东北石油大学 油气储运课程设计油库课程设计.docx
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东北石油大学油气储运课程设计油库课程设计
目录
一、课程设计的基本任务1
（一）设计的目的意义1
（二）设计任务2
二、油库平面布置图及罐区布置图设计3
（一）油罐平面布置图设计及说明4
（二）确定油库容量、油罐个数6
（三）罐区平面布置图设计10
三、防火堤高度的计算13
（一）汽油区防火堤高度计算14
（二）柴油区防火堤高度计算14
（三）黏油区防火堤高度计算14
四、鹤管数的确定15
（一）装卸各种油品需要的鹤管数16
（二）作业线长度计算17
五、工艺流程图设计21
（一）汽油罐区流程图21
（二）柴油罐区流程图21
结束语23
一、课程设计的基本任务
（一）设计的目的意义
目的：
全面了解油库布局，库容的确定，油罐选择，不同油品的罐区布置，铁路装卸流程及装卸方法，倒罐流程。
根据给定的油品的年周转量、油品的密度、周转系数等基础数据，熟练地计算不同油品油库防火堤高度，油品鹤管数，铁路作业线长度。
意义：
1.它是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地，也是我国现代化建设和军队后勤建设的重要组成部分。
2.油库可以保证在两次来油间歇中有足够的油品供应市场，保证企业的生产和生活的要求。
油库是协调原油生产，原油加工，成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地，它对于保障国防和促进国民经济发展具有着相当大的作用和相当重要的意义。
合理的设计油库的容量及合理的油库流程，保证供应，完成油品的正常输转对满足企业的生产和生活的要求，也都有着十分重要的意义。
重要性：
随着人类文明的发展，带动国内外对石油的需求一路攀升，尤其近几年来石油消耗量年年猛增，油库新建和扩建工程逐年增多；随着我国能源安全战略方针的提出，建设国家石油储备库提到了议事日程，并进入了实施阶段。
在此形势下，石油库的设计任务将愈加繁重。
建设油库是为了保证石油安全，石油安全是保证国家可持续发展的保障。
石油安全在中国的经济可持续发展中起着不可估量的作用。
而中国说石油安全面临挑战必须降低对进口的依赖，因此我们要建设油库。
合理的设计油库的设计油库的容量及合理的油库流程，保证供应，完成油品的正常输转对满足企业的生产和生活的要求。
石油在当今世界的重要性是家喻户晓的，那么油库就有着更加不可磨灭的作用，为了能够高效的完成储油及输油的目的，只有一个合理的流程设计才能达到我们的要求，高效的完成装卸有的任务。
（二）设计任务
1.基础数据
表1-1各种油品的基础数据
油罐类型
罐容量（m³）
罐壁高（m）
罐直径（m）
浮顶罐
5000
14.274
22
拱顶罐
5000
14.274
22
拱顶罐
3000
12.691
18.80
拱顶罐
1000
9.525
12
表1-1各种油品的基础数据
油品名称
密度
t/m³
年周转量
G/t
周转系数
K
利用率
93#汽油
0.73
120000
12
0.95
97#汽油
0.72
100000
10
0.95
航空汽油
0.72
60000
9
0.95
0#柴油
0.84
90000
10
0.95
-10#柴油
0.84
50000
9
0.95
-20#柴油
0.84
20000
5
0.95
10#机械油
0.89
3000
3
0.85
20#机械油
0.93
2000
3
0.85
15#汽油机油
0.92
3000
3
0.85
8#柴油机油
0.92
3000
3
0.85
11#柴油机油
0.92
2000
3
0.85
变压器油
0.89
1500
3
0.85
2.设计任务
（1）主要内容
油库主要参数的计算及简单流程设计。
（2）基本要求
完成储油罐容量的计算、储罐数量的计算、油库等级的确定、防火堤和隔堤的设计、鹤管数的确定、装卸作业线长度的确定和设计。
完成油库平面布置图一张，罐区布置图，绘制鹤管及作业线布置图、轻、黏油装卸流程图。
2、油库平面布置图及罐区布置图设计
油库平面布置是为了合理的确定油库各设施的位置，以保证油库有一个安全的环境，使得油品的储存，输转以及收发作业能够顺利进行。
合理的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。
在油库中，一般是将各种不同的生产设施进行分区布置。
储油区是油库储存有品的区域，也是油库的核心部门。
首要任务是保证储油安全，防止火灾和泄漏。
同时，将其布置在使收发油作业都比较方便，输油管线路短的地方。
所以，本设计中将储罐区布置在整个油库的东西方面。
油库在生产上主要起调节作用，保证向市场和生产部门稳定地供应油品。
它的库容的确定必须满足两个条件，第一是要能在集中来油时能把油品卸入油罐储存；第二是要能保证在两次间歇来油中有足够的油品供应市场。
油库中储存了大量的各种石油和石油产品，一般都具有易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸和有毒性质，这对油库安全是个很大的威胁，如果工作不慎，不遵守安全操作规程，都可能导致火灾、爆炸、中毒等事故。
使国家财产遭受严重损失，因此应严格遵守安全操作规程，贯彻执行有关规程制度，采取积极有效的措施，最大限度的消除能引起火灾、爆炸、中毒等事故的一切因素，确保油品在收、发、储、运过程中的安全。
罐区是石油化工行业物料贮存和运输的重要设施,它的布置和设计涉及很多方面:
包括占地、投资、节能、安全、环保、操作、施工、维修以及扩建规划等因素。
因此,从事罐区设计工作必须由工艺、总图运输、外管、土建、电气、自控、环保消防等专业配合才能完成。
目前罐区的布置与设计往往因人而异,除了设计人员素质不同的原因外,另一个重要原因就是对罐区设计尚无一个比较成熟的规范可循,各种条款都存在一定的片面性和局限性。
例如:
从《建筑设计防火规范》而言,只注意了安全的一面,却忽视了人的因素,忽视了经济效益和现代科学技术迅速发展的一面（包括自动灭火装置、自动报警等现代科学最新成果）。
实际上,欧美等国的很多罐区、加油站就建在高层建筑物附近,与民用建筑相连,由于管理得好,照样长期安全运行。
众所周知,上海市区的煤气公司,大煤气柜就在马路旁边,由于加强了管理,至今已安全运行了半个世纪。
实践证明,很多事故都是人为因素造成的,如违反操作规程、擅离职守等。
（一）油罐平面布置图设计及说明
图2-1油罐平面布置图
Ⅰ--铁路装卸区Ⅱ--水路装卸区Ⅲ--储油区
Ⅳ--汽车罐车和桶装油发放区Ⅴ--辅助生产区
Ⅵ--行政管理区Ⅶ--含油污水处理区
1.储油区的布置
储油区是油库布置重点。
油库中绝大多数油品都放在这里，他是油库的核心要害部位，要特别注意它的安全。
储油区的位置在工艺上，应使收发油的作业都比较方便，输油线路最短。
一般油罐排列顺序是轻质油品排列离泵房较远，重质油品离泵房较近，大多是汽油，柴油，煤油的顺序，这样排列在工艺上是有利的。
因为轻质油黏度较小，无需加热，管线稍长一些对摩阻影响不大。
对于黏度较大，凝点较高的重质油品油罐，若布置在较远位置，由于管线增长，相应保暖设施也要增加，不仅摩阻损失增大，敷设管路的投资费用也会增大。
水、电等临时设施是保证工程任务完成的重要条件，为了保障施工顺利进行，必须合理规划，管路、电力线、通讯线等各种管、线、路布置整齐美观。
风（水）管道敷设要做到平、顺、直，管径一致，接头严密，安稳支牢，转弯较少，且成钝角。
分风、分水接头和闸阀，必须满足施工要求，数量尽量减少。
动力及照明电线，必须分开架设，采用绝缘线，并设横挡，绝缘子固定，线间距10cm，离开地面2.5m，高压线离开3.5m以上。
施工现场设置连续、顺畅的排水系统，沟池成网，以利排水。
排水坡度不小于1‰，排水沟截面满足流量需要，排水沟用砖砌，流水面用M5水泥砂浆抹面。
确保施工现场不积水，排水沟穿越道路应埋管或加盖板。
2.装卸区的布置
这个区是油品进出油库的一个操作部门，它主要设施是泵房和装卸器材。
它可分为铁路装卸区、水运装卸区、公路装卸区。
施工现场应有安全标志。
在悬崖、陡坎、沟、槽、坑、井等危险部位必须设有防护设施和安全标志。
在临街、交通干道附近和居民密集地段施工时，必须设安全围挡和警示牌，实行封闭管理。
严禁非施工人员进入施工现场。
铁路装卸区布置在油库的边缘地带，这样不至于因铁路油罐车的进出而影响其他各区操作管理，也减少铁路与油库内道路的交叉，也有利于消防和安全。
铁路线如果与油库内道路交叉，常因铁路调车作业影响石油库正常车辆出入，平时也容易发生事故，尤其发生火灾时，可能妨碍外来救护车顺利通过。
水路装卸区的内河装卸油品码头应该建在其他相邻码头或建筑物的下游，如有困难时，在设有可靠的安全措施条件下，也可建在上游。
海港装卸油品码头不易与其他码头建在同一海港区水域内，主要考虑当装卸油码头与其他码头布置在同一港区水域内时，一旦油船或码头发生火灾，船舶撤离困难，特别是当装卸油码头设在港区进出口附近时，船舶根本无法撤离，将会造成严重的损失，如确有困难时，在设有可靠的安全措施条件下，亦可在港区水域内建设。
若为临时渡口应该按照以下原则：
1、临时渡口应设在河面开阔、河床稳定、水流较缓的安全地段。
2、建立临时渡口安全管理办法。
3、人员、车辆过渡必须符合渡口有关安全规定。
公路装卸区布置应布置在油库面向公路的一侧，油库出入口附近，并尽量靠近公路干线，方便与公路干线衔接。
该区是外来人员和车辆往来较多的区域，应设置围墙与其他各区隔离开，并设置单独的出入口，外来车辆可以不驶入其他区域，出入方便，更加安全。
在入口设置业务室和休息室，外来人员只限在该区活动，更有利于安全管理。
3.辅助生产区的布置
辅助生产区是为生产服务的，其有关设施应尽量接近生产单位，以利于生产。
辅助生产区的材料库（场）、加工作业区、道路应整平，具有良好的排水系统及沉淀池，现场废水不得直接排放，场地有条件应适当绿化。
其标识（标志）牌规格图示原则上执行生产区的标识规格，但有些标识如：
各种、各类钢筋、水泥等按企业制定标识进行设置。
各物品存放原则：
（1）堆放场地需进行硬化。
（2）材料的堆放应尽量靠近使用地点，确保运输及卸料方便。
（3）预制构件的堆放位置要考虑吊装顺序，力求直接装卸就位。
（4）模板、脚手架等周转材料，选择在装卸、取用、整理方便和靠近拟建工程地方放置。
（5）各种材料的堆放要做到一头齐，一条线，砂石成堆，并有明显标识。
（6）材料场做到整齐干净，无砖瓦块、钢筋头等，无杂草、杂物。
（7）各种材料进场均有合格证或试验单等质量证明资料。
（8）所有主材、地材均按标准制作标识牌，标识内容齐全、正确，标牌规格一致。
（9）贵重物资、装备器材要存入库内。
锅炉房为明火生产建筑，应布置在油罐区主导风向的下侧，再有油漆的生产车间的下风向，并尽可能布置在供热负荷的中心地段或接近热负荷较大的建筑，以便尽量缩短管线，减少热损耗，并考虑自流回水的可能性。
辅助生产区还有修洗桶间、堆桶场、罐桶间、消防泵房、变配电间等等，这些设施是保证油库正常运转必不可少的，但他们在操作上又是相对独立的体系。
因此把他们集中在一个区域以便于管理。
每种房间布局应符合其相关规定，这里先不细说。
4.行政管理区的布置
行政管理区的布置：
这个区是油库的行政和业务管理区，是生产管理中心，它担负着油库的三大任务：
（1）指挥生产，保证油品安全装卸和储存，并做好运行记录。
（2）贸易活动，进行油品的调入和销售；（3）保护油库安全。
其主要设施有:
办公室、营业室、消防人员宿舍等。
行政管理区内的一些业务部门，一般布置在油库主要出入口附近，并设单独对外的出入口，宜设围墙与其他各区隔开，以便于联系工作和使接洽业务人员不进库区。
（2）确定油库容量、油罐个数
油库建设首先需要解决的问题是正确地确定油库的容量。
正确地确定油库容量不仅可以节约投资，还可以加快建设速度，充分发挥投资效益。
油库容量在生产上主要起调节作用，保证向市场和生产部门稳定地供应油品。
因此，它的库容必须做到集中来油时能及时把油品卸入库内储存，在两次来油的间歇中，有足够的油品供应市场。
油罐选用的一般原则为：
（1）每种油品至少要选两个油罐；
（2）尽量选用容量较大的罐；
（3）对整个油库来说，选用储罐的规格应尽可能的统一。
1.利用周转系数法计算来计算油库单罐容量
式中
——某种油品的设计容量，m3；
——该种油品的年周转量，t；
——该油品密度，t/m3；
——该油品的周转系数；
——油罐的利用系数，轻油取0.95，黏油取0.85。
（1）各种汽油需要油罐个数的计算：
93#汽油：
m3
97#汽油：
m3
航空汽油：
m3
0#柴油：
m3
-10#柴油：
m3
-20#柴油：
m3
10#机械油：
m3
20#机械油：
m3
15#汽油机油：
m3
8#柴油机油：
m3
11#柴油机油：
m3
变压器油：
m3
其各种参数的计算结果如下表：
表2-1各种油的参数及计算结果
油品名称
密度
t/m3
年周转量
G/t
周转系数/K
利用率
计算容量
m3
单个油罐容量/m3
选油罐个数
93#汽油
0.73
120000
12
0.95
14419.6167
5000
3
97#汽油
0.72
100000
10
0.95
14619.88304
5000
3
航空汽油
0.72
60000
9
0.95
9746.588694
5000
2
0#柴油
0.84
90000
10
0.95
11278.19549
3000
4
-10#柴油
0.84
50000
9
0.95
6961.849067
5000
2
-20#柴油
0.84
20000
5
0.95
5012.531328
3000
2
10#机械油
0.89
3000
3
0.85
1321.877065
1000
2
20#机械油
0.93
2000
3
0.85
843.3480919
1000
1
续表
15#汽油
机油
0.92
3000
3
0.85
1278.772379
1000
2
8#柴油
机油
0.92
3000
3
0.85
1278.772379
1000
2
11#柴油
机油
0.92
2000
3
0.85
852.514919
1000
1
变压器油
0.89
1500
3
0.85
660.9385327
1000
1
93#汽油的计算容量为14419.6167m3,可以选用3个容量为5000m3的内浮顶罐；
97#汽油的计算容量为14619.88304m3,可以选用3个容量为5000m3的内浮顶罐；
航空汽油的计算容量为9746.58869m3,可以选用2个容量为5000m3的内浮顶罐；
0#柴油的计算容量为11278.19549m3,可以选用3个容量为5000m3的拱顶罐；
-10#柴油的计算容量为15664.1604m3,可以选用2个容量为5000m3的拱顶罐；
-20#柴油的计算容量为5012.531328m3,可以选用2个容量为5000m3的拱顶罐；
10#机械油的计算容量为1321.877065m3,可以选用2个容量为5000m3的拱顶罐；
20#机械油的计算容量为843.3480919m3,可以选用1个容量为5000m3的拱顶罐；
15#汽油机油的计算容量为1278.77238m3,可以选用2个容量为5000m3的拱顶罐；
8#柴油机油的计算容量为1278.772379m3,可以选用2个容量为5000m3的拱顶罐；
11#柴油机油的计算容量为852.514919m3,可以选用1个容量为5000m3的拱顶罐；
变压器油的计算容量为660.9385327m3,可以选用1个容量为5000m3的拱顶罐；
（三）罐区平面布置图设计
油库内的设施平面布置应采取按功能分区布置的方式，做到分区明确、规模合理。
同时，石油库内的各种建、构筑物，火灾危险程度、散发油气量的多少、以及生产操作的的方式等差别较大，在进行平面布置时，要考虑按照生产操作、火灾危险程度、经营管理等特点进行分区布置，特殊的区域需要隔离。
对于改造油库，在总平面布置时要考虑原有设施的使用状况，结合地形和油库现状，合理的调整布局。
对于新建油库，应该结合地形、地貌、地质以及库外的交通设施、市政设施等条件，优化总平面布置，确保新建油库布局紧凑合理、管理方便、工艺流畅、而且能够节约投资，绿化优化油库的总图布置。
1.汽油罐
图2-2汽油罐区平面布置图
防火堤长度：
a=7.5×2+9×3+4×22=130m
防火堤宽度：
b=7.5×2+9+22×2=68m
汽油罐区和柴油罐区根据规范布置罐位，设置相应的消防系统和保卫措施。
并且充分利用地形满足自流，装卸区的布置要便于生产操作。
采用油槽车、油轮等方式运输油品。
生活区设在地势较为平坦的地区，以便于安全管理。
油库平面布置是为了合理的确定油库各设施的位置，以保证油库有一个安全的环境，使得油品的储存，输转以及收发作业能够顺利进行。
合理的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。
汽油罐区平面设计应该注意汽油的防爆、防雷以及防火等措施，应该设计一些厂区的硬性规定，严禁无关人员进入储油区，工作人员品是应该注意防火，场内禁止烟火等标志应该应有尽有。
汽油罐区平面布置图设计是通过计算得出需要8个容量为5000m
的内浮顶罐，罐区长130m，宽68m。
同种油品宜放在一起以便于管理。
油罐到防火堤的距离应大于罐高的一半，所以取7.5m，罐间距应为0.4D，所以取9m。
2.柴油罐区
图2-3柴油罐区平面布置图
a=18.8×3+9×3+7.5×2+22=120.4m
b=22×2+7.5×2+9=68m
上图是柴油罐区平面布置图，通过计算得出需要2个容量为5000m
的拱顶罐，6个容量为3000m3的拱顶罐。
罐区长120.4m，宽68m。
同种油品宜放在一起以便于管理。
5000m3油罐到防火堤的距离应大于罐高的一半，所以取7.5m，罐间距应大于0.4D，所以取9m。
3.黏油罐区
图2-4黏油罐区平面布置图
a=12×5+3×4+5×2=82m
b=12×2+3+5×2=37m
下图是黏油罐区平面布置图，通过计算得出需要6个容量为1000m
的拱顶罐，罐区长82m，宽37m。
同种油品宜放在一起以便于管理。
油罐到防火堤的距离应大于罐高的一半，所以取5m，罐间距应为0.6D，所以取3m。
将这些油罐按矩形排列节省空间，同时将同种油品放在一起有利于管理。
在油库中，一般是将各种不同的生产设施进行分区布置。
油库中储存了大量的各种石油和石油产品，一般都具有易挥发、易流失、易燃烧、易爆炸和有毒性质，这对油库安全是个很大的威胁，如果工作不慎，不遵守安全操作规程，都可能导致火灾、爆炸、中毒等事故。
使国家财产遭受严重损失，因此应严格遵守安全操作规程，贯彻执行有关规程制度，采取积极有效的措施，最大限度的消除能引起火灾、爆炸、中毒等事故的一切因素，确保油品在收、发、储、运过程中的安全。
三、防火堤高度的计算
防火堤是在油罐发生泄漏事故时，为防止液体外流和火势蔓延的构筑物。
防火堤及隔堤的设计和建造应要求防火堤内所构成的有效容积，应不小于2500m3；防火堤及隔堤应用不燃材料建造。
防火堤及隔堤应稳定，能随受满堤时油料的静压力，且不应渗漏。
防火堤的实际高度应比计算高度高出0.2m，应为1.0m~2.2m之间，隔堤顶应比防火堤顶低0.2~0.3m。
在防火堤内，地坪从油罐基础向堤内侧基脚线应有一定的排水坡度，一般为1%~5%，防火堤内的雨水（或消防冷却用水）的排出口，宜设在防火堤的一侧，其出口处应设控制阀门，该阀门或闸板应能在堤外操作。
防火堤及隔堤严禁出现缺口、孔洞。
1）防火堤应采用非燃烧材料建筑。
2）防火堤实高应比计算高度高出0.2ｍ。
立式油罐的防火堤不应低于1ｍ（以防火堤内侧设计地坪计），且不宜高于2.2ｍ（以防火堤外侧道路路面计）；卧式油罐的防火堤实高不应低于0.5ｍ。
如果采用土质防火堤，堤顶宽度不应小于0.5ｍ。
3）防火堤应能承受所容纳油品的静压力且不应泄漏。
4）防火堤内侧基脚线与立式油罐罐壁的距离不应小于罐壁高度的一半，与卧式油罐的距离不应小于3ｍ。
5）为便于人员疏散，防火堤应设置不同方向的两个以上的人行踏步。
6）严禁在防火堤上开洞，并应保证防火堤严密无渗漏。
管道穿越防火堤处，必须采用非燃烧材料严密填实。
7）防火堤的平地，从油罐基础向堤内侧基脚线应有一定的排水坡度，一般为1％～5％，以便雨水（或消防冷却水）排出，其排出口宜设在防火堤的一侧。
排水管穿越防火堤处，应设置能在堤外操作的控制阀门等密闭装置，并应在堤外修建水封井，用以回收跑、冒、漏油品，防止着火油品的蔓延。
8）防火堤及防火堤以内，严禁植树，气温适宜地区可铺高度不超过0.15ｍ的四季常绿草皮。
不得影响消防道路的畅通和妨碍消防人员的实际操作。
根据以上要求，取防火堤内侧基脚线距汽油罐罐壁的距离为9.07ｍ，距柴油罐罐壁的距离为8.71ｍ；
计算防火堤公式：
-相应罐区总长
-相应灌区总宽
-最大油罐对应面积
-最大油罐的容积
-储油区中油罐个数-1
（一）汽油区防火堤高度计算
汽油罐区长a=7.5×2+9×3+4×22=130m
汽油罐区宽b=7.5×2+9+2×22=68m
汽油罐最大储罐容积
=5000m3
汽油罐区最大罐直径为22m
m
所以汽油防火堤高0.7m。
（二）柴油区防火堤高度计算
柴油罐区长a=18.8×5+9×4+7.5×2=151.4m
柴油罐区宽b=18.8×2+7.5×2+9=68m
柴油罐最大储罐容积
=5000m3
柴油罐区罐直径为22m，18.8m
m
所以柴油区防火堤高1.1m。
（三）黏油区防火堤高度计算
黏油罐区长a=12×5+3×4+5×2=82m
黏油罐区宽b=12×2+3+5×2=37m
黏油罐最大储罐容积
=1000m3
黏油罐区罐直径为12m
m
所以黏油区防火堤高0.7m。
4、鹤管数的确定
鹤管采用旋转接头与刚性管道及弯头连接起来，以实现火车、汽车槽车与栈桥储运管线之间传输液体介质的活动设备，以取代老式的软管连接，具有很高的安全性，灵活性及寿命长等特点。
鹤管分：
汽车装卸鹤管、火车装卸鹤管、飞机装卸鹤管、桶装鹤管等。
主要由固定、回转、操作、平衡等机构和油管组成。
其中回转机构（回转接头）是用锻钢或铝合金精心制造，内装复列球轴承，不锈钢特殊密封圈，它旋转灵活、密封性能可靠、经久耐用。
平衡系统有配重、扭簧、压簧、拉簧和丝杠以及液压和气动平衡等型式，均能以很小的力进行操作。
顾名思义，一种可以伸缩移动的管子，多用于石油、化T码头液体装卸，管内介质如油、水等。
常见规格8”-20”等。
鹤管是石化行业流体装卸过程中的专用设备。
它采用旋转接头与刚性管道及弯头连接起来，以实现火车、汽车、槽车以及栈桥储运管线之问传输
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