第三章 油库工艺流程和管路布置(1).ppt

1、第三章 油库管路和泵房,3-1 油库工艺流程和管路布置 3-2 管路的水力计算 3-3 油库用管及其配件 3-4 管路的敷设和试压 3-5 油库泵房的类型和特点 3-6 泵房的位置、建筑要求和布置 3-7 油库泵房流程 3-8 泵机组的选择,3-1 、油库工艺流程和管路布置,一、油库工艺流程 在进行油库总平面布置和考虑总油品装卸作业的同时，还要着手油库工艺流程设计，并绘制工艺流程图。 所谓油库工艺流程设计，即是合理布置和设计油库主要油品的流向和可能完成的作业，包括油品的装卸、倒灌、灌装等等。一个好的工艺流程不仅能完成更多的作业，还能节约建设投资，而且操作关系明确，便于安全生产，减少操作错误。,

2、工艺流程图便是表示上述关系的图纸。它通过管线、阀门、油泵等将装卸油设施、储油罐、灌装设备等有机地联接起来，反映油库的生产关系。 从流程图上，我们可以看出油库所满足的业务操作范围，并据以审定它是否符合业务要求和它的合理性。,1、油库流程的布置要求,对于规模较小的，且经营的油品种类不多、业务单一的油库，流程是比较简单的。但是对于规模较大，经营品种较多的油库，流程则比较复杂，如不注意精心布置，便有可能给生产带来不便，甚至影响使用，造成经济损失。 因此布置油库流程时，必须首先考虑油库的业务要求及同时操作的业务种类，使之操作方便、调度灵活、互不干扰、经济合理、节约投资，不但满足收发作业要求，并应使各油罐

3、间能相互输转，相应油泵能互相备用。,油库流程的布置要求,要满足这些要求，必须深入实际进行调查研究，充分了解油库的经营状况，获得可靠的资料。并在此基础上，进行恰当分析，分清主次，集中精力去解决主要矛盾。对次要间题视具体情况予以安排。切忌不分主次，片面追求全面的“万能流程”。因为一切事物总是一分为二的，如过于追求“全面”，势必增加许多设备和管线，把流程搞得很复杂，不仅增加投资，给生产带来不便，甚至造成错误操作。,2、工艺流程设计基本原则,总之，在流程布置上要辩证地处理好业务要求、生产管理和建设投资三者的关系。一个好的流程设计便是三者的统一： 满足生产要求 操作方便、调度灵活 节约投资。,3、管网布

4、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。,单管系统,（1）,将油品分成若干组油罐储存，每组各设一根输油管，在每个油罐附近和油罐相连。 这种流程节约投资，但同组油罐之间无法转输，一条管线出事故其它管线均不能操作。,单管系统,双管系统,（2）,安装方式与单管系统相同，每组设两根输油管。,双管系统,独立管道系统,（3）,每个油罐都有一根单独管道通入泵房，卸油管也接不同品种分别进入泵房。布置清晰，专管专用，不用排空，检修不影响其它油罐的作用，管材消耗大，泵房管组多。,独立管道系统,三种管道布置的优缺点,从材料消耗看，单管系统最省，独立

5、管道系统最费。 但从使用来看，单管却有较多的缺点，如同组油罐无法输转，必须输转时需另装临时管线；一条管线发生故障时，同组的所有油罐均不能操作。而独立管道系统，虽然布置清晰，专管专用，不用排空，检修时也不影响其它油罐的作用，可是管材消耗太多，泵房管组也要相应增大。 因此在实际应用上，除临时性油库或地方性小油库采用单管系统外，对于油库数目较多、油品种类广的油库，多以双管系统为主，辅以单管或独立管道系统。,（4）一管多用,油库具体采用什么管道系统进行工艺流程设计，应根据油库业务特点，结合具体情况，因地制宜，慎重选择。 为了节约管线、简化流程、提高设备利用率、减少建设投资，流程布置时应考虑一管多用和一

6、泵多用的设计方案，即在不影响油库正常操作的情况下，利用同一管线和同一泵输送几种性质相近的油品。,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。,油品分组表,（5）专管专用,上述分组是为了确保油品质量而拟定的。如果油库经营的油品种类较多，而已建管道不足时，亦可在加强管道清洗的前提下，适当并组使用。但溶剂汽油绝对不能与含铅汽油共用一条管道。对于有特殊要求的油品，例如航空汽油、航空煤油等，必须专管专用。,二、油库管路布置,确定油库的工艺流程后，要布置油库管网，绘制管道纵断面图。管网布置图是油库管线施工的依据，布置时管线要力求最

7、短，尽量走直线，避免纵横交叉，相互干扰。在转角，与建筑物相交、管道起始点等处注明管道的标高和坐标。管道横向排列的间距及标高可通过断面图表示。要标明管墩或管架的位置和编号。,利用纵断面图可以进行以下工作： （1）进行管路施工放线 （2）计算土石方量 （3）计算弯头角度 （4）检查管路停输时有无水柱分离现象 （5）检查吸入管路的工作 （6）检查是否有妨碍油品放空的凹下部分,3-2 管路的水力计算,1、根据经济流速确定管线管径,（1）经济流速：,一、确定管线管径,确定管路所输油品在计算温度下的粘度 查表3-2得出相应的经济流速 计算管径 式中： d ：管内径 Q：业务流量 v ：经济流速 选择标准管

8、径,（2）选管径步骤,当高差已知，确定管径的步骤,假定流态 计算管径 校核流态,2、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,当高差未知，确定管径的方法,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，h10m）,二、一般管路的摩阻损失计算,1、沿程摩阻的计算： 2、局部摩阻的计算：,一般Re 105时，,Re105时，,伊萨耶夫公式,尼古拉兹公式,由大庆设计院推荐经验公式，在混合区：,即： 0.0802A，m0.123,其中，,粗糙区,即： 0.0826，m0,三、装卸油系统摩阻计算,1、装油系统摩阻计算,三、装卸油系统摩阻计算,2、卸油系统摩

9、阻计算,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）,（1）铁路上卸系统汽阻断流的校核,离心泵吸入管路正常工作的条件,离心泵吸入管路不产生气阻的条件： 吸入管路任何位置的绝对压力均大于 被输送液体的饱和蒸气压 离心泵不产生气蚀的条件： 吸入管路任何一点的真空度小于泵的 允许吸入高度,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

10、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得蒸气压力线 将压力坡降线向下平移大气压头得真空线,真空剩余压力图,（2）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。 采用液下泵卸油。,（3）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，缩短吸入管路长度或降低泵的标高； 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

11、用压力卸油。,（4）油品下卸系统设计计算,（5）零位油罐容量计算,3-3 油库用管及其配件,一般管路都是由管子、管件（法兰、弯头等）和阀件等组成。通过这三部分便可构成油库工艺流程所需的管线系统，完成预定的输送要求。当进行管路设计时，除工艺流程和水力计算外，首要的问题便是选择管材和相应的配件，如果选择不当便会给管路带来不良后果，造成泄漏，甚至使管路破裂。选择管材和管件时，应考虑的主要因素是管子和配件的机械强度及其对流体的抗腐蚀性。因此必须对管材和配件的性能有一定的了解。,一、管材 二、法兰及其紧固件 三、常用阀门的构造及特点,一、管材,1、钢管 2、铸铁管 3、非金属管 4、耐油胶管,二、法兰及

12、其紧固件,1、法兰的种类、特点及其选择 法兰的种类、特点 标准法兰面 法兰的选用 2、法兰垫片及其选择,法兰连接包括上下法兰、垫片及螺栓螺母三部分。,管路的连接方式 丝扣、焊接、法兰、承插连接。 1、丝扣 适用条件：压力不高、管径不大的水、煤气管道。 连接的管件：活接头、管箍、大小头、三通、四通。 特点：安装、拆卸方便 2、焊接 适用条件：管径大于50mm的管线、不需拆卸。 特点：施工方便、坚固、严密、使用可靠、节约材料。 3、承接 适用条件：铸铁、塑料 4、法兰 适用条件：需要拆卸的地方。,法兰、螺栓及垫片,法兰连接包括上下法兰、垫片及螺栓螺母三部分。 1、法兰（法兰的种类及特点） 法兰按照

13、其结构形式和压力不同可分为以下几种： （1）平焊法兰。法兰焊接端面与管端对齐后，外侧面焊接连接容易对准，价格低，使用广泛。强度低，适用于压力、温度波动不严重的情况。平焊法兰是中低压工艺管道最常用的一种。平焊法兰适用于公称压力不超过2.5MPa。,法兰、螺栓及垫片,（2）对焊法兰。对焊法兰又称为高颈法兰。法兰环过渡到罐壁厚度，法兰强度大，不易变形，密封性能较好。适用于高温、高压且波动较大的地方。对焊法兰分为以下几种形式： l）光滑式对焊法兰。 2）凹凸式密封面对焊法兰。 3）榫槽密封面对焊法兰。 4）梯形槽式密封面对焊法兰。,（3）管口翻边活动法兰。管口翻边活动法兰，多用于钢、铝等有色金属及不锈

14、钢管道上，其优点是可以节省贵重金属，同时由于法兰可以自由活动，法兰穿螺丝时非常方便，缺点是不能承受较大的压力。适用于0.6MPa以下的管道连接。 （4）焊环活动法兰。焊环活动法兰多用于管壁比较厚的不锈钢管以及不易于翻边的有色金属管道的法兰连接。其密封面有光滑式和榫槽式两种。,（5）螺纹法兰。 法兰内侧有螺纹，可与螺纹管连接，用于低压管路或管件不允许焊接又要求法兰连接的管路。油库很少用。 （6）插入焊接法兰焊接端面内径大于管内径，钢管插入法兰，钢管外侧面与法兰端面焊接连接，强度高，焊接、装配难度大。 （7）松套法兰有活动环圈，承压低，严密性差，寿命短，螺栓孔易对准，用于仪表连接。,法兰密封端面的

15、形式 光滑端面法兰 有水线，适用于平焊法兰、对焊法兰。 凹凸面法兰 能钳住垫片不被吹出，不能防止挤入管中，适用于操作压力较高的管路。 槽式法兰 和凹凸面法兰有相同的优缺点，但垫片在凹槽内受两旁金属的限制，可以保护软垫片不致变形而被挤入管内。 梯形槽法兰 液体内压力作用在环圈上增加了连接处的密封性，垫片接触面位于法兰之下，垫片接触面不易被破坏，适用于高压，但制造困难、价格高。,2、法兰垫片及其选用 （1）橡胶石棉垫。橡胶石棉垫是法兰连接用量最多的垫片，能适用于很多介质，如蒸汽、煤气、空气、盐水、酸和碱等。 （2）橡胶垫。常用于输送低压水、酸和碱等介质的管道法兰连接。 （3）缠绕式垫片。在石油化工

16、工艺管道上广泛用。 （4）齿形垫。常用于凹凸式密封面法兰的连接。齿形垫的材质有普通碳素钢、低合金钢和不锈钢等。 （5）金属垫片。 （6）塑料垫。塑料垫适用于输送各种腐蚀性较强管道的法兰连接。常用的塑料垫片有聚氯乙烯垫片、聚四氟乙烯垫片和聚乙烯垫片等。,法兰的选用 根据管路输送介质、操作压力、操作温度进行选择。 法兰垫片的选用 油库输油管路多选用耐油橡胶石面垫片，输送航空汽油和喷气燃料的管线选用缠绕式垫片。,盲板（法兰） 用于临时（永久）切断管道内介质的管件。能承受较大的弯曲应力。根据法兰密封面的形式有：光滑面盲板、凸面盲板、梯形槽面盲板和8字盲板（也分为光滑面、凹凸面、梯形槽面三种）。,法兰剖

17、面图,密封面参数,法兰结构图,板式平焊法兰(PL),带颈平焊法兰(SO),板式平焊法兰,带颈平焊法兰,带颈对焊法兰,螺纹法兰,承插焊法兰,法兰盖,对焊环松套法兰,平焊环松套法兰,八字盲板,法兰制造标准（压力容器系列 ）,标准号 通径范围 压力等级 JB/T 4701-2000(甲型) DN300-DN2000 PN 0.25 0.6 1.0 1.6 10.0Mpa JB/T 4702-2000(乙型) DN300-DN3000 PN 0.25 0.6 1.0 1.6 2.5 4.0Mpa J B/T 4703-2000(长颈) DN300-DN2000 PN 0.6 1.0 1.6 2.5 4

18、.0 6.4 Mpa,三、常用阀门的构造及特点,闸阀 截止阀 转心阀 逆止阀,中国阀门的公称压力系列符合管道元件公称压力（ GB/T 1048 ）规定的公称压力系列：0.05，0.10，0.25，0.40，0.60，0.80，1.00，1.60，2.0，2.5，4.0，5.0，6.3，10.0，15.0Mpa等,阀门的公称压力,型号和名称表示方法示例：,l）电动机传动、法兰连接、明杆楔式双闸板、阀座密封面材料由阀体直接加工，公称压力0.1MPa，阀体材料为灰铸铁的闸阀，为Z942W1电动楔式双闸板闸阀。 2）手动、外螺纹连接、浮动直通式，阀座密封材料为氟塑料，公称压力4MPa，阀体材料为1Cr

19、18Ni9Ti的球阀，为Q21F40P外螺纹球阀。 3）气动常开式、法兰连接、屋脊式、村里材料为村胶，公称压力0.6MPa，阀体材料为灰铸铁的隔膜阀，为G6K41J6气动常开式衬胶隔膜阀。 4）液动、法兰连接、垂直板式、阀座密封面材料为铸铜，阀瓣密封面材料为橡胶，公称压力0.25MPa，阀体材料为灰铸铁的蝶阀，为D741X2.5液动蝶阀。,法兰闸阀,型号：Z41H口径：15600MM压力：1.66.4Mpa温度：425材料：碳钢、不绣钢等设计标准：JB、GB、ANSI、 BS、API、ISO、DIN、NF,选用特点：密封性能好，流体阻力小，开启、关闭力较小，也有一定调节流量的性能，并且能从阀杆

20、的升降高低看出阀的开度大小，主要适合一些大口径管道上。,法兰式截止阀,型号：J41HY-40 口径：10800MM压力：1.632Mpa温度：580材料：碳钢、不绣钢,钼钢等设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,电动截止阀,型号：J961H口径：40400MM压力：1.632.0Mpa温度：550材料：碳钢、不绣钢等设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,角式截止阀,型号：J44N口径：25300MM压力：1.66.4Mpa温度：-4080材料：碳钢、不锈钢等设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,选用特点：

21、结构比闸阀简单，制造、维修方便，也可以调节流量，应用广泛。但流阻力大，为防止堵塞和磨损，不适用于带颗粒和粘性较大的介质。,二片式球阀,法兰球阀,型号：Q41F/H/Y口径：15200MM压力：1.06.4Mpa温度：-28350材料：铸铁、碳钢、不绣钢等设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,气动球阀,名称：型号：Q641F-16P口径：DN15-DN400压力：1.0Mpa-6.4Mpa温度：-40-350材料：铸钢，不锈钢设计标准：GB、JB、API,电动O型球阀,型号：Q941F口径：15400MM压力：1.66.4Mpa温度：-20180材料：碳钢、不绣钢等

22、设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,型号：H41H-40口径：15300MM压力：1.04.0Mpa温度：350材料：碳钢、不绣钢等设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,升降止回阀,旋启式止回阀,型号：H44H-40 口径：50-500压力：1.6-6.4材料：碳钢、不锈钢,止回阀选用特点： 根据结构不同止回阀可分为升降式和旋启式。升降式的阀体与截止阀的阀体相同。升降式止回阀只能用在水平管道上，垂直管道应用旋启式止回阀，安装时应注意介质的流向，它在水平或垂直管路上均可应用。 选用特点：一般适用于清洁介质，对于带固体颗粒和粘性较大的介

23、质不适用。,手动法兰蝶阀,型号：D43H口径：40150MM压力：1.04.0Mpa温度：425材料：碳钢、不绣钢等设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,电动软密封蝶阀,型号：D941X口径：50-2000,安全阀是一种安全装置，一般分为弹簧式和杠杆式两种。 选用安全阀的主要参数是排泄量，排泄量决定安全阀的阀座口径和阀瓣开启高度。,型号：A48Y-16口径：25400MM压力：1.610Mpa温度：350材料：碳钢、不锈钢等设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,弹簧密封全启式安全阀,针型阀,型号：J23H口径：325MM压力：1.63

24、2Mpa温度：-28180材料：碳钢、不绣钢等设计标准：JB、GB,衬氟卡套旋塞阀,型号：X43F口径：25200MM压力：0.61.6Mpa温度：-28180材料：碳钢、不锈钢等设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,旋塞阀又称考克或转心门。 选用特点：结构简单，外形尺寸小，启闭迅速，操作方便，流体阻力小，便于制造三通或四通阀门，可作分配换向用。但密封面易磨损，开关力较大。此种阀门不适用于输送高压介质（如蒸汽），只适用于一般低压流体作开闭用，不宜于作调节流量用。,热动力式疏水阀,型号：CS19H口径：1550MM压力：1.66.4Mpa温度：220材料：不锈钢、碳钢等设计标准：JB、GB、ANSI、BS、API、ISO、DIN、NF,输送无腐蚀性介质（水、油等） 开/关：闸阀、球阀、旋塞、隔膜阀、蝶阀。 调节：截止阀（V型通道阀芯）、球阀、蝶阀、旋塞（V型通道阀芯） 、隔膜阀、针形阀（只用于小流量）,3-4 管路的敷设和试压,一、管路的敷设 地上敷设 管沟敷设 埋地敷设 二、管路的试压 式中 设计压力，Pa； 常温下的许用应力，Pa； 设计温度下的许用应力，Pa。,三、国家标准中对输油及热力管道的有关规定,（一）输油及热力管道的管径和壁厚的选择，应根据其设计条件进行计算，并经技术经济比较后确定。 （