战备油品储运系统工艺设计与 管理

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1、1,油库设计与管理,中国石油大学（华东）储运工程系,2,第二章 油品储运系统工艺设计与管理,第一节 油品储运工艺流程 第二节 油品的铁路装卸作业 第三节 油品的水路装卸作业 第四节 油品的公路装卸作业 第五节 桶装（整装）作业 第六节 油库管路设计计算 第七节 油库泵房工艺设计 第八节 铁路上卸系统汽阻断流的校核 第九节 输油系统工作点的确定,3,第一节 油品储运工艺流程,一、概述,4,二、油库工艺流程,所谓油库工艺流程设计，就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，包括油品的装卸、灌装、倒罐等。,5,工艺流程设计基本原则,满足生产要求 操作方便，调度灵活 节约投资,6,管网布置形

2、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。,7,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。,8,油品分组表,9,第二节 油品的铁路装卸作业,一、铁路装卸油设施,铁路油罐车 装卸油鹤管 集油管、输油管 栈桥 铁路专用作业线 零位罐、缓冲罐,10,二、铁路装卸油方法,铁路卸油方法 上部卸油 泵卸法 自流卸油 浸没泵卸油 压力卸油 下部卸油 铁路装油方法：上部装车,11,三、铁路装卸油系统,轻油装卸系统 输油系统 真空系统 放空系统 粘油装卸系统 输油系统 加热

3、系统 放空系统,12,四、铁路装卸区管网的连接,鹤管与集油管的连接 专用单鹤管式 多用单鹤管式 双鹤管式 真空管与输油系统的连接,13,鹤管数的确定,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。 确定鹤管数需要首先确定一次到库油罐车数。,14,按作业量确定一次到库的最大油罐车数,（向上取整）,按机车牵引定数确定的一次到库的最大油罐车数,（向下取整）,15,铁路作业线长度的确定,式中： 中的项表示可选项； L 装卸作业线长度，m； l 一辆油罐车的长度，m； n 一次到库的最大油罐车数 L1 作业线起始端（自警冲标算起）到第一辆油罐车起始 端的距离，； L2 作业线终端车位的末端

4、到车挡之间的距离，； 12 轻、粘油罐车之间的安全净距，m。,16,举例：,收发不均匀系数取3，机车牵引定数为3400t。,17,解： （确定一次到库最大油罐车数） （1）按作业量确定,（2）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：,18,作业线布置形式之一：,L1,鹤管数：n=5+3=8 下卸器：1个 作业线长度： L1=10+20+8 12=126m L2=10+20+9 12+12=150m,19,作业线布置形式之二：,鹤管数：n=10+6=16 下卸器：1个 作业线长度： L1=10+20+1012=150m L2=10+20+7 12+12=126

5、m,20,第三节 油品的水路装卸作业,水路运输的特点 载运量大 能耗少、成本低 投资少,21,一、港址选择,地质条件好，避免产生过大的位移或沉降 防波能力强 水域面积宽阔 有足够的水深 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 Z1：船底至河（海）底允许的最 小安全裕量 Z2：波浪影响的附加深度 Z3：考虑油船航行时的附加深度 Z4：考虑泥沙淤积的附加量,22,二、油码头的种类,近岸式码头 固定码头 浮码头 栈桥式固定码头 外海油轮系泊码头 浮筒式单点系泊设施 浮筒式多点系泊设施 岛式系泊设施,23,三、油船,油轮 油驳 储油船,24,四、油码头泊位数的计算,N 泊位数（整数）

6、 裕量 N1 最少泊位数 n 年需要船次数 m 一个泊位年最多靠船次数 P 年装卸量 G 设计船型每船次装卸量 Ty 年工作时间 t1 每船次占用泊位的时间 t 两次停泊时间之间的空档时间,25,计算数据的确定,年工作时间Ty 年工作时间 Ty = 年工作日昼夜装卸作业小时 年工作日=365日不利作业日数 昼夜装卸作业小时一般取24h 不利作业日数包括： 雾日 ：折减系数取0.7 雷暴日 ：折减系数取0.3 大风日 ：折减系数取0.8 冰封日 ：折减系数取0.1 洪水停航日 ：折减系数取1.0 枯水期停航日 ：折减系数取1.0,26,一船次装卸量G,一船次装卸量G = 船舶载油量残油量 船舶载

7、油量是指油轮的净载重量，即船舶纯粹能载货物的重量 残油量即每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，粘油也可不考虑，但对不能加温的油驳等，按实际情况考虑。 内河船还要考虑枯水期减载量,27,每船次占用泊位时间 t1,每船次占用泊位时间 t1包括： 待泊时间 ：建议取1.02.0h 靠岸、系缆时间 ：建议取0.51.0h 输油前准备时间 ：一般取0.52h 排压舱水时间 输油时间 ：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 输油后的整理时间：一般要12h 解缆离岸时间：一般约0.5h,28,两次停泊时间之间的空档时间t 一般按612h考虑。,29,第四节 油品

8、的公路装卸作业,公路装卸油方法 泵送灌装 直接自流灌装 高架罐自流灌装（不推荐）,30,公路作业区布置要求 装卸作业有序 作业安全 公路装卸油设施 汽车油罐车 鹤管 灌装罐 汽车装油台（亭） 通过式 倒车式 圆亭式,31,汽车装油鹤管数的确定,N 每种油品的装油鹤管数量 G 每种油品的年装油量，t T 每年装车作业工时，h Q 一个装油臂的额定装油量，m3/h（应低于限制流速） 油品密度，t/m3 k 装车不均衡系数 B 季节不均衡系数。 对于季节性的油品（如农用柴油、灯用煤油），B值等于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，B=1,32,装油鹤管的设计速率（推荐

9、）,33,第五节 桶装（整装）作业,油桶的灌装方法 泵送灌装 自流灌装 油桶的称量方法 重量法 容量法,34,灌油拴数量的确定,n 灌油栓数 G 某种油品年灌装量，t m 年工作天数 K1 灌装不均匀系数，有桶装仓库K1=1.11.2 无桶装仓库K1=1.51.8 q 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K=0.5 T 灌油栓每日工作时间，h 灌装油品的密度，t/m3,35,桶装仓库面积的确定,F 桶装仓库面积，m2 Q 桶装仓库设计存放量，t n 桶垛堆码层数； 人工堆放：n2 机械堆放：甲类油品， n2 乙类油品， n3 丙类油品， n4 油品的密度，t/m

10、3 d 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 K= 0.60.612 仓库面积利用系数， = 0.30.4,36,第六节 油库管路设计计算,管路的水力计算（确定管径） 管路的强度计算,37,一、根据经济流速确定管线管径,经济流速：,38,选管径步骤：,确定管路所输油品在计算温度下的粘度 查表得出相应的经济流速 计算管径 选择标准管径,式中： d ：管内径 Q：业务流量 v ：经济流速,39,二、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,40,当高差已知，确定管径的步骤：,假定流态 计算管径 校核流态,41,当高差未知，确定管径的方法：,按

11、经济流速确定管径 校核高架罐的架设高度（通常，h10m）,42,第七节 油库泵房工艺设计,泵房的类型 泵房工艺流程 泵房工艺计算,43,一、泵房的类型,44,二、泵房工艺流程,输油系统 真空系统 放空系统,45,输油系统,标准流程：,46,真空系统,作用： 引油灌泵 抽吸罐车底油或扫舱 组成： 真空泵 真空罐 气水分离器 真空管路,47,真空系统示意图：,48,放空系统,作用： 防止混油 防止凝管 组成： 放空罐 放空管路系统,49,三、泵房工艺设计计算,油库常用泵简介 离心泵的选择与校核 容积式泵的选择 真空泵的选择与校核,50,（一）油库常用泵简介,离心泵 容积式泵 往复泵 齿轮泵 螺杆泵

12、,51,（二）离心泵的选择与校核,选泵依据 流量 扬程 计算公式,Q,H,o,52,以铁路卸油为例,53,1、计算参数的确定,业务流量 根据作业量及作业时间确定 液位差,54,几种特征液位示意：,55,计算长度 L计,式中： Lj：几何长度 Ld：当量长度,估算：,56,计算温度确定粘度,（1）取推荐操作温度或加热温度 （2）汽油，取最热月大气平均温度 （3）原油，选泵时取最冷月大气平均温度 校核时取最热月大气平均温度 （4）其它油品，取最冷月大气平均温度,57,离心泵的校核,几种特殊工况的校核 泵吸入性能的校核,58,2、几种特殊工况的校核,59,H,Q,Qmin,Qmax,低-高工况,高-

13、低工况,H-Q, - Q,o,60,3、泵吸入性能的校核,依据: 允许汽蚀余量 hr 允许吸入真空度 Hs 二者之间的换算关系:,式中： Pa：当地大气压力, Pa Pt：输送温度下液体的饱和蒸气压, Pa v ：泵入口处的流速, m/s,61,泵最大允许安装高度的计算,式中： Py：吸入液面压力 h ：从吸入液面到泵入口处的摩阻损失 下标s：表示实际输油工况,注意：以吸入最危险工况为前提。,62,泵特性的换算,当油品粘度小于50厘沱(5.010-5m2/s)时,当油品粘度大于50厘沱(5.010-5m2/s)时,系数,查有关图表确定。,63,（三）容积式泵的选择,流量条件 满足QQ业 压力条

14、件 满足P P实,式中：Q ：泵的实际排量 Q业：业务流量,式中：P ：泵的实际排出压力（额定压力） P实：泵在实际工况下的排压,64,（四）真空泵的选择与校核,真空泵的抽气速率 指泵出口为大气状态时，单位时间内泵所抽吸的在泵吸入口状态下的气体的体积。单位：m3/min 业务抽气速率,式中： Qg：真空系统的业务抽气速率 V ：真空系统所抽吸的容积 t ：抽气时间 P1：抽气起始压力 P2：抽气终了压力,65,业务抽气速率的换算（换算到标准状态） 选泵： 在压力P=(P1+P2)/2下， Qgb为泵样本上给出的真空泵抽气速率 （标准状态下）,66,引油计算选泵,所要抽吸的容积V包括鹤管、集油管

15、、泵的吸入管路以及真空罐的容积之和。 引油作业时间，根据作业要求而定，一般取 t=35min 抽气初始压力 P1=Pa（大气压力） 抽气终了压力，一般指将油品引到鹤管最高点的压力 计算业务抽气速率，并换算成标准状态下的抽气速率 按 P=(P1+P2)/2 和 Qg 选择真空泵,67,扫舱校核,扫舱速率 式中： V：一辆罐车的底油，一般V=0.60.7m3 t ：抽吸一辆罐车底油所用的时间，t=35min K ：考虑吸入空气而引入的附加系数，K=1.52 真空罐内的真空度 换算成标准状态下的扫舱速率Qs 校核：要求根据引油计算选择的真空泵在真空度Ps下的扫舱速率不小于Qs,68,四、油泵原动机的

16、选择,驱动离心泵 电机功率 驱动容积式泵 电机功率,(kW),(W),：油品密度，kg/m3 Q：所有工况中的最大流量 （容积式泵为泵的设计流量），m3/s H：最大流量下对应的泵的扬程，m ：最大流量下泵的效率 Pd：泵的出口压力，Pa Ps：泵的入口压力，Pa K：功率安全系数 N7.5kW时，K=1.051.1 N=1.57.5kW时，K=1.21.5 N1.5kW时，K=2.0,69,第八节 铁路上卸系统 汽阻断流的校核,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）,70,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