【油库系统铁路收发油系统工艺设计的案例综述5900字】

油库系统铁路收发油系统工艺设计的案例综述目录TOC\o"1-2"\h\u1170油库系统铁路收发油系统工艺设计的案例综述 1125511.1流程大体说明 115171.1.1铁路装卸水力计算步骤 1189061.1.2计算数据选取 24841.2铁路作业轻油装卸水力计算 2110711.2.1管径与计算长度确定 225590Lj=192.05m 5245571.2.2泵扬程的确定 5277441.2.3各流量下泵所需的扬程 10117561.2.4泵安装高度确定 14155651.2.5泵吸入性能校核 15156331.2.6鹤管汽阻断流校核 1632576Hsℎ>Hv 16211661.3铁路粘油装卸水力计算 1686081.3.1管径与计算长度确定 16213831.3.2粘油各管段摩阻的计算 17128771.3.3选泵及校核 181.1流程大体说明本油库的铁路装卸区域负责油库的全部油品接收，也通过其进行散装发油外输。通过铁路的轻粘油泵房实现整个铁路部分作业，采用来油由鹤管上卸，发油通过鹤管泵送的装卸作业方式。1.1.1铁路装卸水力计算步骤（1）合理设置业务流量，依照由粘度所确定的经济流速选出合适管径；（2）由平面布置图量取基础数据进行管路的摩阻计算；（3）改变油品流量确定各工况下管路的特性曲线；（4）选取各工况下泵实际工作点能够处于高效区内且保证能够在危险工况条件下正常运行工作的泵；（5）求泵的安装标高后进行校核能否正常工作。1.1.2计算数据选取确定粘度时，各牌号车汽取夏季最热时的月平均温度值，柴油则使用冬季月平均温度。查《石油库设计手册》和《油库设计与管理》得粘温曲线等基础数据，查询结果如表4-1所示：表4-1油品粘度及经济流速油品名称工作温度/℃粘度/（㎡/s）×10吸入段流速/m/s排出段流速/m/s92车汽300.571.52.595车汽300.571.52.50轻柴-711.41.32.0-10轻柴-711.41.32.0-20轻柴-711.41.32.010机械油10601.21.530汽油机油401591.01.120柴油机油401401.11.21.2铁路作业轻油装卸水力计算1.2.1管径与计算长度确定1）计算管径d=其中： d—输油管内径，m；v—经济流速，m/s；Q—业务流量，鹤管取Q=50m³/ℎ。以92#车汽计算为例：一次到库6辆车，需6根鹤管同时作业。（1）鹤管d=（2）集油管d=（3）吸入管d=（4）排出管d=运用式4-1并结合上述例子，各油品管径的计算结果如表4-2所示：表4-2各油品铁路收油作业计算管径种类92#车汽95#车汽0#轻柴-10#轻柴-20#轻柴鹤管流量/m³/h5050505050集、吸、排管流量/m³/h300400200100100鹤、集、吸管流速/m/s1.51.51.31.31.3排出管流速/m/s2.52.52.02.02.0鹤管管径/m0.10860.10860.11660.11660.1166集油管管径/m0.26600.30710.23330.16490.1649吸入管管径/m0.26600.30710.23330.16490.1649排出管管径/m0.20600.23790.18810.13300.1330查《石油库设计规范》GB50074-2014宣贯辅导教材，现在灌装铁路油罐车普遍采用DN100的小鹤管，规定装卸车流速1.5m/s以下。由此可选取装卸油鹤管公称直径为0.1m。且铁路装卸作业时收发油品使用同一管路，因此吸入管与排出管选取吸入流速下的管径更合理。轻油管选取标准管径如表4-3所示：表4-3各轻油选取标准管径管段92#车汽95#车汽0#轻柴-10#轻柴-20#轻柴鹤管Φ108×4Φ108×4Φ108×4Φ108×4Φ108×4集油管Φ273×7Φ325×8Φ273×8Φ194×6Φ194×6吸入管Φ273×7Φ325×8Φ273×8Φ194×6Φ194×6排出管Φ273×7Φ325×8Φ273×8Φ194×6Φ194×62）计算长度的确定L其中， L计—计算长度，mLj—管路几何长度，mLd—当量长度，m当量长度根据管路的空间布置和工艺流程数出管路部件的数目，几何长度直接量取布置总图。以92#车汽为例，所需管件长度如表4-4所示：表4-492#车汽管件及当量长度管件名称鹤管段集油段吸入管段排出管段Ld/d90°冲制弯头，R=1.5D6-4628有单向活门油罐入口240油泵入口--1-45Dg100全开闸阀29Dg150全开闸阀1.5Dg200~Dg400全开闸阀--254Dg200旋启式止回阀187轻黏油过滤器--1-77向上转弯三通113160向下转弯三通1-1240通过三通（直通）116322通过三通（分开）11.5通过三通（汇合）-6--18转弯三通（分开）145转弯三通（汇合）123总Ld/d311200468801.5-管径d/m0.10.2590.2590.259-当量Ld/m31.151.8121.212142.0615-其中：（1）鹤管L（2）集油管LLL（3）吸入管LLL（4）排出管LLL计算得各轻油管路各类型长度如表4-5所示：表4-5各轻油铁路收油作业各管段长管段长度类型92#车汽95#车汽0#轻柴-10#轻柴-20#轻柴鹤管当量Ld/m31.131.131.131.131.1几何Lj/m8.898.898.898.898.89计算L/m39.9939.9939.9939.9939.99集油管当量Ld/m51.871.68863.99320.420.4几何Lj/m126126126126126计算L/m177.8197.688189.993146.4146.4吸入管当量Ld/m121.212141.612120.27670.3570.35几何Lj/m3131313131计算L/m152.212175.612151.276101.35101.35排出管当量Ld/m142.0615169.4865151.71476.6571.025几何Lj/m192.05192.05151.42145.75175.99计算L/m331.1115361.5365306.134222.4247.0151.2.2泵扬程的确定1）管路摩阻计算以92#车汽铁路发油计算为例：正常使用的无缝钢管管壁绝对粗糙度e=0.2mm（1）鹤管部分相对粗糙度ε=Re=ReReRe故鹤管油品流动处于混合摩擦区选用公式ℎ其中：A=ℎ（2）集油管部分相对粗糙度ε=Re=ReReRe故集油管油品流动处于混合摩擦区选用公式ℎ其中：A=ℎ（3）吸入管部分相对粗糙度ε=Re=ReReRe故吸入管油品流动处于混合摩擦区选用公式ℎ其中：A=ℎ（4）排出管部分相对粗糙度ε=Re=ReReRe故排出管油品流动处于混合摩擦区选用公式ℎ其中：A=ℎ总摩阻：ℎ=1.443+1.583+1.355+2.975=7.356m由《油库设计与管理》课本中对于管路内液体各种流态的相关公式，合理利用C语言编写计算编程，达到在计算中只需要输入不同流量，管径，粘度和长度，降低了重复计算时的工作量，具体计算结果如表4-6所示：表4-6各油品各管段摩阻计算表油品92#车汽95#车汽0#轻柴-10#轻柴-20#轻柴黏度/（㎡/s）×100.570.5711.411.411.4流量/m³/h300400200100100流态混合摩擦混合摩擦水力光滑水力光滑水力光滑鹤管/m1.4431.4431.8061.8061.806集油管/m1.5831.2491.0961.331.332吸入管/m1.3551.1090.8731.0281.028排出管/m2.9752.2841.7672.1102.317总摩阻/m7.3566.0845.5426.2766.4832)储罐区与其他设备的高度差确定由本设计任务数地形图的高低分布，考虑所设计的平面布置区域，进行地形平整施工，应使得施工工程量最小，节省投资资金。最后得到库区平整地坪标高为25m。（1）铁路收发区的路基高取0.5m。单个输油罐车的基础参数可在《油品储运设计手册》（上册）中搜索得出，以G50型罐车作为本油库设计应用罐车，其液位标高：高液位标高：H中液位标高：H低液位标高：H（2）储罐罐底距地面高差为0.5m，储罐的容积利用系数取η=0.95，储罐下部小部分油品无法发出，取这部分死藏的高度为0.3m。可得各工况下各油品储罐液位标高如下：以92#汽油为例计算。高液位标高：H中液位标高：H低液位标高：H计算得各工况下储罐标高如表4-7所示：表4-7各工况下各轻油储罐标高油品种类罐大小/m³高液位/m中液位/m低液位/m92#车汽500041.47533.637525.895#车汽500041.47533.637525.80#轻柴300036.97231.38625.8-10#轻柴300036.97231.38625.8-20#轻柴300036.97231.38625.8（3）各工况下两者之间的液面差如表4-8所示：表4-8各轻油储罐与油罐车液位差油品高—低/m低—低/m中—中/m高—高/m低—高/m92#车汽11.807-0.8685.669512.207-3.46895#车汽11.807-0.8685.669512.207-3.4680#轻柴10.304-0.8683.4187.704-3.468-10#轻柴10.304-0.8683.4187.704-3.468-20#轻柴10.304-0.8683.4187.704-3.4681.2.3各流量下泵所需的扬程（1）管路所需的总扬程H=∆Z+由式4-10计算出泵在不同工况下所需的扬程结果如表4-9所示：表4-9业务流量下的不同工况运作的所需泵扬程油品流量m高—低/m低—低/m中—中/m高—高/m低—高/m92#车汽30022.1636.48813.025519.5633.88895#车汽40020.8915.21611.753518.2912.6160#轻柴20015.8461.6748.9613.2462.074-10#轻柴10016.585.4089.69413.982.808-20#轻柴10016.7875.6159.90111.1873.015（2）油泵的选择查上海良益泵业制造有限公司产品参数性能表，以下为轻油泵的选取。92#汽油进行选择：根据92#汽油输油参数：在中—中液位的选泵工况下，所需泵扬程H=13.0m，计算标准业务流量Q=300m³/h的条件下，选取ISW200-250(Ⅰ)B型卧式单级离心泵，该型号离心泵性能如表4-10所示：表4-10离心泵性能参数型号流量扬程/m效率/%转速/r/min电机功率/kw汽蚀余量/NPSHr重量/kg/m³/h/L/sISW200-250(Ⅰ)B2266211.470145018.5438732289.41375419116.47.36795#汽油进行选择：在中—中液位的选泵工况下，所需泵扬程H=11.8m，计算标准业务流量Q=400m³/h的条件下，选取ISW200-250(Ⅰ)A型卧式单级离心泵，该型号离心泵性能如表4-11所示：表4-11离心泵性能参数型号流量扬程/m效率/%转速/r/min电机功率/kw汽蚀余量/NPSHr重量/kg/m³/h/L/sISW200-250(Ⅰ)A28077.813.4701450224382400111.112.58052014410.5790#轻柴进行选择：在中—中液位的选泵工况下，所需泵扬程H=9.0m，计算标准业务流量Q=200m³/h的条件下，选取ISW150-200A型卧式管道离心泵，该型号离心泵性能如表4-12所示：表4-12离心泵性能参数型号流量扬程/m效率/%转速/r/min电机功率/kw汽蚀余量/NPSHr重量/kg/m³/h/L/sISW150-200A12531.711661450113.024417649.71076232.561.68.575-10#轻柴与-20#轻柴进行选择：在中—中液位的选泵工况下，所需泵扬程H=9.7（9.9）m，计算标准业务流量Q=100m³/h的条件下，选取ISW100-100A型卧式单级离心泵，该型号离心泵性能如表4-13所示：表4-13离心泵性能参数型号流量扬程/m效率/%转速/r/min电机功率/kw汽蚀余量/NPSHr重量/kg/m³/h/L/sISW100-100A62.617.41164290041.5918921.7107411632.28.873泵的实际工作点确定，计算管路的多种流量时所产生摩擦阻力损失是其前提条件，各油品计算结果如表4-14所示：表4-14各轻油在不同流量下的摩阻油品流量/m³/h鹤管/m集油管/m吸入管/m排出管/m总/m92#车汽2400.9491.0410.8921.9571.8392701.1841.2991.1122.4416.0363001.4431.5831.3552.9757.3563301.7251.8931.6213.5588.7973602.0312.2291.9081.18910.35895#车汽3401.0630.9200.8181.6831.4853701.2461.0790.9581.9735.2564001.4431.2491.1092.2846.0844301.6521.4301.2712.6166.9694601.8751.6231.4422.9697.910#轻柴1400.9680.5870.4680.9462.9691701.3590.8250.6571.3291.172001.8061.0960.8731.7675.5422302.3071.4001.1152.2567.0782602.8591.7351.3822.7968.772-10#轻柴600.7390.5450.4210.8632.567801.2220.9010.6961.4231.2471001.8061.3321.0282.1106.2761202.4851.8331.4152.9038.6351403.2552.4001.8533.80211.309-20#轻柴600.7390.5450.4210.9482.652801.2220.9010.6961.5681.3871001.8061.3321.0282.3176.4831202.4851.8331.4153.1878.921403.2552.4001.8531.17411.682结合罐车与罐液面的位差，得出不同作业条件下所需的泵扬程如表4-15所示：表4-15不同流量时各作业条件的泵所需的扬程油品流量m高—低/m低—低/m中—中/m高—高/m低—高/m92#车汽24019.6463.97110.508517.0461.37127020.8435.16811.705518.2432.56830022.1636.48813.025519.5633.88833023.6047.92911.466521.0045.32936025.1659.4916.027522.5656.8995#车汽34019.2923.61710.154516.6921.01737020.0631.38810.925517.4631.78840020.8915.21611.753518.2912.61643021.7766.10112.638519.1763.50146022.7177.04213.579520.1171.4420#轻柴14013.2732.1016.38710.673-0.49917011.4743.3027.58811.8740.70220015.8461.6748.9613.2462.07423017.3826.2110.49611.7823.6126019.0767.90412.1916.4765.304-10#轻柴6012.8711.6995.98510.271-0.9018011.5513.3797.66511.9510.77910016.585.4089.69413.982.80812018.9397.76712.05316.3395.16714021.61310.44111.72719.0137.841-20#轻柴6012.9561.7846.0710.356-0.8168011.6913.5197.80512.0910.91910016.7875.6159.90111.1873.01512019.2248.05212.33816.6245.45214021.98610.81415.119.3868.214由表4-15所作的管路特性曲线结合所选泵曲线在中—中液位工况下的实际工作点流量。具体数据如表4-16所示：表4-16各轻油实际工作点参数油品实际工作点流量/m³/h实际工作点扬程/m泵效率是否位于高效工作区92#车汽31413.2是95#车汽42012.20#轻柴2039.1-10#轻柴998.8-20#轻柴978.61.2.4泵安装高度确定输送车汽时，其饱和蒸汽压对于吸入能头有一定影响，容易造成吸入时泵入口的吸入压力小于输送油品的饱和蒸汽压，进而产生汽蚀，损伤离心泵，也耽误油库运营。当在低—低液位的工况下输送时具危险性，故以此得泵的安装高度，又因为铁路收发油作业吸入管路与排出管路管径相同，其发油作业与收油作业总摩阻相差不大，加之地坪标高同为25m，计算得出的扬程变化也相差不大，故可按收油时的低—低工况进行泵的安装高度的确定，在留下足够的余量时，铁路发油也能满足要求。以92#车汽为例，所需数据包括：轻汽的饱和蒸汽压Pv=5.1mH2O。在最危险的操作工况下结合所画管路和泵特性曲线图，流量Q=376m³/ℎ，扬程H可得：H即泵入口中心线-吸入液面标高（低）<H即泵入口中心线<25.8−3.18=21.62m取泵入口中心线标高21.62m各油品在吸入最危险工况下的安装高度计算如表4-17所示：表4-17低—低工况下泵安装高度油品92#车汽95#车汽0#轻柴-10#轻柴-20#轻柴温度/℃3030-7-7-7密度/kg/m³741.6125721.3495859.4508859.4508859.4508饱和蒸汽压/mH2O5.15.1低—低工况下流量/m³/h376540258125122低—低工况下扬程/m10.39.87.87.88.31h吸/m6.696.675.895.896.16[Δhr]/m1.31.33.31.81.8Hg-1.18-3.962.621.120.85泵入口中心线标高/m21.6221.8428.4226.9226.651.2.5泵吸入性能校核以92#车汽为例：在最危险工况下数据已知，则：吸入流速为：v=则允许吸入高度为：H即：H实际吸入高度为：H可得：H对比结果为：H可以看出泵不会发生汽蚀现象，也符合正常运行输送油品的高度。参照92#车汽计算过程，列出轻油油品校核结果如表4-18所示：表4-18泵性能校核计算结果油品流速/m/sHsHs大小比较校核结果92#车汽1.982.72.7H满足95#车汽2.02.92.9H满足0#轻柴1.388.68.6H满足-10#轻柴1.337.17.1H满足-20#轻柴1.307.17.1H满足1.2.6鹤管汽阻断流校核由铁路收油时，设计为使用卸油鹤管进行上部卸油方式，若在全年温度最高时作业就有可能出现汽阻，严重时出现断流影响正常作业，需要校核此种情况。以92#汽油为例，最危险作业工况下校核过程如下：HH鹤管流速：v=鹤管几何长度：L=8.89m鹤管摩擦阻力：ℎ=1.44mH可得：H结果为：Hsℎ>因此鹤管最危险段不会发生汽阻断流。1.3铁路粘油装卸水力计算1.3.1管径与计算长度确定1）管径的确定对于粘油作业，查《石油库设计规范》中粘油流量范围，本次设计取业务流量为Q=50m³/h。查《油品储运设计手册》（下册），设计使用100LAV-5020C型粘油鹤管。由铁路轻油作业相关计算可得管径，如表4-19所示：表4-19各油品铁路收油作业计算管径油品10#机械油30#汽油机油20#柴油机油鹤管管径/m0.1210.1330.127集油管管径/m0.1210.1330.127吸入管管径/m0.1210.1330.127排出管管径/m0.1090.1270.121查阅相关可选