徐州油库总体规划及工艺设计

时间：2020-08-22 11:42:32 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　徐州油库总体规划及工艺设计

　摘要

　在当今时代，随着经济的快速发展石油在世界舞台上正扮演着越来越重要的角色。因此，石油的储备也变得非常重要来彰显一个国家的实力。此次设计要基于了解油库的地理位置以及自然环境，因此有必要解决上述问题以便完成完成此次工作。通过这个设计，将提升掌握知识和运用知识的能力并且最终完成一个合格的油库。油库包括储罐区，装卸区和辅助区三个部分，其中储罐区最为重要。在油库中，建筑的布置要基于标准布置，而且消防必须符合国家规定。油罐间距必须保证安全，生产操作应该便捷经济。

　此次设计由三部分组成，即说明书，计算和图纸。

　说明书要包含原始设计材料。油库的所有数据必须基于计算。必须得到罐容，水力计算和管径计算。根据设计，并且考虑到经济发展以及环境因素完成图纸。在途中，油罐的布置应该显示清楚。

　关键词：油库、管线、油罐

　 The overall planning and process design of Xuzhou oil depot Abstract In modern time，with the rapid development of economic，the oil is planning a more and more role in the world. So,the storage of oil has become very important for a country to show its power.The design of mine is based on the position of the oil depot and the condition of the nature. The solution of the problem above is necessary to accomplish the work.Through this design ,the ability of grasping and using knowledge will be improved and building a qualified oil depot finally.The oil contains three parts，storage area，Loading and unloading area and auxiliary area.The storage are is most important in three of them.In the oil depot,the arrangement of facility is depended on the standard,the building and fire must meet the requirements of national standard.The distance of oil tank should be safe, production operations should be convenient and economy. The designation is composing of three parts ,the instructions the calculation and the drawing. The instruction should contains the original material of the designation.All date of the oil depot should be based on the calculation.We should know the contain of the oil tanks from the calculation.Besides the hydraulic calculation and pipe diameter calculation is also necessary.According to the calculation ,the drawing is accomplished before taking all factors of economic and development in consideration.In the drawing,the arrangement of the the oil depot should shown clearly.

　 Keywords：oil depot，pipeline ,oil tanks

　 1.1 油库性质 ............................................................................................................................. 2 1.1.3 油品性质 .......................................................................................................................... 2 1.2 油库建成后的状况 ............................................................................................................. 2 1.3 建造项目和内容 ................................................................................................................. 2 2

　总平面布置 ............................................................................................................................. 2 2.1 确定油品计算容量 .............................................................................. 错误! 未定义书签。

　2.2 油罐区计算 .......................................................................................... 错误! 未定义书签。

　2.3 公路作业区计算 .................................................................................. 错误! 未定义书签。

　2.3.1 汽油油罐车装油鹤管数计算 .......................................................................................... 7 3.3.2 发油平台大小位置的确定 ............................................................................................... 8 2.4 码头布置 .............................................................................................................................. 8 2.4.1 泊位数计算 ........................................................................................ 错误! 未定义书签。

　2.4.2 泊位大小位置设计 ............................................................................ 错误! 未定义书签。

　3 管线工艺流程设计 ................................................................................. 错误! 未定义书签。

　3.1 进油管线 ........................................................................................................................... 10 3.2 公路发油管线计算 .............................................................................. 错误! 未定义书签。

　3.3 公路收发油管线计算 .......................................................................... 错误! 未定义书签。

　3.4 油罐区管线布置 .................................................................................. 错误! 未定义书签。

　3.5 罐区管道安装 ...................................................................................... 错误! 未定义书签。

　3.6 管道水力计算及泵类型选择 .............................................................. 错误! 未定义书签。

　3.6.1 公路管道水力计算及泵类型选择 ................................................... 错误! 未定义书签。

　3.6.2 水路管道水力计算及泵类型选择 ................................................... 错误! 未定义书签。

　3.7 输油管道壁厚校核 ........................................................................................................... 21 3.8 油泵吸入能力校核 ........................................................................................................... 22 3.8.1 公路油泵校核 ................................................................................................................ 22 3.8.2 水路油泵校核 ................................................................................................................ 25 3.9 油泵安装设计 ................................................................................................................... 27 4 消防设计 .............................................................................................................................. 28 4.1 泡沫消防系统设计 ............................................................................................................ 28 4.1.1 泡沫供给强度 .................................................................................... 错误! 未定义书签。

　4.1.2 泡沫计算耗量 .................................................................................... 错误! 未定义书签。

　4.1.3 泡沫产生器数量 ............................................................................................................. 30 4.1.4 消防用水总耗量 ............................................................................................................ 32 4.2 消防设备的选择与布置 ................................................................................................... 34 4.2.1 泡沫管线管径的确定 .................................................................................................... 34 4.2.2 泡沫系统 ........................................................................................................................ 34

　4.2.3 泡沫栓 ............................................................................................................................ 36 4.2.4 泡沫管线 ........................................................................................................................ 36 4.3 清水系统 ........................................................................................................................... 37 4.3.1 清水泵设计流量 ............................................................................................................ 37 4.3.2 消防水管线 ..................................................................................... 错误! 未定义书签。7 4.3.3 清水泵扬程 ....................................................................................... 错误! 未定义书签。

　4.4 消火栓 .................................................................................................. 错误! 未定义书签。

　4.4.1 消火栓数量 ....................................................................................... 错误! 未定义书签。

　4.4.2 消火栓位置 .................................................................................................................... 40 参 考 文 献 ............................................................................................................................ 40 致 谢 ........................................................................................................... 错误! 未定义书签。

　 第 1 页 共 42 页

　 绪论 石油作为世界上一种最为重要的能源之一，被称为“工业血液”，也被称作“黑色金子”，石油对世界经济举有着举足轻重的影响，随着工业的快速发展，从20世纪60年代起，在世界能源消费中石油的比例已上升到了40％以上，并且人类对石油的需求还在不断地提高，目前人类对石油的依赖是其他能源无法替代的，因此在国际社会中石油成为了争夺最为激烈的能源，在国家经济发展中占据的地位举足轻重，两次石油危机给世界造成的混乱更是充分证明了这一点 [1] 。

　我国的石油资源非常丰富，不过需求量巨大，是石油纯进口国，在今后一个时期，石油的使用情况无疑将成为影响内国民经济发展的重要因素之一。国内外石油资源的开发、利用和生产都离不开油库。

　油库是接收、储存、发放石油以及石油产品的基地。它也是协调原油的生产、原油的加工、成品油供应和运输的纽带，是国家储备和供应石油的基地，也是我国现代化建设和军队后勤建设的一个重要组成部分。它对于促进国民经济高速发展和保障国防具有相当重要的意义 [2] 。随着社会经济和人类文明的高速发展，国内外对石油产品的需求一路攀升，石油储备也无疑逐渐成为了一个国家能源和经济发展的重要部分。这几年来石油消耗量年年迅猛增长，油库的新建与扩建工程随之逐年增多，建设国家石油储备库被提到了议事日程，并且进入了实施阶段。在此形势下，设计石油库的任务将会愈加繁重。

　该油库属于商业油库，其主要任务是通过水路、管道和公路接收油品并向下属的各个油库以及本市的加油站、企业单位等供给油品。油库的设计建设合理与否关系到油库能否正常地使用，进而影响到整个地区交通运输行业的正常运行和经济的发展，因此，本设计将应用当前的科技与及管理经验，根据当地的地形、地质以及气侯条件对油库进行总平面图布置，并做精细的工艺流程计算，并且综合考虑到经济、环境等因素，对油库进行优化设计，设计原则要以节约用地为前提，并且能够达到一定的实际应用价值。

　油库的建设一般要当地经济发展和战略储备的要求，经过上级有关部门机关研究批准后进行。按照油库的建设程序，从提出项目建议书到油库投产，大体上要经过：提出项目建议书、编制设计任务书或可行性研究报告、编制初步设计、施工图设计、施工和投产等环节 [2] 。

　本次设计油库位于江苏省徐州内,地理位置优越，靠近京杭运河，水陆交通十分便利，投产后年周转总量在 112 万吨左右。由于水路运输运费低并且运输量高，因此发展水运是经济的运输趋势。

　本次油库设计的主要设计依据是常州大学毕业设计（论文）任务书内容：油库规模13 万立方米，储存油品种类：汽油、柴油；以及与此相配合的水路收发区、输油工艺、公路发油系统、库区消防等设施 [3] 。

　 第 2 页 共 42 页 1. 油库概述

　1.1 油库油品的性质

　 1.1.1 油库性质

　此油库是采用管路、水路以及公路为运输方式的集中转、销售为一体的一级综合性油库。

　来油方式：管路水路来油；发油外输方式：：陆路发送和水路发送。

　1.1.2 油品类型

　油库为销售、中转、储备类综合性油库，油库等级一级油库。

　油品种类如下：

　汽 油：97#、93#

　柴油：0#、-10#

　1.2 油库建成后的状况 本次设计方案在运河岸设计水运码头，并设有泵房、消防水池、陆路发货场（建设汽、柴两种油品的鹤管装车货位）、污水处理池等。设计目的是建立以油罐区为主且包括码头作业区在内的统一油库，使油罐区和水陆收发货区在管理上更为方便，以降低经营成本。该库建成后将会给长江三角洲地区的油品储备、中转、经营等带来更大的灵活性；以更好地适应经济发展对市场能源的需求；同时也有着巨大的经济效益。

　1.3 建造项目和内容 [4]

　1.将码头作业区建成拥有2个500吨的泊位 [3] 。

　2.建造一定车位的通过式陆路发货平台一座及相应的管理办公室、控制间、收发油回车场。

　3.油罐区及码头作业区：油品工艺管道、罐区照明、消防系统以及配供电、以及陆路发货位的微机控制室、含油污水处理等项规划设计。

　建筑物一览

　表1 名称 数量 备注 泊位 2个 20000吨船 水路轻油泵棚 1间 设有6台离心式油泵 倒罐泵棚 1间 设有6台离心式油泵 消防泵房(含配电间) 1间 设有4台离心式清水泵 计量站 1个

　阀组室 1间

　污水池 1座

　消防水池 1座

　门卫 2间

　综合办公楼 1栋

　陆路发货区 1座

　 第 3 页 共 42 页 0#柴油罐 4座 10000立方拱顶罐 -10#车用柴油 4座 5000立方拱顶罐 93#汽油罐 6座 10000立方内浮顶罐 97#汽油罐 2座 10000立方内浮顶罐 1.4 石油库储存油品的火灾危险性

　 石油库储存油品的火灾危险性分类 类别 油品闪电 Ft(℃) 举例 甲 Ft＜28 汽油 乙 A 28≤Ft≤45 煤油 B 45＜Ft＜60 轻柴油 丙 A 60≤Ft≤120 柴油 B Ft＞120 润滑油 注：根据《石油库设计规范》，石油库储存油品的火灾危险性分类应符合表 1—3 的规定 [3] 。

　 2、 、 总平面布置 [3]

　综合考虑油库各种设施，在已经确定的库址地形图上，按照一定比例加以合理的布局，使其在生产上组成一个有机的整体进行工作，称为油库的总图设计。合理进行总图设计就能最大限度地满足生产需要、缩短工艺以及运输管线，减少用地、节约投资、节省管理费用、保证安全操作，从而更好发挥油库作用。

　进行油库平面布置的目的是为了合理地确定各种设施在油库中的位置，保证油库有一个安全的环境，使得油品的储存、输转以及发油作业能够顺利地进行。而且合理地确定油库的各项设施之间的安全距离是防火工作的重要内容之一。

　进行设计总图 [6] 时，首先实地勘测、深入调查，充分掌握有关的设计资料，例如地形图、区域环境图及气象、地址、水文、交通、水电等资料和油库经营种类、数量和将来发展远景等。

　在充分占有和熟悉资料的基础上，可以结合油库的特点，按下述原则考虑总图的布置 [2] 。

　（1）

　便于收发作业，油库装卸和发放地区要尽可能靠近交通线路,使公路支线较短。

　（2）

　库区油品应尽量做到单向流动,避免在库内的往返交叉。

　（3）

　合理分区,以便于各种作业,安全生产,避免非生产人员来往于工作区域,尤其是储油区和装卸区。

　（4）

　库内布置的各种设施必须符合防火、卫生等有关设计规范,确保油库安全的

　 第 4 页 共 42 页 同时应力求布置紧凑,减少占地。

　（5）

　配电间和泵房等辅助设施要尽量靠近主要用电用气单位,从而节省投资和经营费用。

　（6）

　尽可能利用地形实现自流作业。

　（7）

　油库对外单位要设置在靠近发放区的地方,以便于与提货人员联系。

　（8）

　应充分利用地形，做好隐蔽工作（主要为战争服务）。

　（9）

　考虑到油库今后的发展，应留有适当扩建余地。

　石油库的油罐组的布置，应符合下列要求：

　在同一罐组内宜布置油品火灾危险性相同或者接近的储罐； 地上油罐不宜与半地下和地下油罐布置在同一个油罐组内：

　一个罐组内油罐的总容量，固定顶油罐不大于100000 m 3

　,浮顶油罐或内浮顶油罐不大于200000 m 3

　； 一个油罐组内的油罐不多于12 座，单罐容量小于1000 m 3

　的罐组和储存丙B 类油品的油罐组内的油罐座数则不受限制。

　油罐之间的防火距离，不应小于下表规定：

　油罐之间的防火距离要求 [5]

　 油罐之间防火距离 油品 类别 固定顶油罐 浮顶油罐、内浮顶油罐 卧式油罐 地上式 半地下式 地下式 甲 乙 类 1000 m 3 以上的油罐，0.6D 且不宜大于 20m；1000m 3 及以下的油罐，当消防采用固定冷却方式时：0.6D。采用移动冷却方式时：0.75D 0.5D 且 不 宜 大于 20m 0.4D 且不 宜 大于 15m 0.4D且不大于 20m 0.8m 丙 类 A 0.4D 且不宜大于 15m 不限 B 大于 1000 m 3 以上的油罐：5m 不大于1000m 3 以上的油罐：2m 对于单罐容量不大于300 m 3 ，总容量不大于1500 m 3

　,立式罐的油罐组，油罐可集中布置，其油罐之间距离，则按照施工和操作要求确定。

　地上油罐，半地下油罐的油罐组，要设防防火堤 防火堤 [7] 的高度H :1m< H<2.2m 为了便于灭火操作，立式油罐到防火堤内坡脚线的距离，不小于罐壁高度的一半。卧式油罐到防火堤 [7] 内坡脚线的距离则小于3m。

　 防火堤内的有效容量，不应小于油罐组内一个最大油罐的容量，并扣除与防火堤高度相等的其它罐的容量；当油罐组内油罐的总容量大于200000m 3

　,且罐数多于二座时，防火堤内必须 设隔堤。隔堤顶比防火堤顶低0.2～0.3m。

　各个罐组防火堤内的地坪具有1%的排水坡度。

　 第 5 页 共 42 页 油库的平面布置原则和目的是为了合理的确定油库中各种设施的位置，以确保油库有一个安全的环境使得油库的储存以及收发油作业能够顺利进行。在油库中，一般是将不同的生产设施进行分区布置，主要分为储罐区、装卸区、辅助生产区和行政管理区等等。

　本次设计方案在运河边设计水运码头，还要设有消防水罐、泵房、污水处理池等；设公路发货场（设汽、柴两种油品的鹤管装车货位）。目的是建立以油罐区为主的包括码头作业区在内的统一油库，使油罐区和水陆收发货区在管理上更为方便，以降低成本。该库建成后将会给徐州市的油品中转、储存、储备、经营等带来更大的灵活性；以更好地适应经济发展对能源需求的市场需要；同时也会带来巨大的经济效益。

　2.1 确定各种油品计算容量

　 各种油品参数 油品名称

　 密度

　年周转量

　周转系数 K

　 利用率

　 t/m 3

　 10 4

　93#汽油

　 0.73

　60

　 15

　0.95 97#汽油

　 0.73

　20

　 15

　0.95 -10#柴油

　0.84

　 5

　9

　0.95 0#柴油

　0.84

　27

　 10

　0.95

　利用周转系数计算储罐容量

　  KGV s 

　式中：

　sV ——某种油品的设计容量，m 3

　G——年周转量

　 ——该种油品密度

　K——油品周转系数

　 ——油罐利用系数 各种油品罐个数计算 93#汽油   95 . 0 73 . 0 1510 60KGV4s57678m 3 选用 10000m 3 的内浮顶罐 6 个 97#汽油

　95 . 0 73 . 0 1510 20KGV4s  =19493m 3

　选用 10000m 3 的内浮顶罐 2 个 -10#柴油

　95 . 0 73 . 0 910 5KGV4s  =6961m 3

　 第 6 页 共 42 页 0#柴油

　 95 . 0 73 . 0 1010 27KGV4s  =33834m 3 库容：6×10000+2×10000+2×5000+4×10000=13×10 4 m 3 按照下表对油库分级 石油库等级划分 等级 石油库总容量 V（m 3 ）

　一级 100000≤V 二级 30000≤V<100000 三级 10000≤V<30000 四级 1000≤V<10000 五级 V<1000 所以此油库属于一级油库 2.2 油罐区计算

　分两个罐组，汽油罐组和柴油罐组

　查表得所用油罐参数如下 罐型 单罐容量（m 3 ）

　计算容量（m 3 ）

　罐内径（m）

　罐壁高度（m）

　拱顶罐 5000 5500 23.7 12.53 10000 10700 31.2 14.07

　内浮顶罐 10000

　 10700

　 30

　 16.5

　汽油罐组 罐间距

　L 1 =0.4D 1 =0.4×30=12m 罐至防火堤距离

　L 2 =0.5×16.5=8.25m 罐区长度

　a=3L 1 +2L 2 +4D 1 =2×8.25+3×12+4×30=172.5m 罐区宽度

　b=L 1 +2L+2D 1 =88.5m 面积

　S =ab=172.5×88.5=15266.25m 2

　柴油罐组 罐间距

　L 1 =0.4D 1 =0.4×31.2=12.48m 罐至防火堤距离

　L 2 =0.5×14.07=7.04m 罐区长度

　a=2L 1 +2L 2 +2D 1+ D 2 =2×12.48+2×7.04+2×31.2+23.7

　=125.14m 罐区宽度

　b=L 1 +2L+2D 1 =12.48+2×7.04+2×31.2=88.96m 面积

　S =ab=125.14×88.96=11132.45m 2

　 第 7 页 共 42 页

　汽油罐组防火堤、隔堤高度计算

　maxV =10700

　 4D7 - Sh V212max 

　0.5×10700=（15266.25-430 14 . 372 ）h

　 计算高度 h=0.518m

　 实际高度取 h=1m

　 宽度取 0.5m

　 当单罐容量等于或大于 5000 m3 至小于 20000 m3 时，隔堤内油罐的座数不应大于4 座所以应设隔堤堤高为：

　 m 8 . 0 2 . 0 h h   g 柴油罐组防火堤高度、隔堤计算

　h42 . 31 14 . 35 - 45 . 1132 10700h4D5 - Sh V10700 V22maxmax）

　（  

　计算高度 h=1.46m 宽度取 0.5m 隔堤高度为 m 26 . 1 2 . 0 h h   g 2.3 公路作业区计算

　 由设计任务书知本设计中 57%的油品由汽车公路出库。

　2.3.1 汽车油罐车装油鹤管数计算

　 汽车油罐车装油鹤管数由下式计算

　  TQKBGn 

　式中 n——每种油品的装油鹤管数量

　G——每种油品的年装油量

　T——每年装车作业工时，取年工作 350d，

　每天工作 8h

　 第 8 页 共 42 页

　 ——油品密度

　K——装车平衡系数，K=2

　B——季节不平衡系数，B=1

　Q——单只鹤管工作流量，取 Q=100m 3 /h

　93#汽油

　73 . 0 100 8 35057 . 0 10 60 1 2n4       TQKBG

　=3.4

　取 4 个，再取一个备用，共 5 个

　 97#汽油

　73 . 0 100 8 35057 . 0 10 20 1 2n4       TQKBG

　 =1.15

　取 2 个，再取一个备用，共 3 个 -10#柴油

　 73 . 0 100 8 35057 . 0 10 5 1 2n4       TQKBG

　=0.24

　 取 1 个，再取一个备用，共 2 个

　 0#柴油 73 . 0 100 8 35057 . 0 10 27 1 2n4       TQKBG

　=1.3

　 取 2 个，再取一个备用，共 3 个 故选鹤管共 16 个，发油管采用总汇管分流发油方式。

　 各种装油臂数量与流量 油品名称 鹤管数 发油主管线（总汇管）流量 m 3 /h 93#汽油 4 400 97#汽油 2 200 0#柴油 2 200 -10#柴油 1 100

　2.3.2 发油平台大小、位置的确定 在计算出装油臂的个数之后，可以进一步进行汽车发油平台的个数、大小及位置确定。因为共设计 16 个装油鹤管，每个发油平台安装鹤管数为 2 个，所以共取 8 个发油平台。

　根据加油操作所需要的空间大小和我国通用汽车油罐车的尺寸，取每个发油平台长

　 第 9 页 共 42 页 10 米，宽 2.5 米，各发油平台间距应该满足两辆汽车油罐车的同时通行和停靠，各个发油平台间距取 7.5 米。

　由于本设计中采用的是通过式发油平台，需要考虑汽车油罐车具有足够的回车场地，取回车场地宽度为 30 米 2.4 码头布置 2.4.1

　泊位数计算

　N =N 1 +Ƞ

　mnN 1 

　 t tTm1y

　式中：

　N——泊位数

　P——年装卸量，t

　Ƞ——裕量

　N 1 ——最小泊位数

　n——年需要船次数

　m——一个泊位年最多靠船次数

　G——设计船型每船次装卸量

　T y ——年工作时间，h

　t 1 ——每船次占用泊位的时间，h

　t——两次停泊时间之间的空档时间

　500t 游船没船次占用的泊位的时间包括待泊、靠岸、系缆、输油前的准备、输油后的整理与解缆离岸时间。

　（1）待泊时间，取 1 小时 （2）靠岸，系缆时间取 0.5 小时 （3）输油前准备时间取 1 小时 （4）输油时间：根据船上输油泵的能力，经验估计约 5 小时 （5）输油后的整理时间，去 1 小时 （6）解缆离岸时间取 0.5 小时

　 t=1+0.5+1+1+1+0.5+5=9h

　 两次停泊的空挡时间取 6 小时

　根据要求所有柴油由船运入库，所有油品 43%由水运油船出库，将以上数据带入计算：

　 入油泊位计算

　 第 10 页 共 42 页

　2 . 96350010 112 43 . 0GPn4  

　 8 4 06 42 4 3 5 0t tTm1y

　15 . 18402 . 963mnN 1   

　N =N 1 +Ƞ =2

　 选取 2 个泊位 2.4.2 泊位大小、位置设计 [8]

　查资料得 500t 油船长 48m，宽 8.3m，取每个码头泊位长 50m，宽 15m，相邻泊位间安全距离为 20m > 0.2 倍船长。

　3.管 管 线工艺流程设计 油罐区管线布置设计 在油库设计中，管径都是通过经济流速来计算的，即首先根据油品的性质选择相应的经济流速 v，然后按照业务要求的输送量 Q 计算求得管径，计算公式为：

　vQ8 . 18 d  d——经济管径，mm Q——输送流量，m 3 /s v——经济流速，m/s 不同粘度的油品在管路中的经济流速

　粘度

　 经济流速，m/s 运动粘度，10 -6 m 2 /s 条件粘度 吸入管路 排出管路 1～2 1～2 1.5 2.5 2～28 2～4 1.3 2.0 28～72 4～10 1.2 1.5 72～146 10～20 1.1 1.2 146～438 20～62 1.0 1.1 438～977 60～120 0.8 1.0

　在标准计算温度 20℃时参数如下 汽油粘度 ν：0.61×10 -6 m 2 /s

　经济流速：1.5~2.5m/s 柴油粘度 ν：5.0×10 -6 m 2 /s

　 经济流速：1.1~2.0m/s

　 第 11 页 共 42 页 3.1 进油管线

　 汽油由管道入库，取经济流速 2.0m/s

　 流量 h / m 3 . 39173 . 0 8 35010 80Q34 

　 =0.109m 3 /s

　m 263 . 05 . 2 14 . 3109. 04vQ 4d   选用 DN250 无缝钢管

　ϕ273×8

　 s / m 1 . 2257 . 0 14 . 3109 . 0 4dQ 4v2 2 

　 属于经济流速

　因此选用 DN250

　ϕ273×8 无缝钢管

　3.2 公路发油主管线计算 [9] （1）汽油管选径，取经济流速 2.0m/s

　 mm 8 . 26524008 . 18vQ8 .18 d   

　选 DN250，ϕ273×8 无缝钢管

　此时 s / m 14 . 2257 . 0 14 . 3 3600400 4d4Qv2 2  ，符合经济流速

　所以选 DN250，ϕ273×8 无缝钢管

　（2）柴油管选径，取经济流速 1.7m/s

　 mm 18822008 . 18vQ8 . 18 d   

　 选 DN200，ϕ219×6 无缝钢管

　s / m 65 . 107 2 . 0 14 . 3 3600200 4d4Qv2 2  ，符合经济流速

　 所以选 DN200，ϕ219×12 无缝钢管

　 （3）发油平台立管管径计算

　 第 12 页 共 42 页

　业务流量及管径计算

　 qn Q

　式中 Q——业务流量

　 q——单根鹤管轻油流量

　 n——某种油品鹤管数

　 陆路发油时，1 台泵对应 1 支鹤管

　100 1 100 qn Q    

　汽油立管管径，取经济流速 2m/s

　 选 DN150，ϕ159×4.5 无缝钢管

　 此时 s / m 57 . 15 1 . 0 14 . 3 3600100 4d4Qv2 2  ，符合经济流速

　 所以选 DN150，ϕ159×4.5 无缝钢管

　柴油立管管径，取经济流速 1.7m/s

　 mm 2 . 1447 . 11008 .18vQ8 . 18 d   

　 选 DN150，ϕ159×4.5 无缝钢管

　 此时 s / m 57 . 15 1 . 0 14 . 3 3600100 4d4Qv2 2  ，符合经济流速

　 所以选 DN150，ϕ159×4.5 无缝钢管 3.3 码头收发油管线计算 码头发油，油船为 500t，装油时间为 5h 汽油管选径，取经济流速 2.0m/s / m 9 . 13872 . 0 5500TGQ3 h mm 7 . 15629 . 1388 . 18vQ8 .18 d   

　 选 DN150，ϕ159×4.5 无缝钢管 此时 s / m 18 . 25 1 . 0 14 . 3 36009 . 138 4d4Qv2 2  ，符合经济流速 所以选 DN150，ϕ159×4.5 无缝钢管

　柴管选径，取经济流速 1.7m/s

　 第 13 页 共 42 页

　/ m 1 . 1194 8 . 0 5500TGQ3 h mm 4 . 1577 . 11 . 1198 . 18vQ8 .18 d    选 DN150，ϕ159×4.5 无缝钢管 此时 s / m 87 . 15 1 . 0 14 . 3 36001 . 119 4d4Qv2 2  ，符合经济流速 所以选 DN150，ϕ159×4.5 无缝钢管

　3.4 油罐区管线布置

　 在本次设计中，油罐区应采用双管线流程 [7] ，即进油管和出油管各一根。此次设计中油罐区的油罐布置相对较为集中。应该根据高效、经济的原则，使得工艺流程既不会太浪费，也不能太复杂 [11] 。在开始布置的时候，我们要把输油泵房布置在离油罐区最近的地方，以减少管线的投资。为方便操作我在油泵房管线出口采用阀组集中控制布置方式 [12] 。油罐区各油罐的收发作业采用专管专用，这样在收发另一种油品时不用排空，检修时也不会影响到其它油罐的作业，安全可靠，避免混油的可能 [13] 。尽管投资相对来说会比较大，但从长远看来这无疑是比较合算的，而且，输油泵房布置在离油罐最近的部分，管线的投资也是比较小的。

　至于具体布置各个油罐罐区管线的方法，可以参阅轻油罐区管线设计布置图，在轻油罐区中，采用的大多是架空式管线铺设，在出罐区去向发油泵房时采用的则是埋地铺设，埋地深度大约为 1.3 米，管线入地采用 90 度的无缝弯头。但是要求埋地前必须要对管线进行强级防腐处理，用黄沙铺设管底。这样既可以避免投资过多，又可避免不必要的埋地施工。

　 至于各个油罐罐区管线的具体布置，已在油罐区管线布置图给出。轻油在收发后一般不放空，由于受到温度和阳光的辐射作用，管道内的油品有可能受热膨胀并在管内形成很高的压力，为了防止因此形成的管路泄漏事故，保证管路和阀门的安全，在油罐附近通常还要安装胀油管 [14] 。

　3.5 罐区管道安装 [15]

　在罐区内采用明线铺设管线，该油罐区油罐基础比地坪面高出大约 1.0 米，按拱顶罐以及内浮顶的标准尺寸，油罐的进出油管线与罐底的距离为 0.3 米，罐区内管线到地坪面距离为 0.6 米 ，靠近防火堤的管道距离防火堤不小于 1 米，管线上的各个弯头均选用无缝冲制 90 度弯头。在罐区内铺设输油管线时，根据现场的安装情况，可做管墩架置，管墩之间距离为 12―15 米。

　采用直埋地式管道安装穿越消防车道，埋地深度取 1.4 米，管线要作加强级防腐绝缘处理。

　 第 14 页 共 42 页 选用 CZ40Y-25 型阀门作为管线上的阀门，法兰采用光滑平面焊钢法兰，法兰盖采用光滑面法兰盖。由于近罐阀门需要考虑到阀门的操作方便和手轮直径与法兰外直径的配合，管线间间距为 0.5 米，以便于操作各个阀门及便于检修按装管线和阀门法兰。

　3.6 管道水力计算及泵类型选择

　一般管路摩阻损失的计算可以用达西公式进行，即水力摩阻系数随流体的流态的不同而不同，理论和实践都证明水力摩阻系数 λ 是雷诺数 Re 与相对粗糙度 ε 的函数，即：

　 g 2vdLh2f 

　式中

　L——管径长度，m

　 d——管内径，m

　 V——平均流速，m/s

　 g——重力加速度

　 λ——水力摩阻系数

　水力摩阻系数随流量的不同而不同，理论和实践都证明水力摩阻系数 λ 是雷诺数Re 和相对粗糙度 ε 的函数，即 ）

　， （   Re f 

　其中，雷诺数  dQ 4Re 

　ν——油品运动粘度，m 2 /s Q——油品在管路中体积流量 e——管壁绝对粗糙度，取 0.2mm 相对粗糙度

　de 2 

　由下表取定摩阻系数 λ

　 各种流态的摩阻系数 λ

　流态 划分范围 ) (Re,   f 

　层流 Re≤2000 Re64 

　紊流 水力光滑区 3000≤Re≤7 / 87 . 59=Re 1

　Re<10 5 时，λ=0.3164Re -0.25 ，53 . 1 - lgRe 81 . 11

　 第 15 页 共 42 页 混合摩擦区 Re 1 ＜Re＜ lg 765 665= Re 2

　  11 . 14 . 7 Re8 . 6lg 8 . 11  25 . 0Re6811 . 0、）

　（    粗糙区 Re＞ lg 765 665= Re 2

　  2 lg 2 74 . 11

　注：在管线布置设计中，各种油品管线的管径均已取定，故可以直接进行水力计算。

　3.6.1 公路发油主管线水力计算及泵选择

　在管线布置设计中，各种油品管径均已取定，故可以直接进行水力计算。

　（1）汽油发油管线水力摩阻计算

　汽油粘度为 0.61×10 -6 m2/s,由图得泵到最远汽油罐的管线长度约为 300m

　3 -10 56 . 12572 . 0 2de 2   

　 90286910 61 . 0 257 . 0 14 . 3 3600400 4dQ 4Re6 -     

　 6 . 9 6 3 4 510 56 . 15 . 59 5 . 59Re783 -781 ）

　（ 

　 1 8 0 2 7 3 0lg 765 - 665Re 2  

　Re 1 <Re<Re 2

　流态位于混合摩擦区

　25 . 0 3 -25 . 09028696810 56 . 1 11 . 0Re6811 . 0）

　（）

　（     

　=0.022

　m 78 . 9 214 . 2257 . 0350022 . 0g 2vdLh2 2f    

　 局部摩阻按沿程摩阻的 20%计算

　总摩阻 h=1.2h f =8.4m

　有上述计算得泵扬程 H=8.4+1=9.4m

　 第 16 页 共 42 页

　 立管管径段管道的水力摩阻计算

　0 0 2 7 . 01502 . 0 2de 2  

　 38672910 61 . 0 .15 0 14 . 3 3600100 4dQ 4Re6 -     

　5 . 514700027 . 05 . 59 5 . 59Re78781  

　6 . 247247lg 765 - 665Re 2  

　Re 2 <Re

　 流态位于粗糙区

　220027 . 0 lg 2 - 74 . 11lg 2 - 74 . 11）

　（）

　（

　=0.021

　 6m 2 . 08 . 9 257 . 15 1 . 015021 . 0g 2vdLh2 2f    

　h=1.2h f =0.32m 实际上，过滤器消耗约 1.5m，消气器消耗 1.2m，流量计消耗 2.0~2.5m，电液阀消耗约 2.0m，油气回收装置消耗 5m 估计公路发油泵所需扬程为

　h H h H    立

　=8.4+0.32+12.2+1

　=21.92m

　倒罐泵所需扬程水力计算

　 由平面图知倒罐泵至汽油罐最远距离为 200m，所以倒罐流程管道长度应取

　L=2×200=400m

　 m 88 . 9 214 . 2257 . 0400022 . 0g 2vdLh2 2f    

　 h=1.2h f =9.6m

　倒罐泵所需扬程

　 第 17 页 共 42 页

　h H h Hw   

　 式中

　Δh——罐基础高度，取 1.0m

　H w ——汽油罐壁高度

　m 1 . 27 1 16.5 6 . 9 h H h Hw       

　 汽油发油主管线水力计算汇总

　（2）柴油发油管线水力摩阻计算

　 柴油粘度为 5.0×10 -6 m2/s,由图得泵到最远汽油罐的管线长度约为 250m

　0 0 1 9 . 02072 . 0 2de 2  

　 6 8 3 7 810 0 . 5 207 . 0 14 . 3 3600200 4dQ 4Re6 -     

　 6 . 963450019 . 05 . 59 5 . 59Re78781  

　3000<Re<Re 1

　 流态位于水力光滑区

　 因为 Re<Re 1

　 λ=0.3164Re -0.25

　=0.3164×68378 -0.25

　=0.0196

　 3m 2 . 38 . 9 265 . 1207 . 02500196 . 0g 2vdLh2 2f    

　局部摩阻按沿程摩阻的 20%计算 总摩阻 h=1.2h f =3.88m 有上述计算得泵扬程 H=3.88+1=4.88m

　立管管径段管道的水力摩阻计算

　油品名称 量 m 3 /h 泵所需要的最小扬程 m 公路发油

　汽油 400 21.92 倒灌 400 27.1

　 第 18 页 共 42 页

　0 0 2 7 . 01502 . 0 2de 2  

　 4 7 1 8 110 0 . 5 .15 0 14 . 3 3600100 4dQ 4Re6 -     

　 5 . 514700027 . 05 . 59 5 . 59Re78781  

　 6 . 247247lg 765 - 665Re 2  

　因为 Re<Re 1

　流态位于水力光滑区

　 Re<10 5

　 λ=0.3164Re -0.25

　=0.3164×47181 0.25

　=0.021

　 m 26 . 08 . 9 257 . 15 1 . 015021 . 0g 2vdLh2 2f    

　h=1.2h f =0.32m 实际上，过滤器消耗约 1.5m，消气器消耗 1.2m，流量计消耗 2.0~2.5m，电液阀消耗约 2.0m，油气回收装置消耗 5m 估计公路发油泵所需扬程为

　h H h H    立

　=3.88+0.32+12.2+1

　=17.4m

　 倒罐泵所需扬程水力计算

　 由平面图知倒罐泵至汽油罐最远距离为 150m，所以倒罐流程管道长度应取

　L=2×150=300m

　 m 6 . 38 . 9 257 1.207 . 04000196 . 0g 2vdLh2 2f    

　h=1.2h f =4.3m

　倒罐泵所需扬程

　 h H h Hw   

　 第 19 页 共 42 页

　 式中

　Δh——罐基础高度，取 1.0m

　 H w ——柴油罐壁高度

　 m 37 . 19 1 07 . 4 1 3 . 4 h H h Hw       

　汽油发油主管线水力计算汇总

　 油品名称 量 m 3 /h 泵所需要的最小扬程 m 公路发油

　柴油 200 17.4 倒灌 200 19.37

　 汽油柴油发油主管线水力计算汇总表 油品名称 流量 m 3 /h 泵所需最小扬程 m 公路 汽油 400 21.92 柴油 200 17.4 倒罐 汽油 400 27.1 柴油 200 19.37

　油泵的选择 为了维护的方便，同一个泵房应尽量选择同种公路发油泵，为此按最大流量与最大扬程选择公路发油泵，参考 ISG、IHG、YG 立式管道离心泵说明书选择 150-160B 型泵，其性能参数如下 [17]

　150-160B 型泵性能参数 流量 Q（m 3 /h) 扬程 H(m) 转速 n（r/min）

　效率 η(%) 允许气蚀量(m) 84 27 2900

　4.0 140 24 73 168 21

　 同理，按最大扬程和最大选流量择倒罐泵，参考 ISG、IHG、YG 立式管道离心泵说明书选择 200-400（I）C 型泵，其性能参数如下

　200-400（I）C 型泵性能参数如下 流量 Q（m 3 /h) 扬程 H(m) 转速 n（r/min）

　效率 η(%) 允许气蚀量(m) 224 34.9 1450

　5.0 320 32 78 416 25

　 3.6.2 水路发油泵选择

　 第 20 页 共 42 页 （1）汽油发油管线水力摩阻计算

　 汽油粘度为 0.61×10 -6 m2/s,由图得泵到最远汽油罐的距离为 300m

　3 -10 67 . 21502 . 0 2de 2   

　 5 3 7 1 6 610 61 . 0 5 1 . 0 14 . 3 36009 . 138 4dQ 4Re6 -     

　 5195710 67 . 25 . 59 5 . 59Re783 -781 ）

　（ 

　 9 8 6 4 1 1lg 765 - 665Re 2  

　Re 1 <Re<Re 2

　 流态位于混合摩擦区

　25 . 0 3 -25 . 05371166810 67 . 2 11 . 0Re6811 . 0）

　（）

　（     

　=0.025

　由平面图知最远汽油罐到码头管线长为 400m

　m 12 . 128 . 9 218 . 25 1 . 0300025 . 0g 2vdLh2 2f    

　 局部摩阻按沿程摩阻的 20%计算

　总摩阻 h=1.2h f =14.54m

　由上述计算得泵扬程 H=14.54+1=15.54m （2）柴油发油管线水力摩阻计算

　柴油粘度为 5×10 -6 m2/s

　3 -10 67 . 21502 . 0 2de 2   

　 5 6 1 9 210 5 5 1 . 0 14 . 3 36001 . 119 4dQ 4Re6 -     

　 5195710 67 . 25 . 59 5 . 59Re783 -781 ）

　（ 

　 第 21 页 共 42 页

　 9 8 6 4 1 1lg 765 - 665Re 2  

　 Re 1 <Re<Re 2

　流态位于混合摩擦区

　25 . 0 3 -25 . 0561926810 67 . 2 11 . 0Re6811 . 0）

　（）

　（     

　=0.027

　 由平面图知柴油罐到码头管线最大长度为 250m

　m 88 . 9 27 8 . 15 1 . 0250027 . 0g 2vdLh2 2f    

　局部摩阻按沿程摩阻的 20%计算 总摩阻 h=1.2h f =9.6m 得泵扬程 H=9.6+1=10.6m 按最大流量和最大扬程选择船舶发油泵，参考 ISG、IHG、YG 立式管道离心泵说明书选择 150-250（I）A 型泵 [17] ，其性能参数如下

　 125-160B 型泵性能参数 流量 Q（m 3 /h) 扬程 H(m) 转速 n（r/min）

　效率 η(%) 允许气蚀量(m) 129 18.5 2900 72 3.0 184 17 78 1240 14.4 76

　3.7 输油管道壁厚校核 输油管道管壁厚度与管路输送温度、压力温度以及选用的管材管径有关。由下式进行壁厚设计校核，即：

　 CKP 2PD  

　 第 22 页 共 42 页  —管壁厚度附加值 ——修正系数，一般取 —许用应力， —在不同温度下钢材的 —；焊接钢管取 取 —焊缝系数，无逢钢管 ——管外径， ——操作压力， —C4 . 0MPa8 . 0 1m DMPa PK 因为发油主管线管径与倒罐流程管径相同，所以只要倒罐流程管道壁厚满足要求，公路发油管路也会满足强度要求。

　 管路输送压力：

　M P a 17 . 0 20 8 . 9 840 gH P 0      

　 管路设计压力：

　M P a 204 . 0 17 . 0 2 . 1 1.2P P0   

　  CKPPD  2

　= 30.204 0.4 235 2.207 0 204 . 0  ）

　（

　=3.1mm<5mm

　壁厚满足强度要求

　3.8 油泵吸入能力校核

　选泵一览表

　油泵型号 泵的允许气蚀量 m 公路发油泵 150-160B 立式管道离心泵 4.5 倒罐泵 200-400（I）C 立式管道离心泵 5.0 水路发油泵 125-250（I）立式管道离心泵 3.0

　3.8.1

　公路油泵校核

　安装高度校核公式：

　] h [ H - h -gP-gPhgv 0   总  式中

　H g ——泵的允许安装高度，m

　 0P ——当地大气压，Pa

　 vP ——输送介质的饱和蒸汽压，Pa

　 第 23 页 共 42 页

　  ——输送介质密度，m 3/ h

　 h  ——输送介质剩余能量，m

　 总h ——吸入管的阻力损失，m

　在汽油倒罐工艺情况下，管线的阻力损失 m 6 . 9 h 总 汽油在 35℃时的饱和蒸汽压 Pa 10 05 . 6 P4v 

　h - h -gP-gPHv 0g 总 

　0 . 4 - .6 9 -8 . 9 73010 05 . 6-8 . 9 7301013254

　 = -7.9m 表明泵的中心线比吸入罐的最低液面至少低 7.9m，使泵不发生气蚀且取得合适的安装高度。

　柴油汽油在 0℃时的饱和蒸汽压 0m，密度为 854.9kg/m 3 ，柴油管线的阻力损失大约为 4.3m

　h - h -gP-gPHgv 0 总 

　 .0 4 - 4.3 -8 . 9 9 . 854101325

　=3.8m 表明泵的中心线比吸入罐的最低液面高 3.8m

　 对上面汽油和柴油计算的数据进行比较，汽油泵的安装高度应该大于柴油泵。最终应该按照汽油计算的结果来确定泵安装的高度，并进行轻油泵房的...