类爆炸需要一定的条件，例如：爆炸性物质的含量、含氧量、激的条件，例如：爆炸性物质的含量、含氧量、激发能源等等。同此，其危险性较前二类要低，但发能源等等。同此，其危险性较前二类要低，但极普遍，造成的危害性也较大。极

48、普遍，造成的危害性也较大。266n爆炸下限、上限：爆炸下限、上限：可燃气体或蒸气与空气可燃气体或蒸气与空气组成的混合物能使火焰蔓延的最低、最高组成的混合物能使火焰蔓延的最低、最高浓度，称为该气体或蒸气的爆炸下限、上浓度，称为该气体或蒸气的爆炸下限、上限。限。影响爆炸极限的因素：影响爆炸极限的因素：a、原始温度；、原始温度；b、原始压力；、原始压力；c、含惰性介质量。、含惰性介质量。267（三）、灭火方法（三）、灭火方法n冷却法冷却法n窒息法窒息法n隔离法隔离法n化学中断法（化学抑制法）化学中断法（化学抑制法）268四、四、 灭火剂灭火剂 目前主要的灭火剂有：水、砂、二氧目前主要的灭火剂有：水、

49、砂、二氧化碳、四氯化碳、化学泡沫、空气泡沫、化碳、四氯化碳、化学泡沫、空气泡沫、干粉和卤化物（卤代烷）。干粉和卤化物（卤代烷）。 油库中常用的有：水蒸气、化学泡沫、油库中常用的有：水蒸气、化学泡沫、干粉、卤化物和空气泡沫。干粉、卤化物和空气泡沫。269五、油罐火灾的类型及特点五、油罐火灾的类型及特点1 1、 油罐火灾的类型油罐火灾的类型（1）稳定燃烧）稳定燃烧 轻质油品油罐在温度较高时，蒸发出大轻质油品油罐在温度较高时，蒸发出大量的油蒸气，从呼吸阀、量油孔等处向外冒，量的油蒸气，从呼吸阀、量油孔等处向外冒，遇火源时燃烧，形成所谓的火炬燃烧。遇火源时燃烧，形成所谓的火炬燃烧。270（2）爆炸燃烧

50、）爆炸燃烧 罐内蒸气浓度处于极限范围内，遇到罐内蒸气浓度处于极限范围内，遇到火源会在罐内发生爆炸，造成罐体损坏，火源会在罐内发生爆炸，造成罐体损坏，然后继续燃烧。这种情况可造成油品外溢，然后继续燃烧。这种情况可造成油品外溢，扩大火势。扩大火势。271（3）爆燃）爆燃 常常发生在重质油品储罐。重质油品常常发生在重质油品储罐。重质油品储存一定时间后，罐内油蒸气与空气的混储存一定时间后，罐内油蒸气与空气的混合物浓度大于爆炸下限，遇火源会爆炸，合物浓度大于爆炸下限，遇火源会爆炸，爆炸后，由于油品蒸气的挥发速度跟不上爆炸后，由于油品蒸气的挥发速度跟不上燃烧需要的蒸气量，因此爆炸后不能继续燃烧需要的蒸气量

51、，因此爆炸后不能继续燃烧。燃烧。272（4 4）沸溢燃烧）沸溢燃烧 通常发生在原油、重质油品。一定条通常发生在原油、重质油品。一定条件下，燃烧发生后，油品会溢出罐外，造件下，燃烧发生后，油品会溢出罐外，造成更大的火灾。成更大的火灾。2732、油罐火灾特点、油罐火灾特点（1 1）油品燃烧表面温度）油品燃烧表面温度 轻油与重油相比，轻油燃烧表面温度低，轻油与重油相比，轻油燃烧表面温度低，重油燃烧表面温度高，这是轻油挥发性强，重油燃烧表面温度高，这是轻油挥发性强，吸收的热量多。吸收的热量多。 如：如： 燃烧表面温度燃烧表面温度 汽油汽油 80； 煤油煤油 321326； 原油原油 300； 重油重油

52、 300274（2）油品燃烧速度）油品燃烧速度 燃烧速度表达了单位时间内从油品表面燃烧速度表达了单位时间内从油品表面烧掉的油品数量。烧掉的油品数量。燃烧速度可用两种形式表达：燃烧速度可用两种形式表达：直线速度：单位时间内由于燃烧使油品表面下降直线速度：单位时间内由于燃烧使油品表面下降的速度（的速度（cm/h，mm/min）；）；重量速度：单位时间内从单位油品表面上所烧掉重量速度：单位时间内从单位油品表面上所烧掉的油品重量的油品重量（kg/m2 h）；）； 影响油品燃烧速度的因素有很多，主要有油影响油品燃烧速度的因素有很多，主要有油品种类、油位高低、油品含水率、油罐开口面积、品种类、油位高低、油

53、品含水率、油罐开口面积、油罐直径等等油罐直径等等。 275（3）油罐内油品燃烧火焰的特征）油罐内油品燃烧火焰的特征 火焰的高度火焰的高度通常认为：通常认为：D6m， 焰高焰高H=1.5D D6m，焰高，焰高H=23D 火焰的倾斜度火焰的倾斜度有关资料提供了这样的几个实验数据：有关资料提供了这样的几个实验数据： 无风条件下：倾角无风条件下：倾角0 15 风速风速4m/s：倾角：倾角60 70276 火焰温度火焰温度 燃烧火焰温度主要取决于燃烧物的种类，燃烧火焰温度主要取决于燃烧物的种类，一般石油产品的火焰温度在一般石油产品的火焰温度在900 1200之之间。火焰温度高，热辐射强度大，对邻近间。火

54、焰温度高，热辐射强度大，对邻近物的威胁也就越大。物的威胁也就越大。 277（4）油罐的破坏情况）油罐的破坏情况 从火场实践得知，一般建筑起火从火场实践得知，一般建筑起火5分钟内分钟内燃烧区可达燃烧区可达500，起火，起火10分钟内，燃烧去建分钟内，燃烧去建筑构件的温度可达筑构件的温度可达750。 对油品储罐，低液位着火，而无冷却水的对油品储罐，低液位着火，而无冷却水的情况下，着火后情况下，着火后58分钟，油罐就会发生变形、分钟，油罐就会发生变形、破坏，油品可能流散出来，使火灾蔓延、扩大。破坏，油品可能流散出来，使火灾蔓延、扩大。278 因此，油罐着火后，消防力量必须在因此，油罐着火后，消防力量

55、必须在5分钟之内做出反映，对着火罐实施扑救和冷分钟之内做出反映，对着火罐实施扑救和冷却，同时，对邻近罐也要冷却。却，同时，对邻近罐也要冷却。油罐破坏情况：油罐破坏情况： 罐顶破坏，罐顶破坏，75%； 罐壁、底破坏，罐壁、底破坏，4%； 无破坏，无破坏，21%。279（5）热波与沸腾溢流）热波与沸腾溢流 热波热波 石油及石油产品是多组分的烃类化合物，石油及石油产品是多组分的烃类化合物，各组分的沸点是不一样的，油品燃烧时，油各组分的沸点是不一样的，油品燃烧时，油层表面的轻质馏分将首先蒸发燃烧掉，而重层表面的轻质馏分将首先蒸发燃烧掉，而重质馏分蒸发较慢、蒸发量较少，温度上升。质馏分蒸发较慢、蒸发量较

56、少，温度上升。由于重组分的密度较大，所以到一定时候，由于重组分的密度较大，所以到一定时候，这些重组分就会因自重而下沉，从而使油层这些重组分就会因自重而下沉，从而使油层逐层地往深部加热。这种现象被称为热波现逐层地往深部加热。这种现象被称为热波现象。热油与冷油的分界面成为热波面。象。热油与冷油的分界面成为热波面。280n 简言之，宽馏分油品储罐火灾中，高简言之，宽馏分油品储罐火灾中，高温热油层随重组分向下传播的现象称为温热油层随重组分向下传播的现象称为热波现象。热波现象。 n 沸溢及喷溅沸溢及喷溅 当下移的热波面温度达到或超过了水的沸点，当下移的热波面温度达到或超过了水的沸点，而该热波与油品中的浮

57、化水或悬浮水相遇，或者是而该热波与油品中的浮化水或悬浮水相遇，或者是热波面到达罐低的水垫层时，水就被汽化，由于水热波面到达罐低的水垫层时，水就被汽化，由于水汽化时体积迅速扩大为原来的千倍以上，大量的蒸汽化时体积迅速扩大为原来的千倍以上，大量的蒸汽上浮，形成强烈的搅拌，形成油包汽的气泡。汽上浮，形成强烈的搅拌，形成油包汽的气泡。 从而将油品携带出罐外，造成油品的扩散，使火灾从而将油品携带出罐外，造成油品的扩散，使火灾扩大，称此现象为沸溢。扩大，称此现象为沸溢。281 如果产生气泡的速度和气泡量很大，如果产生气泡的速度和气泡量很大，例如，悬浮水的颗粒较大，或热波达到水例如，悬浮水的颗粒较大，或热波

58、达到水垫层，水的大量、迅速的汽化，使得油品垫层，水的大量、迅速的汽化，使得油品被蒸汽抬起，冲入大气，发生喷发现象，被蒸汽抬起，冲入大气，发生喷发现象，使油滴、油气泡被抛出罐外，这种现象我使油滴、油气泡被抛出罐外，这种现象我们称之为喷溅。们称之为喷溅。282283284n产生沸腾溢流的必要条件产生沸腾溢流的必要条件na、油品具有移动热波特性；、油品具有移动热波特性；nb、油品中含有游离水、乳化水、或者油层、油品中含有游离水、乳化水、或者油层下有水垫层；下有水垫层；nc、油品具有足够的粘度。、油品具有足够的粘度。 一般情况下，所说的沸腾溢流包括沸溢一般情况下，所说的沸腾溢流包括沸溢和喷溅现象。和喷

59、溅现象。285n沸溢的预测沸溢的预测na、示温法（热敏漆）；、示温法（热敏漆）；nb、观测法（观测现象）；、观测法（观测现象）；nc、计算法。、计算法。计算热波发生的时间：计算热波发生的时间： H 水垫层以上油层厚度，水垫层以上油层厚度，m； VR热波速度，热波速度， m/h。 VR=0.3 1.1 m/h （实验统计）（实验统计） t 从发生火灾到开始喷溅的时间，从发生火灾到开始喷溅的时间，h；RVHt 286六、低倍数空气泡沫灭火系统的设计六、低倍数空气泡沫灭火系统的设计（一）空气泡沫的制备（一）空气泡沫的制备泡沫液泡沫液泡沫混合液泡沫混合液空气空气(机械机械)泡沫泡沫加水加水加空气加空气

60、比例混合器比例混合器泡沫产生器泡沫产生器泡沫混合液泡沫混合液 = 泡沫液泡沫液:水水 6:946:94或（或（3:973:97）287（二）空气泡沫的灭火原理（二）空气泡沫的灭火原理n隔离与窒息作用隔离与窒息作用n隔热作用与降温作用隔热作用与降温作用n冲淡可燃气体，减轻火势冲淡可燃气体，减轻火势n泡沫的性能要求泡沫的性能要求n具有良好的稳定性和抗烧性具有良好的稳定性和抗烧性n具有良好的流动性具有良好的流动性n具有适当的发泡倍数具有适当的发泡倍数n泡沫性能指标泡沫性能指标n25%析液时间析液时间n抗烧时间抗烧时间n90%控制时间控制时间288（三）、液上喷射空气泡沫灭火系统（三）、液上喷射空气泡