某油库设计储油区的工艺计算

1、 重庆科技学院本科生课程设计重庆科技学院油气储运技术与管理课程设计报告 院（系）:石油与天然气工程学院 专业班级: 储运 设计地点（单位）_ K802_ _ 设计题目:_ 某油库设计-储油区的工艺计算_ 指导教师评语: _ _ _ 成绩（五级记分制）:_ _指导教师（签字）:_ _ 目 录摘 要11绪论21.1 油库的设计意义与现状21.2国内外研究现状21.3本文设计内容31.4设计原始数据32 储油区的工艺计算52.1确定每种油品油罐的个数，选择油罐的型式52.2油罐分组72.3 储油罐区防火堤计算82.4 农用柴油加热器面积计算102.4.1 油品平均温度102.4.2 罐壁传热系数10

2、2.4.3 确定灌顶和罐底的传热系数122.4.4 油罐总传热系数K122.4.5 计算单位时间内加热油品所需的总传热量Q122.4.6 计算加热器面积F13结论15致谢16参考文献17 摘 要随着我国经济的持续快速增长，带动了国内对石油的需求一路攀升，这几年石油的消耗量年年猛增，油库的扩建和新建的工程逐年增多，随着我国能源安全战略方针的提出，建设国家石油储备油库已经提上了议事日程，在这种形势下，石油的设计任务将会越来越繁重，合理的油库设计更快速灵活的调度石油，保证国民经济快速稳定的发展。凡是用来接收、储存和发放原油或原油产品的企业和单位都称为油库。同时，油库也指用以贮存油料的专用设备，因油料

3、具有的特异性用以相对应的油库进行贮藏。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高速发展具有相当重要的意义。关键词 油库 储存 设计 1绪论1.1 油库的设计意义与现状石油作为国家重要的战略物资，是支撑国民经济发展和国家安全的重要支柱。随着我国国民经济的快速发展，对成品油的需求逾趋旺盛，成品油年消费量从1991年的14370万吨上升到2010年的20700万吨，年平均增长率约为2，成为亚洲第一大油料消费市场。与此同时，中国成品油对外依存度逐年增高，成品油净进口从1999年的1437万吨，占全年消费成品油总量14370万吨的10

4、，上升到2010年的3557万吨，约占全年消费成品油总量20700万吨的17，对外依存度平均每年上升0.7。对外依存度的上升，所以石油短缺问题会越来越严重，这也是我国石油面临的现状凡是用来接收、储存和发放原油或原油产品的企业和单位都称为油库。同时，油库也指用以贮存油料的专用设备，因油料具有的特异性用以相对应的油库进行贮藏。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高速发展具有相当重要的意义。1.2国内外研究现状科学技术的日新月异，推动了石油行业的高速发展，也推动了油库形式的多样化和油库功能的不断更新，使油库从被动的静态经验型管

5、理逐步转向自我完善，自我发展的动态开拓型管理，标准化管理，目标管理等新思想在油库管理中得到一定应用，并且自动化管理与控制技术也成为油库设计中越来越重要的一部分。根据我国国情，我国现在战略储备量还很少，国家石油储备基地一期工程还在建设中，计划到2015年我国石油储备将为800万立方米，所以还需建设一大批的油库以满足实际需要，这预示着在未来的十几年间，我国油库的发展在以后会有很大的发展功空间，还有一大批油库待建，同时，我国油库的自动化控制技术也在加快发展中。 从国外油库的情况来看，由于国际形势的日益复杂各国争相进行石油储备，上个世纪六十年代末美国和日本已经开始进行石油战略储备，走在各国之前，此外，

6、国外一些发达国家的油库自动化管理已较为成熟，所获得的好处是可观的，不仅减少了许多工作量，提高了工作效率，大大优化了安全管理系统，还节约了许多不必要的经济投资。1.3本文设计内容本文主要进行储油区的工艺计算：包括确定每种油品油罐的个数，选择油罐的型式，油罐分组，储油罐区防火堤的计算，农用柴油罐加热器面积计算。 1.4设计原始数据油库基础数据如表1-4-1和表1-4-2所示。表1-4-1 经营品种、年周转量、周转系数、油品性质经营品种相对密度年周转量/104t周转系数粘度/mm2/s90汽油0.7213.650.7593汽油0.725.150.75200溶剂油0.720.240.750柴油0.84

7、7.9658.5-10柴油0.841.9148.520农用柴油0.843.6658.5灯用煤油0.820.9532.8表1-4-2 油品物性表参数 名称90汽油93汽油-10柴油-35柴油重柴油燃料油比重0.720.720.830.830.850.85闪点2828727278120运动粘度厘沱201155500.40.42.552.5510.8220080351003.951）收发任务：每天最大收油量900t，可以同时用3根鹤管卸油，每天操作8小时。 2）地形资料：泵至最远的90汽油罐的管路长度为2500m，油罐计算液面与铁路轨顶之间的高差为55m；泵吸入口至集油管的吸入管长度为25m，每根鹤

8、管的长度为14m；鹤管吸入口（即油罐车最低液面）到鹤管最高点的垂直距离为4m，鹤管吸入口到容易发生气阻的鹤管最高点的鹤管长度为5m，鹤管的管径为1084mm。铁路轨顶至油罐车底部高差为1.1m。3）油罐所在地月平均最高温度下汽油的饱和蒸气压为5m水柱。 4）气象资料：油罐所在地最冷月大气月平均最低温度为2。平均风速为2.5m/s。2 储油区的工艺计算2.1确定每种油品油罐的个数，选择油罐的型式油库容量可根据周转系数法决定油库容量，各种油品设计容量可由下式求得: 式中：某种油品的设计容量，； 该种油品的年周转额，t； 该种油品的密度，t/m3； 该种油品的周转系数。对一、二级库采用；三级及其以下

9、油库采用。油罐利用系数。一般，轻油取=0.95；重油取=0.85。说明：根据给出数据及参数计算设计容量。同时由于该油库经营的油品全为轻油，则取=0.95。 各种油品的设计容量计算如下：90#汽油：选取：4个10000m储油罐93#汽油： 选取：3个5000m储油罐200#溶剂油： 选取：2个400m储油罐0#柴油： 、选取：4个5000m储油罐-10#柴油：选取：2个3000m储油罐20#农用柴油：选取：1个10000m储油罐灯用煤油：选取：2个3000立方米储油罐油库总容量：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10000

10、0TV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90#汽油、93#汽油和200#溶剂油属于甲类，0#柴油、-10#柴油和20#农用柴油属于丙类，灯用煤油属于乙类。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

11、应选用浮顶油罐或内浮顶油罐，储存乙B类及丙类油品的油罐可选用拱顶油罐。又由于汽油的质量要求较高，且汽油的蒸发性都很强，为了保证油品的质量，减少油品的蒸发损耗，因此汽油均选用内浮顶罐。 根据各种油品的设计容量计算结果可知：经营品种公称容积/方个数/个种类90汽油100004内浮顶罐93汽油50003内浮顶罐200溶剂油4002内浮顶罐0柴油100004拱顶罐-10柴油30002拱顶罐20农用柴油100001拱顶罐灯用煤油30002内浮顶罐2.2油罐分组根据油库设计规范，石油库的地上油罐和覆土油罐，应按下列规定成组布置 甲、乙和丙A类油品储罐可布置在同一油罐组内；甲、乙和丙A类油品储罐不宜与丙B类

12、油品储罐布置在同一油罐组内。 沸溢性油品储罐不应与非沸溢性油品储罐同组布置。 地上立式油罐、高架油罐、卧式油罐、覆土油罐不宜布置在同一个油罐组内。 同一个油罐组内油罐的总容量应符合规定：固定质油罐组及固定顶油罐和浮顶、内浮顶油罐的混合罐组不应大于120000m3；浮顶、内浮顶油罐组不应大于600000m3。 同一个油罐组内的油罐数量应符合下列规定：当单罐容量等于或大于1000m3时，不应多于12座；单罐容量小于1000m3的油罐组和储存丙B类油品的油罐组内的油罐数量不限。2）地上油罐组内的布置应符合下列规定： 单罐容量小于1000m3的储存丙B类油品的油罐不应超过4排；其他油罐不应超过2排。

13、立式油罐排与排之间的防火距离不应小于5m；卧式油罐排与排之间的防火距离不应小于3m。3） 各种油品根据表3-2进行危险性分类，并进行分组。将90汽油、93汽油、200溶剂油分为一组；0柴油、-10柴油、20农用柴油分为一组；灯用煤油分为一组。2.3 储油罐区防火堤计算2）油罐防火堤计算相关参数：如表3-6、3-7表3-6 内浮顶罐系列数据标准序号公称容积/m3储罐内径/m总高/mHG 21502,2-92-107 1084007.511.455HG 21502,2-92-125 12650002118.778HG 21502,2-92-127 128100003019.76表3-7 拱顶罐系列

14、数据序号公称容积/m3底圈内径/m总高/m1300018.99213.8512500023.7601528217.50490汽油罐中心距： 90汽油罐-墙距离：93汽油罐中心距：93汽油罐-墙距离（200溶剂油罐-墙距离）：200溶剂油罐中心距：0柴油罐中心距：0柴油罐-墙距离：-10柴油罐中心距：-10柴油罐-墙距离：20农用柴油罐中心距： 20#农用柴油罐到墙距离： 灯用煤油罐中心距：灯用煤油罐-墙距离：2.4 农用柴油加热器面积计算 在的地上拱顶油罐中储存农用柴油。已知油罐的平均直径D=31.2m，罐壁高14.07m，拱顶曲率半径为37.27，拱顶高为3.434

15、。油罐表面涂成灰色，它的黑度为0.96。罐内装油高度达罐壁高的85%（即装油高度为11.94m），根据对所有油品的测定，已知，动力粘性指数为0.0266，相对密度0.913，平均风速2.5m/s，罐的保温层厚度为0.045m，保温层的传热系数为)，加热器使用无缝钢管制作，d=0.06m，并已知罐内平均油温为4，要求在在72h内将油品温度升至28，有关所在地最冷月大气月平均温度为-2，一般向外发放。若进入加热器的蒸汽为表压0.408MPa的干饱和蒸汽，试计算油罐应装设的加热器面积。 2.4.1 油品平均温度已知加热起始温度，加热终了温度，周围介质温度因，所以按式计算。2.4.2 罐壁传热系数先假

16、设罐壁平均温度为10，则准则方程式的定性温度为计算在定性温度下的油品参数：(油罐装油高度）（查表得）更具上述参数计算准则Gr和Pr从表查得计算: 已知最冷月平均温度为-2。从表查得，相应天气的导热系数为=2.419102 W/m，粘度为v=13.11106/s。又已知风数为2.5m/s。油罐直径31.2米，得：查表得计算a2bi：已知黑度，黑体辐射系数 ，求由于钢管壁厚很小，而它的导热系数又较大，因此在实际计算中可以忽略。按式计算罐壁传热系数： 用式检验原假设的罐壁平均温度是否正确 ，显然原假设的罐壁温度是合适的。2.4.3 确定灌顶和罐底的传热系数灌顶和罐底的传热系数较小，相对罐壁他们对油品

17、的总传热系数的影响较小，可以不进行详细的计算而选用经验数值。取灌顶传热系数，取罐底传热系数。2.4.4 油罐总传热系数K罐壁面积：，灌顶面积：此处H是指罐壁总高，h是指罐壁装油高度，R是指拱顶的曲率半径，f是指拱顶失高。将不装油的罐壁面积计入灌顶面积。罐底面积油罐总传热系数K按式计算2.4.5 计算单位时间内加热油品所需的总传热量Q 油品升温所需的热量Q按式计算:上式中，在平均油温式，计算方法同前。融蜡所需的热量按式计算： 上式中N=6，认为6%的蜡含量在长期冷却过程中已全部凝结。20#农用柴油的凝固点不高于20，从表得，蜡的溶解潜热应不高于217.7kj/kg。油品总质量。加热过程中散失于大

18、气的热情按式计算：此处，是指油罐总散热面积。单位时间内加热油品所需的总热量按式计算：2.4.6 计算加热器面积F加热器采用无缝钢管制作，。加热器管组的传热系数按式计算。附加电阻R取为，外部放热系数按式计算。表压力为0.408MPa的蒸汽温度为151.11，已知罐内油品平均温度为13，先假设加热器管壁温度为110，对于各准则推算的计算，定性温度取为。此处温度为61.5时，算得(从表查得）（从表查得） 查表得，校核原假设的加热器管壁温度显然原假设的加热器管壁温度110是合适的。加热器面积F按式计算：考虑到结垢对传热效果的影响，增加10%左右的加热器面积作为富裕量。取加热面积。所需热管长度L=468m 结论历时两周设计终于做完了，在这次设计中我主要做了以下工作。 （1） 通过详实的计算、结合油库当地的实际情况，对油库各组成区域进行了合理的布置，各设施的选择满足生产的需要。（2） 根据油库的业务要求，设计了满足油库生产需要的工艺流程。该工艺流程可实现本油库的各种业务操作，且进行几种业务操作时基本互不干扰，因此操作管理十分方便；部分设备还可互为备用，对特殊工况也具有一定的适应性；而且由于设备、管线较少，也较为经济。 （3） 储油罐区防