某油库课程设计资料

1、宁波工程学院课程设计才；A xl終学Y乞课程设计课程:设计题目:学院名称:专业班级:姓名:同组人员:指导教师:油库设计与管理天津某成品油库工艺设计材化学院油气储运工程1111 学 号 134020502171111111111111黄辉 成绩宁波工程学院材化学院油气储运教研目录1. 课程设计的基本任务 11.1设计任务11.1.1. 基础数据11.1.2. 设计任务22油库平面布置图及罐区布置图设计 32.1油罐平面布置图设计及说明 32.2确定油库容量、油罐个数 32.3罐区平面布置图设计 53. 工艺流程设计与水利计算93.1管径计算93.2流速和雷诺数的确定 103.3摩阻计算113.4

2、泵的计算123.4.1输油泵的选择原则：123.4.2输油泵驱动装置的选择原则 134. 消防设施计算144.1消防系统的设计规定 144.1.1泡沫计算耗量 144.1.2泡沫产生器个数 154.1.3泡沫液储备量的计算 154.1.4消防用水耗量164.2泡沫系统174.2.1泡沫比例混合器174.2.2泡沫管线174.2.3泡沫液罐的储量174.2.4泡沫泵的选择184.3清水系统204.3.1消防水池容量 204.3.2有关水枪数的计算204.3.3消防水管线214.3.4清水泵的选用225、鹤管数的确定 245.1装卸各种油品需要的鹤管数 245.2作业线长度计算256工艺流程图27

3、7.结论28参考文献2911. 课程设计的基本任务1.1设计任务天津某石化油库的初步设计。天津某油库每年铁路进库车用汽油90#、92#汽油各为12万吨，-10#、0#柴油分别为15万吨和20万吨。另外，此油库每年还由 铁路运进燃料油和重柴油分别为15万吨和5万吨，全部由输油管外运。1.1.1.基础数据表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”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油罐型号尺寸容量3 m板壁咼m罐直径m内浮顶罐500014.27422拱顶罐500014.27422拱顶罐300012.69118.801.12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，周转系数取14。(2) 基本要求完成库容计算、油品装卸设施计算、油库管路计算、消防设施计算。选择完成罐区布置图、装卸作业区布置图、油库总平面布置图、汽油罐区工艺流 程图52. 油库平面布置图及罐区布置图设计2.1油罐平面布置图设计及说明L-4L0-13.=i=Si=Z稍躯HI氏芸区V邑铤赛n:元卸冥注楽左右査更宁否二冠7导图2-1油库分区示意图（黑体 5号）1. 储

5、油区的布置2. 装卸区的布置3. 辅助生产区的布置4. 行政管理区的布置2.2确定油库容量、油罐个数1.利用周转系数法计算来计算油库单罐容量(2-1)G式中 Vs某种油品的设计容量，m3;G 该种油品的年周转量，t ；t 该油品密度，t/m ;K该油品的周转系数；油罐的利用系数，轻油取 0.95,粘油取0.85(1)各种汽油需要油罐个数的计算:90#汽油：92#汽油:-10#柴油:0#汽油:燃料油:重柴油:G120000_ K14 0.72 0.95G120000一 K r14 0.73 0.95G150000_ K ?15 0.84 0.95G200000_ K?14 0.84 0.95G1

6、50000_ K14 0.85 085G50000K?14 0.90 0.85=12531=12360=13426=17902=14829= 4669m3m3m3m3表2-1油品的参数及计算结果油品的名称密度t/m3年周转量t周转系数油罐利用 系数计算容量3 m选油罐个数90#汽油0.72120000140.9512531392#汽油0.73120000140.95123603-10#柴油0.84150000140.951342630#柴油0.84200000140.95179024燃料油0.85150000140.85148293重柴油0.9050000140.8546692说明：90#汽油

7、的计算容量为12531m3,可以选用3个容量为5000 m3的内浮顶罐； 92#汽油的计算容量为12360 m3,可以选用3个容量为5000 m3的内浮顶罐;-10#柴油的计算容量为13426 m3,可以选用3个容量为5000 m3的拱顶罐； 0#柴油的计算容量为17902 m3，可以选用4个容量为5000 m3的拱顶罐； 燃料油的计算容量为14829 m3,可以选用3个容量为5000 m3的拱顶罐； 重柴油的计算容量为4669m3,可以选用2个容量为3000 m3的拱顶罐；2.3罐区平面布置图设计1.汽油罐a=7.5 2+9 2 + 3 22 =99mb=7.5 2+9 + 2 22 =68

8、 m999图2-2汽油罐区平面布置图说明：上图是汽油罐区平面布置图，通过计算得出需要 6个容量为5000m3的内浮 顶罐，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 a=22 4 9 2 7.5 2 =130 m b= 22 2 8 7.5 2 =68m图2-3柴油罐区平面图说明：上图是柴油罐区平面布置图，通过计算得出需要 7个5000 m3的拱顶罐。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. 粘油罐区a=22 3 9 2 7.5 2 =99mb= 22 2 9 7.5

9、 2 =68m022a?图2-4粘油区平面图说明：上图是粘油罐区平面布置图，通过计算得出需要3个容量为5000m3的拱顶罐，2个容量为3000m3的拱顶罐。#3. 工艺流程设计与水利计算3.1管径计算本油库每小时卸4辆油罐车，取Q=200m3/h 根据经验要求，输油管道的经济流速在1.5m/s-2.0m/s。d管内径，m管径计算公式：3-1采用经济流速为1.7m/s，计算出计算管径，根据规范 GB/T8163输送流体用 无缝钢管进行比选。段路经济流速m/s1.7计算管径mm实选管径mm20421920323219根据GB50253输油管道设计规范管线壁厚按下式计算:(3-2)PD2 ks式中：

10、Q 钢管的计算壁厚，mm；P设计内压力，MPa；D钢管外径，mm；匕一材料的最低屈服强度，MPa；K设计系数，站外取0.72。焊缝系数，无缝钢管取1;计算结果见表2.2表2.2管材及管径壁厚计算序号钢种等级管径mm设计 压力MPa设计系数计算壁厚mm腐蚀裕量mm钢板负偏差mm选择壁厚mmL36020390.725.1710.37L36021990.725.5910.38L36023290.725.910.38根据长输原油管道的经济比选，最终确定选用钢管和钢材的规格为：L360, 2198。3.2流速和雷诺数的确定1已知站内的最大输量为0.06m3/s,由此可以根据所选的管径通过公式进行反 算管

11、道内的实际流速为 V =1.9m/s。2第一，第二雷诺数的计算公式分别为Rei =厂（3-3）；7665-765lg(3-4)Re?二(3-5)计算结果见表2.3表2.3第、第二雷诺数的计算管径/mmRe1Re2133mm-49.6 X051.678 X0a3.1 沐03.3摩阻计算沿程的摩阻损失:hrL y2d 2g(3-6)式中：hr 沿程摩阻，m；入水利摩阻系数，与雷诺数有关;L 管段长度，m；d管内径，m；V 管内原油经济流速，门:；g重力加速度，取9.81m/s局部摩阻损失:(3-7)(3-8)2g从油库设计与管理中得:(1) 当Re2000时，流态为层流，64扎=Re0.16(2)

12、 当2000 Re 3000时，为层流到紊流的过渡区,(3-9)(3) 当Re3000时，流体进入紊流状态3000 :：: Re ： Rei时为水力光滑区,0.3164 = 4 Re(3-10)Rei :：: Re ： Re?时为混合摩擦区,6.8 f名厂1Re十（7.4丿(3-11)Re Re?时为粗糙区,1(1.74-2lg ；)2(3-12)所以通过计算，泵排出后的流态在水力光滑区，=0.029式中:L 管路长度，取1500m； d 管子内径，选0.125m；v 平均流速，1.6m/s；2g重力加速度，取9.81m/s摩阻系数汽油管道沿程摩阻损失计算得30.3m，查相关资料得DN50的止

13、回阀的为7, 所以局部摩阻为2.06m，但是阀门很多，为了方便计算，局部摩阻取沿承摩阻的5%, 所以总摩阻为31.815m。3.4泵的计算3.4.1输油泵的选择原则：A .输油泵泵型应根据所输油品性质合理选择。当输送温度下的油品的动力粘度在100mPas以下时，宜选用离心泵。B 泵机组不应少于2台，但不宜多于5台，并至少备用1台。342输油泵驱动装置的选择原则A 电力充足的地区应该采取电动机，无电或缺电地区宜采用内燃机 B 经术比较后，可选择调速装置或可调速的驱动装置。4.1消防系统的设计规定4. 消防设施计算石油库消防设施应遵循的部分规定如下：(1) 地上固定顶油罐、内浮顶油罐应设低倍数泡沫

14、灭火系统或中倍数泡沫灭 火系统。(2) 单罐容量大于1000m3的油罐应采用固定式泡沫灭火系统； 单罐容量小于 或等于1000m3的油罐可采用固定式泡沫灭火系统。(3) 单罐容量不小于5000m3或罐壁高度不小于17m的油罐，应设固定式消防 冷却水系统；单罐容量小于5000m3，且罐壁高度不小于17m的油罐，可设移动式 消防冷却水系统，或固定式水枪与移动式水枪相结合的消防冷却水系统。(4) 14级石油库应设独立消防给水系统。(5) 当石油库采用高压消防给水系统时，给水压力不应小于在达到设计消防水量时最不利的灭火所需要的压力；当石油库采用低压消防给水系统时，应保证 每个消火栓出口处在达到设计消防

15、水量时，给水压力不应小于0.15MPa。(6) 石油库的消防用水量，应按油罐区消防用水量计算确定。油罐区的消防 用水量，应为扑救油罐火灾配置泡沫最大用水量与冷却油罐最大用水量的总和。4.1.1泡沫计算耗量Qp =Zp F(4-1)式中Qp泡沫计算耗量，I s;Zp 泡沫供给强度，l s m2，根据油库设计管理表 8-43，泡沫供 给强度为Zp =1.5l/s m2 ;F 燃烧面积，m2,直径D=22mF =379.94m2, Qp =573.71 I. s由油库设计与管理查得扑灭流散火要用PQ8型泡沫枪，罐直径在15 -25m 时，取3支，泡沫发射量为81/s，所以，泡沫枪的总耗量为：3 8

16、= 24l/s所以5000 m3油管一次灭火计算耗量为 Q=573.71+24=597.71l/s根据低倍数泡沫灭火系统设计规范第 3.2.1条规定，泡沫连续供给时间 为40min,则一次灭火所需泡沫总耗量为：#Q总=597.71 40 60=1434.5 m34.1.2泡沫产生器个数(4-2)=QpCqc式中 NC 泡沫生产器数量，个;Qp泡沫计算耗量，卜s;qc 每个泡沫产生器的泡沫产生量，ls因为选用的是PC16型泡沫产生器，所 以 qc=16Ls。NC =35.86 36所以选用PC16型泡沫产生器36支。4.1.3泡沫液储备量的计算（1）油罐所需的泡沫混合液流量Qh nc qd（ 4

17、-3）式中Qh1 扑救油罐火灾需用泡沫混合液流量，ls ；nc 泡沫产生器数量，个；qc1每个泡沫产生器的混合液流量，Ls;在此取qc1 =10001, minQh1 =600.6 I s（2）流散液体火焰所需的混合液流量 gfqcz（ 4-4）式中Qh2扑救流散液体火焰需用泡沫混合液流量，Is ；nq泡沫枪数量，支；由5.2.1可知，q=3;qc2支泡沫枪的混合液流量，ls ;在此取qc2 =8l；s。Qh2 =24 L s所以泡沫混合液总流量Qh二Qh1 Qh2=624.6 I s。（3）泡沫液储备量(4-5)式中Qy1 泡沫液储备量m3;m 泡沫混合液中泡沫所占的百分比,%，m=6%25

18、Qh 扑灭油罐及流散液体火焰所需用泡沫混合液总流量，l/s ；-泡沫连续供给时间，取30min。Qy1=67.46m3（1）配制全部泡沫混合液用水量Qsi = 1 -m Qh（ 4-6）式中Qsi 配制全部泡沫混合液用水量，m3 ；m 泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，%；.泡沫延续供给时间，在此取30mi n；Qh泡沫混合液总流量，m3s。Qs1 =1056.84 m3（2）冷却着火油罐用水量Qs2 二 Zs 1（ 4-7）式中Qs2 冷却着火油罐用水量，m3 ；Zs 冷却水供给强度，根据油库设计与管理表8-46，取冷却水供给强度Zs =0.5l s m ；L1着火罐冷却范围计算长度，m ；

19、.1冷却水供给时间，在此取6 h。Qs2 =760.99 m3（3）冷却临近油罐用水量 对距着火罐1.5倍直径的相邻储管应进行冷却，用水量可按下式计算。Q3=n： DHqT（ 4-8）式中 n 需要同时冷却的着火罐个数，直径不同时应分别计算；D 着火罐直径，22m；H 着火罐冷壁高，14.274m； Q 冷却水供给强度，0.51/s.m 2 ；T 冷却水供给时间，s； T=6h。QS3 =2238.2 m3所以：消防用水总量 Q s =Qs1 +Qs2 +QS3 =4056.03 m3。4.2泡沫系统421泡沫比例混合器常用的为PH32型和PH64型比例混合器，最大泡沫混合液流量为321/s和

20、641/s选用PH64型泡沫比例混合器数量可按下式计算:NbQhqb(4-9)式中Nb 泡沫比例混合器数量，个；Qh 次灭火泡沫混合器需要总液量，l/s ；% 某型号泡沫比例混合器最大泡沫混合液流量，l/sNb =9.76 : 10 选用10个PH64型泡沫比例混合器4.2.2泡沫管线埋设深度应在当地的冰冻层以下，放空坡度一般为般取2.5 3.0m/s,本设计中取3.0m/s,贝2%。，泡沫混合液流速一d 二応二 4 0.0563.0-0.1542m所以选取 168 5.6的无缝钢管若取泡沫管线管径为0.168m,贝U泡沫的实际流速:V=2.53 I s4Q 4 0.056n d 2 =3.1

21、4 0.1682根据总平面布置图中的相关规定，可知泡沫管线的总长度为650m4.2.3泡沫液罐的储量其不应小于所需的泡沫液量与充满管道的泡沫混合液中所含泡沫液量之和V =(1.05-1.2) mCL)(4-10)式中 1.05-1.2安全容量系数，本设计取1.2 ;3Qyi 一次灭火泡沫液储备量，m;M 泡沫混合液中泡沫液所占的百分比，取6%Qh3 充满泡沫管道的泡沫混合液体积，由总平面布置图中得，着火罐至泡沫站的距离为650m3V=81.83 m424泡沫泵的选择(1 ) 泡沫混合液总流量：Q=624.61 s。(2) 判断流态一般取Vp20 =0.1335 10m2/s，有输油管道设计与管

22、理查得，绝对当量粗糙度=0.2mm,d=154.2mm.；=2e=2 0.5/154.2=6.4910dRe-4Q(4-11)37式中 Re 雷诺数；Q泡沫的体积流量，m3s ；d管内径，m ；泡沫的运动粘度，m2.sRe =3.465 X 10659.78_-19278因为ReRe2,所以属于粗糙区1(1.74-21 g 02=0.0266hp2v2g式中hp 泡沫管路沿程摩阻，m ； 水力摩阻系数;L管路长度，m ;d管内径，m ;v 泡沫的流速，ms;2 g重力加速度，取g =9.8m；shp=36.62m 泡沫泵的扬程H2(4-12)PcUg式中H2 泡沫泵扬程，m ;hp泡沫管路沿程

23、摩阻，m ；Z 空气泡沫产生器入口与消防水池液面和标高差，m ;在此取16.274m：P 空气泡沫产生器进口工作压力，Pa ；在此取R=5 105Pa。 c 泡沫混合液密度，kg m3。因为其中有94%的水，所以一般取 =匚=1 103kg/m3，匚为水的密度。2g重力加速度，取g = 9.8m s ；H2=103.91m（4）泡沫泵的流量Q2 = Qh q（ 4-13）式中Q2 泡沫泵的设计流量，mis；Qh 泡沫混合液总流量，m3；s ； q 泡沫比例混合器动力水回水流量，m3;s。（ 4-14）式中丄一一流量修正系数，取 0.98 ；f 泡沫比例混合器喷嘴截面积，取 f =9.7 10*

24、m2 ；g重力加速度，取g =9.8m.；s ；H 泡沫泵扬程，m。q=4.29 x 10m3 sQ2 =60.29 x 10 m3；s4.3清水系统431消防水池容量3消防水池容量 Vs=Qs=4056.03m根据石油库设计规范（GBJ74-84）规定：消防水池补水时间不应超过96h, 所以Qs3q补=96 =0.0l2m s若在扑救火灾和冷却油罐期间有清水补充，消防水池容量可适当减少，按下式计算V=Q-t q 补（4-15）式中 Q s 消防用水总耗量，m3；t灭火延续时间，取6h=V= 3796.83n3所以消防水池容量可以为3796.83 m3，可以设一个50 15 6 m3的消防水池

25、。4.3.2有关水枪数的计算选用QZ19型直流水枪，由油库设计与管理查得：，= 0.0097， =1.570 （1）充实水柱长度Sk 二止士（ 4-16）sin ak式中Sk 冲实水柱长度，mH1 着火点离地面高度，mH2 水枪喷嘴离地面高度，H2=1.2m； a k水枪喷嘴射流与地面的夹角，取a k=6014.274 -1.2所以S=0=15.114msin 60（2）水枪喷嘴必须压力H= : Sk1 _ ：Sk式中HZ 水枪喷嘴必须的压力，ma 射流总长度与充实水柱长度的比值系数，：与水枪喷嘴口径有关的特性系数，在此取:=1.19+80 X( 0.01 X 15.114) 4 =1.232

26、(4-17)a=1.19+80(0.01Sk)4即=0.0097。hz =1.232x15.1141-0.0097 1.232 15.114二 22.736m(3)水枪出水量qxhz式中qx 水枪出水量，L/s ;B 水枪喷嘴的特征系数。qx= .1.57 22.736 = 5.97 I s(4)水带摩阻损失% = Ad Lq；式中H水带磨阻损失；Ad水带的磨阻系数，去衬胶水带，直径为L 水带的计算长度，取L=60;qx 水枪的出水量hd =0.00677 X 60X 5.97 2 =14.477m4.3.3消防水管线(4-18)(4-19)50mm 查得 Ad=0.00677;水的经济流速取

27、3m s，则管内径:4一0.072兀X30.175m取清水管线管径为0.18m，则水的实际流速:二 2.83m； s4Q _ 4 0.072d2:(0.18)2根据总平面布置图中的相关规定，可知清水管线的总长度为700m434清水泵的选用(1) 清水泵的扬程H = hz hd hg . Z( 4-20)式中hz 为保证一定长度的充实水柱在水枪喷嘴出口处所必须的压力，mhd 水带的摩阻损失。mhg 自消防水池出口经消防给水管网至消防栓出口的总摩阻损失，m取hg=2mZ 水枪高度与消防水池出口液面高的差值，m取2mH=22.736+14.477+2+2=41.213m(2) 消防清水泵的流量Q =

28、Zs 二(Li L2)( 4-21)式中Q2 清水泵的设计流量，m/h ；Zs 冷却水供给强度，L/s.m ； j 着火罐冷却范围计算长度，mL2 邻近油罐冷却范围计算长度，ITE3Q2 =65.77 m /h清水泵的实际流量应为1.1 Q, =72.374 m3/h所以选用IS65 40- 250型清水泵(3) 水枪的数量Q2(4-22)qx式中 Q2 清水泵设计流量，mis;qx 水枪的出水量，L/s.nx=12.12 13所以水枪需要13支。(4) 消防栓消防栓的数量（4-23）式中 ns消防栓数量，个；nx水枪数量，支；nr备用消防栓数量，个；在此取 耳=2。ns =9所以消防栓应设置

29、9个。 消防栓的保护半径（4-24）20m）；R=0.8l+S k cos ： k式中 r 消防栓的保护半径，mi 消防栓的保护半径水带设计长度（每根水带长度 Sk 充实水柱长度，m:k 水枪喷嘴射流与地平面的夹角。R=23.557m所以消防栓半径为23.557m。5、鹤管数的确定5.1装卸各种油品需要的鹤管数1.根据作业情况确定一次到库的最大油罐车数(5-1)KG360 V式中n每天到库的最大车数；K 收油不均匀系数，取 K=2;G 该种油品散装铁路收油的计划年周转量，t/y ；3V 一辆油罐车的容积，V =50m ;3一一该种油品的密度，t/m ；360一年的工作日。2计算每种油品所需的鹤管数90#汽油：KGn 360汐2 120000360 0.73 50= 18.5 = 1992#汽油:KG36