某分配油庫工藝設(shè)計——鐵路發(fā)油工藝設(shè)計
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1、重慶科技學(xué)院課程設(shè)計 目錄 重慶科技學(xué)院 《油氣儲存技術(shù)》 課程設(shè)計報告 院(系):石油與天然氣工程學(xué)院 專業(yè)班級: 油氣儲運(yùn) 學(xué)生姓名: 天仙 學(xué) 號: 設(shè)計地點(diǎn)(單位) K801 _ _ __ _ 設(shè)計題目: 某分配油庫工藝設(shè)計一一鐵路發(fā)油工藝設(shè)計 完成日期:年 月日 指導(dǎo)教師評語: 成績(五級記分制): 指導(dǎo)教師(簽字): 目錄 1總論 1 1.1 設(shè)計原則 1 1.2 設(shè)計內(nèi)容及要求 1 1.2.1 設(shè)計內(nèi)容 1 1.2.2 設(shè)計要求 1 2設(shè)計工況 2 2.1 油庫基礎(chǔ)資料 2 2.2 油品基礎(chǔ)資料 2 2.3 裝卸區(qū)工藝計算 3
2、 3.1 鐵路油罐車車位數(shù)的計算 3 3.2 作業(yè)線的布置、棧橋長度的確定 4 4工藝管線的計算 5 4.1 卸油時間的確定 5 4.1.1 業(yè)務(wù)流量 5 4.1.2 卸油時間 5 4.2 管徑的計算與選型 6 4.3 管線長度的確定 7 4.4 管路的阻力損失計算 9 5設(shè)計結(jié)果 12 參考文獻(xiàn) 13 重慶科技學(xué)院課程設(shè)計 總論 1總論 1.1 設(shè)計原則 本油庫是一座分配油庫,油庫儲存有 93#汽油、97#汽油、0#輕柴油、10#輕柴油。 本油庫設(shè)計貫徹執(zhí)行國家有關(guān)的方針政策,做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、生產(chǎn)安全、 管理方便、確保油品質(zhì)量、減少油品損耗、防
3、止環(huán)境污染、節(jié)約用地、節(jié)約能源。油庫 庫址選擇在交通方便,有條件接軌的地方,以便鐵路運(yùn)輸。在庫址設(shè)計中盡量節(jié)省用地, 同時保證生產(chǎn)能正常運(yùn)行、管理方便、確保安全,同時滿足設(shè)計規(guī)范。 1.2 設(shè)計內(nèi)容及要求 1.2.1 設(shè)計內(nèi)容 ①鐵路卸油方式; ②貨位個數(shù); ③專用線長度; ④確定卸油時間; ⑤卸油管線的水力摩阻。 1.2.2 設(shè)計要求 ①設(shè)計計算參數(shù)正確,工藝流程合理。 ②設(shè)備選型合理,工藝流程圖以及相關(guān)圖紙繪制正確。 ③設(shè)計報告條理清楚,有邏輯性;論文中不能出現(xiàn)錯別字等。 -1 - 重慶科技學(xué)院課程設(shè)計 鐵路裝卸區(qū)的工藝計算 2設(shè)計工況 2.1 油庫基
4、礎(chǔ)資料 某分配油庫的油品性質(zhì)如表1-1所示。管道來油,油品由鐵路和汽車油罐車運(yùn)出。 該地區(qū)平均氣溫為16C,最冷月平均溫度為6C,最熱月平均溫度為39C,日最低 氣溫為-2C,最高氣溫為41 C。當(dāng)?shù)卮髿鈮?59mmHg年平均降雨量1500mm地下最低 動水位:-4m,最高動水位:-2.2m。碼頭水深15m 由本組第一位同學(xué)設(shè)計出的數(shù)據(jù)得到:本次設(shè)計的分配油庫為二級油庫,周轉(zhuǎn)系 數(shù)K=& 2.2 油品基礎(chǔ)資料 表2.1油品基本資料 序號 油品名稱 密度 年銷量 種類 規(guī)格 1 車用汽油 97# 0.730 70000 2 車用汽油 93# 0.730
5、 60000 3 輕柴油 0# 0.830 20000 4 輕柴油 10# 0.830 10000 -5 - 3鐵路裝卸區(qū)的工藝計算 由于該油庫經(jīng)營的油品為97#汽油,93#汽油、0#輕柴油和10#輕柴油,均為輕油, 采用上部卸油。上部卸油是將鶴管端部的橡膠軟管或活動鋁管,從油罐車上部的人孔插 入油罐車內(nèi),然后用泵裝卸或者自流裝卸。對于該分配油庫選擇泵裝卸油品,用泵裝卸 油品,是將從油罐車內(nèi)卸出的油品直接泵送到儲油罐,不經(jīng)過零位罐減少油品損耗。 3.1鐵路油罐車車位數(shù)的計算 根據(jù)本次設(shè)計的具體情況,決定選擇G50型輕油罐車,自重為22t,標(biāo)記載重為50t,
6、 有效容積為50m3,機(jī)車牽引定數(shù)為3400t。 由《油庫設(shè)計與管理》課本可知,某種油品一次到庫的最多油罐車數(shù)為 n,可按下 列公式計算 KG n 二 360Vp (式 3-1) 式中G—該種油品的年周轉(zhuǎn)額,t; p—該種油品的密度,y 3 ; K—收發(fā)波動系數(shù),一般取K=2~3; V——輛油罐車的容積,m3。 各種油品一次到庫的最多油罐車數(shù)計算如下:取 K=2 97#汽油:n1=^^= 3父70000—16 故油罐車車位數(shù)為16 1 36CV: 360 50 0.73 93#汽油:n2=*l= 360000 /4 故油罐車車位數(shù)為14 360V: 360 50
7、0.73
0#輕柴油:n3 =* J = 3父20000之4 故油罐車車位數(shù)為4
360V: 360 50 0.83
10#輕柴油:n4 == 310000 球2 故油罐車車位數(shù)為2
360V: 360 50 0.83
由上可得,油庫一次到庫的最多油罐車數(shù)為 in = n〔 +1十%十露=36
并按下列公式
由于一次到庫的最多油罐車數(shù)還取決于鐵路干線上機(jī)車的牽引定數(shù),
計算
鐵路干線機(jī)車牽引定數(shù) 油罐車自重?標(biāo)記載重
(式 3-2)
則有
3400
n = = 47.2
22 50
由于工n 8、位數(shù)為36
綜上,鐵路裝卸輕油所需要的鶴管數(shù)為 36根。
3.2作業(yè)線的布置、棧橋的長度確定
由于一次到庫的最多油罐車數(shù)量為 36,采用雙股作業(yè)線。布置方案如下:
鶴管間距間距為12ml鶴管方式為專用單鶴管。將97好用汽油和10#輕柴油布置在 一股鐵路作業(yè)線上;93好用汽油和0#輕柴油布置在另一股鐵路作業(yè)線上,均為車用汽 油在前,輕柴油在后。
鐵路作業(yè)線長度可由下式計算:
L = L1 L2 nl = L1 L2 L3
(式 3-3)
式中n一油品一次到庫的最大油罐車的總數(shù),若采用兩股作業(yè)線時,取一次到庫最大油 罐車數(shù)的一半;
I 一 —輛油罐車的兩端車鉤內(nèi)側(cè)距離,mi; 9、
II 一作業(yè)線起端第一輛油罐車始端的距離,一般取 10ml
L2一作業(yè)線終端車位的末端至車檔的距離,一般取 20m
根據(jù)上式可得:
作業(yè)線長度為:L =10 20 18 12 =246m
棧橋長度計算:L棧=』21L = g21 12 = 210m
重慶科技學(xué)院課程設(shè)計 工藝管線的計算
4工藝管線的計算
4.1確定卸油時間
4.1.1業(yè)務(wù)流量
根據(jù)實(shí)際情況,業(yè)務(wù)流量計算公式如下:
(式 4-1 )
97#汽油:
Q =—
70000
0.73 350 8
=34%
93#汽油:
Q=-G
60000 3
=29.4m . 0.73 350 8 10、 h
0#輕柴油:
20000 =8.6m3h
0.83 350 8 h
G 10000 3
10# 輕柴油:Q= = =4.3mZ
7T 0.83 350 8 h
選取油庫中最大流量作為每種油品的業(yè)務(wù)流量,則 Q = 34m3ho
4.1.2卸油時間
鐵路部門對油庫卸油時間具有一定的要求。一般情況下,大中型油庫具有每小時卸
4-6節(jié)槽車的規(guī)定,本油庫以每小時卸 6節(jié)槽車計算,所以Q=34M6 =204m%。
(式 4-2)
裝車時間為:t-Wa/Th
34
4.2管徑的計算及選型
分配油庫中每種油品的吸入管路和排出管路經(jīng)濟(jì)流速,如下所示
-11 -
11、表4.1油品的經(jīng)濟(jì)流速和運(yùn)動粘度
油品名稱
運(yùn)動粘度
吸入管經(jīng)濟(jì)流速
排出管經(jīng)濟(jì)流速
97#
1.4
1.5
2.5
93#
1.4
1.5
2.5
0#
5.2
1.3
2.0
10#
5.2
1.3
2.0
根據(jù)油庫基礎(chǔ)資料查得四種油品在其對應(yīng)溫度下的最大粘度, 再由油品的粘度查表 可得各自輸油管線吸入管路和排出管路的經(jīng)濟(jì)流速
表4.2同粘度油品在管路中的經(jīng)濟(jì)流速
粘度
經(jīng)濟(jì)流速(m/s)
運(yùn)動粘度,
10-6 m/S)
條件粘度
吸入管路
排出管路
1-2
1-2
1.5
2.5
2-28
2-4
1.3
2. 12、0
28-72
4-10
1.2
1.5
72-146
10-20
1.1
1.2
146-438
20-60
1.0
1.1
438-977
60-120
0.8
1.0
管線內(nèi)徑計算公式如下:
汽油吸入管線的管徑
式 4-3)
4 204
3.14 3600 1.5
=0.220m
汽油排出管線的管徑:d = 4Q ;——4 204——:0.170m
二 3.14 3600 2.5
輕柴油吸入管線的管徑:d = . 4Q ,——4 204—— 0.236m
二 3.14 3600 1.3
輕柴油排出管線的管徑:d=. 4Q = 13、- 4 204 = 0.190m
二: ,3.14 3600 2.0
根據(jù)《石油庫設(shè)計手冊》選取標(biāo)準(zhǔn)管徑 ,并按照規(guī)定集油管比吸入管大一個級別。
鶴管管徑選①108 X 4的無縫鋼管。
根據(jù)《油庫設(shè)計與管理》得到集油管、輸油管管徑的參考表,如下所示:
表4.3管徑參考表
卸車流量n3/h
輸油管直徑,
mm
集油管直徑,
mm
220-400
250
300-400
120-220
200
250-300
80-120
150
200-250
根據(jù)本油庫實(shí)際情況決定,輸油管直徑選擇 200mm集油管直徑選擇250mm 所以,管路直徑選擇為:
表4.4各 14、種油品的管路直徑選擇
油品名稱
鶴管(mm
集油管(mm
吸入管(mm
排出管(mm
97#汽油
①108
①273
①219
①194
93#汽油
①108
①273
①219
①194
0#輕柴油
①108
①273
①219
①194
10#輕柴油
①108
①273
①219
①194
4.3 管線長度計算
計算管道長度之前,應(yīng)先要確定管路的當(dāng)量長度和幾何長度。
各作業(yè)線各設(shè)集油管,共2根,長度與棧橋相同,L=210m
因為油罐選擇為97#汽油兩個罐,93#汽油兩個罐,0#柴油三個罐,10#柴油兩個
罐,所以97#汽油有兩 15、根吸入/排出管,每根長度為L=25m 93#汽油有兩根吸入/排出
管,每根長度為L=40m 0#柴油有三根吸入管,每根長度為 L=25m 10#柴油有兩根吸
入排出管,每根長度為L=25m
每種油品各設(shè)一根輸油管,長度 L=20m
管路中各閥件選擇與數(shù)量如下所示:
表4.5管路閥件數(shù)量
名稱
鶴管
集油管
吸入排出管
輸油管
90彎頭
-
-
-
-
轉(zhuǎn)彎二通
-
1
-
-
油泵入口
-
-
3
-
油罐入口
-
-
2
-
輕油過濾器
-
-
1
-
止回閥
-
-
1
-
Dg100全開閘閥
1
-
16、
-
-
Dg150全開閘閥
-
1
2
1
因為本油庫中,鶴管采用專用用單鶴管式,數(shù)量為 36個,選擇Dg100-I型輕油卸
油鶴管。這種鶴管距軌面約5m,吸油管長為3.7m,總體長度約為8m
表4.6各部件的當(dāng)量高度
名稱
L/ 7d
90沖制彎頭
28
Dg100閘閥
9
止回閥
70
轉(zhuǎn)彎二通
4.5
輕油過濾器
77
油泵入口
45
油罐出口
40
Dg150全開閘閥
4.5
Dg80全開閘閥
18
所以,各部件當(dāng)量長度為:
鶴管:Ldd =9m
Ld -9 0.1 -0.9m
集油管:Ldd=45m
Ld 17、 = 45 0.2 = 9m
輸油管:Ldd".5m
Ld =4.5 0.2 =0.9m
吸入排出管:Ld 23 2 45 4.5 2 77 340 = 517m
Ld=517 0.2 = 103.4m
4.4 水力摩阻計算
管路的沿程摩阻損失hr可由達(dá)西公式計算:
hr
d 2g
式 4-4)
式中L一管路長度,m;
D —管內(nèi)內(nèi)徑,m;
V 一平均流速,m/s;
G一重力加速度,m/s2 ; 九一水力摩阻系數(shù)。
而上式中,
=f(R,)
其中,雷諾數(shù)
dv
4Q
(式 4-5)
相對粗糙度
2_
d
18、(式 4-6)
式中u—運(yùn)動粘度,m2/s :
Q —體積流量,m3/s :
^一絕對粗糙度,m.
表4.7摩阻系數(shù)
Rev 2000
、64
九=—
Re
2000V Rev 3000
0.16
J Re
3000 V Rev Re1
、0.3164
九一 4
J Re
Re1< Re 19、;
平均流速計算公式如下:
以97#汽油為標(biāo)準(zhǔn)計算,
4Q
二d2
3
(式 4-7)
Q =54m h =0.015m s
,=1.4 10-6
所以v=荒答=1.91% (鶴管),
4 0.015
v2 = 2
3.14 0.2
4 0.015
=0.48ms (集油管、輸油管、吸入排出管)
Re 二
3.14 0.1 1.4
= 0.136 105 =13600
所以屬于水力光滑區(qū)
(式 4-8)
0.3164 4 Re
所以■ 0.029
管路長度:
% = 8 0.9 16 = 142.4m
L 集=210+9 = 21 20、9m
L 輸=20+0.9 = 20.9m
L 吸=25+103.4 = 128.4m
由式4-3可得各管路的水力摩阻:
一 - 2
142.4 1.91
h鶴=0.029 = 57 m
0.1 2 9.8
一 一 一 2
219 0.48 hn =0.029 —— =0.38m
0.2 2 9.8
一 一 一 2
20.9 0.48
h 輸=0.029 —— - 0.26m
0.2 2 9.8
h 吸=0.029
128.4
x
0.2
0.482
2 9.8
=1.61m
由沿程摩阻和局部摩阻求和可得 97#汽油管路的總水力摩阻損失 21、為:
hz =57 0.38 0.26 1.61 1.61 -60.86m
同理,可求得93#汽油、0#柴油、10跺油的管路的水力摩阻:
表4.8管路水力摩阻
名稱
97#
93#
0#
10#
鶴管,m
57
49.88
14.25
7.13
集油管,m
0.38
0.38
0.38
0.38
輸油管,m
0.26
0.26
0.26
0.26
吸入排出管,m
3.22
3.22
4.83
3.22
總摩阻,m
60.86
53.74
19.72
11
重慶科技學(xué)院課程設(shè)計 設(shè)計結(jié)果
5設(shè)計結(jié)果
根據(jù)設(shè)計原則及要 22、求計算,本次設(shè)計結(jié)果如下:
(1)鐵路卸油方式:均為上部卸油
(2)貨位個數(shù):一次到庫最多車輛 36輛,貨位個數(shù)為36
(3)作業(yè)線長度:雙股作業(yè)線作業(yè),長度均為 236mm
棧橋長度為210m
⑷ 確定卸油時間:97#汽油:1.47h ;
93# 汽油:1.7h;
0# 柴油:5.8h;
10# 柴油:11.6h o
(5)卸油管線的水力摩阻:97#汽油總摩阻為60.86m;
93#汽油總摩阻為53.74m;
0#輕柴油總摩阻為19.72m;
10#輕柴油總摩阻為11m
-13 -
重慶科技學(xué)院課程設(shè)計 參考文獻(xiàn)
參考文獻(xiàn)
[1]郭光臣,董文蘭,張志廉.油庫設(shè)計與管理[M].東營:中國石油大學(xué)出版社,1994
[2]馬秀讓等.油庫設(shè)計使用手冊[M].北京:中國石化出版社,2009
[3] GB50074-2002 中國石油化工集團(tuán)公司[M].石油庫設(shè)計規(guī)范
[4] 黃春芳:等.《油氣管道設(shè)計與施工》.北京:中國石化出版社, 2008
[5]樊寶德,朱煥勤.油庫設(shè)計手冊.北京:中國石化出版社, 2007
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