油库设计与管理PPT

,*,1,油库设计与管理,2,第一章 油库概述,第一节 油库的作用和类型,第二节 油库的分级和分区,第三节 油库容量的确定,3,第一节 油库的作用和类型,一、油库的概念,油库是用来,接收,、,储存,和,发放,石油或石油产品的企业和单位。,4,二、油库的作用,基地作用,油库是国家石油储备和供应的基地,纽带作用,油库是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带,5,油库的纽带作用：,油井,油田,原油库,炼厂,原油库,炼油装置,炼厂,成品油库,用户,6,三、油库的类型,根据油库的,管理体制和业务性质,划分,（,1,）独立油库 （,2,）企业附属油库,根据油库的主要储油方式划分,（,1,）,地面油库,（,2,）,隐蔽油库,（,3,）,山洞油库,（,4,）,水封石洞库,（,5,）地下盐岩库 （,6,）,水下油库,7,第二节 油库的分级和分区,一、油库的分级,注：,油库总容量是指所有储罐,公称容量,与桶装油品设计存放量之和，不包括零位罐、高架罐、放空罐以及是油库自用油品储罐的容量。,等 级,总容量（,m,3,）,一级,二级,三级,四级,五级,大于等于,100000,30000 ,小于,100000,10000 ,小于,30000,1000 ,小于,10000,小于,1000,8,二、油品的分类,类 别,油品闪点,( ),举例,甲,28,以下,原油、汽油,乙,A,28,至,45,以下,喷气燃料、灯用煤油、,-35,#,轻柴油,B,45,至,60,以下,丙,A,60 120,轻柴油、重柴油、,20,#,重油,B,120,以上,润滑油、,100,#,重油,9,其他国家油品等级划分举例,:,英国石油学会,销售安全规范,级,闪点,21 ,级,21 ,闪点,55 ,级,55 ,闪点,100 ,10,法国,劳动保护安全规范,A,级,15 ,时饱和蒸气压大于,1bar,B,级,闪点,55 ,C,级,55 ,闪点, 100 ,D,级,闪点,100 ,11,三、油库的分区,序号,分 区,区内主要建筑物和构筑物,1,储油区,油罐、防火堤、油泵房、变配电间等,2,装,卸,区,铁路装卸区,铁路装卸油品栈桥、油泵房、桶装油品仓库等,水路装卸区,装卸油码头、油泵房、灌油间、桶装油品仓库等,公路装卸区,高架罐、灌油间、汽车装卸油品设备、桶装仓库等,3,辅助生产区,修洗桶间、消防泵房、消防车库、机修间、器材库、锅炉房、化验室、污水处理设备等,4,行政管理区,办公室、传达室、车库、宿舍、浴室、食堂等,12,油库分区图示：,13,库区平面布置举例：,公路装卸,作业区,油罐区,行政管理区,铁路装卸作业区,桶装,作业,区,消防设施,辅助,14,第三节 油库容量的确定,要求：,（,1,）集中来油时能及时地把油品卸到库内；,（,2,）在两次来油的间隙，油库应有足够的储存油品供应给用户。,15,一、周转系数法确定油库容量,式中：,V,s,：某中油品的设计容量，,m,3,；,G,：该种油品的年销量，,t,；,：该种油品的密度，,t/m,3,；,K,：该种油品的周转系数；,：油罐利用系数。,16,1,、周转系数,所谓周转系数，就是指某种油品的储油设备在一年内可被周转使用的次数。,即：,17,2,、油罐利用系数,（,1,）,名义容量,（计算容量、理论容量）,（,2,）,储存容量,（,3,）,作业容量,（,4,）公称容量,18,3,、油罐选用的一般原则,通常，每种油品至少选两个罐；,尽量选用容量较大的储罐；,对于整个油库来说，选用储罐的规格应尽可能统一。,19,二、储存天数法确定油库容量,式中：,V,s,：油品的设计容量，,m,3,；,G,：油品的年周转量，,t,；,N,：油品的储存天数；,：油品储存温度下的密度，,t/m,3,；,：油罐的利用系数；,t,：油品的年操作天数。,20,三、统计预测法确定油库容量,每个月的月末剩余：,V,i,=,进油量,-,销售量,剩余累计：,V,s,= ,V,i,油库容量：,V,=,V,s max,-,V,s min,即：油库在储存了最大销售量的同时，应能储存最大进油量。,21,进油、销售、月末剩余及剩余累计表,月份,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,进油,3,4,5,7,8,13,15,13,12,10,6,4,销售,14,13,11,7,4,3,3,7,9,9,10,10,月末剩余,-11,-9,-6,0,+4,+10,+12,+6,+3,+1,-4,-6,剩余累计,-11,-20,-26,-26,-22,-12,0,+6,+9,+10,+6,0,注：月末剩余,V,i,为正，入超； 月末剩余,V,i,为负，出超,油库容量：,V=V,s max,-V,s min,=+10-(-26)=36,22,第四节 库址选择 及库区总平面布置,执行,石油库设计规范,（,GB50074-2002,）的要求。,主要考虑的事项：,1,）与周围居住区、工矿企业、交通线等安全距离、相对位置（高度、风向）；,2,）库内建筑物、构筑物之间的防火距离、相对位置；,3,）油罐分组布置的相关规定；,4,）出入口及消防道路布置要求。,23,油罐区防火堤设置：,1,）防火堤计算高度的确定,要求：防火堤高度应保证堤内有效容积的需要。,有效容积的确定：,执行规范。具体：,a.,固定顶油罐，不小于油罐组内一个最大罐的容量；,b.,浮顶罐，不小于油罐组内一个最大罐的容量的一半；,24,c.,当固定顶罐、浮顶罐布置在同一罐组内时，取以上两者中的较大值。,25,固定顶罐防火堤计算高度确定：,2,号罐容量为最大,罐容量用,V1,、,V2,、,表示，,罐界面积用,S1,、,S2,、,表示。,2,1,3,4,6,6,a,b,防火堤计算高度,h:,26,浮顶罐防火堤计算高度确定：,2,号罐容量为最大,罐容量用,V1,、,V2,、,表示，,罐界面积用,S1,、,S2,、,表示。,2,1,3,4,6,6,a,b,防火堤计算高度,h:,27,2,）防火堤设置规定,防火堤的实际高度应比计算高度高出,0.2m,；,防火堤实际高度不应低于,1m,（以堤内侧设计地坪计），且不应高于,2.2m,（以堤外侧道路路面计）。,如采用土质防火堤，堤顶宽度度应小于,0.5m,。,28,油库,独立油库,企业附属油库,民用油库,军用油库,储备油库,中转油库,分配油库,储备油库,供应油库,野战油库,油田原油库,炼厂原油及成品油库,机场及港口油库,农机站油库,其它企业附属油库,29,第二章 油品储运系统工艺设计与管理,第一节,油品储运工艺流程,第二节 油品的铁路装卸作业,第三节 油品的水路装卸作业,第四节 油品的公路装卸作业,第五节 桶装（整装）作业,第六节 油库管路设计计算,第七节 油库泵房工艺设计,第八节 铁路上卸系统汽阻断流的校核,第九节 输油系统工作点的确定,30,第一节 油品储运工艺流程,一、概述,储油设施,装卸系统,管网,管网,管网,泵房,31,二、油库工艺流程,所谓油库工艺流程设计，就是合理布置和规划油库经营油品的流向和可以完成的作业，包括油品的装卸、灌装、倒罐等。,32,工艺流程设计基本原则,满足生产要求,操作方便，调度灵活,节约投资,33,管网布置形式,单管系统,双管系统,独立管道系统,一般，油库管网的布置以,双管系统,为主，以单管系统和独立管道系统为辅。,34,油品分组,分组原则：,把性质相似、色泽相近的油品分为一组。,分组目的：,同一组内的油品可以共用一台泵、一条管线进行输送。,35,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,36,第二节 油品的铁路装卸作业,一、铁路装卸油设施,铁路油罐车,装卸油鹤管,集油管、输油管,栈桥,铁路专用作业线,零位罐、缓冲罐,37,二、铁路装卸油方法,铁路卸油方法,上部卸油,泵卸法,自流卸油,浸没泵卸油,压力卸油,下部卸油,铁路装油方法：上部装车,38,三、铁路装卸油系统,轻油装卸系统,输油系统,真空系统,放空系统,粘油装卸系统,输油系统,加热系统,放空系统,39,四、铁路装卸区管网的连接,鹤管与集油管的连接,专用单鹤管式,多用单鹤管式,双鹤管式,真空管与输油系统的连接,40,鹤管数的确定,铁路装卸油鹤管数与到库油罐车数和鹤管与集油管的连接方式有关。,确定鹤管数需要首先确定一次到库油罐车数。,41,按作业量确定一次到库的最大油罐车数,（向上取整）,按机车牵引定数确定的一次到库的最大油罐车数,（向上取整）,42,铁路作业线长度的确定,式中：, ,中的项表示可选项；,L ,装卸作业线长度，,m,；,l ,一辆油罐车的长度，,m,；,n ,一次到库的最大油罐车数,L,1,作业线起始端（自,警冲标,算起）到第一辆油罐车起始 端的距离，；,L,2,作业线终端车位的末端到车挡之间的距离，；,12 ,轻、粘油罐车之间的安全净距，,m,。,43,举例：,油品名称,密度,(t/m,3,),年供应量,(t),航空汽油,0.80,45500,车用汽油,0.73,17000,0,#,轻柴油,0.84,7000,柴油机油,0.88,1500,收发不均匀系数取,3,，机车牵引定数为,3400t,。,公式,44,解： （确定一次到库最大油罐车数）,（,1,）按作业量确定,（,2,）按机车牵引定数确定,n,2,=47.22,（,3,）实际一次到库的最大油罐车数，为：,油品名称,航空汽油,车用汽油,0,#,轻柴油,柴油机油,n,i,9.48,3.88,1.4,0.3,取整,10,4,2,1,45,作业线布置形式之一：,L,1,鹤管数：,n,=5+3=8,下卸器：,1,个,作业线长度：,L,1,=10+20+8 12=126m,L,2,=10+20+9 12+12=150m,L,2,12,航汽,车汽,轻柴,* * * * * * * * +,46,作业线布置形式之二：,L,1,L,2,12,航汽,车汽,轻柴,* * * * * * * * * *,o o o o o o +,鹤管数：,n=10+6=16,下卸器：,1,个,作业线长度：,L1=10+20+1012=150m,L2=10+20+7 12+12=126m,47,第三节 油品的水路装卸作业,水路运输的特点,载运量大,能耗少、成本低,投资少,48,一、港址选择,地质条件好，避免产生过大的位移或沉降,防波能力强,水域面积宽阔,有足够的水深,与其它码头油足够的安全距离,T,：设计最大船舶满载吃水深度,Z,1,：船底至河（海）底允许的最,小安全裕量,Z,2,：波浪影响的附加深度,Z,3,：考虑油船航行时的附加深度,Z,4,：考虑泥沙淤积的附加量,49,二、油码头的种类,近岸式码头,固定码头,浮码头,栈桥式固定码头,外海油轮系泊码头,浮筒式单点系泊设施,浮筒式多点系泊设施,岛式系泊设施,50,三、油船,油轮,油驳,储油船,51,四、油码头泊位数的计算,N,泊位数（整数）,裕量,N,1,最少泊位数,n,年需要船次数,m ,一个泊位年最多靠船次数,P ,年装卸量,G ,设计船型每船次装卸量,T,y,年工作时间,t,1,每船次占用泊位的时间,t,两次停泊时间之间的空档时间,52,计算数据的确定,年工作时间,T,y,年工作时间,T,y,=,年工作日,昼夜装卸作业小时,年工作日,=365,日不利作业日数,昼夜装卸作业小时一般取,24h,不利作业日数包括：,雾日 ：折减系数取,0.7,雷暴日 ：折减系数取,0.3,大风日 ：折减系数取,0.8,冰封日 ：折减系数取,0.1,洪水停航日 ：折减系数取,1.0,枯水期停航日 ：折减系数取,1.0,53,一船次装卸量,G,一船次装卸量,G =,船舶载油量残油量,船舶载油量是指油轮的净载重量，即船舶纯粹能载货物的重量,残油量即每次不能完全卸净的剩余油量。轻油可不考虑，油轮沿途可以加温时，粘油也可不考虑，但对不能加温的油驳等，按实际情况考虑。,内河船还要考虑枯水期减载量,54,每船次占用泊位时间,t,1,每船次占用泊位时间,t,1,包括：,待泊时间 ：建议取,1.0,2.0h,靠岸、系缆时间 ：建议取,0.5,1.0h,输油前准备时间 ：一般取,0.5,2h,排压舱水时间,输油时间 ：根据岸和船上输油泵的能力、输油管径和长度、油轮载货量确定,输油后的整理时间：一般要,1,2h,解缆离岸时间：一般约,0.5h,55,两次停泊时间之间的空档时间,t,一般按,6,12h,考虑。,56,第四节 油品的公路装卸作业,公路装卸油方法,泵送灌装,直接自流灌装,高架罐自流灌装,57,公路作业区布置要求,装卸作业有序,作业安全,公路装卸油设施,汽车油罐车,鹤管,灌装罐,汽车装油台（亭）,通过式,倒车式,圆亭式,58,汽车装油鹤管数的确定,N,每种油品的装油鹤管数量,G,每种油品的年装油量，,t,T,每年装车作业工时，,h,Q ,一个装油臂的额定装油量，,m,3,/h,（应低于限制流速）,油品密度，,t/m,3,k ,装车不均衡系数,B ,季节不均衡系数。,对于季节性的油品（如农用柴油、灯用煤油），,B,值等于高峰季节的日平均装油量与全年日平均装油量之比；,对于无季节性的油品，,B=,1,59,高架罐容量的确定,一、二级油库不宜大于日灌装量的一半,三、四级油库不宜大于日灌装量,60,第五节 桶装（整装）作业,油桶的灌装方法,泵送灌装,自流灌装,油桶的称量方法,重量法,容量法,61,灌油拴,数量的确定,n,灌油栓数,G,某种油品年灌装量，,t,m,年工作天数,K,1,灌装不均匀系数，有桶装仓库,K,1,=1.11.2,无桶装仓库,K,1,=1.51.8,q ,一个灌油栓每小时的计算生产率，,m,3,/h,K ,灌油栓的利用系数，一般取,K,=0.5,T ,灌油栓每日工作时间，,h,灌装油品的密度，,t/m,3,62,桶装仓库面积的确定,F,桶装仓库面积，,m,2,Q,桶装仓库设计存放量，,t,n ,桶垛堆码层数； 人工堆放：,n,2,机械堆放：甲类油品，,n,2,乙类油品，,n,3,丙类油品，,n,4,油品的密度，,t/m,3,d,油桶卧放时为油桶的直径，油桶立放时为油桶高度，,m,K ,体积充满系数，一般取,K,= 0.60.612,仓库面积利用系数，,= 0.30.4,63,第六节 油库管路设计计算,管路的水力计算（确定管径）,管路的强度计算,64,一、根据经济流速确定管线管径,经济流速：,d,费用,运营费用,管线投资,+,d,0,(,经济管径,),65,选管径步骤：,确定管路所输油品在计算温度下的粘度,查表,3-2,得出相应的经济流速,计算管径,选择标准管径,式中：,d,：管内径,Q,：业务流量,v,：经济流速,66,二、根据自流作业要求确定管径,分两种情况：,高差已知,高差未知,67,当高差已知，确定管径的步骤：,假定流态,计算管径,校核流态,68,当高差未知，确定管径的方法：,按经济流速确定管径,校核高架罐的架设高度（通常，,h,7.5kW,时，,K,=1.051.1,N=1.5,7.5kW,时，,K,=1.21.5,Nt,气体空间,t,顶板,t,大气,日出,日落（白天）：,t,顶板,t,气体空间, t,油面,206,储油罐内气体空间温度场,1 7 6 2 3 5 4,6:00 0:00 20:00 10:00 12:00 16:00 14:00,温度,气体空间,油品,10 20 30 40 50,罐壁,高度,207,罐内气体空间,温度变化,与大气温度变化的关系,（,1,）大气温度与气体空间温度都呈周期性变化，,变化周期为,24,小时；,（,2,） 气体空间温度总是高于大气温度；,（,3,）临近日出时大气温度与气体空间温度均达,到最小值，二者相差不大，约,13,；,（,4,）正午后,23,小时大气温度与气体空间温度均,达到最大值，二者相差可达,1020,。,208,油品,温度分布,在一个昼夜内，油品温度变化不大,油品储存一段时间后，昼夜平均油温基本上等于大气平均温度,一般来说，油面昼夜平均温度略高于油品昼夜平均温度,油面温度的昼夜变化幅度约为气体空间昼夜温差,t,K,的,20%40%,，即：,209,第四节 油罐内混合气体 的油气浓度,油气浓度,210,油气浓度分布与液位的关系,1,2,3,C (%),H (m),211,出现上述浓度分布状况，可从以下两方面加以解释：,从扩散和自然对流的角度出发来解释,从油罐吸气时产生的强制对流来解释,212,油气浓度和储存时间的关系,213,第五节 油品蒸发损耗量的计算,计算油品蒸发损耗量的公式,半理论半经验公式,纯经验公式,214,一、蒸发损耗基本方程,假设条件：,1,）油罐是严密的，不存在自然通风现象；,2,）混合气体在储存条件下可以看成理想气体；,3,）油罐气体空间中混合气体的油气浓度是均,匀而且饱和的。,215,公式推导思路：,利用理想气体状态方程求出第一次吸气结束到第二次吸气开始之前两状态的,空气质量的变化量,，并利用,空气排出时成比例地带走油蒸气,的原理来求出呼出的油蒸气的质量。,216,蒸发损耗基本方程,（瓦廖夫斯基,-,契尔尼金公式）,217,方程中各参数取值的规定：,状态,1,：气体空间昼夜最低温度时,状态,2,：气体空间昼夜最高温度时,T,1,：气体空间的日最低温度，,K,T,2,：气体空间的日最高温度，,K,P,y,1,：气体空间日最低温度下油品的饱和蒸气压，,kPa,P,y,2,：日最高油面温度下油品的饱和蒸气压，,kPa,C,y,1,：状态,1,时混合气体中油蒸气的饱和浓度，,C,y,1,=,P,y,1,/,P,1,%,C,y,2,：状态,2,时混合气体中油蒸气的饱和浓度，,C,y,2,=,P,y,2,/,P,2,%,P,1,：状态,1,时气体空间绝对压力，,kPa,P,2,：状态,2,时气体空间绝对压力，,kPa,218,二、,“,小呼吸,”,损耗量的计算,瓦廖夫斯基,-,契尔尼金公式,（利用蒸发损耗基本方程计算）,“小呼吸”损耗时有,V,1,=,V,2,=,V,219,康士坦丁诺夫公式,220,API,理论公式,影响“小呼吸”损耗的主要因素有：,（,1,）,昼夜温差,T,（,2,）,油气浓度的增量,(,P,y,2,-,P,y,1,),（,3,）,呼吸阀控制压力范围,(,P,ya,-,P,z,),（,4,）,气体空间体积,V,（,5,）,油蒸气浓度,(,P,y,2,+,P,y,1,),221,三、,“,大呼吸,”,损耗量的计算,在收发油作业中，从状态,1,到状态,2,，可以近似认为：,利用蒸发损耗基本方程,222,压力罐气体空间的压缩率和膨胀率,所谓压力罐就是装有呼吸阀的油罐。压力罐进油时，由于压力阀的作用，混合气体并不马上 呼出罐外，而是等到混合气体压力达到了压力阀的控制压力时才向罐外呼气。,设刚刚开始呼气时气体空间的体积为 ，下面我们就推导 的表达式。,223,令：,由呼吸损耗的基本方程,得：,224,状态,1:,真空阀刚刚关闭，,p,1,=p,a,+p,z,，,状态,2:,压力阀刚刚开启，,p,2,= p,a,+ p,ya,。,因此，,定义： 为气体空间的允许体积压缩率。,（,a,）,225,同样，在发油时，,设状态,1,：压力阀刚刚关闭，,p,1,=,p,a,+,p,ya,，,状态,2,：真空阀刚刚开启，,p,2,=,p,a,+,p,z,。,气体空间膨胀刚刚开始吸气时体积为 可得气体空间允许膨胀率 。,(b),226,以微小增量的形式表达各参量：,可将压缩率、膨胀率表示为：,227,由（,c,）、（,d,）可以看出压缩率、膨胀率受到三个方面的影响,(c),(d),（,1,）呼吸阀控制压力的范围的影响,（,2,）蒸气压的变化范围的影响,（,3,）温度变化的影响。,228,四、浮顶油罐的蒸发损耗情况分析,静止储存损耗,外界环境中风的作用使油罐周边密封圈空间产生强制对流,发油损耗（粘壁损耗）,影响浮顶油罐发油损耗的主要因素有：,油品本身的粘度,罐壁粗糙度,油罐的结构,密封装置与罐壁的压紧程度,229,六、车船装卸损耗,车船装油损耗与装油时间的关系,白天装车比夜间装车的蒸发损耗小。,230,鹤管口位置对损耗的影响,鹤管口距罐车底距离越大，则装车损耗越大。,车船装卸损耗量的计算,231,通常情况下， 、 应按实际统计资料取得。估算装卸汽油时可采用下述推荐值： 未经清洗的铁路油车： ， ；经过清洗的铁路油车： ， ；油船或油驳： ， 。装卸原油时， 、 约为装卸汽油的,75%,。,232,第六节 油品蒸发损耗量的测量,数量法,量油法,测气法,体积,-,浓度法,233,物性法,蒸气压法； 比样法,原始油样，净重为,A,；待测油样,(,经过自然蒸发的油样,),，净重为,B,经过人工蒸发后：原始油样的损失量,a=A-a,，损耗率为,待测油样的损失量,b=B-b,，损耗率为,待测油样的原始油品重,B+C,（,C,为储存期间油品的自然蒸发损耗量）,则其自然蒸发损耗率为,这部分原始油品（即待测油样的原始油品样本）经自然蒸发、人工蒸发后的总损耗率为,则由,可得到,234,第七节 油品降耗措施,降低油罐内温差,淋水降温,、 正确选用涂料、安装,反射隔热板,提高油罐的承压能力,消除油面上的气体空间,使用具有可变气体空间的油罐,收集、回收油蒸气,安装,呼吸阀挡板,改进操作措施,235,GO TO NEXT CHAPTER,236,热扩散,白天：,t,上,t,下,热扩散的抑制期,夜间：,t,上,2,，所以,P,1,P,2,238,239,240,241,242,243,244,第五章 油库安全技术,第一节 油库消防,第二节 油库防雷,第三节 油