某分配油库工艺设计--水力计算课程设计报告--学位论文.doc

重庆科技学院课程设计 重庆科技学院油气储存技术与管理课程设计报告 学 院: 石油与天然气工程学院 专业班级: 油气储运_ 学生姓名: 学 号: 设计地点（单位）_ 石油与安全大楼 K713_ _ 设计题目:_ 某分配油库工艺设计水力计算_ _完成日期： 2013年 7 月 6 日指导教师评语: _ _ _ _ _ 成绩（五级记分制）:_ _ 指导教师（签字）: 1 摘 要通过查阅和参考油库设计手册和规范，对某分配油库进行工艺设计。在本次课程设计中我将对以下内容进行确定：（1）.确定油罐的种类及数量;（2）.确定库内的运送方式；（3）.确定铁路油品装卸方式、油罐车的车位数、铁路作业线的长度;（4）.确定发油方式、汽车装油鹤管数；（5）.确定装卸油泵及机组的型号及台数，输油的规格以及泵房布置；（6）.计算油库的装卸能力；（7）.计量系统设计；（8）设计并绘制装卸油泵房工艺流程图。在本次设计内容中油库的工艺计算主要包括:油罐的选用、铁路作用线的计算、油罐车的车位数计算、汽车装油鹤管数、桶装灌油栓数计算、泵的工艺计算、泵的选型、管道规格计算及选型等。在设计报告中我将对以上设计内容进行详细的说明和阐述。关键词：油罐 铁路装卸 鹤管数 泵房工艺 管道规格 1目 录摘 要I1 基础资料12 油罐的设计计算22.1油罐类型的选择及数量的确定23 铁路装卸区的工艺计算与设计53.1 铁路油罐车车位数的计算53.2 铁路作业线的布置、栈桥长度及鹤管数的确定63.3 铁路油品的装卸方式74 汽车装油鹤管数，桶装工艺及发油方式的确定84.1 汽车装油鹤管数的计算84.2 桶装灌油栓数的计算94.3 油库的发油方式及库内运送方式95 工艺管线的计算105.1油品分组105.2管径的计算及选型105.2.1轻油管路的选择105.2.2重油管线的选择126 泵的计算与选型136.1 管线长度确定136.1.1轻油管线长度确定136.1.2重油管线长度确定146.2 泵扬程的确定156.2.1轻油管路的阻力损失计算156.2.2输送高度及扬程确定166.2.3粘油管路的阻力损失计算186.2.4输送高度及扬程确定197油库的装卸能力217.1 同时装卸罐车数及装卸时间、流量218计量系统设计229 装卸油泵房工艺流程设计239.1泵房工艺流程设计原则239.2 装卸油泵房工艺流程图2310 结 论24参考文献2711 基础资料某分配油库各种油品计划年销售量如表1-1所示。该油库主要以铁路来由，通过桶装和汽车油罐发油，各种油品整装为年销售量的30%，其余为汽车发油。溶剂汽油，车用汽油，煤油，轻柴油取周转系数K=6，油罐利用系数=0.93；变压器油，机械油，汽油机油，柴油机油取K=4，=0.85。 油库所处区域：年平均温度15；最高温度38；最低温度-10；年平均降雨量860mm，主导风向为西北方。 油库240范围内没有居民区以及大型工矿企业。土壤腐蚀性中等表1-1油品销售表序号油品名称密 度年销量t/年种类规格1溶剂汽油0.7250002车用汽油97#0.73700003车用汽油93#0.73600004煤 油0.78300005轻柴油0#0.83200006轻柴油10#0.83100007变压器油10#0.89510008变压器油25#0.8958009-13机械油10# 20# 30# 40# 50#0.910各150014-16汽车机油6# 10# 15#0.88各200017-19柴油机油T8 T11 T140.88各150026油气储存技术课程设计 油罐的设计计算2 油罐的设计计算2.1油罐类型的选择及数量的确定由油库设计与管理课本可知，可根据周转系数法决定油库容量，则各种油品设计容量可由下式求得: （2-1）式中：VS某种油品的设计容量，； G该种油品的年周转额，t； 该种油品的密度，t/m3； K该种油品的周转系数。对一、二级库采用；三级及其以下油库采用。油罐利用系数。一般，轻油取=0.95；重油取=0.85。说明：溶剂汽油，车用汽油，煤油，轻柴油去周转系数K=6，油罐的利用系数=0.93；变压器油，机械油，汽油机油，柴油机油取K=4，=0.85。 各种油品的设计容量计算如下：溶剂汽油： 97#车用汽油：93#车用汽油： 煤油：0#轻柴油：10#轻柴油：10#变压器油：25#变压器油：机械油：汽油机油：柴油机油：油库的总容量：TV=1250+17500+15000+6893+4834+2160+333.3+266.6+（500 5）+（666.63）+(5003)=38750.7()由石油库容量大小分级表如下：表2-1石油库的等级划分等级石油库总容量TV/m3等级石油库总容量TV/m3一级100000TV四级1000TV10000二级30000TV100000五级TV1000三级10000TV30000因为30000TV100000,所以该油库为二级油库。根据油库设计实用手册中石油库储存油品的火灾危险性分类表（表格如下）。表2-2 石油库储存油品的火灾危险性分类表规范名称类别油品闪点/油品举例石油库设计规范GB 500742002甲汽油乙A1、2、3号喷气燃料、灯用煤油B轻柴油丙A重柴油、燃料油B润滑油由表中分类可知97#车用汽油，93#车用汽油，溶剂汽油属于甲类，煤油属于乙A类。根据油库设计实用手册可知储存甲类和乙A类油品的地上油罐应选用浮顶油罐或内浮顶油罐。其余油品为乙B及丙类，储存乙B类及丙类油品的油罐可选用拱顶油罐。又由于溶剂汽油，97#，93#车用汽油及煤油的蒸发性都很强，为了保证油品的质量，减少油品的蒸发损耗，因此溶剂汽油，93#，97#车用汽油与煤油均选用内浮顶罐。根据各种油品的设计容量计算结果可知，各种油品所选择的油罐种类、数量以及油罐的参数如下表。表2-3 油品所选油罐及参数表油 品名 称油 罐类 型数量/个名义容量/m3直径/mm总高/mm溶剂汽油立式双盘式内浮顶罐270092001285297#车用汽 油立式双盘式内浮顶罐210000300001814293#车用汽 油立式双盘式内浮顶罐350002100018156煤 油立式双盘式内浮顶罐3300017000177190#轻柴油立式拱顶油罐23000189921385110#轻柴油立式拱顶油罐31000115801185710#变压器 油立式拱顶油罐22006220719725#变压器 油立式拱顶油罐310051725870机械油立式拱顶油罐10（每种2个）50089839794汽油机油立式拱顶油罐6（每种2个）40082889148柴油机油立式拱顶油罐6（每种2个）30077507920油气储存技术课程设计 铁路装卸区的工艺计算3 铁路装卸区的工艺计算由于该油库经营的油品既有轻油还有重油 ，轻油选用上部卸油，重油选用下部卸油。上部装卸是将鹤管端部的橡胶软管或活动铝管，从油罐车上部的人孔插入油罐车内，然后用泵或自流装卸。对于该分配油库选择泵装卸油品，用泵装卸油品，可以将从油罐车内卸出的油品直接泵送到储油罐，不经过零位罐减少了油品损耗。下部卸油由下卸器与输油管路组成，罐车下卸器与集油管是靠橡胶管或铝制卸油臂完成的。3.1 铁路油罐车车位数的计算根据此分配油库的具体情况选择G5O型轻油罐车，自重为22t，标记载重为50t，有效容积为50，机车牵引定数为3400t。由油库设计与管理课本可知，某种油品一次到库的最多油罐车数n，可按下式计算 （3-1）式中：G该种油品的年周转额，t； 该种油品的密度，t/； K收发波动系数，一般取； V一辆油罐车的容积，； 360一年的工作日（以每天到货一次计）。各种油品一次到库的最多油罐车数计算如下： 取K=2溶剂汽油： 故油罐车车位数为197#车用汽油： 故油罐车车位数为1193#车用汽油： 故油罐车车位数为10煤油： 故油罐车车位数为50#轻柴油： 故油罐车车位数为310#轻柴油：故油罐车车位数为210#变压器油：故油罐车车位数为125#变压器油：故油罐车车位数为1机械油（10#，20#，30#，40#，50#）： 故油罐车车位数为5汽油机油（6#，10#，15#）：故油罐车车位数为3柴油机油（T8，T11，T14）：故油罐车车位数为3油库一次到库的最多油罐车数为： 由于一次到库的最多油罐车数还取决于铁路干线上机车牵引定数，并按下式计算： （3-2）则有 由于 ，则油库一次到库的最多油罐车数为 45，故油罐车车位数为45。 故，铁路装卸轻油所需要的鹤管数为32根，重油下卸器为13根。3.2 铁路作业线的布置、栈桥长度的确定由于一次到库的最多油罐车数为45辆，分为轻油作业线和重油作业线。轻油车位为32，采用双股作业线；重油车位为13,采用单股作业线。业线，布置方案如下：鹤管间距为12.5m；鹤管方式为专用单鹤管。下卸器间距也为12.5m。将1辆溶剂汽油、11辆97#车用汽油、10辆车用汽油等轻油油罐车分别布置在两股铁路作业线上；变压器油，机械油，汽油机油，柴油机油等重油油罐车分别布置在一股铁路作业线上。铁路作用线长度可由下式计算： （3-3）式中：n 油品一次到库的最大油罐车的总数，若采用两股作业线时，取一次到库最大油罐车数的一半；l一辆油罐车的两端车钩内侧距离,m；作业线起端至第一辆油罐车始端的距离, 一般取L1=10m；作业线终端车位的末端至车挡的距离，一般L2=20m。根据上式可得：轻油两股作业线的长度相同为：重油单股作业线长度为： 轻油栈桥长度计算：重油栈桥长度计算：油气储存技术课程设计 汽车装油鹤管数，桶装栓数的确定4 汽车装油鹤管数，桶装栓数确定4.1 汽车装油鹤管数的计算根据油库设计实用手册可知，汽车装油鹤管数可由下式计算求得： （4-1）式中： N鹤管数； G年装卸量,t；K不均衡系数，K取1.11.3； T每天作业时数，一般取7h； V油槽车容积，； m每小时装车个数，当V=4，m=35个/h；当V=8，m=23个/h；A装车系数，液化气取0.80.85，其它取0.90.95。说明：由于该油库基础资料中给出每天按作业8小时计，故T应取8h。K=1.2 V=8m M=2h 各种油品所需的汽车装油鹤管数计算如下：溶剂汽油汽油：97#车用汽油： 93#车用汽油：煤油：0#轻柴油：10#轻柴油：10#变压器油：25#变压器油：则所需的汽车装油鹤管总共为13根。汽车发油方式采用通过式发油方式。4.2 桶装灌油栓数的计算灌油栓数目的确定： (4-2)式中：Q平均日灌装量，t/d；K1不均衡系数，有仓库 K1=1.11.2，无仓库K1=1.51.8q灌油栓流量，轻油1个/1min，润滑油1个/3min，因而得12/h,润滑油4/hK油栓利用系数，K=0.5T灌油栓每天工作时间，h油品密度，t/m3。说明：取K1=1.5 q=4/h k=0.5 T=8h 机械油： 故桶装灌油栓数为5汽油机油：故桶装灌油栓数为3柴油机油：故桶装灌油栓数为3则桶装灌油栓数总共为11跟。 油气储存技术课程设计 工艺管线的计算5 工艺管线的计算5.1油品分组根据表1-1所给出的19种油品的相关性质，以及如表5-1油品分组表，将上述19种油品分为6组油品，如表5-2所示。表5-1油品分组表组别油 品 名 称燃一组车用汽油（含铅的）燃二组工业汽油、溶剂汽油、车用汽油燃三组灯用煤油、动力煤油燃四组轻柴油、农用轻柴油燃五组重柴油燃六组重油润滑一组22#、30#汽轮机油；高速机械油等低粘度浅色油品润滑二组各种中、低速机械油； 46#、57#汽轮机油；6#汽油机油等中等粘度浅红色油品润滑三组10#、15#汽油机油；各种柴油机油等高粘度深红色油品润滑四组车轴油；齿轮油；24#汽缸油；过热汽缸油（不包括合成汽缸油）等黑色油品 表5-2各组油品组别油品名称运动粘度10-6/s密度t/m年销售量t/年第一组溶剂汽油，97#、93#车用汽油1.40.7370000第二组煤油2.00.7830000第三组0#、10#轻柴油5.20.8320000第四组10#、25#变压器油1500.8951000第五组10#、20#、30#、40#、50#机械油，6#汽油机油1100.912000第六组10#、15#汽油机油，T8、T11、T14柴油机油1200.882000注：每组油品的运动粘度、密度、年销量，分别取每组中运动粘度、密度、年销量最大的。以后的相关计算都是按照分组的六组油品进行管路选型和泵的扬程确定。5.2管径的计算及选型5.2.1轻油管路的选择铁路部门对油库卸油时间有一定的要求。一般情况下，大中型油库具有每小时卸4-6节油槽车的规定，本油库以每小时卸4节油槽车计算。取Q鹤=50m3/h所以 Q业=450=200 m3/h根据油库基础资料查得六组油品中分别在其对应温度下的最大粘度，再由油品的粘度查表可得各自输油管线吸入管路和排出管路的经济流速。表5-3同粘度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(m2/s)条件粘度(BY)吸入管路排出管路12121.52.5228241.32.028724101.21.57214610201.11.214643820601.01.1 438977601200.81.0六组油品各自所对应的吸入管路和排除管路经济流速如下表：表5-4油品的经济流速和运动粘度油品名称运动粘度（10-6m2/s）吸入管经济流速(m/s)排出管经济流速(m/s)第一组1.41.52.5第二组2.01.52.5第三组5.21.32.0第四组1501.01.1第五组1201.11.2第六组1101.11.2以第一组油品为例，确定吸入管管径和排除管管径：第一组油品吸入管线的管径：第一组油品排出管线的管径：因此,吸入管线管径选择2198的无缝钢管；排出管线管径选则1946的无缝钢管。鹤管选择1084的无缝钢管。集油管比吸入管大一个级别即可，所以可选2196的无缝钢管。其它油品的管径见表5-3（单位：mm）： 表55油品的管径油品鹤管集油管吸入管排出管第一组1084219621981946第二组1084219621981946第三组10842737273819465.2.2重油管线的选择业务流量 Q=50m3/h=0.0139m3/s以第三组油品为例，确定吸入管和排除管的管径第五组油品吸入管线的管径：第五组油品排除管线的管径：下卸器选择1084.0无缝钢管，集油管选择1406无缝钢管，其他油品管径见表5-4（单位：mm）：表56油品的管径油品下卸器集油管吸入管排出管第三组1084.0140613361338第四组1084.0140613361338第五组1084.0140613361338油气储存技术课程设计 泵的计算与选型6 泵的计算与选型6.1 管线计算长度确定6.1.1轻油管线长度确定 鹤管 选择Dg100-79型轻油卸油鹤管表6-1卸油管数据90弯头Dg100闸阀转弯三通数量621Ld/d301840Ld/d = 630+218+140=256 Ld = d Ld/d = 0.1256 = 25.6m几何长度：Ln = 10.25mLhe= Ld + Ln =25.6 + 10.25 = 35.85m所以，鹤管的计算长度为36m。 集油管表6-2 集油管数据种类转弯三通通过三通转弯三通转弯三通数量1111Ld/d401813623Ld/d = 40+18+136+23= 217 Ld = d Ld/d =0.259217=56.203m几何长度： Ln = 12（20-1）+12/2=234mLhe= Ld + Ln=234+56.203=290.203m所以，集油管的计算长度为290m 吸入管表6-3 吸入管数据种类过滤器闸阀大小头90弯头转弯三通数量12122ld/d771893018 lj=30m汽油 L= lj + d=19+0.257248=82.7m 取L=94m柴油 L= lj + d=19+0.254248=81.99m 取L=93m 排出管表6-4 排出管数据种类截止阀闸阀大小头90弯头转弯三通数量11124ld/d4601843045=722第一组： lj=129m L=129+0.182722=260m第二组： lj=100m L=100+0.182722=231m第三组： lj=188m L=188+0.247722=366m表6-5 油品的管路的计算长度油品第一组第二组第三组吸入管949493排出管260231366集油管290290290鹤管3636366.1.2重油管线计算长度确定 以机油和机械油计算为准：表6-6 下卸器种类90弯头闸阀转弯三通数量221Ld/d3018136L=dLd/d + Ln = 29.02m 取L=30m;表6-7 集油管种类通过三通转弯三通数量11Ld/d18136L=dLd/d + Ln =49.7 取L=50m表6-8 吸入管种类闸阀过滤器转弯三通泵入口90弯头大小头数量212121Ld/d97713645304L=dLd/d + Ln =167.375m 取L=170m表6-9 排出管种类闸阀截止阀90o弯头大小头转弯三通通过三通数量313131Ld/d93030413645L = Ln + dLd/d =161.75m 取L=165m表6-10油品的计算长度 （单位：m）第三组第四组第五组下卸器303030集油管505050吸入管170170170排出管144.8179.8205.86.2 泵扬程的确定6.2.1轻油管路的阻力损失计算以第一组油品计算为例，计算鹤管：Q=50 m 3/h=0.0139 m 3/s， 10-6m2/s, d=0.1m Re1=59.7/(20.2/100)8/7=3.285104 Re2=6.25105因为 Re1 ReRe2 所以 属于混合摩擦区所以 =0.02414m在业务流量下各管段的摩阻见下表:表6-11阻力损失计算数据 （单位：m）油品第一组第二组 第三组h鹤1.391.391.39h集油管3.1563.1561.52614h吸入管1.129621.129620.489417h排出管5.450514.8425711.1603h总11.126110.518214.56596.2.2输送高度及扬程确定 槽车与油罐间的液位差：1) 铁路油槽车液位标高铁路地坪高为0m，路基0.35m，罐体半径R=1.3m，罐体中心线距轨面高度为2.463m中液位标高： H中=0.35+2.463=2.813m2）油罐液位标高以第一组油品为例：其中5000m3浮顶罐，罐体高16.96m，罐区地坪高0m，罐底与地坪之间距离为0.5m，死藏0.5m。中液位标高： H中=0.5+0.5+16.96/2=9.48m所以各油品的输送高度：表6-12品的液位差（油罐槽车） （单位：m）油品第一组第二组 第三组中中6.6676.1076.107阻力损失与输送高度之和，就是管路所需要的扬程；表6-13泵的扬程H=Z+ h总 （单位：m）油品第一组第二组第三组总扬程17.793116.625320.6729 选泵：根据油库设计与管理油库中输送轻油和粘度在（45）10-4m2/s以下的油品，广泛采用离心泵。三组油品都为轻油所以选用离心泵。可供选择的离心泵样本表如下：表6-14YZ型自吸式离心油泵性能参数（试验介质为常温清水） 序号型号流量扬程m 泵汽蚀余量 m自吸性能min/5m 转速r/min 轴功率kw 进出口径mm 电机m3/hL/min型号功率kw0.75125CYZ-27350273329000.625YB801-2240CYZ-206.3105203.5229000.884032YB802-21.1340CYZ-40(50CYZ-40) 10167403.51.529002.85040(50) YB112M-24450CYZ-1215250123.52.529001.150YB90S-21.5550CYZ-2018300203.5229001.850YB90L-22.2650CYZ-3514233353.51.529002.750YB112M-24750CYZ-5012.5208503.51.529004.350YB132S1-25.5850CYZ-6015250603.51.529006.350YB132S2-27.5950CYZ-7520333753.51.529009.950YB160M1-2111065CYZ-1530500154229001.9265YB100L-231165CYZ-3025416304229003.265YB112M-241280CYZ-13355831343.529001.980YB100L-231380CYZ-1743716174229003.180YB112M-241480CYZ-25508332541.529005.280YB132S2-27.51580CYZ-32508333241.529006.880YB132S2-27.51680CYZ-556010005541.5290015.080YB160L-218.51780CYZ-706010007041.2290020.180YB180M-22218100CYZ-4010016674042290018.3100YB180M-22219100CYZ-40A10016674041.5147018.5100YB180L-42220100CYZ-6510016676542290027.7100YB200L1-23021100CYZ-757011677542290024.2100YB200L1-23022150CYZ-5516026675552290038.1150YB225M-24523150CYZ-6517028336551.3147051.0150YB250M-45524200CYZ-6328046676351.5148075.1200YB280M-4902580CYZ-1255083312541.5290041.380YB250M-25526100CYZ-125100166712541.5290069.4100YB280S-27527150CYZ-125150250012551.5290093150YB315S-211028200CYZ-125200333312551.52900119.7200YB315M-213229250CYZ-5040066665061.5148077.2250YB280M-490根据各种油品所需的泵的流量和扬程，以及上表中所提供的泵的参数，各种油品所选择的泵如下： 表6-15各种油品所选择的泵型号及参数表 油品名称泵的型号流量m3/h扬程m泵汽蚀余量 m进出口径mm电 机型 号电 机功率kw第一组200CYZ-63280635200YB280M-490第二组200CYZ-63280635200YB280M-490第三组200CYZ-63280635200YB280M-4906.2.3粘油管路的阻力损失计算 以第四组油品计算为例： 下卸器Q=00139m3/s v=15010-6 m2/s d=0.1m=11802000 集油管Q=0.0139 m3/s v=15010-6 m2/s d=0.128m =9222000 =0.0694 吸入管Q=0.0139 m3/s v =15010-6 m2/s d=0.121m 2000 排出管Q=0.0139 m3/s v =15010-6 m2/s d=0.115m2000 表6-16阻力损失计算数据 （单位：m）第四组第五组第六组下卸器2.59971.906491.90649集油管1.517081.183711.18371吸入管6.034235.039905.03990排出管5.1397446.533007.47771h总15.2907514.663115.607816.2.4输送高度及扬程确定 槽车与油罐之间的液位差1) 铁路油槽车液位标高铁路地坪高为0m，路基0.35m，罐体半径R=1.3m，罐体的中心线距轨面高度为2.463m。中液位标高：H中=0.35+2.463=2.813m2) 油罐液位标高以第四组为例，其中500m3 浮顶罐,罐体高8.81m,罐底与地坪之间距离为0.5m，死藏位0.5m,所以油罐液位标高为:中液位标高：H中=0.5+8.81/2=4.905m6-17油品的液位差（油罐-槽车） 油品第四组第五组第六组 中中2.0922.0922.092阻力损失与输送高度之和，就是管路所需要的扬程；表6-18所需泵的扬程H=Z+ h总 （单位：m）油品第四组第五组第六组总扬程17.3827516.755117.69981 选泵： 表6-19 各种油品所选择的泵型号及参数表油品名称泵的型号流量m3/h扬程m泵汽蚀余量 m进出口径mm电 机型 号电 机功率kw第四组100CYZ-40100404100YB280M-422第五组100CYZ-40100404100YB280M-422第六组100CYZ-40100