燃油储罐日用油量与供油泵设计计算书（Excel自动计算版）

燃油储罐日用油量与供油泵设计计算,,,,,,,,,

序号,计算项目,符号表示,参数来源,计算公式,国际单位,计算结果,参数说明,规范依据,其他说明

一、基础设计参数输入,,,,,,,,,

1,锅炉总额定热功率,Q,设计值,—,MW,14.00,项目所有运行锅炉额定热功率之和，按设计任务书取值,GB50041-2020第3.0.5条,多台锅炉同时运行时取同时使用系数修正

2,锅炉台数,n,设计值,—,台,2.00,项目配置的锅炉总台数,设计任务书,包含备用锅炉数量

3,同时使用系数,Kt,选用值,—,—,1.00,多台锅炉同时运行的负荷系数，一般取0.8~1.0,《燃油燃气锅炉房设计手册》,单台锅炉运行时取1.0

4,锅炉额定热效率,η,设计值,—,%,92.00,锅炉厂家提供的额定工况下热效率,锅炉厂家技术资料,冷凝式锅炉可取更高值

5,燃油低位发热量,Qnet,选用值,—,MJ/kg,42.70,0号柴油低位发热量约42.7MJ/kg，重油约40.6MJ/kg,燃料物性参数表,按实际燃油牌号取值

6,燃油密度,ρ,选用值,—,kg/m³,850.00,20℃时0号柴油密度约820~860kg/m³，重油约920~980kg/m³,燃料物性参数表,温度变化较大时需做温度修正

7,日用油箱储油时间,t,选用值,—,h,4.00,柴油不小于3h，重油不小于5h，按规范要求取值,GB50041-2020第6.1.6条,重油系统需考虑加热时间适当放大

8,供油泵备用系数,Kb,选用值,—,—,1.20,供油泵流量备用系数，一般取1.1~1.2,《泵选型手册》,一用一备取小值，两用一备取大值

9,油泵总效率,ηp,选用值,—,%,65.00,齿轮泵、螺杆泵效率一般取60%~75%，离心泵取50%~70%,泵厂家样本,小流量泵取低值，大流量泵取高值

10,电机传动效率,ηm,选用值,—,%,98.00,联轴器直联传动取0.98~0.99，皮带传动取0.95~0.97,《机械设计手册》,直联传动优先选取

11,油泵中心与油箱最低液位高差,h1,设计值,—,m,-2.00,油泵高于油箱液位取正值，低于取负值,工艺布置图,吸入段提升高度，影响气蚀余量计算

12,油泵中心与燃烧器入口高差,h2,设计值,—,m,15.00,燃烧器入口高于油泵中心的垂直高度,工艺布置图,压出段提升高度

13,吸入管总长度,L1,设计值,—,m,12.00,从油箱出口到油泵入口的管道总长度（含局部阻力当量长度）,管道布置图,局部阻力可按沿程阻力的20%~50%估算

14,压出管总长度,L2,设计值,—,m,35.00,从油泵出口到燃烧器入口的管道总长度（含局部阻力当量长度）,管道布置图,包含阀门、过滤器、弯头、三通等附件阻力

15,吸入管管径,d1,选用值,—,mm,80.00,根据推荐流速选取，吸入管流速0.5~1.5m/s,GB50316-2000第7章,高粘度介质取较大管径降低流速

16,压出管管径,d2,选用值,—,mm,65.00,根据推荐流速选取，压出管流速1.0~2.5m/s,GB50316-2000第7章,流速过高会导致阻力过大、振动噪声

17,管道沿程阻力系数,λ,查表值,—,—,0.03,钢管沿程阻力系数，一般取0.02~0.04,《流体力学手册》,根据雷诺数和管壁粗糙度查表选取

18,燃烧器入口所需压力,P0,设计值,—,MPa,2.50,燃烧器厂家要求的入口工作压力,燃烧器厂家技术资料,压力雾化燃烧器一般要求1.5~3.0MPa

19,燃油运动粘度,ν,选用值,—,mm²/s,3.00,20℃时0号柴油粘度约3~8mm²/s，重油需加热后达到20mm²/s以下,燃料物性参数表,粘度影响管道阻力和泵的吸入性能

20,安全阀启跳压力倍数,Ka,选用值,—,—,1.10,安全阀启跳压力为工作压力的1.05~1.1倍,GB50041-2020第11章,超压保护设置要求

21,年运行天数,Ty,设计值,—,d,300.00,锅炉房年实际运行天数,项目运行方案,根据生产或采暖天数确定

22,日运行小时数,Td,设计值,—,h,20.00,锅炉房每日平均运行小时数,项目运行方案,三班制运行可取24h

二、锅炉最大小时耗油量计算,,,,,,,,,

23,单台锅炉额定小时耗油量,B1,计算值,B1=3600*Q/(Qnet*η/100),kg/h,0.00,单台锅炉额定工况下每小时消耗的燃油质量,GB50041-2020第3.0.6条,按热平衡法计算，3600为单位换算系数

24,锅炉最大总小时耗油量,Bmax,计算值,Bmax=Kt*n*B1,kg/h,0.00,考虑同时使用系数后所有锅炉最大总耗油量,《燃油燃气锅炉房设计手册》,系统设计的最大耗油量基准

25,最大小时体积耗油量,Vmax,计算值,Vmax=Bmax/ρ,m³/h,0.00,换算为体积流量，用于泵和管道计算,流体力学计算公式,质量流量除以密度得到体积流量

26,平均日耗油量,Bd,计算值,Bd=Bmax*Td*0.85,kg/d,0.00,按平均负荷率85%计算的日耗油量,运行经验数据,0.85为日平均负荷系数，可根据实际调整

27,年耗油量,By,计算值,By=Bd*Ty/1000,t/a,0.00,全年总燃油消耗量，用于经济测算,项目经济评价方法,单位换算为吨，便于成本核算

三、日用油箱（储罐）容积计算,,,,,,,,,

28,日用油箱计算有效容积,Vyx,计算值,Vyx=Bmax*t/ρ,m³,0.00,满足储油时间要求的有效容积,GB50041-2020第6.1.6条,有效容积指可利用的储油容积，不含死区

29,油箱容积利用系数,φ,选用值,—,—,0.85,考虑最高液位、最低液位及安全余量的系数，一般取0.8~0.9,《储油罐设计规范》,矩形油箱取高值，圆柱形油箱取低值

30,日用油箱公称容积,Vg,计算值,Vg=Vyx/φ,m³,0.00,选用标准油箱的公称容积,化工设备标准系列,向上圆整到标准规格

31,日用油箱规格选用,—,选用值,—,m³,5.00,选用标准公称容积的成品油箱,油箱厂家样本,常用规格：1m³、2m³、3m³、5m³、10m³

32,油箱容积校核,—,判断值,"IF(Vg≥选用值,""满足"",""不满足"")",—,不满足,校核选用容积是否大于计算所需容积,GB50041-2020第6.1.6条,不满足时需选用更大容积油箱

33,油箱最高液位高度,Hmax,计算值,Hmax=4*Vg/(π*D²)（圆柱）或Vg/(L*W)（矩形）,m,1.20,根据选用油箱尺寸计算的最高液位,油箱厂家图纸,预留100~150mm安全空间

34,油箱最低液位高度,Hmin,选用值,—,m,0.20,防止油泵吸入空气的最低液位高度,工艺设计要求,高于吸入口100mm以上

35,油箱超高液位报警,HH,计算值,HH=Hmax-0.05,m,0.00,高液位报警阈值，防止溢油,自动化仪表设计规范,连锁关闭进油阀

36,油箱超低液位报警,LL,计算值,LL=Hmin+0.05,m,1.25,低液位报警阈值，防止油泵空转,自动化仪表设计规范,连锁停泵保护

四、管道流速与阻力计算,,,,,,,,,

37,吸入管实际流速,v1,计算值,v1=Vmax/(3600*π*(d1/2/1000)²),m/s,0.00,吸入管内燃油实际流速,GB50316-2000第7.2条,推荐流速0.5~1.5m/s，防止气蚀

38,压出管实际流速,v2,计算值,v2=Vmax/(3600*π*(d2/2/1000)²),m/s,0.00,压出管内燃油实际流速,GB50316-2000第7.2条,推荐流速1.0~2.5m/s，避免阻力过大

39,吸入管流速校核,—,判断值,"IF(AND(v1>=0.5,v1<=1.5),""满足"",""不满足"")",—,不满足,校核吸入管流速是否在推荐范围内,《燃油燃气锅炉房设计手册》,不满足时调整管径重新计算

40,压出管流速校核,—,判断值,"IF(AND(v2>=1.0,v2<=2.5),""满足"",""不满足"")",—,不满足,校核压出管流速是否在推荐范围内,《燃油燃气锅炉房设计手册》,不满足时调整管径重新计算

41,吸入管沿程阻力损失,ΔP1,计算值,ΔP1=λ*(L1/(d1/1000))*(ρ*v1²/2)/1e6,MPa,0.00,吸入段管道沿程压力损失,流体力学达西-魏斯伯格公式,包含局部阻力当量长度

42,压出管沿程阻力损失,ΔP2,计算值,ΔP2=λ*(L2/(d2/1000))*(ρ*v2²/2)/1e6,MPa,0.00,压出段管道沿程压力损失,流体力学达西-魏斯伯格公式,包含阀门、过滤器等附件阻力

43,管道总阻力损失,ΔPg,计算值,ΔPg=ΔP1+ΔP2,MPa,0.00,管道系统总压力损失,流体力学计算公式,沿程阻力加局部阻力总和

44,过滤器阻力损失,ΔPl,选用值,—,MPa,0.05,油过滤器额定流量下的阻力损失,过滤器厂家样本,粗滤器约0.02~0.05MPa，细滤器约0.05~0.1MPa

45,阀门及附件总阻力,ΔPf,选用值,—,MPa,0.08,阀门、弯头、三通等附件局部阻力总和,《流体阻力计算手册》,可按沿程阻力的20%估算

46,管路系统总阻力损失,ΔPz,计算值,ΔPz=ΔPg+ΔPl+ΔPf,MPa,0.13,整个管路系统总压力损失,流体力学计算公式,泵扬程计算的重要参数

五、供油泵流量计算与选型,,,,,,,,,

47,供油泵计算流量,Qp,计算值,Qp=Kb*Vmax,m³/h,0.80,考虑备用系数后泵所需流量,GB50041-2020第6.2.3条,备用流量用于回油、泄漏及超负荷

48,单台泵设计流量,Qd,计算值,Qd=Qp/np（np为运行泵台数）,m³/h,0.80,一用一备时单台泵需满足总流量,《泵选型手册》,两用一备时按总流量70%选取单台

49,运行泵台数,np,选用值,—,台,1.00,正常工作时同时运行的泵数量,工艺设计方案,一般为1用1备，大型系统2用1备

50,泵额定流量选用值,Qe,选用值,—,m³/h,8.00,选用泵的额定流量，大于计算流量,泵厂家样本,优先选用效率高的工作区间

51,泵流量校核,—,判断值,"IF(Qe≥Qd,""满足"",""不满足"")",—,满足,校核泵额定流量是否满足设计要求,GB50041-2020第6.2.3条,不满足时选用更大流量泵

52,泵吸入压力,Ps,计算值,Ps=ρ*g*(-h1)/1e6-ΔP1+P0（油箱通大气）,MPa,0.10,泵入口处的压力，需大于气蚀余量要求,泵气蚀性能计算公式,绝对压力，需大于泵必需气蚀余量

53,泵必需气蚀余量,NPSHr,选用值,—,m,3.00,泵厂家提供的必需气蚀余量,泵厂家样本,转速越高、流量越大NPSHr越大

54,有效气蚀余量,NPSHa,计算值,NPSHa=(Ps*1e6)/(ρ*g)-Pv/(ρ*g),m,232.75,系统实际提供的气蚀余量,GB/T13006-2013,20℃柴油饱和蒸气压约0.002MPa

55,气蚀余量校核,—,判断值,"IF(NPSHa≥NPSHr+0.5,""满足"",""不满足"")",—,满足,校核有效气蚀余量是否大于必需值加安全余量,GB/T13006-2013,安全余量不小于0.5m，防止气蚀

56,推荐泵型,—,选用值,—,—,螺杆泵,根据介质特性推荐泵型,《泵选型手册》,柴油优先用螺杆泵、齿轮泵，重油用螺杆泵带加热

六、供油泵扬程计算与选型,,,,,,,,,

57,几何高差所需压力,ΔPh,计算值,ΔPh=ρ*g*(h1+h2)/1e6,MPa,0.03,克服进出口液位高差所需压力,流体静力学公式,h1为吸入段高差，h2为压出段高差

58,燃烧器入口工作压力,P0,设计值,—,MPa,2.50,燃烧器正常雾化所需压力,燃烧器厂家资料,回油调节阀压力损失另计

59,回油调节阀压力损失,ΔPv,选用值,—,MPa,0.30,回油调节阀正常工作时的压力降,调节阀厂家样本,保证调节阀有足够调节余量

60,泵所需总扬程压力,Pt,计算值,Pt=ΔPh+ΔPz+P0+ΔPv,MPa,2.83,泵需要提供的总压力,GB50041-2020第6.2.4条,各项压力损失之和

61,泵扬程换算,H,计算值,H=Pt*1e6/(ρ*g),m,6750.58,压力换算为水柱扬程（油柱）,流体力学单位换算,泵样本常用扬程单位为m液柱

62,泵额定扬程选用值,He,选用值,—,m,400.00,选用泵的额定扬程，大于计算扬程,泵厂家样本,留10%左右余量

63,泵扬程校核,—,判断值,"IF(He≥H,""满足"",""不满足"")",—,不满足,校核泵额定扬程是否满足设计要求,GB50041-2020第6.2.4条,不满足时选用更高扬程泵

64,泵出口工作压力,Pd,计算值,Pd=Pt+Ps,MPa,5.83,泵出口实际工作压力,泵工作特性计算,用于管道及附件压力等级选取

65,管道压力等级选用,—,选用值,—,MPa,4.00,管道、阀门、法兰公称压力,管道器材选用规范,不小于最大工作压力的1.5倍

66,压力等级校核,—,判断值,"IF(PN≥1.5*Pd,""满足"",""不满足"")",—,8.36,校核管道压力等级是否满足强度要求,GB50316-2000第4章,不满足时提高压力等级

七、供油泵电机功率计算,,,,,,,,,

67,泵有效功率,Pe,计算值,Pe=ρ*g*Qe*He/(3600*1000),kW,0.00,泵输送液体获得的有效功率,泵功率计算公式,流体获得的功率

68,泵轴功率,Psh,计算值,Psh=Pe/(ηp/100),kW,0.00,泵轴所需输入功率,泵功率计算公式,考虑泵内部效率损失

69,电机额定功率,Pm,计算值,Pm=Psh/(ηm/100)*K,kW,0.00,考虑传动效率和安全系数的电机功率,《电机选型手册》,安全系数K取1.1~1.2，小功率取大值

70,电机功率选用值,Pme,选用值,—,kW,15.00,选用标准额定功率电机,电机标准系列,标准功率：5.5、7.5、11、15、18.5、22kW等

71,电机功率校核,—,判断值,"IF(Pme≥Pm,""满足"",""不满足"")",—,满足,校核电机额定功率是否满足要求,GB50055-2011,不满足时选用更大功率电机

72,电机额定电流估算,Ie,计算值,Ie=2*Pme（380V三相电机）,A,30.00,380V三相电机额定电流近似值,电工经验公式,用于断路器、电缆选型参考

73,泵启动方式,—,选用值,—,—,直接启动,根据电机功率选择启动方式,工业与民用供配电设计手册,15kW以下可直接启动，以上建议软启动

74,电缆截面选用,—,选用值,—,mm²,6.00,电机供电电缆铜芯截面,GB50217-2018,根据载流量、压降、热稳定校验

75,断路器额定电流,—,选用值,—,A,32.00,电机保护断路器额定电流,GB50054-2011,躲过启动电流，长延时整定1.05~1.2Ie

76,热继电器整定电流,—,计算值,Ir=1.1*Ie,A,33.00,热过载继电器整定电流,低压配电设计规范,过载保护，断相保护

八、安全阀与保护装置计算,,,,,,,,,

77,安全阀启跳压力,Pv,计算值,Pv=Ka*Pd,MPa,0.00,安全阀开启压力，超压保护,GB50041-2020第11.2节,不大于管道设计压力

78,安全阀额定泄放量,Qv,计算值,Qv=1.1*Qe,m³/h,0.03,安全阀最大泄放能力,APIRP520,大于泵最大流量，防止超压

79,安全阀喉径计算,d0,计算值,d0=sqrt(4*Qv/(π*2.3*sqrt((Pv+0.1)*1e6/ρ))),mm,18.68,安全阀最小喉径计算,安全阀选型规范,选用标准喉径大于计算值

80,安全阀公称直径选用,DNv,选用值,—,mm,25.00,选用安全阀公称通径,安全阀标准系列,常用DN15、DN20、DN25、DN32

81,安全阀喉径校核,—,判断值,"IF(DNv≥d0,""满足"",""不满足"")",—,满足,校核安全阀通径是否满足泄放要求,TSGZF001-2006,不满足时选用更大通径

82,止回阀公称直径,DNc,选用值,—,mm,65.00,泵出口止回阀通径,管道阀门选用规范,与管道同径

83,过滤器过滤精度,—,选用值,—,目,100.00,油泵入口过滤器过滤精度,泵厂家要求,螺杆泵要求不低于80目

84,压力表量程选用,—,计算值,量程=2*Pd,MPa,0.00,压力表量程选用，工作压力在1/3~2/3量程,自动化仪表选型规范,精度不低于1.6级

85,温度传感器量程,—,选用值,—,℃,0~100,燃油温度测量范围,自动化仪表选型规范,重油系统需0~150℃

86,高低压保护设定值,—,计算值,高压=1.05*Pd，低压=0.7*P0,MPa,高压：2.62，低压：1.75,压力过高过低连锁保护值,锅炉房设计规范,高压停泵，低压报警

九、系统总校核与结论,,,,,,,,,

87,日用油箱储油时间校核,—,判断值,"IF(选用容积*φ*ρ/Bmax≥t,""满足"",""不满足"")",—,满足,校核实际储油时间是否满足规范要求,GB50041-2020第6.1.6条,柴油≥3h，重油≥5