某油庫工藝設計畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 基礎上起步的，它與石油工業和國民建設的發展息息相關。經過較短的時間，我國油庫已有了較快發展。目前，我國原油庫的單庫容量已超過了百萬噸級，油庫中單個油罐的容量也超過了數萬噸乃至數十萬噸，而商業性油庫也向著中型化方向發展。與之相應的油庫中的各種設施也日益復雜化、現代化。隨著石油工業的進步和石油戰略地位的不斷提高，油庫的建設也越來越重要。本設計將根據本設計任務書，在 B 油田聯合站附近擬建一座原油庫，以便聯合站凈化油經其中轉到相向的外輸首站及煉油廠。為此，本設計將依據相關原始資料及設計標準規范，對該油庫的總平面布置、收發油流程、消防系統等作業區進行合理的設計，并對主要工藝設備進行選型計算。 國內外研究現狀科學技術的日新月異，推動了石油行業的高速發展，也推動了油庫形式的多樣化和油庫功能的不斷更新，使油庫從被動的靜態經驗型管理逐步轉向自我完善、自我發展的動態開拓型管理，標準化管理、目標管理等新思想在油庫管理中得到一定應用，并且自動化管理與控制技術也成為油庫設計中越來越重要的一部份。根據我國國情，我國現在戰略儲備量還很少，國家石油儲備基地一期工程還在建設中，計劃到 2022 年我國石油戰略儲備將為 800 萬立方米，所以還需建設一大批的油庫以滿足實際需要。這預示著在未來的十幾年間，我國油庫的發展在以后會有西南石油大學本科畢業設計（論文）2很大的發展空間，還有一大批油庫待建。同時，我國油庫的自動化控制技術也在加快發展中。從國外油庫的情況來看，由于國際形勢的日益復雜各國爭相進行石油儲備，上個世紀六十年代末美國和日本已經開始進行石油戰略儲備，走在了各國之前。此外，國外一些發達國家的油庫自動化管理已較為成熟，所獲得的好處是可觀的，不僅減少了許多工作量、提高了工作效率、大大優化了安全管理系統、還節約了許多不必要的經濟投資。 設計原始數據（1）氣象資料主導風向為西北風，年平均風速 ；月平均最低溫度為 ℃、最高溫度4?31℃；年降雨總量 600mm，最大凍土深度 200mm，當地大氣壓 765mmHg。（2）地質交通資料庫區底層下巖石堅硬，可支持油罐及儲液直接加載；庫區地勢平坦、自然坡度為 1%，周圍 2km 以內無大型建筑物。（3）收發作業年周轉量為 1200 萬噸；收發油均采用管道，收油來自附近聯合站；發油目的地為外輸首站與煉油廠，發油比例為 3：1；油庫 外輸首站管線長 12km、進出口高:差+ ；油庫 煉油廠管線長 25km、進出口高差 m。:?（4）原油性質凝點 28℃，20℃時密度為 880kg/m179。；當油溫高于 35℃時呈牛頓流體，其粘溫特性為 ；相關熱力學參數可按有關規范規定確定。??? 設計要求B 油田聯合站附近擬建一原油庫，以便聯合站凈化油經其中轉到相向的外輸首站及煉油廠，要求對該油庫設計以下內容。（1）總平面布置：儲油區、裝卸區、輔助生產區、行政管理區的布置。（2）總工藝流程設計及相關水力、熱力計算：確定管徑、計算摩阻損失、確定泵的揚程、校核泵和管路的工作點、對泵機組進行布置、計算加熱器的相關參數。（3）消防系統設計：合理選擇消防系統、計算消防系統相關參數、選擇和布置消防設備。（4）自動控制概念設計。（5）采用 CAD 繪制平面布置圖、工藝流程圖。B 油田原油庫工藝設計3（6）編寫設計計算書、說明書和材料表。 設計過程 總平面布置（1）根據設計依據，對油庫進行分區，劃定各區的具體位置，對區內的主要設施作布置。（2）確定油品的設計容量。（3）儲油區的布置：根據油品的性質和設計容量，確定油罐的類型、尺寸、個數、罐間距以及排間距，確定儲油區內防火堤的內面積和高度。（4）裝卸區的布置：該區域是油品進出油庫的一個操作部門，其主要設施是泵房和裝卸器材，本設計中收發作業均通過管道完成。（5）輔助生產區的布置：輔助生產區是為生產服務的，其相關設施應盡量接近生產單位，該區域的主要設施為鍋爐房和消防泵房。（6）行政管理區的布置：一般布置在油庫主要出入口附近，并應設單獨的對外出入口，宜設圍墻與其他各區分開。（7）庫內道路的布置：庫內道路的布置應按相關規定進行。（8）庫內管道的布置：庫內管道的布置應按相關規定進行。（9）繪制平面布置草圖。 工藝流程設計（1）根據油庫的業務要求，初步確定工藝流程，選擇合理的布管形式，繪制工藝流程草圖。（2）合理選擇管徑：根據油品的性質選擇出相應的經濟流速，再由經濟流速和業務要求的輸送量求得管內徑。（3）管路的摩阻損失計算：管路的摩阻損失主要是沿程摩阻損失和局部摩阻損失，可根據總平面布置圖由相關公式和參數求得。（4）要求合理選擇泵房位置，確定泵房工藝流程。（5）確定泵的揚程：根據管徑、油品的粘度、任務輸量、距離及高差確定泵的揚程。（6）查閱相關資料，根據泵的揚程和任務輸量，確定輸油泵的類型、尺寸和數量。（7）校核泵與管路的工作點：作泵和管路的特性曲線，確定泵和管路的工作點進西南石油大學本科畢業設計（論文）4行校核，以及泵的允許安裝高度。（8）根據相關規定和要求進行泵機組和管組的布置。 加熱系統設計（1）根據油品的性質，選取合理的油罐加熱方法和輸油管道加熱方法。（2）根據設計依據和相關公式，確定油品的定性溫度和周圍介質的溫度。（3）根據有關條件選取油罐加熱器，并對其進行布置和計算。（4）計算油品的平均溫度、蒸汽經加熱器至油品的總傳熱系數以及單位時間內加熱油品所需的總熱量。（5）計算罐壁傳熱系數、罐頂傳熱系數以及罐底傳熱系數，結合罐壁面積求得油罐總傳熱系數。 （6）計算加熱器的面積。（7）計算用于油罐加熱器的蒸汽消耗量。（8）油罐和管路的保溫計算。 消防系統設計（1）根據油庫的總體布置、油罐容量及油品性質等因素合理選擇滅火系統，制定消防系統流程。本設計選擇空氣泡沫消防系統。（2）確定空氣泡沫滅火系統的基本參數，計算泡沫供給強度、泡沫計算耗量、泡沫產生器數量、泡沫液儲備量以及消防用水總耗量。（3）消防設備的選擇和布置：主要是泡沫系統和清水系統的選擇、布置以及相關參數的計算。 自動化控制概念設計參考大量的文獻資料進行自動化控制概念的設計，主要是針對泵房自動化壓力、溫度、流量、液位、含水率、密度、靜電的測量和控制提出了建議。 設計基礎數據除了前述任務書提供的基礎數據外，還有下列的原油性質參數（1）密度已知原油 20℃時的密度為 880 ，則其定性溫度下的密度可按下式計算：3kg/m (11)??20t????B 油田原油庫工藝設計5式中 —— ℃時油品密度， ；?t 3kg/m——20℃時油品密度， ；20——石油密度溫度系數，參考文獻[1]中附表 2，取 。? ????????（2）閃點閃點是指在規定條件下加熱油品時，逸出的油蒸汽與空氣形成混合氣，當與火焰接觸發生瞬間閃火時的最低溫度。原油閃點一般為－5℃ 30℃ [1]，根據文獻[2]:中的規定，該油品屬于甲類。（3）運動粘度運動粘度是指油品動力粘度與密度的比值，它反映油品在層流狀態（即牛頓流體）下的流動性能。 (12)???式中 ——油品運動粘度， ；?2m/s——油品溫度， 。本設計中根據任務書提供的設計依據，取 =35℃，即TKT308 。 ?????（4）飽和蒸汽壓飽和蒸汽壓是指液體表面與液體表面的蒸汽處于平衡狀體時蒸汽的壓力。本設計參考文獻[3] 中表 159，取原油的飽和蒸汽壓為 。4Pa2 總平面布置西南石油大學本科畢業設計（論文）6油庫的總平面布置是指將油庫各種設施綜合考慮后，在已確定的庫址地形圖上，按照一定比例合理地加以布局，并標繪出油庫全部設計的名稱、位置、平面尺寸等。它是油庫設計的重要組成部分，也是整個油庫設計的前導和基礎。在充分調研、了解相關設計資料的基礎上，可結合油庫特點，按下述原則考慮總平面布置：（1）便于收發作業；（2）庫內油品應盡量做到單向流動，避免在庫內往返交叉；（3）合理分區，以便各種作業安全生產，避免非生產人員來往于工作區域，特別是儲油區和裝卸區；（4）庫內布置的各種設施，必須符合防火、衛生等有關設計規范，確保油庫安全。同時應力求布置緊湊，減少用地；（5）變配電間及鍋爐房等輔助設施要盡量靠近主要用電、用氣單位，以節省投資和經營費用；（6）充分利用地形，做好隱蔽工作；（7）考慮到油庫的今后發展，應適當留有擴建余地。 油庫容量油庫建設首先需要解決的問題是正確地確定油庫的容量。正確地確定油庫容量不僅可以節約投資，還可以加快建設速度，充分發揮投資效益。油庫容量在生產上主要起調節作用，保證向市場和生產部門穩定地供應油品。因此，它的庫容必須做到集中來油時能及時把油品卸入庫內儲存，在兩次來油的間歇中，有足夠的油品供應市場。很明顯，確定油庫儲油容量時，最重要的因素便是確定市場的供銷情況和運輸情況。對于油田原油庫，它的任務是接受各轉油站的來油，并通過長輸管線或鐵路罐車進行外輸。來油比較穩定，外輸則受交通運輸影響。因此，這種油庫的容量，重點是考慮交通運輸條件。油庫容量要保證在交通運輸暫時中斷的情況下，具有足夠的容量接收油田來油。把這種為了保證運輸中斷時，能儲存油田來油的天數稱為儲備天數，用 來表示。儲備天數主要取決于運輸方式、線路條件、氣象和封N凍停航等因素。作為參考，鐵路外輸可取 ；長輸管線外輸可取 。油7N?25N?:田原油庫的容量可按下式計算： （21）365sGV??式中 ——油庫設計容量， ；sV3m——油庫年周轉量， ；Gkg——原油密度， 。32℃時該原油密度為 872 ；?3/ 3kg/m——油罐利用系數。本設計中采用浮頂罐，取 ；? ??B 油田原油庫工藝設計7——儲備天數。本設計中取 。N3N?.??即油庫容量為 。 油庫的分級和分區油庫主要是儲存易燃易爆的石油和石油產品，這對油庫安全是個很大的威脅。油庫容量越大，一旦發生火災或爆炸等事故所造成的損失也越大。因此應從防火安全觀點出發，根據油庫總容量的大小，分為若干等級并制定與其相應的安全防火標準，以保證油庫安全。石油庫等級的劃分應符合表 21 的規定 [2]：表 21 石油庫的等級劃分等級 石油庫總容量 ??3TVm一級 10?二級 30?三級 3T四級 V五級 1石油庫儲存油品的火災危險性分類應符合表 22 的規定 [2]：表 22 石油庫儲存油品的火災危險性分類類別 油品閃點 （℃）tF甲 28t?A45t?乙 B60t1tF丙 2t?本設計中，根據油庫容量（ ）和原油性質（－5℃ 30℃） ，?t?表 21 與表 22 可知，該原油庫屬于一級油庫，火災危險性屬于甲類。油庫內的各項設施散發的油氣量和火災危險程度以及操作方式各不相同，而且差別較大。因此有必要按生產操作、火災危險程度、經營管理特點將各項設施分區西南石油大學本科畢業設計（論文）8布置。將特殊區域加以隔離，限制一般人員出入，這有利于安全管理，并便于采取消防措施。油庫按業務要求一般可分為儲油區、裝卸區、輔助生產區、行政管理區等四個區域。生活區一般設在庫外，與油庫分開設置，以便于安全管理，油庫分區概況如圖 21 所示。圖 21 油庫分區示意圖 儲油區儲油區又稱油罐區，它是油庫儲存油品的區域，也是油庫的核心部門，安全上需要特別注意，其首要任務是保證儲油安全，防止火災和泄漏。儲油區的主要設備是儲油罐。除儲油罐外，該區還應根據規范布置罐位，設置防火堤和消火栓以及消防系統，采取防雷、防靜電、安全監視等一系列保安措施，以保證絕對安全。同時，儲油區內儲存有大量油品，如果發生火災，不僅油庫本身遭受重大經濟損失，而且危及周圍地區的安全，所以應特別注意油罐區防火安全距離的設定。在各級油庫中，罐區及區內油罐的布置，必須遵照國家有關消防安全技術規定，保證罐區內外的防火間距符合要求。這樣即使油品的蒸汽擴散到有火源的場所，由于已被稀釋到很小的濃度，也不致形成火災的有害之源。區內各罐之間保持一定的安全距離還能防止一個罐著火時殃及其它油罐，油罐之間的防火距離可參考文獻[2]中 的規定。油罐區布置時應遵循的如下部分規定 [2]：（1）石油庫的油罐設置應采用地上式，有特殊要求時可采用覆土式、人工洞式或埋地式。（2）石油庫的油罐應采用鋼制油罐，其設計應符合國家現行油罐設計規范的要求。（3）選用油罐類型應符合下列規定：儲存甲類和乙 類油品的地上立式油罐，A儲油區行政管理區輔助生產區裝卸區B 油田原油庫工藝設計9應選用浮頂油罐或內浮頂油罐，浮頂油罐應采用二次密封裝置。（4）同一個油罐組內油罐的總容量應符合下列規定：①固定頂油罐組及固定頂油罐和浮頂、內浮頂油罐的混合罐組不應大于；3120m②浮頂、內浮頂油罐組不應大于 。360m（5）油罐之間的防火距離不應小于文獻[2]中表 的規定。（6）地上油罐組應設防火堤，防火堤的設置應符合下列規定：①防火堤應采用非燃燒材料建造，并應能承受所容納油品的靜壓力且不應泄漏。②立式油罐防火堤的計算高度應滿足堤內有效容積的需要。防火堤的實高應比計算高度高出 ，且不應低于 （以防火堤內側涉及地坪計） 、（以防火堤外側道路路面計） 。如采用土質防火堤，堤頂寬度不應小于 。2. ③嚴禁在防火堤上開洞。管道穿越防火堤處應采用非燃燒材料嚴密填實；在雨水溝穿越防火堤處，應采用排水阻油措施。④油罐組防火堤的人