铁路卸油站工程设计理论

1、铁路卸油站工程设计理论1.遵循的主要标准、规范、规定 石油库设计规范GB50074-2002 石油化工企业设计防火规范GB50160-2008 石油化工液体物料铁路装卸车设施设计规范SH/T3107-2000 铁路工程设计防火规范TB10063-2007 铁路货车延期占用费核收暂行办法铁运2009214号 铁路运输安全保护条例国务院令第430号 铁路技术管理规程（铁道部令29号 2007年4月1日施行）2.设计基础数据（1）列车途经的铁路线上机车的牵引定数；（设计开始时应向铁路部门咨询，并得到当地铁路管理部门的认可）（2）罐车装满系数：甲B类、乙类和丙A类可燃液体，宜取；（3）罐车的计算长度一

2、般取12m；（4）铁路卸油站年操作天数一般取350天；（5）每座装卸油栈桥，装油时日作业批数不应大于4批；每日卸车不应大于5批；（6）每批车的净装卸时间应为2h3h。铁路卸油标准化作业流程 槽车进库（对货位、登车号、验防溜、查铅封、ERP复核）油品检验（取样、化验）卸油准备（开具接卸作业通知单，卸油前计量、复核工艺、设备）槽车计量（槽车计量验收、复核）卸油作业（准备就绪、签发作业通知单、启泵，监控监护、巡检，停泵、鹤管复位）扫舱作业（启扫舱泵，确认扫舱结束、停泵）卸油结束（设备复位、清理现场）3.铁路油品装卸线的平面布置（1）铁路装卸线的车位数应根据油品运输量计算确定，或根据现场场地情况确定；

3、（2）铁路装卸线应为尽头式； 铁路装卸区属于爆炸和火灾危险场所，为了安全防火，机车采取推车进库，拉车出库的作业方式，机车一般不进入装卸区内，所以装卸线无需建成贯通式。（3）铁路装卸线应为平直线，股道直线段的始端至装卸栈桥第一鹤管的距离，不应小于油罐车长度的1/2。装卸线设在平直线上确有困难时，可设在半径不小于600m的曲线上。 装卸线为平直线，既便于装卸栈桥的建设和输油管线的安装与维修，又便于罐车的安全停放，防止发生溜车事故，以及油品的准确计量和装卸彻底。装卸线设在平直线上确有困难时，设在半径不小于600m的曲线上也能进行作业。但这样设置，由于车辆距栈桥的孔隙较大，使装卸作业既不方便，又不安全

4、；同时，油罐车列相邻的车钩中心线相互错开，车辆的摘挂作业困难。若装卸线直线段始端至栈桥第一鹤位的距离小于罐车长度的1/2，由于第一鹤位的油罐车部分停在曲线上，不利于罐车的对位和插入鹤管操作。（4）装卸线上油罐车列的始端车位车钩中心线距前方铁路道岔警冲标的安全距离不应小于31m；终端车位车钩中心线至装卸线车挡的安全距离应为20m；油品装卸线的有效长度计算：L=L1+L2+L3+L4L 装卸线有效长度；L1机车至警冲标的距离，取9m；L2机车长度，大型调车机车长度值为22m；L3油罐车列的总长度，L3=12*n；n：油品一次到库的最大油罐车总数，二股企业线时，取一次到站最大车数的一半；12油罐车长

5、度；L4装卸线终端安全距离，取20m；（5）油品装卸线中心线至石油库内非罐车铁路装卸线中心线的安全距离，应符合下列规定： 1）装甲、乙类油品的不应小于20m。 2）卸甲、乙类油品的不应小于15m。 3）装卸丙类油品的不应小于10m。 装甲、乙类油品的股道中心线两侧各15m范围内为爆炸危险区域2区，一切可能产生火花的操作均不得侵入该区域，所以规定其距非罐车装卸线中心线不小于20m； 卸甲、乙类油品的股道中心线两侧各3m范围内为爆炸危险区域2区，一切可能产生火花的操作均不得侵入该区域，所以规定其距非罐车装卸线中心线不小于15m； 丙类油品的火灾危险性较低，而且在常温下无爆炸危险。股道中心线两侧各1

6、5m范围内为爆炸危险区域2区，一切可能产生火花的操作均不得侵入该区域，所以规定其距非罐车装卸线中心线不小于10m。（6）甲、乙、丙A类油品装卸线与丙B类油品装卸线宜分开设置。当甲、乙、丙A类油品与丙B类油品合用一条装卸线且同时作业时，两种鹤管之间的距离不应小于24m；不同时作业时，鹤管间距可不限制。（7）桶装油品装卸车与油罐车装卸车合用一条装卸线时，桶装油品车位至相（8）油品装卸线中心线至无装卸栈桥一侧其他建筑物或构筑物的距离，在露天场所不应小于，在非露天场所不应小于。 非露天场所系指在库房、敞棚或山洞内的场所。油品装卸线的中心线与其他建筑物或构筑物的距离，应符合石油库设计规范中的表的规定（9

7、）铁路中心线至石油库铁路大门边缘的距离，有附挂调车作业时不应小于；无附挂调车作业时不应小于。（10）铁路卸油设施的零位罐至油品卸车线中心线的距离不应小于6m；零位罐的总容量，不应大于一次卸车量。 卸油作业中，零位罐主要起到暂时储存或缓冲作用，罐中油品处于过渡储存或输送流动状态，而非长期储存于此。因此，规定零位罐的总容量不应大于一次所卸油品的总量。（11）从下部接卸铁路油罐车的卸油系统，应采用密闭管道系统。从上部向铁路油罐车灌装甲、乙、丙A类油品时，应采用插到油罐车底部的鹤管。鹤管内的油品流速不应大于。 从下部接卸铁路油罐车的卸油系统应采用密闭管道系统，既防止接卸过程中的油品泄漏、污染环境，又消

8、除油品蒸发气体的外泄发生，确保接卸操作安全。规定装卸车流速不应大于，是为了防止静电危害，便于装车量的控制，减少油气挥发，减少管道振动和减小管道水击力。国外有关标准对油品灌装流速也有严格限制。美国API标准规定，不论管径如何，流速限值为；美国Mobile公司标准规定，DNl00mm的鹤管最大装车流量不应大于125m3/h，折算流速为。液体石油产品静电安全规程（GB13348-2009）第条规定：铁路罐车顶部装卸油时，装卸油鹤管应伸入到罐车的底部，装油速度应满足VD，V油品在鹤管内的流速，D鹤管的内径）（12）油品装卸栈桥应在装卸线的一侧设置。 如果在一条装卸线两侧同时建设装卸栈桥，不仅不能发挥双

9、栈桥的作用，还会造成工程投资的浪费，而且妨碍油罐车列的调车作业，很不安全。（13）油品装卸栈桥的桥面宜高于轨面。栈桥上应设安全栏杆。在栈桥的两端和沿栈桥每6080m处，应设上下栈桥的梯子。 装卸栈桥的桥面距轨顶的高差宜为，双侧装卸栈桥宽度应为23m，单侧宽度不宜小于；卸油栈桥可用钢结构或混凝土结构，柱间距应与卸油鹤管间距协调，一般为6m或12m。（14）新建和扩建的油品装卸栈桥边缘与油品装卸线中心线的距离，应符合下列规定：自轨面算起3m及以下不应小于2m；自轨面算起3m以上不应小于。 标准轨距铁路机车车辆限界、标准轨距铁路建筑限界、铁路车站及枢纽设计规范GB50091-2006有相关规定。（1

10、5）油品装卸鹤管至石油库围墙的铁路大门的距离，不应小于20m。（16）两条油品装卸线共用一座栈桥时，两条油品装卸线中心线的距离，采用小鹤管时，不宜大于6m；采用大鹤管时，不宜大于。（17）相邻两座油品装卸栈桥之间两条油品装卸线中心线的距离，应符合下列规定： 1）当二者或其中之一用于甲、乙类油品时，不应小于10m； 2）当二者都用于丙类油品时，不应小于6m。（18）甲B、乙A类油品装卸鹤管与集中布置的泵的距离不应小于8m；铁路油品装卸设施距围墙距离不应小于15m；（19）输送甲、乙、丙类液体的管道和可燃气体管道与铁路平行埋设或架设时，与邻近铁路线路的防火间距分别不应小于25m和50m，且距铁路用

11、地界不小于3m；（20）甲、乙、丙类液体和可燃气体管道宜下穿铁路，并应选用正交，必须斜交时交角不应小于45。上跨铁路的甲、乙、丙类液体和可燃气体管道，其支承结构的耐火等级应为一级。在距两最外侧线路中心外侧各20m内的管道壁厚应提高一个级别，在该范围内不应有法兰、阀门；（21）甲、乙、丙类液体和可燃气体管道应铺设在防护涵洞内，涵洞两端各长出路堤坡脚道不得小于2m，长出路堑顶不得小于5m，并应用非燃烧材料封堵端墙。在防护涵洞的一端应设置内径不小于50mm的通气立管，并距最近的铁路线路不得小于20m。管端应高出所在地面4m，其20m范围内不应有明火和火花散发点；管道防护洞两侧各5m范围内严禁取土、种

12、植深根植物和修筑其他建筑物、构筑物；在线路两侧的护道坡脚下行方向的上方侧，距防护涵洞外壁处应设置明显的标志桩；（22）甲、乙、丙类液体和可燃气体管道严禁在铁路桥梁上敷设，且不应在桥梁范围内的上方跨越；新建铁路线路跨越各种既有甲、乙、丙类液体和可燃气体管道时，交叉处应设专用涵洞。专用涵洞的梁底至桥下覆盖油、气管道自然地面的距离不得小于2m；铁路桥梁下油、气管道所用钢质或钢筋混凝土套管、涵洞内顶至自然地面不应小于，宽度不应小于（D为输送管外径，含保护层）；新建甲、乙、丙类液体和可燃气体管道严禁在既有铁路涵洞内穿越。管道与道路、水渠穿越同一铁路桥孔时，应敷设在道路或水面之下，且埋设深度不得小于；铁路

13、桥梁的梁底至桥下覆盖油、气管道的自然地面距离不得小于。4.卸油工艺4.1 油品卸车、扫槽方式选择 铁路油罐车卸油系统由输油系统、真空系统和放空系统三部分组成。采用何种卸油工艺主要取决于卸油站的地形条件和油罐车的结构形式。目前，国内轻油卸车采用上部卸车方式为主。4.1.1 传统卸油工艺 传统卸油工艺主要有自流卸油、泵卸油、浸没电潜泵卸油工艺。 （1）自流卸油工艺 当铁路油罐车液位高于零位油罐或储油罐并具有足够的位差时，对鹤管进行真空引流产生虹吸，将油罐车内油品卸油零位罐或储油罐内。自流卸油工艺具有设备少、工艺简单等优点；不足之处是增加了零位罐，多了一次转输，增加了油品损耗。（2）泵卸油工艺 泵卸

14、油工艺在实际应用中，采用的油泵有两种类型。一是用离心油泵，但在卸油时必须保证泵的吸入系统充满油料，并在鹤管顶点和吸入系统任意部位不产生气阻断流的现象，需要配备真空泵以满足灌油的要求；二是用自吸式油泵，利用泵的自吸能力直接卸油，不需要灌泵设施和设备，还可作为扫槽设备进行扫槽作业。优点：从罐车底卸出的油品可直接泵送至储油罐，不经过零位油罐，减少了油品损耗；缺点：必须设置卸油鹤管、栈桥和真空系统等，设备多、操作复杂，易形成气阻，影响正常卸油，在高温和高原地区，油泵吸入管路中产生气阻现象尤为突出。（3）浸没电潜泵卸油工艺 浸没电潜泵卸油工艺是电潜泵安装在卸油鹤管的末端，浸没在罐车油品内，通过电潜泵将油

15、品泵送至储油罐内。此写卸油工艺能有效地克服高温和高原地区油罐车接卸过程中的气阻和汽蚀障碍。由于泵是利用电机传动，虽然二者共同安装于密闭的壳体内，但存在电机电缆被油品浸蚀老化，电机外壳磨损造成密封不严等不安全因素，且槽车底油残留量大，扫舱工作量大、时间长。（4）真空系统 真空系统是铁路油罐车卸油工艺中不可缺少的重要组成部分，其主要作用是油罐车扫槽和灌泵。主要由真空泵、真空罐、气水分离器和管路系统组成。 真空系统扫槽具有扫槽快捷、干净彻底、扫槽时间短等优点，因此传统的卸油工艺均采用真空系统。 其主要缺点是：一是设备多、操作复杂，事故隐患多。真空系统在扫槽过程中，大量的空气和油品一起被吸入真空罐中，

16、空气与油气的混合气体必然会在某一时段处于爆炸极限范围内，操作稍有不慎，易发生爆炸事故，国内已有多起真空罐爆炸事故发生。二是能耗高，真空系统一般采用水环式真空泵以获取所需要的真空度，而水环式真空泵效率低、功率大、能耗高。所以，传统的真空系统扫舱工艺逐渐被其他扫舱工艺所替代。4.1.2 传统卸油工艺的改进（1）气压辅助卸油工艺 借助压缩空气的压力提高卸油系统吸入管路的剩余压力，能有效的解决高温和高原地区油罐车接卸过程中气阻和汽蚀障碍问题。压缩空气的压力一般控制在以内。此工艺应用额前提是必须有方便的压缩空气气源，否则需增加空气压缩设备、储气罐等设施，还需要解决油槽车罐口密封问题。另外，铁路油罐车属于

17、常压容器，卸油时，给油罐车注入压缩空气，油罐车就成为承压容器，增加油罐车在卸油过程中不安全因素。因此，此卸油工艺并未得到推广应用。（2）气（夜）动潜油泵卸油工艺 借助压缩空气或高速流动的液压油作为动力源驱动涡轮，通过涡轮传动来驱动潜油泵使之工作。动力源设在油罐车外部，只将泵体安装在卸油鹤管的末端，卸油时将泵体浸没于油罐车内油品中即可工作，因此它既解决了油罐车接卸过程中的气阻和汽蚀障碍，又克服了电动潜油泵卸油过程中存在的不安全因素。 近年来，潜油泵生产厂家引进并消化吸收国外先进的生产技术，使气（液）动潜油泵的工作性能和质量都有显著提高。因此，该工艺在铁路油罐车接卸中得到广泛的推广应用。 由于液动

18、潜油泵工作中压力较高，液压油有渗漏现象，因此在航煤接卸中很少采用。 （3）容积泵替代真空系统 由于传统的真空系统在使用中存在安全、环保等问题，因此近年来采用容积泵来替代传统的真空系统。常用的容积泵类型有滑片式管道泵、转子泵等，这些类型的容积泵都采用挠性联轴器,电机直接传动，具有使用寿命长、效率高、振动小、噪声低和自吸性能好等特点。它可直接安装在管路中，占地面积少，安装方便、灵活，也可不建泵房直接在室外工作，能大量减少基建投资和运行费用。4.2 关于装卸油时间 鹤位确定后，装卸油时间是影响油泵选型的重要因素。 石油化工液体物料铁路装卸车设施设计规范（SH/T3107-2000）规定：每批车的净装

19、卸时间应为2h3h。 铁路货车延期占用费核收暂行办法（铁运20009214号）规定：装车时间为3h，卸车时间为。各专用线、专用铁路货车占用时间标准，由铁路运输企业在货车占用时间最长标准内，根据货物到发量、设备状况、线路长度和货物品种等实际情况，按照科学、合理、公平和促进技术进步、装备现代化及优化布局的原则，与专用线、专用铁路企业进行现场查实确定，1年核定1次。4.3 关于雨棚 石油化工液体物料铁路装卸车设施设计规范（SH/T3107-2000）规定：装车台应根据物料质量要求和操作条件设置棚或库，且应符合下列规定：航空汽油和喷气燃料的装车台应设棚；润滑油装车台应设库或棚；在历年平均年降雨量大于1

20、000mm或最热月月平均最高气温等于高于32的地区应设棚。 规范中对卸油栈桥是否设雨棚没作相关规定。 目前，昆明长水机场铁路卸油站、长沙黄花机场易家湾铁路卸油站、首都机场二库铁路卸油站设置了雨棚。 在投资允许的前提下，可考虑在栈桥上设置雨棚。4.4 关于防跌落装置 高处作业是指人在一定位置为基准的高处进行的作业。高处作业分级（GB/T3608-2008）规定：“凡在坠落高度基准面2m以上（含2m）有可能坠落的高处进行作业，都称为高处作业。”根据这一规定，卸油作业属于高空作业。 电力系统有企业标准高空作业用防坠落装置（Q/GDZS 1-2007）。 卸油栈桥安装防坠落装置，主要是防止操作人员在卸

21、油作业时发生高空坠落事故，而固定在栈桥上的保护装置。 长沙黄花机场易家湾卸油站安装了防坠落装置。由工字钢、滑轮式承重器（不锈钢材质）、防坠落自锁速差器（不锈钢绳索）。为节省投资，共安装了20套，栈桥二侧一个鹤位对应的槽车共用一套防坠落装置。4.5 设计应注意的问题 铁路油槽车卸油工艺设计选用是否合理，直接影响着卸油作业的正常进行。设计中必须结合卸油站地形条件、海拔高程、气候条件、油品品种等来选用卸油工艺，应因地制宜，不能生搬硬套。 卸油工艺的设计选用主要应注意以下问题：4.4.1 气阻和汽蚀障碍问题 在南方高温地区和海拔较高的高原地区，选用接卸油罐车卸油工艺时，必须考虑泵吸入管路的气阻和泵的气

22、蚀问题。因为南方地区夏季气温较高，轻油极易汽化，在鹤管顶部和吸入管路中易产生油蒸汽的汽化段，阻断油流，导致卸油泵不上量，影响卸油速度。同样,在海拔较高的高原地区，当地气压比标准大气压低，加快了油品的汽化速率，卸油泵的吸入管路的高点也会产生气阻现象，影响卸油泵的正常运行，从而延长卸油作业时间。因此,在油罐车接卸方式的选择上应优先选用小扬程（H=6m）的气（液）动潜油泵与卸油泵组合卸油工艺，或者选用扬程大（H=25m40m）的液动潜油泵卸油工艺。4.5.2 选用容积泵扫槽及引油应注意的问题 容积泵替代传统的真空系统扫槽和引油工艺是今后铁路油槽车卸油工艺设计的方向和发展趋势，近年来，在国内成品油库安

23、全改造和新建油库中，正逐步进行推广应用。在应用中，从实际使用的情况来看，虽然理论上滑片式管道泵、转子泵等容积泵的吸入极限真空度能达到，但实际扫槽效率只能达到传统的真空系统的25%左右。而容积泵的流量、压差等工作参数的选择和安装方式也直接影响其工作效率，因此用容积泵作为卸油工艺的扫槽和引油设备，并能获得较为满意的使用效果，在设计时应注意以下因素： （1）扫槽泵的额定流量不应太小。用于扫槽的容积泵，其流量应按抽真空的抽气速率的大小来确定，并按同时需要扫槽的油罐车数量、罐底残油数量和扫槽作业允许时间等参数计算出的流量来校核。抽气速率的计算方法与真空系统的计算方法相同。从实际使用情况来看，泵的额定流量越大，达到极限真空度所需的时间就越短，扫槽的速度越快，扫槽的效果也就越好。因此容积泵的流量应按计算值的