某油庫課程設(shè)計(jì)文庫

1、課 程 設(shè) 計(jì) 課 程： 油庫設(shè)計(jì)與管理 設(shè) 計(jì) 題 目： 天津某成品油庫工藝設(shè)計(jì) 學(xué) 院 名 稱： 材化學(xué)院 專 業(yè) 班 級(jí)： 油氣儲(chǔ)運(yùn)工程 姓 名： 111 1學(xué) 號(hào)同 組 人 員： 1111111111 111 指 導(dǎo) 教 師： 黃輝 成 績 寧波工程學(xué)院材化學(xué)院油氣儲(chǔ)運(yùn)教研29目錄1.課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)11.1設(shè)計(jì)任務(wù)11.1.1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)11.1.2.設(shè)計(jì)任務(wù)22.油庫平面布置圖及罐區(qū)布置圖設(shè)計(jì)32.1油罐平面布置圖設(shè)計(jì)及說明32.2確定油庫容量、油罐個(gè)數(shù)32.3罐區(qū)平面布置圖設(shè)計(jì)53.工藝流程設(shè)計(jì)與水利計(jì)算93.1管徑計(jì)算93.2流速和雷諾數(shù)的確定103.

2、3摩阻計(jì)算113.4泵的計(jì)算123.4.1輸油泵的選擇原則：123.4.2輸油泵驅(qū)動(dòng)裝置的選擇原則134.消防設(shè)施計(jì)算144.1消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)定144.1.1泡沫計(jì)算耗量144.1.2泡沫產(chǎn)生器個(gè)數(shù)154.1.3泡沫液儲(chǔ)備量的計(jì)算154.1.4消防用水耗量164.2泡沫系統(tǒng)174.2.1泡沫比例混合器174.2.2泡沫管線174.2.3泡沫液罐的儲(chǔ)量174.2.4泡沫泵的選擇184.3清水系統(tǒng)204.3.1消防水池容量204.3.2有關(guān)水槍數(shù)的計(jì)算204.3.3 消防水管線214.3.4清水泵的選用225、鶴管數(shù)的確定245.1裝卸各種油品需要的鶴管數(shù)245.2作業(yè)線長度計(jì)算256.工藝流程

3、圖277.結(jié)論28參考文獻(xiàn)291.課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)1.1設(shè)計(jì)任務(wù)天津某石化油庫的初步設(shè)計(jì)。天津某油庫每年鐵路進(jìn)庫車用汽油90#、92#汽油各為12萬噸，-10#、0#柴油分別為15萬噸和20萬噸。另外，此油庫每年還由鐵路運(yùn)進(jìn)燃料油和重柴油分別為15萬噸和5萬噸，全部由輸油管外運(yùn)。1.1.1.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表1-1 各種油品的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)油品名稱密度t/m3年周轉(zhuǎn)量g/t周轉(zhuǎn)系數(shù)k利用率90#汽油0.72120000140.9592#汽油0.73120000140.950#柴油0.84200000140.95-10#柴油0.84150000140.95燃料油0.85150000140.85重柴油0.90

4、50000140.85表1-2 油罐型號(hào)尺寸容量m3板壁高m罐直徑m內(nèi)浮頂罐500014.27422拱頂罐500014.27422拱頂罐300012.69118.801.1.2.設(shè)計(jì)任務(wù)（1）主要內(nèi)容 油庫主要參數(shù)的計(jì)算及簡單流程設(shè)計(jì)，周轉(zhuǎn)系數(shù)取14。（2）基本要求完成庫容計(jì)算、油品裝卸設(shè)施計(jì)算、油庫管路計(jì)算、消防設(shè)施計(jì)算。選擇完成罐區(qū)布置圖、裝卸作業(yè)區(qū)布置圖、油庫總平面布置圖、汽油罐區(qū)工藝流程圖2.油庫平面布置圖及罐區(qū)布置圖設(shè)計(jì)2.1油罐平面布置圖設(shè)計(jì)及說明圖2-1 油庫分區(qū)示意圖（黑體5號(hào)）1.儲(chǔ)油區(qū)的布置2.裝卸區(qū)的布置3.輔助生產(chǎn)區(qū)的布置4.行政管理區(qū)的布置2.2確定油庫容量、油罐個(gè)數(shù)

5、 1.利用周轉(zhuǎn)系數(shù)法計(jì)算來計(jì)算油庫單罐容量 （2-1）式中 某種油品的設(shè)計(jì)容量，m3； 該種油品的年周轉(zhuǎn)量，t；該油品密度，t/m3；該油品的周轉(zhuǎn)系數(shù)；油罐的利用系數(shù)，輕油取0.95，粘油取0.85。（1）各種汽油需要油罐個(gè)數(shù)的計(jì)算：汽油： m3汽油： m3柴油： m3汽油： m3燃料油： m3重柴油： m3表2-1 油品的參數(shù)及計(jì)算結(jié)果油品的名稱密度t/m3年周轉(zhuǎn)量t周轉(zhuǎn)系數(shù)油罐利用系數(shù)計(jì)算容量m3選油罐個(gè)數(shù)90#汽油0.72120000140.9512531392#汽油0.73120000140.95123603-10#柴油0.84150000140.951342630#柴油0.84200

6、000140.95179024燃料油0.85150000140.85148293重柴油0.9050000140.8546692說明：90#汽油的計(jì)算容量為12531m3,可以選用3個(gè)容量為5000 m3的內(nèi)浮頂罐；92#汽油的計(jì)算容量為12360 m3,可以選用3個(gè)容量為5000 m3的內(nèi)浮頂罐；-10#柴油的計(jì)算容量為13426 m3,可以選用3個(gè)容量為5000 m3的拱頂罐；0#柴油的計(jì)算容量為17902 m3,可以選用4個(gè)容量為5000 m3的拱頂罐；燃料油的計(jì)算容量為14829 m3,可以選用3個(gè)容量為5000 m3的拱頂罐；重柴油的計(jì)算容量為4669m3,可以選用2個(gè)容量為3000

7、m3的拱頂罐；2.3罐區(qū)平面布置圖設(shè)計(jì)1. 汽油罐a=+mb=+m圖2-2 汽油罐區(qū)平面布置圖說明：上圖是汽油罐區(qū)平面布置圖，通過計(jì)算得出需要6個(gè)容量為5000m的內(nèi)浮頂罐，油罐到防火堤的距離應(yīng)大于罐高的一半，所以取7.5m，罐間距應(yīng)為0.4d，所以取9m。2. 柴油罐區(qū)a=mb=m 圖2-3 柴油罐區(qū)平面圖說明：上圖是柴油罐區(qū)平面布置圖，通過計(jì)算得出需要7個(gè)5000 m的拱頂罐。5000m3油罐到防火堤的距離應(yīng)大于罐高的一半，所以取7.5m，罐間距應(yīng)大于0.4d，所以取9m。3. 粘油罐區(qū)a=mb=m圖2-4 粘油區(qū)平面圖說明：上圖是粘油罐區(qū)平面布置圖，通過計(jì)算得出需要3個(gè)容量為5000m的

8、拱頂罐，2個(gè)容量為3000m的拱頂罐。3.工藝流程設(shè)計(jì)與水利計(jì)算3.1管徑計(jì)算本油庫每小時(shí)卸4輛油罐車，取q=200m3/h根據(jù)經(jīng)驗(yàn)要求，輸油管道的經(jīng)濟(jì)流速在1.5m/s-2.0m/s。管徑計(jì)算公式： 3-1式中：q最大輸量，m3/s；v管內(nèi)原油經(jīng)濟(jì)流速，m/s；d管內(nèi)徑，m。采用經(jīng)濟(jì)流速為1.7m/s，計(jì)算出計(jì)算管徑，根據(jù)規(guī)范gb/t8163輸送流體用無縫鋼管進(jìn)行比選。段路經(jīng)濟(jì)流速m/s計(jì)算管徑mm實(shí)選管徑mm1.7204219203232根據(jù)gb50253輸油管道設(shè)計(jì)規(guī)范管線壁厚按下式計(jì)算： (3-2) 式中：鋼管的計(jì)算壁厚，mm；p設(shè)計(jì)內(nèi)壓力，mpa；d鋼管外徑，mm；材料的最低屈服強(qiáng)度

9、，mpa； k設(shè)計(jì)系數(shù)，站外取0.72。j焊縫系數(shù)，無縫鋼管取1；計(jì)算結(jié)果見表2.2表2.2管材及管徑壁厚計(jì)算序號(hào)鋼種等級(jí)管徑 mm設(shè)計(jì)壓力 mpa設(shè)計(jì)系數(shù)計(jì)算壁厚 mm腐蝕裕量 mm鋼板負(fù)偏差mm選擇壁厚 mml36020390.725.1710.37l36021990.725.5910.38l36023290.725.910.38根據(jù)長輸原油管道的經(jīng)濟(jì)比選，最終確定選用鋼管和鋼材的規(guī)格為： l360，2198。3.2流速和雷諾數(shù)的確定1已知站內(nèi)的最大輸量為0.06m/s，由此可以根據(jù)所選的管徑通過公式進(jìn)行反算管道內(nèi)的實(shí)際流速為v =1.9m/s。2第一，第二雷諾數(shù)的計(jì)算公式分別為 (3-3

10、) (3-4) (3-5)計(jì)算結(jié)果見表2.3表2.3 第一、第二雷諾數(shù)的計(jì)算管徑/mmre1re2133mm9.610-41.6781053.11063.3摩阻計(jì)算沿程的摩阻損失： （3-6）式中：沿程摩阻，m；水利摩阻系數(shù)，與雷諾數(shù)有關(guān)；l管段長度，m；d管內(nèi)徑，m；v管內(nèi)原油經(jīng)濟(jì)流速，；g重力加速度，取9.81m/s2局部摩阻損失： （3-7）從油庫設(shè)計(jì)與管理中得：（1） 當(dāng)2000時(shí)，流態(tài)為層流， （3-8）（2） 當(dāng)20003000時(shí)，為層流到紊流的過渡區(qū)， （3-9） （3）當(dāng)re3000時(shí)，流體進(jìn)入紊流狀態(tài)時(shí)為水力光滑區(qū)， （3-10）時(shí)為混合摩擦區(qū)， （3-11） 時(shí)為粗糙區(qū)，

11、（3-12）所以通過計(jì)算，泵排出后的流態(tài)在水力光滑區(qū)，l=0.029式中：管路長度，取1500m；管子內(nèi)徑，選0.125m；平均流速，1.6m/s；g重力加速度，取9.81m/s2摩阻系數(shù)汽油管道沿程摩阻損失計(jì)算得30.3m，查相關(guān)資料得dn50的止回閥的為7，所以局部摩阻為2.06m，但是閥門很多，為了方便計(jì)算，局部摩阻取沿承摩阻的5，所以總摩阻為31.815m。3.4泵的計(jì)算3.4.1輸油泵的選擇原則：a輸油泵泵型應(yīng)根據(jù)所輸油品性質(zhì)合理選擇。當(dāng)輸送溫度下的油品的動(dòng)力粘度在100mpas以下時(shí)，宜選用離心泵。b泵機(jī)組不應(yīng)少于2臺(tái)，但不宜多于5臺(tái)，并至少備用1臺(tái)。3.4.2輸油泵驅(qū)動(dòng)裝置的選擇

12、原則a電力充足的地區(qū)應(yīng)該采取電動(dòng)機(jī)，無電或缺電地區(qū)宜采用內(nèi)燃機(jī)。b經(jīng)術(shù)比較后，可選擇調(diào)速裝置或可調(diào)速的驅(qū)動(dòng)裝置。4.消防設(shè)施計(jì)算4.1消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)定 石油庫消防設(shè)施應(yīng)遵循的部分規(guī)定如下：（1）地上固定頂油罐、內(nèi)浮頂油罐應(yīng)設(shè)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)或中倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)。（2）單罐容量大于的油罐應(yīng)采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)；單罐容量小于或等于的油罐可采用固定式泡沫滅火系統(tǒng)。（3）單罐容量不小于或罐壁高度不小于的油罐，應(yīng)設(shè)固定式消防冷卻水系統(tǒng)；單罐容量小于，且罐壁高度不小于的油罐，可設(shè)移動(dòng)式消防冷卻水系統(tǒng)，或固定式水槍與移動(dòng)式水槍相結(jié)合的消防冷卻水系統(tǒng)。（4）14級(jí)石油庫應(yīng)設(shè)獨(dú)立消防給水系統(tǒng)。（5）當(dāng)石油

13、庫采用高壓消防給水系統(tǒng)時(shí)，給水壓力不應(yīng)小于在達(dá)到設(shè)計(jì)消防水量時(shí)最不利的滅火所需要的壓力；當(dāng)石油庫采用低壓消防給水系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)保證每個(gè)消火栓出口處在達(dá)到設(shè)計(jì)消防水量時(shí)，給水壓力不應(yīng)小于。（6）石油庫的消防用水量，應(yīng)按油罐區(qū)消防用水量計(jì)算確定。油罐區(qū)的消防用水量，應(yīng)為撲救油罐火災(zāi)配置泡沫最大用水量與冷卻油罐最大用水量的總和。4.1.1泡沫計(jì)算耗量 （4-1）式中 泡沫計(jì)算耗量，；泡沫供給強(qiáng)度，根據(jù)油庫設(shè)計(jì)管理表8-43，泡沫供給強(qiáng)度為；燃燒面積，,直徑d=22m。=379.94m, =573.71由油庫設(shè)計(jì)與管理查得撲滅流散火要用pq8型泡沫槍，罐直徑在1525m時(shí)，取3支，泡沫發(fā)射量為8l/s，所

14、以，泡沫槍的總耗量為：l/s 所以 5000油管一次滅火計(jì)算耗量為 q=573.71+24=597.71l/s根據(jù)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第3.2.1條規(guī)定，泡沫連續(xù)供給時(shí)間為40min，則一次滅火所需泡沫總耗量為： =597.714060=1434.5 4.1.2泡沫產(chǎn)生器個(gè)數(shù) n= （4-2）式中 n泡沫生產(chǎn)器數(shù)量，個(gè)；泡沫計(jì)算耗量，；q每個(gè)泡沫產(chǎn)生器的泡沫產(chǎn)生量，因?yàn)檫x用的是pc16型泡沫產(chǎn)生器，所以q=16。n=35.8636所以選用pc16型泡沫產(chǎn)生器36支。4.1.3泡沫液儲(chǔ)備量的計(jì)算（1）油罐所需的泡沫混合液流量 （4-3）式中 撲救油罐火災(zāi)需用泡沫混合液流量，；泡沫產(chǎn)生器數(shù)量

15、，個(gè)；每個(gè)泡沫產(chǎn)生器的混合液流量，；在此取。=600.6（2）流散液體火焰所需的混合液流量 （4-4）式中 撲救流散液體火焰需用泡沫混合液流量，；泡沫槍數(shù)量，支；由5.2.1可知，=3；每支泡沫槍的混合液流量，；在此取=8。=24所以泡沫混合液總流量 =624.6。（3）泡沫液儲(chǔ)備量 （4-5）式中 泡沫液儲(chǔ)備量 m3； m 泡沫混合液中泡沫所占的百分比, %，m=6%； 撲滅油罐及流散液體火焰所需用泡沫混合液總流量, l/s； 泡沫連續(xù)供給時(shí)間，取30min 。=67.46m4.1.4消防用水耗量(1) 配制全部泡沫混合液用水量 （4-6）式中 配制全部泡沫混合液用水量，；泡沫混合液中泡沫液

16、所占的百分比，；泡沫延續(xù)供給時(shí)間，在此取30min；泡沫混合液總流量，。=1056.84(2)冷卻著火油罐用水量 （4-7）式中 冷卻著火油罐用水量，；冷卻水供給強(qiáng)度，根據(jù)油庫設(shè)計(jì)與管理表8-46，取冷卻水供給強(qiáng)度；著火罐冷卻范圍計(jì)算長度，；冷卻水供給時(shí)間，在此取6。=760.99（3）冷卻臨近油罐用水量對(duì)距著火罐1.5倍直徑的相鄰儲(chǔ)管應(yīng)進(jìn)行冷卻，用水量可按下式計(jì)算。q=ndhqt （4-8）式中 n 需要同時(shí)冷卻的著火罐個(gè)數(shù)，直徑不同時(shí)應(yīng)分別計(jì)算；d 著火罐直徑，22m； h 著火罐冷壁高，14.274m； q 冷卻水供給強(qiáng)度，0.5l/s.m2； t 冷卻水供給時(shí)間，s；t=6h。q =2

17、238.2所以：消防用水總量 q=+q=4056.03。4.2泡沫系統(tǒng)4.2.1泡沫比例混合器常用的為ph32型和ph64型比例混合器，最大泡沫混合液流量為32l/s和64l/s選用ph64型泡沫比例混合器數(shù)量可按下式計(jì)算： （4-9）式中 泡沫比例混合器數(shù)量，個(gè)； 次滅火泡沫混合器需要總液量，l/s； 某型號(hào)泡沫比例混合器最大泡沫混合液流量，l/s。=9.7610選用10個(gè)ph64型泡沫比例混合器。4.2.2泡沫管線埋設(shè)深度應(yīng)在當(dāng)?shù)氐谋鶅鰧右韵拢趴掌露纫话銥?，泡沫混合液流速一般取2.53.0m/s,本設(shè)計(jì)中取3.0m/s,則： m 所以選取1685.6的無縫鋼管。若取泡沫管線管徑為0.1

18、68m，則泡沫的實(shí)際流速： v=2.53 根據(jù)總平面布置圖中的相關(guān)規(guī)定，可知泡沫管線的總長度為650m。4.2.3泡沫液罐的儲(chǔ)量其不應(yīng)小于所需的泡沫液量與充滿管道的泡沫混合液中所含泡沫液量之和。 （4-10） 式中 1.05-1.2 安全容量系數(shù)，本設(shè)計(jì)取1.2； 一次滅火泡沫液儲(chǔ)備量，m3； m 泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，%，取6%； 充滿泡沫管道的泡沫混合液體積，由總平面布置圖中得，著火罐至泡沫站的距離為650m。 v=81.83 m34.2.4泡沫泵的選擇( 1 ) 泡沫混合液總流量：q=624.6。( 2 ) 判斷流態(tài)一般取 ，有輸油管道設(shè)計(jì)與管理查得，絕對(duì)當(dāng)量粗糙度 =0.2m

19、m,d=154.2mm,=20.5/154.2=6.49 （4-11）式中 re雷諾數(shù)；q泡沫的體積流量，；管內(nèi)徑，；泡沫的運(yùn)動(dòng)粘度，=3.46510 因?yàn)?,所以屬于粗糙區(qū)。式中 泡沫管路沿程摩阻，；水力摩阻系數(shù)；l管路長度，；管內(nèi)徑，；泡沫的流速，；重力加速度，取。=36.62m(3)泡沫泵的揚(yáng)程 （4-12）式中 泡沫泵揚(yáng)程，；泡沫管路沿程摩阻，；空氣泡沫產(chǎn)生器入口與消防水池液面和標(biāo)高差，；在此取16.274m：空氣泡沫產(chǎn)生器進(jìn)口工作壓力，；在此取。泡沫混合液密度，。因?yàn)槠渲杏械乃?，所以一般取，為水的密度。重力加速度，?。?103.91m(4)泡沫泵的流量 （4-13）式中 泡沫泵的設(shè)計(jì)

20、流量，；泡沫混合液總流量，；泡沫比例混合器動(dòng)力水回水流量，。 （4-14）式中 流量修正系數(shù)，??；泡沫比例混合器噴嘴截面積，??；重力加速度，?。慌菽脫P(yáng)程，。q=4.2910q=60.29104.3清水系統(tǒng)4.3.1消防水池容量消防水池容量v=q=4056.03根據(jù)石油庫設(shè)計(jì)規(guī)范（gbj74-84）規(guī)定：消防水池補(bǔ)水時(shí)間不應(yīng)超過96h，所以q=0.012 若在撲救火災(zāi)和冷卻油罐期間有清水補(bǔ)充，消防水池容量可適當(dāng)減少，按下式計(jì)算v=q-t q （4-15）式中 q消防用水總耗量，m； t滅火延續(xù)時(shí)間，取6h。 v= 3796.83所以消防水池容量可以為3796.83， 可以設(shè)一個(gè)50156 m3

21、的消防水池。4.3.2有關(guān)水槍數(shù)的計(jì)算選用qz19型直流水槍，由油庫設(shè)計(jì)與管理查得：，。（1）充實(shí)水柱長度 （4-16）式中 沖實(shí)水柱長度，m；h1 著火點(diǎn)離地面高度，m；h2 水槍噴嘴離地面高度，h2=1.2m；k 水槍噴嘴射流與地面的夾角， 取 k=600 所以 sk=(2)水槍噴嘴必須壓力hz= （4-17） 式中 hz 水槍噴嘴必須的壓力，m 射流總長度與充實(shí)水柱長度的比值系數(shù)，a=1.19+80 ：與水槍噴嘴口徑有關(guān)的特性系數(shù)，在此取。=1.19+80（0.0115.114）=1.232=(3)水槍出水量 （4-18） 式中 水槍出水量 ，l/s； 水槍噴嘴的特征系數(shù)。=(4)水帶摩

22、阻損失 （4-19） 式中 hd 水帶磨阻損失；ad 水帶的磨阻系數(shù)，去襯膠水帶，直徑為50mm，查得ad =0.00677；l 水帶的計(jì)算長度，取l=60； 水槍的出水量=0.00677605.97=14.477m4.3.3 消防水管線水的經(jīng)濟(jì)流速取，則管內(nèi)徑： 取清水管線管徑為，則水的實(shí)際流速：根據(jù)總平面布置圖中的相關(guān)規(guī)定，可知清水管線的總長度為。4.3.4清水泵的選用(1)清水泵的揚(yáng)程 （4-20） 式中 為保證一定長度的充實(shí)水柱在水槍噴嘴出口處所必須的壓力，m； 水帶的摩阻損失。m； 自消防水池出口經(jīng)消防給水管網(wǎng)至消防栓出口的總摩阻損失，m，取=2m； 水槍高度與消防水池出口液面高的差

23、值，m，取2m。h=22.736+14.477+2+2=41.213m(2)消防清水泵的流量 （4-21） 式中 清水泵的設(shè)計(jì)流量，m3/h； 冷卻水供給強(qiáng)度，l/s.m； 著火罐冷卻范圍計(jì)算長度，m； 鄰近油罐冷卻范圍計(jì)算長度，m。=65.77 m3/h清水泵的實(shí)際流量應(yīng)為1.1=72.374 m3/h所以選用is6540250型清水泵(3)水槍的數(shù)量n= （4-22）式中 q清水泵設(shè)計(jì)流量，； q水槍的出水量, l/s.n=12.1213所以水槍需要13支。（4）消防栓消防栓的數(shù)量 （4-23）式中 消防栓數(shù)量，個(gè)；水槍數(shù)量，支；備用消防栓數(shù)量，個(gè)；在此取=2。=9所以消防栓應(yīng)設(shè)置9個(gè)。消防栓的保護(hù)半徑r=0.8l+scos （4-24）式中 r消防栓的保護(hù)半徑，m； l消防栓的保護(hù)半徑水帶設(shè)計(jì)長度（每根水帶長度20m）； s充實(shí)水柱長度，m； 水槍噴嘴射流與地平面的夾角。r=23.557m所以消防栓半徑為23.557m。5、鶴