某油庫(kù)課程設(shè)計(jì)全解

1、課程設(shè)計(jì)課程：油庫(kù)設(shè)計(jì)與管理設(shè)計(jì)題目：天津某成品油庫(kù)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：1111學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師：黃輝 成績(jī)寧波工程學(xué)院材化學(xué)院油氣儲(chǔ)運(yùn)教研目錄1.課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)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(kù)平面布置圖及罐區(qū)布置圖設(shè)計(jì)3油罐平面布置圖設(shè)計(jì)及說(shuō)明3確定油庫(kù)容量、油罐個(gè)數(shù)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9管徑計(jì)算9流速和雷諾數(shù)的確定10摩阻計(jì)算11泵的計(jì)算12輸油泵的選擇原則：12輸油泵驅(qū)動(dòng)裝置的選擇原則134.消防設(shè)施計(jì)算14消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)定14泡沫計(jì)算耗量14泡沫產(chǎn)生器個(gè)數(shù)15泡沫液儲(chǔ)備量的計(jì)算15消防用

2、水耗量16泡沫系統(tǒng)17泡沫比例混合器17泡沫管線17泡沫液罐的儲(chǔ)量17泡沫泵的選擇18清水系統(tǒng)20消防水池容量20有關(guān)水槍數(shù)的計(jì)算20消防水管線21清水泵的選用225、鶴管數(shù)的確定24裝卸各種油品需要的鶴管數(shù)24作業(yè)線長(zhǎng)度計(jì)算256.工藝流程圖277.結(jié)論28參考文獻(xiàn)291.課程設(shè)計(jì)的基本任務(wù)設(shè)計(jì)任務(wù)天津某石化油庫(kù)的初步設(shè)計(jì)。天津某油庫(kù)每年鐵路進(jìn)庫(kù)車用汽油90#、92#汽油各為12萬(wàn)噸，-10#、0#柴油分別為15萬(wàn)噸和20萬(wàn)噸。另外，此油庫(kù)每年還由鐵路運(yùn)進(jìn)燃料油和重柴油分別為15萬(wàn)噸和5萬(wàn)噸，全部由輸油管外運(yùn)。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)

3、K利用率90#汽油1200001492#汽油120000140#柴油20000014-10#柴油15000014燃料油15000014重柴油5000014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500022拱頂罐500022拱頂罐30001.1.2.設(shè)計(jì)任務(wù)（1）主要內(nèi)容油庫(kù)主要參數(shù)的計(jì)算及簡(jiǎn)單流程設(shè)計(jì)，周轉(zhuǎn)系數(shù)取14。（2）基本要求完成庫(kù)容計(jì)算、油品裝卸設(shè)施計(jì)算、油庫(kù)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(kù)總平面布置圖、汽油罐區(qū)工藝流程圖2.油庫(kù)平面布置圖及罐區(qū)布置圖設(shè)計(jì)油罐平面布置圖設(shè)計(jì)及說(shuō)明圖2-1 油庫(kù)分區(qū)示意圖（黑體5號(hào)）確定油庫(kù)容量、油罐個(gè)數(shù)

4、（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1200001412531392#汽油12000014123603-10#柴油150000141342630#柴油20000014179024燃料油15000014148293重柴油500001446692說(shuō)明：90#汽油的計(jì)算容量為1

5、2531m3,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3000m3的拱頂罐；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(shuō)明：上圖是汽油罐區(qū)平面布置圖，通過(guò)計(jì)算得出需要6個(gè)容量為5000m的

6、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(shuō)明：上圖是柴油罐區(qū)平面布置圖，通過(guò)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，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(shuō)明：上圖是粘油罐區(qū)平面布置圖，通過(guò)計(jì)算得出需要3個(gè)容量為5000m的拱頂罐，2個(gè)容量為3000m³的拱頂罐。3.工藝流程設(shè)計(jì)與水利計(jì)算管徑計(jì)算本油庫(kù)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。管徑計(jì)

7、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，；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(wú)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mm204219203232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，MPa； K設(shè)計(jì)系數(shù)，站外取0.72。j焊縫系數(shù)，無(wú)縫鋼管取1；表管材及管徑壁厚計(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 mmL360203917

8、L360219918L360232918根據(jù)長(zhǎng)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： L360，219×8。流速和雷諾數(shù)的確定1已知站內(nèi)的最大輸量為³/s，由此可以根據(jù)所選的管徑通過(guò)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) (3-4) (3-5)表 第一、第二雷諾數(shù)的計(jì)算管徑/mmRe1Re2133mm9.6×10-41.678×1053.1×106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(zhǎng)度，m；d管內(nèi)徑，m；V管內(nèi)原油經(jīng)

9、濟(jì)流速，；2局部摩阻損失： （3-7）從油庫(kù)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(guò)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)， （3-12）所以通過(guò)計(jì)算，泵排出后的流態(tài)在水力光滑區(qū)，l式中：管路長(zhǎng)度，取1500m；管子內(nèi)徑，選0.125m；平均流速，1.6m/s；g2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

10、31.815m。泵的計(jì)算輸油泵的選擇原則：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100mPa·s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)。輸油泵驅(qū)動(dòng)裝置的選擇原則A電力充足的地區(qū)應(yīng)該采取電動(dòng)機(jī)，無(wú)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)算消防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)定石油庫(kù)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

11、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(kù)應(yīng)設(shè)獨(dú)立消防給水系統(tǒng)。（5）當(dāng)石油庫(kù)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(kù)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(kù)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.泡沫計(jì)算耗量（4-1）式中 泡沫計(jì)算耗量，；泡沫供

12、給強(qiáng)度，根據(jù)油庫(kù)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。=, 由油庫(kù)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=+24=/s根據(jù)低倍數(shù)泡沫滅火系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范第條規(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：=40.2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。N36所以選用PC16型泡沫產(chǎn)生器36支。4.泡沫液儲(chǔ)備量的計(jì)算（

13、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，個(gè)；每個(gè)泡沫產(chǎn)生器的混合液流量，；在此取。（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 。（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 。=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

14、混合液用水量，；泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，；泡沫延續(xù)供給時(shí)間，在此取30min；泡沫混合液總流量，。(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(kù)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(zhǎng)度，；冷卻水供給時(shí)間，在此取6。（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，；Q 冷卻水供給強(qiáng)度，2；T 冷卻水供給時(shí)間，s；T=6h。Q所以：消防用水總量 Q=+Q。4.2泡

15、沫系統(tǒng)4.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。10選用10個(gè)PH64型泡沫比例混合器。4.泡沫管線埋設(shè)深度應(yīng)在當(dāng)?shù)氐谋鶅鰧右韵?，放空坡度一般?/s,本設(shè)計(jì)中取/s,則：m 所以選取1685.6的無(wú)縫鋼管。若取泡沫管線管徑為，則泡沫的實(shí)際流速：V=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(zhǎng)度為650m。4.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

16、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.泡沫泵的選擇。( 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 =,d=,=2（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，×10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(zhǎng)度，；管內(nèi)徑，；泡沫的流速，；重力加速度，取。=(3)泡

17、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：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，?。?(4)泡沫泵的流量（4-13）式中 泡沫泵的設(shè)計(jì)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)，取；泡沫比例混合器噴嘴截面積，?。恢亓铀俣?，取；泡沫泵揚(yáng)程，。×10Q×104.3清水系統(tǒng)4.消防水池容量消防水池容量V=Q根據(jù)石油庫(kù)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(guò)96h，所以q=若

18、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，m³；t滅火延續(xù)時(shí)間，取6h。V=， 可以設(shè)一個(gè)50156 m3的消防水池。4.有關(guān)水槍數(shù)的計(jì)算選用QZ19型直流水槍，由油庫(kù)設(shè)計(jì)與管理查得：，。（1）充實(shí)水柱長(zhǎng)度（4-16）式中 沖實(shí)水柱長(zhǎng)度，m；H1 著火點(diǎn)離地面高度，m；H2 水槍噴嘴離地面高度，H2=；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(zhǎng)度與充實(shí)水柱長(zhǎng)度的比值系數(shù)，a=1.19+80 ：與水槍噴嘴口徑有關(guān)

19、的特性系數(shù)，在此取。=1.19+80××15.114）=(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(zhǎng)度，取L=60；水槍的出水量×60×=4. 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(zhǎng)度為。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(zhǎng)度的充實(shí)水柱在水槍噴嘴出口處所必須的壓力，

20、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值，m，取2m。H=22.736+14.477+2+2=(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(zhǎng)度，m； 鄰近油罐冷卻范圍計(jì)算長(zhǎng)度，m。=65.77 m3/h= 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.n13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=+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(zhǎng)度（每根水帶長(zhǎng)度20m）；S充實(shí)水柱長(zhǎng)度，m；水槍噴嘴射流與地平面的夾角。R=所以消防栓半徑為。5、鶴管數(shù)的確定裝卸各種油品需要的鶴管數(shù)1. 根據(jù)作業(yè)情況確定一次到庫(kù)的最大油罐車數(shù)（5-1）式中每天到庫(kù)的最大車數(shù)；收油不均勻系