油库设备和工艺

,油库设备,第一章油库设备及设备管理,第一节油库主要设备,1、 储油设备,:,油罐,分类,:,立式圆形金属油罐,锥顶罐,:,主要用于储存润滑油,拱顶罐,:,主要用于储存柴油、煤油、汽油、重油,),内浮顶罐,:,主要用于储存汽油,外浮顶罐,:,主要用于储存原油，,卧式油罐,地上,:,大多用于储存润滑油,也有用于加油站地上储油罐和,LPG,储罐,地下,:,主要用于加油站地上和地下储油罐,球罐,:,主要用于储存液化石油气,2、输送设备,主要有,:,管线，阀门，机泵。,管线敷设在库区，大多数情况下不会出现问题。比较容易出现问题，或者我们与之关系密切的主要是阀门和机泵。,.,机泵和阀门是油库的主要设备。,油库用泵类型:,收发油泵,:,离心油泵,螺杆泵，而重油收油也有用往复泵。,扫舱扫线泵,:,齿轮泵,真空泵,(,往复式和水环式,),往复式泵等。,消防泵,:,清水泵和泡沫泵，大多使用多级离心泵,(D,型,).,。,常用阀门类型如下,:,闸伐，截止伐，球伐，旋伐，单向伐，安全阀，减压伐，节流伐等。,3,、收发油设备:,主要有:装卸油鹤管，栈桥等，用于进行收发油操作。,4,、码头设施:,码头，趸船，栈桥，输油臂，收油胶管等。,.,5、,仪表设备,:,计量、测温、测压仪表。,计量仪表设备主要的是液位计和流量计。,液位计：钢带式，差压式，雷达，超声波液位计。,流量计大致可分为速度式和容积式，速度式流量计大都用于计量粘度密度较小的油品，而容积式流量计主要用于计量粘度密度较大的油品。,流量计：涡轮，椭圆齿轮和萝茨流量计等。,测温测压仪表：温度计和压力表,6 、油罐附件：,呼吸阀，阻火器，量油孔，透光孔，通气孔，人孔，,进出油管线，放水管，排污孔，胀油管，放气管等。,7 、其它设备：,电机、电器、压缩机、过滤器和法兰等。,第二节油库设备管理,重要性,油库设备管理,主要特点,复杂性,危险性,技术性,经常性,油库设备管理的,主要内容,对设备进行全过程综合管理,提高设备寿命周期费用的经济性,重视设备可靠性与可维修性,完善设备管理制度,第二章油库用泵,第一节油库用泵分类及比较,油库用泵主要有两大类,:,离心式泵,(,速度型,),容积式泵,离心式泵,：油库最常用和最主要用泵，主要用于输送轻油,(,汽,.,煤,.,柴油,),和消防用泵。,工作原理,:,依靠高速旋转叶轮所产生的离心力将泵内液体甩出叶轮，从,而在叶轮入口形成真空，使外界液体在大气压作用下经吸入,管不断进入泵内，从而使泵连续不断地工作。,分类,:,单吸,双吸,单级,多级,自吸,非自吸,容积式泵,：,过去大多作为油库辅助用泵，用于扫舱、抽底油和抽真空引油，但目前已有用容积式泵作收发油主泵的，而且有些容积泵例如螺杆泵已在油库广泛使用。,工作原理,:,依靠工作容积变化实现吸入和排出。具体而言，在吸入端，工作容积不断经历由小变大的过程，在工作容积由小变大的过程中，吸入口形成真空，外界液体在大气压作用下经吸入管不断进入泵内，而在排出口，工作容积不断经历由大变小的过程，在工作容积由大变小的过程中，液体压力不断提高，从而把液体不断排出泵外。,主要类型,有,螺杆泵,:,主要用于抽吸润滑油，燃料油，柴油，也有用于抽吸汽油，但在拟用作汽油收发油泵时应认真考虑因,汽蚀,可能出现的振动问题，即,在安装高度和吸入管道的设计计算上应特别加以注意。,往复泵,:,主要用于抽吸润滑油，粘油,燃料油,柴油和扫舱,(,抽底油,)。,齿轮泵,:,主要用于抽吸柴油，粘油和扫舱,(,抽底油,)，在大型油库中常用作大型泵的,润滑油泵,。,水环式真空泵,:,主要为离心泵及其吸入系统抽真空引油。,优缺点比较,:,a.离心泵,:,优点,:,1.结构简单，体积小，价格便宜；,2.故障少，使用维修方便；,3.流量和扬程范围广，选泵余地大；,4.流量均匀，工作可靠。,缺点,:,1.除自吸式离心泵外不能自吸；,2.小型泵效率低。,b螺杆泵:,优点:,1.具有自吸能力；,2.结构简单，体积小；,3.故障少，使用方便；,4.流量和扬程范围广，效力高；,5.工作平稳，流量均匀；,6.,既能输送粘油，也能输送轻油。,缺点：,1.,价格高，另部件加工要求高；,2.,对输送介质要求很严，介质中不能含有固体颗粒，宜输送原油，汽油,柴油，煤油和润滑油。,往复泵：,优点,:,1 .能自吸,常用于扫舱作业；,2 .允许吸上真空度大；,3 .效率高，泵效率可高达90以上；,4 .能够输送粘油润滑油和轻油。,缺点：,1 .振动大,流量不均匀，且流量范围小，通常只有每小时,10,50m,3,2 .另部件多，故障多，检修困难。,齿轮泵,:,优点：,1 .能自吸；,2 .结构简单，体积小；,3 .故障少，使用方便；,4 .流量较均匀；,5 .能够输送粘油。,缺点：,1 .另部件加工要求高，价格贵；,2 .转速低,流量和扬程范围小，通常在每小时,30m,3,以内；,3 .不宜输送轻油。,第二节离心泵,1.,离心泵型号编制,2.,基本性能参数,流量,Q:,单位时间泵排出的液体量，,m,3,/h；e,扬程,H:,单位质量液体经泵之后所获得的能量增值，,m,，主要用于提升液体和克服输送过程产生的各种摩阻损失,:,功率：,包括有效功率和轴功率，,kW；,有效功率,N,e:,单位时间液体从泵获得的功，,kW；,轴功率,N:,单位时间电机传递给泵轴的功，,kW；,效率,:,有效功率与轴功率之比，,反映了泵能量的损失程度。,泵,效率主要包括：,容积效率,v,：,流量泄漏所造成的能量损失；,水力效率,H,：,流动阻力所造成的能量损失；,机械效率,m,：,轴承、密封填料和轮盘的摩擦损失。,允许汽蚀余量和允许吸上真空度,允许汽蚀余量,h:,液体从泵入口至最低压力点流动过程所产生的摩阻损失再加上一定安全裕量，,m,。,允许吸上真空度,H,s,:,大气压头与泵吸入口处压力差再加上一定安全裕量，,m,这两个参数在泵安装高度设计上具有非常重要的意义，目前油库中很多泵设备和管道振动与泵安装高度设计不合理有关。,1.,1.,3.离心泵的吸入性能和安装高度：,表征泵吸入性能的参数,:,允许法蚀余量,h ,和允许吸上真空高度, H,s,在已知,h ,的情况下泵的几何安装高度,H,g,可由下式确定,:,在已知,H,s,的情况下泵几何安装高度,H,g,的确定过程,:,因为,H,s,这个参数是泵厂用一定温度的清水、按标准大气压做试验时测量得到，而油品密度、输送温度、油库所在地大气压与泵性能测试条件不同，故在使用这个参数来决定泵安装高度时，必须换算成输送油品的情况，故泵的允许几何高度的计算应分成两步进行,:,第一步,:,换算,即将泵说明书上的,Hs,换算成油库所在地和输送油品条件下的允许吸上真空度,Hs,，即,第二步,:,计算,v,s,-泵入口处油品流迷，m/s;,g=9.81m/s,2,为重力加速度,;,-,油品密度，,kg/m,3,。,需要注意，上面两式计算得到的值有正有负。若为正，则说明泵中心线可以比吸入罐液面为高，但最高不得超过,H,g,，当然,H,g,为正值时泵中心线低于液面也可以，而且更安全。当计算得到的,H,g,为负值时，泵中心线必须比吸入罐液面为低，且至少必须低这么多，低得更多也可以，但不能比该值高。,泵安装高度设计不合理带来的问题：,1.加快离心泵叶轮或螺杆泵,:,螺杆的磨损，降低泵的使用寿命；,2.接卸轻质油品时泵会产生振动或泵和管线一起振动；,3.严重时会造成泵断流，造成收不上油，例如夏季槽车上卸汽油问题；,4.有有些轻质油品罐会因为泵安装高度设计不合理造成发油时无法将罐内油品抽吸干净而造成死液位，油罐容积得不到充分利用。,如何避免此类问题发生？,1.泵安装高度设计一定要合理；,2.在可能情况下尽可能降低泵安装高度；,3.尽量减少不必要的阀件和管件，以降低吸入管线阻力损失；,4.泵前吸入管线尽可能短，管径应当比排出管线大一些；,5.发油泵房尽可能靠近汽油罐组布置。,4.离心泵工作特性,离心泵的特性曲线,及其应用,离心泵特性曲线,应用,特点和应用:,1.给出了各项参数随输量变化而变化的规律，根据泵输量可了解离心泵的工作状态，包括扬程、泵效率、泵的功率,;,2.根据性能曲线可提供选泵依据,.,3.根据性能曲线可了解所选泵型的合理性，例如,4.根据性能曲线,Q,H,曲线的大致形状可了解该型号泵具有平坦还是陡降或者驼峰特性，具有陡降或者驼峰特性的泵都不适合用作油库用泵,;,5.根据,Q,曲线可确定泵效高低，了解泵工作的经济性，也一定程度上反映出选泵的合理性。如果泵在高效区,(,=0.93,max,的区域,)工作，则泵的经济性是好的,;,6.根据性能曲线可提供选配电动机的依据,.,第二节螺杆泵,主要特点:,1.流量连续均匀,工作平稳,脉动小,流量随压力变化很小;,2.泵吸入性能较好,可以输送粘度变化范围大的介质,;,3.,流量范围大，每小时,0.5 2000,立方米,；,4.,排出压力高,最高可达到,400atm;,5.,效率高。,分类：,按螺杆数目分,:,单、双、三、五螺杆泵,按吸入方式,:,单吸、双吸,按泵轴位置,:,立式、卧式,工作原理,:,工作原理,:,由于螺杆与泵体之间形成一啮合面，当螺杆转动时，吸入腔一端密封线连续向排出腔一端作轴向移动，使吸入腔容积变大，压力降低，外界液体在泵内外压差作用下，沿吸入管线进入吸入腔，随螺杆的转动，密封腔内的液体连续而均匀地沿轴向移动到排出腔，从而将液体排出。,8.,螺杆泵工作特点：,1.结构简单,另件少,容易拆装；,2.流量均匀,脉动小；,3.螺杆受力情况良好；,4.泵转速高；,5.具有良好的自吸能力,可以气液混输；,6.泵内泄漏少,泵效比较高。,螺杆泵操作注意事项：,首次启泵前应通过注油孔向泵内注入少量油料,起密封和润滑作用。其次检查泵的转动方向及各部份连接并打开排出管路上所有阀门。若有回流伐,启动时应打开回流伐。,运转中应注意压力表和电流表读数是否正常。,工作完毕须停泵时,应全开排出伐门或保持工作时阀门的开启度停泵,绝对不允许关闭排出伐停泵。,第三章 油罐及油罐附件,油库所用油罐主要为园柱形金属油罐，大多为拱顶和内浮顶油罐。内浮顶油罐主要用于储存汽油，拱顶油罐则主要用于储存柴油。,油罐发展趋势:大型化。,目前世界最大油罐容积达到30万m,3,，我国1015万m,3,油罐也已广泛应用。,大型化的主要优点:,a.节省钢材; b.减少投资; c.占地面积小，便于操作管理; d.节省管线、管件和阀件。,大型化带来的主要问题是:,油罐基础均匀性要求高，发生事故所造成的后果大。,大型油罐一般为外浮顶，主要用于储存原油，储备库、中转库、炼油厂油库、大型商业油库及长输管道首末站油库使用较多，一般商业油库使用较少。原因：一般商业油库规模小，但品种多。,第一节 园柱形金属油罐结构特点,1.材料,:,Q235-A,，,20R,，,16MnR,，,Q345-A(B,，,C),等。,2.油罐基础：,要求：,地质情况均匀，密实性好，地基承载力一般为,80,200kPa,。,3.地基结构,:,素土层，灰土层，砂垫层，沥青层。,4.底板,:,由边缘板和中幅板组成。,5.边缘板,:,厚度在,6,12mm,之间，较厚，板之间采用对接，铺设平整，便于安装罐壁板。,原因：,装油后在罐壁板与边缘板之间会产生较大边缘应力，受力情况复杂。,6.中幅板,:,厚度在,4,8mm,之间，板之间采用搭接，受力情况不严重。,注意：,整个罐底板因与基础底面直接接独，容易受潮和受到腐蚀，且不易检查和修理，防腐要求较高。,7.罐壁：,主要受力构件，承受液体静压，壁厚与直径、高度和油品密度有关，且随罐壁高度而变，由下至上逐渐变薄，但考虑到抗风稳定性，最上面,2,3,层罐壁板厚度由刚度条件决定，一般不小于,5,6mm。除此之外,拱顶和罐壁之间设有包边角钢，且沿罐体还要设,2,3,道加强圈。,8.组装：,采用焊接方法组装，纵焊缝均采用对接，环焊缝有对接也有搭接，但最新设计规范已要求全部采用对接。,9.拱顶,a.结构,由中心顶板、瓜皮板和包边角钢焊接组成，板厚一般为,4.5,6mm,，但按最新设计规范最大不超过,12mm,。,1000m,3,以上油罐在拱顶内部必须采用加强肋板。,b.承压能力,不能承受很大压力，最大承压为,10kPa(1m,水柱,),，呼吸阀呼气压力为,2kPa(200mm,水拄,),。,c.设计特点,弱顶原则,:,罐顶和包边角钢之间按弱顶原则焊接。,目的,:,发生火灾时能容易掀掉罐顶，以避免火灾情况下因整个罐体烧塌而造成更大危害。,拱顶罐最大经济容积：,1,万方，过大，拱顶稳定性要求提高，单位容积耗钢量迅速增大，不经济，且过大的拱顶空间不能用来储油，反而增加了油品蒸发损耗。,10.内浮顶,在拱顶罐内增加了内浮盘，用于储存汽油。,主要作用,:,降低油品蒸发损耗，按美国石油学会,(API),试验报告，采用内浮顶后油品蒸发损耗可降低,85%,以上。,内浮盘特点:,a.因不用考虑雨水可能造成浮盘下沉，可以使内浮盘设计得比较轻巧；,b.目前广泛采用的装配式内浮盘可以避免罐区动火所可能产生的危险。,内浮盘形式:,钢浮盘，铝浮盘，不锈钢浮盘，玻璃钢，硬泡沫塑料，各种复合材料。,内浮顶主要结构:,立柱，浮盘，密封圈，静电导出装置，通气孔。,第二节油罐附件,一.油罐一般附件,a.盘梯和栏杆,b.人孔：,DN600,，中心距罐底,750mm,，在内浮顶罐情况下，沿高度方向相同距,1.8m,处还应设一个人孔。,安装人孔的目的,便于油罐安装、维修、清洗人员方便进出油罐、通风用，也有采光作用，故至少应有一个人孔设在透光孔对面。,安装：,与进出油管线相差不大于,90,度。,c.透光孔,DN500，设于罐顶，数目同人孔数相同，其中一个位于进出油管线上方，多于一个时则沿园周分布。,主要作用：,油罐安装检修时采光和通风用。,d.量油孔,DN150，一般为铸铁，为防止关闭孔盖时产生撞击产生火花，孔盖上镶嵌有铜、铝等软金属或塑料、耐油橡胶垫圈。沿内壁一侧装有铜或铝制导向槽，便于沿槽下尺以减少测量误差，并避免钢尺与侧壁摩擦产生火花。,注意,:,因量油孔启闭频繁，易受损漏气，应经常检查其垫圈的密封性。,e.进出油管线,形式,:,双线互用四阀，单线并用三阀。位于罐结构允许的较低处，罐内部份管线底缘距罐底大于,200mm,。,目的,:,充分利用油罐容积，避免底水和杂质随油放出。,连接：,罐外侧大多采用金属软管与厍区管线相连。,目的,:,适应油罐沉降需要,;,地震产生时可防止因罐管振动不协调导致管线或油罐破坏。,f.放水管及排污孔,g.保险阀门,进出油管线罐内一侧的备用安全装置，作用类似于安全阀，平时用钢索将阀盖吊起，处于开启状态，一旦油罐根阀毁坏，松刚开钢索，阀盖靠自身重力落下，并在油品静压下紧压在阀座上，以防止罐内油品外泄。,h.胀油管,两种:,第一种：,DN20,25,的管线，一端安装在进出油管道阀门外端，另一端连于罐顶，并与罐相通，顶端管线上设有安全阀。,第二种：,DN20,25,的管线，一端安装在进出油管道阀门外端，另一端连于油罐根阀内侧，两端之间设有单向阀或安全阀,。,胀油管安全阀设定压力,:,0.4,0.7MPa,。太小，收油时易发生混油事故，太大，难以保证管道安全。,作用：,防止在收发油作业停止、进出油阀门关闭后库区管线内存油因受热膨胀产生巨大压力导玫管道或管道法兰密封面破坏而造成漏油。,注意,:,用同一管道连接、储存相同油品的各油罐，只要装一根胀油管即可。,二.轻油罐专用附件,:,呼吸阀和阻火器,（1）.呼吸阀,:,机械式和液压式呼吸阀,安装呼吸阀目的,:,减少油品蒸发损耗,主要作用,:,在油罐收发油作业或因温差造成液面上方油蒸汽压力升高或降低时，通过呼阀或吸阀动作排出或吸入气体使油罐压力维持在允许水平，不致因油罐压力过大被胀坏或过小被抽瘪。,机械式呼吸阀分类及特点：,1.重力式机械呼吸阀,:,结构简单，但用于寒冷地区，时有发生阀盘冻结现象。,2.弹簧式机械呼吸阀,:,结构紧凑，体积小，重量轻，但长时间使用后弹簧易锈蚀，阀盘易变形，用于寒冷地区时易因弹簧冻结影响弹簧动作。,3.全天位候式机械呼吸阀,:,阀盘与阀座之间安有空气垫，使两者之间保持软接触，气密性好，不易结霜冻结，特别适用于寒冷地区。但软接触部分聚四氟乙烯因老化、变形、杂质浸入而致卡阻问题仍然存在。,4.浸油型弹簧式机械呼吸阀,:,在弹簧式机械呼吸阀基础上增加了盛油桶，弹簧及导向杆均浸于油中，用以解决阀盘、阀座和导向套筒锈蚀、冻结和卡阻失灵问题。,液压式呼吸阀,:,以沸点高、不易挥发、凝固点低的液体作为液封介质,(,如轻柴油、低粘润滑油、甘油水溶液或乙二醇等,),。,主要问题是,:,a.,液封,(,密封,),液易挥发致使密度增加数量减少；,b.,汽油蒸汽凝结进入液封,(,密封,),液致使密度变小；,c.,液封,(,密封,),液经常被吹掉。,所有这些因素均会影响液压式呼吸阀的正常安全使用，有些单位因此而取消液压式呼吸阀的使用，这是不对的，因为但虽经不断改造，机械式呼吸阀仍不能从根本上解决冻结、锈蚀、卡住问题，油罐吸瘪事故有所增加，液压式呼吸阀的双保险作用仍无可替代，只能通过加强日常管理解决上述问题。,呼吸阀主要结构,:,呼阀和吸阀,启跳压力,:,呼吸阀开始动作时的压力。,操作压力,:,呼吸阀达到规定通气量时罐内气体压力。,机械式呼吸阀之呼阀操作压力,:,A级,:,355Pa；,B,级,:,980Pa；,C,级：,1765Pa。,吸阀操作压力,:,A级,:,-295Pa;,B,级,:,-295Pa;,C,级：,-295Pa。,液压式呼吸阀之操作压力,:,比机械式呼吸阀操作压力大,5%,10%,。,安装：,每一拱顶罐应同时安装机械式和液压式呼吸阀，且两者应安装在同一高度。,原因,:,双保险，即正常呼吸动作由机械式呼吸阀负责，当机械式呼吸阀因锈蚀或冰冻造成失灵时液压式呼吸阀动作以确保油罐安全。,呼吸阀选用原则：,按油罐大小和最大收发油量确定呼吸阀直径。,呼吸阀选用表,进出油量,/m,3,/h,呼吸阀公称直径和数目,小于,50,DN50，,1,个,51,100,DN100，,1,个,101,150,DN150，,1,个,151,250,DN200，,1,个,251,300,DN250，,1,个,301,500,DN200，,2,个,501,700,DN250，,2,个,按上述方法选择后应考虑增加,20%,的余量。,为保证油罐安全，夏季高温季节因易突发暴雨情况，应高度关注此种情况下拱顶油罐呼吸阀情况，很多油罐吹瘪事故大多发生在此阶段,(,举例,),。,（2）.阻火器,作用,:,防止火焰、火花穿过呼吸阀或安全阀引起罐内油蒸汽着火或爆炸。,安装,:,安装在,罐顶呼吸阀和安全阀下面。,组成,:,壳体和滤芯两部份组成，滤芯是阻止火焰传播的主要构件。,第四章阀门,油库常用阀门：,四大类，即,:,截断阀类，止回阀类、安全阀类、调节阀类。,截断阀类,:,闸阀、截止阀、隔膜阀、旋塞阀、球阀、蝶阀等。,主要用以截断或接通介质。,止回阀类,:,单向阀。,主要用于阻止介质倒流。,安全阀类,:,各类安全阀，包括弹簧式安全阀、液压安全阀、机械 式呼吸阀、液压式呼吸阀等。,主要用于超压安全保护。,调节阀类,:,调节阀、节流阀、减压阀。,主要用于调节介质流量、压力等。,常用阀门特点及选用,闸阀,:,在油库中广泛被应用。,优点,:,1.,能平稳较正确调节流量，流动阻力小,;,2.,介质流动方向不受限制,:,3.,启闭力矩小,；,4.,密封面受冲蚀情况比截止阀小,;,5.,结构简单，长度小，铸造工艺性能好。,缺点,:,1.,因开启度大，竖向安装尺寸大；,2.,开启过程密封面间有摩擦，磨损量大，且易产生擦伤。,选用,:,主要用作截断介质用，不宜作为调节阀用，以免密封面受损影响密封性能。,系列,:,公称直径,:DN15,1800mm,，公称压力,:PN1,32Mpa,。,安装,:,无方向性，可安装于水平管段或垂直管段。,截止阀,特点,:,1.结构简单，制造、维修方便,;,2.启闭时阀瓣与阀座无相对滑动，密封面磨损及擦伤轻，密封性好,;,3.介质流动方向受限，只能单向流动,;,4.启闭力矩大，启闭较费力，尤其关闭时，因阀瓣运动方向与介质作用力方向相反，这也是为什么其最大通径仅为,DN200mm,。,5.因阀内介质通道曲折，故流动阻力大。,选用:,只供截断介质通道用，不宜用作调节压力流量用。,系列,:,DN3,200mm,，,PN0.6,32Mpa,。,安装,:,1.注意进出口方向,;,2.主要安,装,于水平管道，阀瓣对中性好的截止阀可安装于垂直管道。,球阀和旋阀,优点,:,1.中小口径，结构简单，体积较小，重量轻,;,2.流动阻力小,;,3.启闭迅速，启闭力矩小。,参数系列,:,DN15,700mm,，,PN1.6,32MPa,。,用途：,因流动方向不受限制，启闭迅速方便，故主要用作紧急切断。,止回阀,(,单向阀,),属自动阀，启闭动作由介质自身能量驱动。,主要类型,:,升降式,(,常用,直通式和立式,),、旋启式、蝶式、底阀。,凡不允许介质倒流的场合必须安装止回阀。,系列,:,DN10,1800mm,，,PN0.25,32MPa,。,安装,:,1.直通式升降止回阀应安装于水平管路；,2.立式升降止回阀和底阀必须安装于垂直管道；,3.旋启式止回阀安装位置不受限制，通常安装于水平管路，但也可以安装于垂直或倾斜管路；,4.安装时应注意方向。,安全阀,最常用安全阀为弹簧式安全阀。,