某油庫課程設計文庫

1、課 程 設 計 課 程： 油庫設計與管理 設 計 題 目： 天津某成品油庫工藝設計 學 院 名 稱： 材化學院 專 業(yè) 班 級： 油氣儲運工程 姓 名： 111 1學 號同 組 人 員： 1111111111 111 指 導 教 師： 黃輝 成 績 寧波工程學院材化學院油氣儲運教研29目錄1.課程設計的基本任務11.1設計任務11.1.1.基礎數據11.1.2.設計任務22.油庫平面布置圖及罐區(qū)布置圖設計32.1油罐平面布置圖設計及說明32.2確定油庫容量、油罐個數32.3罐區(qū)平面布置圖設計53.工藝流程設計與水利計算93.1管徑計算93.2流速和雷諾數的確定103.

2、3摩阻計算113.4泵的計算123.4.1輸油泵的選擇原則：123.4.2輸油泵驅動裝置的選擇原則134.消防設施計算144.1消防系統(tǒng)的設計規(guī)定144.1.1泡沫計算耗量144.1.2泡沫產生器個數154.1.3泡沫液儲備量的計算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有關水槍數的計算204.3.3 消防水管線214.3.4清水泵的選用225、鶴管數的確定245.1裝卸各種油品需要的鶴管數245.2作業(yè)線長度計算256.工藝流程

3、圖277.結論28參考文獻291.課程設計的基本任務1.1設計任務天津某石化油庫的初步設計。天津某油庫每年鐵路進庫車用汽油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進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。1.1.1.基礎數據表1-1 各種油品的基礎數據油品名稱密度t/m3年周轉量g/t周轉系數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 油罐型號尺寸容量m3板壁高m罐直徑m內浮頂罐500014.27422拱頂罐500014.27422拱頂罐300012.69118.801.1.2.設計任務（1）主要內容 油庫主要參數的計算及簡單流程設計，周轉系數取14。（2）基本要求完成庫容計算、油品裝卸設施計算、油庫管路計算、消防設施計算。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)布置圖設計2.1油罐平面布置圖設計及說明圖2-1 油庫分區(qū)示意圖（黑體5號）1.儲油區(qū)的布置2.裝卸區(qū)的布置3.輔助生產區(qū)的布置4.行政管理區(qū)的布置2.2確定油庫容量、油罐個數

5、 1.利用周轉系數法計算來計算油庫單罐容量 （2-1）式中 某種油品的設計容量，m3； 該種油品的年周轉量，t；該油品密度，t/m3；該油品的周轉系數；油罐的利用系數，輕油取0.95，粘油取0.85。（1）各種汽油需要油罐個數的計算：汽油： m3汽油： m3柴油： m3汽油： m3燃料油： m3重柴油： m3表2-1 油品的參數及計算結果油品的名稱密度t/m3年周轉量t周轉系數油罐利用系數計算容量m3選油罐個數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#汽油的計算容量為12531m3,可以選用3個容量為5000 m3的內浮頂罐；92#汽油的計算容量為12360 m3,可以選用3個容量為5000 m3的內浮頂罐；-10#柴油的計算容量為13426 m3,可以選用3個容量為5000 m3的拱頂罐；0#柴油的計算容量為17902 m3,可以選用4個容量為5000 m3的拱頂罐；燃料油的計算容量為14829 m3,可以選用3個容量為5000 m3的拱頂罐；重柴油的計算容量為4669m3,可以選用2個容量為3000

7、m3的拱頂罐；2.3罐區(qū)平面布置圖設計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，通過計算得出需要6個容量為5000m的內浮頂罐，油罐到防火堤的距離應大于罐高的一半，所以取7.5m，罐間距應為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，通過計算得出需要7個5000 m的拱頂罐。5000m3油罐到防火堤的距離應大于罐高的一半，所以取7.5m，罐間距應大于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，通過計算得出需要3個容量為5000m的

8、拱頂罐，2個容量為3000m的拱頂罐。3.工藝流程設計與水利計算3.1管徑計算本油庫每小時卸4輛油罐車，取q=200m3/h根據經驗要求，輸油管道的經濟流速在1.5m/s-2.0m/s。管徑計算公式： 3-1式中：q最大輸量，m3/s；v管內原油經濟流速，m/s；d管內徑，m。采用經濟流速為1.7m/s，計算出計算管徑，根據規(guī)范gb/t8163輸送流體用無縫鋼管進行比選。段路經濟流速m/s計算管徑mm實選管徑mm1.7204219203232根據gb50253輸油管道設計規(guī)范管線壁厚按下式計算： (3-2) 式中：鋼管的計算壁厚，mm；p設計內壓力，mpa；d鋼管外徑，mm；材料的最低屈服強度

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

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

11、（3-12）所以通過計算，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摩阻系數汽油管道沿程摩阻損失計算得30.3m，查相關資料得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泵的計算3.4.1輸油泵的選擇原則：a輸油泵泵型應根據所輸油品性質合理選擇。當輸送溫度下的油品的動力粘度在100mpas以下時，宜選用離心泵。b泵機組不應少于2臺，但不宜多于5臺，并至少備用1臺。3.4.2輸油泵驅動裝置的選擇

12、原則a電力充足的地區(qū)應該采取電動機，無電或缺電地區(qū)宜采用內燃機。b經術比較后，可選擇調速裝置或可調速的驅動裝置。4.消防設施計算4.1消防系統(tǒng)的設計規(guī)定 石油庫消防設施應遵循的部分規(guī)定如下：（1）地上固定頂油罐、內浮頂油罐應設低倍數泡沫滅火系統(tǒng)或中倍數泡沫滅火系統(tǒng)。（2）單罐容量大于的油罐應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，應設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，可設移動式消防冷卻水系統(tǒng)，或固定式水槍與移動式水槍相結合的消防冷卻水系統(tǒng)。（4）14級石油庫應設獨立消防給水系統(tǒng)。（5）當石油

13、庫采用高壓消防給水系統(tǒng)時，給水壓力不應小于在達到設計消防水量時最不利的滅火所需要的壓力；當石油庫采用低壓消防給水系統(tǒng)時，應保證每個消火栓出口處在達到設計消防水量時，給水壓力不應小于。（6）石油庫的消防用水量，應按油罐區(qū)消防用水量計算確定。油罐區(qū)的消防用水量，應為撲救油罐火災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泡沫計算耗量 （4-1）式中 泡沫計算耗量，；泡沫供給強度，根據油庫設計管理表8-43，泡沫供給強度為；燃燒面積，,直徑d=22m。=379.94m, =573.71由油庫設計與管理查得撲滅流散火要用pq8型泡沫槍，罐直徑在1525m時，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油管一次滅火計算耗量為 q=573.71+24=597.71l/s根據低倍數泡沫滅火系統(tǒng)設計規(guī)范第3.2.1條規(guī)定，泡沫連續(xù)供給時間為40min，則一次滅火所需泡沫總耗量為： =597.714060=1434.5 4.1.2泡沫產生器個數 n= （4-2）式中 n泡沫生產器數量，個；泡沫計算耗量，；q每個泡沫產生器的泡沫產生量，因為選用的是pc16型泡沫產生器，所以q=16。n=35.8636所以選用pc16型泡沫產生器36支。4.1.3泡沫液儲備量的計算（1）油罐所需的泡沫混合液流量 （4-3）式中 撲救油罐火災需用泡沫混合液流量，；泡沫產生器數量

15、，個；每個泡沫產生器的混合液流量，；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）泡沫液儲備量 （4-5）式中 泡沫液儲備量 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，；冷卻水供給強度，根據油庫設計與管理表8-46，取冷卻水供給強度；著火罐冷卻范圍計算長度，；冷卻水供給時間，在此取6。=760.99（3）冷卻臨近油罐用水量對距著火罐1.5倍直徑的相鄰儲管應進行冷卻，用水量可按下式計算。q=ndhqt （4-8）式中 n 需要同時冷卻的著火罐個數，直徑不同時應分別計算；d 著火罐直徑，22m； h 著火罐冷壁高，14.274m； q 冷卻水供給強度，0.5l/s.m2； t 冷卻水供給時間，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量可按下式計算： （4-9）式中 泡沫比例混合器數量，個； 次滅火泡沫混合器需要總液量，l/s； 某型號泡沫比例混合器最大泡沫混合液流量，l/s。=9.7610選用10個ph64型泡沫比例混合器。4.2.2泡沫管線埋設深度應在當地的冰凍層以下，放空坡度一般為2，泡沫混合液流速一般取2.53.0m/s,本設計中取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，則泡沫的實際流速： v=2.53 根據總平面布置圖中的相關規(guī)定，可知泡沫管線的總長度為650m。4.2.3泡沫液罐的儲量其不應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，本設計取1.2； 一次滅火泡沫液儲備量，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 ，有輸油管道設計與管理查得，絕對當量粗糙度 =0.2m

19、m,d=154.2mm,=20.5/154.2=6.49 （4-11）式中 re雷諾數；q泡沫的體積流量，；管內徑，；泡沫的運動粘度，=3.46510 因為 ,所以屬于粗糙區(qū)。式中 泡沫管路沿程摩阻，；水力摩阻系數；l管路長度，；管內徑，；泡沫的流速，；重力加速度，取。=36.62m(3)泡沫泵的揚程 （4-12）式中 泡沫泵揚程，；泡沫管路沿程摩阻，；空氣泡沫產生器入口與消防水池液面和標高差，；在此取16.274m：空氣泡沫產生器進口工作壓力，；在此取。泡沫混合液密度，。因為其中有的水，所以一般取，為水的密度。重力加速度，取；=103.91m(4)泡沫泵的流量 （4-13）式中 泡沫泵的設計

20、流量，；泡沫混合液總流量，；泡沫比例混合器動力水回水流量，。 （4-14）式中 流量修正系數，??；泡沫比例混合器噴嘴截面積，??；重力加速度，取；泡沫泵揚程，。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根據石油庫設計規(guī)范（gbj74-84）規(guī)定：消防水池補水時間不應超過96h，所以q=0.012 若在撲救火災和冷卻油罐期間有清水補充，消防水池容量可適當減少，按下式計算v=q-t q （4-15）式中 q消防用水總耗量，m； t滅火延續(xù)時間，取6h。 v= 3796.83所以消防水池容量可以為3796.83， 可以設一個50156 m3

21、的消防水池。4.3.2有關水槍數的計算選用qz19型直流水槍，由油庫設計與管理查得：，。（1）充實水柱長度 （4-16）式中 沖實水柱長度，m；h1 著火點離地面高度，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 射流總長度與充實水柱長度的比值系數，a=1.19+80 ：與水槍噴嘴口徑有關的特性系數，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。=(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，去襯膠水帶，直徑為50mm，查得ad =0.00677；l 水帶的計算長度，取l=60； 水槍的出水量=0.00677605.97=14.477m4.3.3 消防水管線水的經濟流速取，則管內徑： 取清水管線管徑為，則水的實際流速：根據總平面布置圖中的相關規(guī)定，可知清水管線的總長度為。4.3.4清水泵的選用(1)清水泵的揚程 （4-20） 式中 為保證一定長度的充實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； 自消防水池出口經消防給水管網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 清水泵的設計流量，m3/h； 冷卻水供給強度，l/s.m； 著火罐冷卻范圍計算長度，m； 鄰近油罐冷卻范圍計算長度，m。=65.77 m3/h清水泵的實際流量應為1.1=72.374 m3/h所以選用is6540250型清水泵(3)水槍的數量n= （4-22）式中 q清水泵設計流量，； q水槍的出水量, l/s.n=12.1213所以水槍需要13支。（4）消防栓消防栓的數量 （4-23）式中 消防栓數量，個；水槍數量，支；備用消防栓數量，個；在此取=2。=9所以消防栓應設置9個。消防栓的保護半徑r=0.8l+scos （4-24）式中 r消防栓的保護半徑，m； l消防栓的保護半徑水帶設計長度（每根水帶長度20m）； s充實水柱長度，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