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油品如何装卸及输送
发布时间:2025/9/12 17:01:27 353人看过 字号:大 中 小
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油品输送除管道直输外,还有水运、铁路、公路运输几种形式。大宗原油主要靠管道和水运输送。目前我国成品油输送中,铁路约占50%,水运约占20%,公路约占23%,管道直输大约占7%,后者已在上节讨论。本节主要介绍铁路、水运和公路输送的装卸设施。
一、铁路装卸设施轻油装卸设施由输油设备、真空设备和放空设备组成。如图8-23所示,输油设备用于输转油罐车与储油罐内的油品,包括装卸油鹤管、集油管、输油管和输油泵等。真空设备的作用是抽气引油罐泵和收净油罐车底油,即扫舱,包括真空泵、真空罐、真空管道和扫舱短管等。在装卸完毕后,放空设备将管线中的油品放空,以免输送其他油品时造成混油或易凝油品冻结于管线中。
图8-23轻油装卸系统
1—装卸油鹤管;2—集油管;3—输油管;4—输油泵;5—真空泵;6—放空罐;7—真空罐;8—零位油罐;9—真空管;10—扫舱总管;11—扫舱短管润滑油多采用上装下卸,选用吸入能力较强的齿轮泵或螺轩泵,不需要真空设备。一般以盘管加热油品。寒冷地区,润滑油罐车到库后可至暖房加热后再卸油。暖房内设有供热或加热设施。
铁路装卸油常用设备很多,常用的鹤管和卸油臂都是连接铁路罐车与集油管的设备。人工操作或液压传动使鹤管伸入罐车内或使卸油臂接口与油罐车下卸接口相连。为了减轻劳动强度、减少启动时间并满足工艺需要,要求鹤管和卸油臂操作灵活、密封性好、可靠耐用、有效工作半径大。
固定式万向鹤管由钢制立管、横管、铝制短管、旋转接头、平衡重锤等组成,如图8-24所示。装在立管上的旋转接头使鹤管能够水平旋转。横管固定在可以旋转的活动杠杆上,并用橡胶软管与立管相连。升降横管即可将短管插入车内或取出。横管和短管由特制法兰连接。松动法兰的螺栓,短管则自然铅垂。铝制短管质量轻,并可避免碰撞时产生火花。平衡重锤用于减轻劳动强度。该鹤管结构简单、质量较轻、操作方便、转动灵活,可减轻劳动强度、减少辅助作业时间。自重力平衡式鹤管是人工操作的装卸油设备。采用压缩弹簧平衡器与鹤管自重力矩平衡,能旋转360°,用于栈桥两旁的油罐车的油品装卸。
图8-24固定式万向鹤管
1—集油管;2—立管;3—短管;4—旋转接头;5—横管;6—法兰;7—活动杠杆;8—平衡重锤卸油臂也称下卸鹤管,用于原油罐车下部卸油,如图8-25所示。卸油臂设有水平活节和垂直活节,操作比较灵活方便,有效工作范围大,便于油罐车对位。
图8-25卸油臂
1—卡口快连接头;2—耐油胶管;3—胶管接头;4—旋转接头;5—钢管栈桥是铁路油罐车装卸油作业的操作平台,也是装卸油系统管道集中安装的部位,如图8-26所示。大、中型油库均采用双侧栈桥,只有一次来车量很少的小型油库才使用单侧栈桥。栈桥一般1.5~2m宽,台面高出轨面3.5m,设有安全栏杆,两端及适当位置有上、下栈桥的梯子。栈桥到罐车顶之间常设吊梯或其他形式的踏板,以便操作人员上、下油罐车。
图8-26铁路栈桥示意图
1—铁路;2—栈桥;3—油管;4—鹤管润滑油卸油场地一般靠近粘油卸油泵房,以减少油品流动距离及流动阻力。桶装作业平台一侧靠近铁路作业线,另一侧直接通向桶装油品仓库。桶装平台一般需要足够的场地以备临时堆放油桶。
铁路油罐车是散装油品铁路运输的专用车辆,分轻油和粘油罐车两类。载重量有50t、52t、60t、62t等,目前国内大多使用50t和60t两类。油罐车由罐体、油罐附件、底架和走行部分组成。罐体是两端为准球形头盖的卧式圆筒。罐顶上的空气包用来容纳因温度升高而膨胀的油品。空气包上有一带盖人孔,附近设有平台。罐车内外有扶梯,供操作人员登车和进入罐内。罐的底部略有坡度,以便底油向集油窝汇集。
轻油罐车运输汽油、煤油、柴油等轻质油品。罐体一般涂成银白色。国产G50型轻油罐车总容积52.5m3,有效容积50m3。罐体或空气包上装有一个进气阀和两个出气阀,以减少途中的呼吸损耗并保证安全。粘油罐车大多数设有加热和排油装置,外表通常涂成黄色或黑色。
油库铁路专用线是沟通油库与国家铁路网的重要设施,可分成库内线和库外线。大都委托铁路部门维护和管理。
库内作业线敷设成零坡度直线,一般位于油库边缘区的最低或最高处。有三种布置形式,如图8-27所示。对于油品种类较多、收发频繁的油库,常设置三股作业线,利于安全防火,但占地面积大、投资较多。对于经营品种比较单一的油库或中、小型油库,常设置两股作业线或单股作业线。轻油散装、粘油散装和桶装作业线分段布置,其间保留一定的安全缓冲段。由于火灾危险性较大,轻油作业线常放在最前端,以便于牵引轻油罐车;粘油装卸作业量少,每次作业时间长,其作业线设置在尾部。单股或双股作业线调车不方便,轻、粘油装卸作业互相干扰,发生火灾时不能将粘油罐车及时引出库区,不利于油库安全,尤其是单股作业线。只有容量很小的油库或因地形限制不能建二股或三股作业线时,才采用单股作业线。
图8-27铁路库内线布置形式
Ⅰ—润滑油作业线;Ⅱ—轻油作业线;Ⅲ—轻油与桶装油共用作业线;Ⅳ—桶装油装卸台汽油、煤油、轻柴油的装卸作业线通常与重油、润滑油的作业线分开设置。当合用一条线时,相邻鹤管间要留24m以上的安全距离。桶装与散装油品合用作业线时,相邻桶装、散装油品车位净距不小于10m。两条铁路作业线共用一座栈桥或一排鹤管时,两条作业线中心线距离不大于6m。
二、铁路装卸油工艺1.管道系统鹤管与集油管的连接方式有三种,如图8-28所示。(1)专用单鹤管式,用于装卸质量要求较高的油品。集油管布置在铁路作业线的一侧。(2)两用(多用)单鹤管式,每一个鹤管分别和两条(多条)集油管相连,可以同时装卸两种(多种)油品。常用于汽油、柴油的装卸系统中。一股作业线时,鹤管间距为12m或12.5m。若有两股作业线,集油管设置在两股作业线之间,鹤管间距为6m或6.25m。(3)双鹤管式每组有两个鹤管,分别与各自的集油管线相连,每组鹤管的间距为4~6m。适用于品种多而收发量小,但产品质量要求较高的油品,如润滑油等。
图8-28鹤管与集油管的连接方式
集油管是鹤管的汇集总管,在集油管中部引出一条输油管与输油泵相连。集油管通常自端部下坡向输油管接口,输油管宜下坡向泵房。以一定坡度保证装卸作业结束后积存在管路中的油品能够自流放空。
2.装卸油工艺装卸油工艺分为上部卸油、下部卸油、自流装车和泵送装车等工艺。
上部卸油是将鹤管端部的橡胶软管或活动铝管从上部人孔插入油罐车内,用泵或虹吸自流卸车。如图8-29所示,泵卸油工艺要求泵吸入系统充满油品,任何部位都不产生气阻断流现象,必须配有真空泵以满足灌泵和抽吸底油的要求。某些大型油库储油区和装卸区距离较远、高差较大,卸油泵必须扬程高、排量大,投资也大。因此,常采用图8-29(a)中实线所示流程。其卸油泵选用大排量、低扬程,以便快装快卸;输转泵采用小排量、高扬程,可节省投资,适合罐区较低较远的中转油库。用泵卸油的优点是油罐车卸出的油品
图8-29上部卸油工艺
直接泵送至储油罐,不经过零位罐可减少油品损耗;缺点是必须设置高大的鹤管、栈桥和真空系统等,设备多、操作复杂,高温时易形成气阻,影响正常卸油。油罐车液面高于零位油罐并具有足够的位差时,可采用虹吸自流卸油,如图8-29(b)所示。该工艺所用设备少、操作简单,但增加了零位油罐,多一次输转,增加了油品的损耗,且必须具备抽真空或鹤管虹吸的设备。
图8-30所示是利用潜油泵进行油品的上卸。潜油泵通常安装在卸油鹤管的软管末端。泵和电动机共装于密闭的外壳中,电机被油罐车内的油品冷却。此法灵活有效、能克服气阻,适用于野外作业。
图8-30潜油泵卸油工艺
1—卸油鹤管;2—集油管;3—潜油泵;4—电缆下部卸油系统如图8-31所示,目前广泛用于接卸粘油。用橡胶管或铝制卸油臂连接罐车下卸器与集油管。该系统地面建筑少、操作方便,能克服上部卸油的全部缺点。
图8-31下部卸油系统
1—油罐车下卸器;2—软管;3—集油管;4—油泵我国有很多储备油库建造在山区,储油区大多高于装卸区。高差满足要求时,均采用自流装车,如图8-32(a)所示。自流装车投资省、经营费用低、不受电源影响、安全可靠。若油库高差过大,可在中间加设缓冲罐以实现稳定自流,保证计量精度。缓冲罐的个数、位置及容量大小由计算确定。
图8-32自流装车与泵送装车
地形不具备自流装车条件的油库,大都采用泵送装车,如图8-32(b)所示。
三、水运装卸油码头水运的显著优点是大运量时运费低,而且运费随运距的变化不大。油轮的运输成本随其吨位的增大而降低,如表8-5所示。但受到地理条件的限制,发油、收油点要有足够装卸能力的港口。难以控制的外界因素对水运的影响大。水运包括沿海和内河运输。内河水运又可分为大型和中、小型河流的油品运输。大型河流河面宽、水流急、位差大,如长江等。中、小型河流如江南众多的湖泊、河网、运河等。
油轮运输成本与载重量的关系装卸油码头是供油船装卸、停泊的油库专用码头。根据油库所在地理环境及船舶性能分为几类。
1.近岸式固定码头近岸式固定码头利用自然地形沿岸建筑,其整体性好、结构坚固耐久、施工作业比较简单,但风浪较大时,不利于油船停靠作业,不适合落差较大的内河。
内陆小型河流及湖泊泥沙淤积少、便于疏浚,河面窄、流量小、落差小,又无大的风期,运输船只也小,以沿岸式码头为主,装卸油码头也不例外。沿岸用石块砌筑或水泥浇注一段防护堤,堤面与地面相平,即可作卸油码头用。图8-33所示是一种沿海装卸油码头。
图8-33沿海固定式码头
2.近岸式浮码头近岸式浮码头由趸船、趸船锚系、支撑设施、引桥、护岸设施、浮动泵站及输油管等组成,如图8-34所示。趸船能随水位升降,在沿海及内陆大江河中应用广泛。趸船常用钢质和水泥两种。引桥一般采用钢结构,宽度不应小于2m。当趸船离岸较远时,除活动引桥外,还可加设固定引桥。
图8-34浮码头
内陆长江、大河沿岸有的油库浮码头采用小型垫挡趸船加跳板代替引桥。某些油库采用导轨及卷扬机牵引小型操作平台。装有卸油设备的平台在卷扬机牵引下,可随水位变化升降到适当位置,并利用油船甲板进行装卸作业。导轨牵引式码头作用与浮码头类似,但更适于作坡陡、岸高处的小型油库的卸油码头。
3.栈桥式固定码头近岸式码头可供停泊的油船吨位都不大。目前万吨以上的油轮多采用栈桥式固定码头,如图8-35所示。栈桥式固定码头借助引桥将泊位引向深水区。引桥作人行和敷设管道之用;工作平台用于油品装卸操作;靠船墩上加装护木或橡胶保护物,用于靠船、系船。沿海
图8-35栈桥式固定码头
1—栈桥;2—工作平台;3—卸油架;4—护木;5—靠船墩;6—系船墩;7—工作船;8—油船大型油码头多属此类。沿海油库还常见一种近岸引桥式固定码头。这种码头比栈桥式固定码头引桥短、更简单,泊位水位不很深,可供中、小型油轮装卸作业用。
四、码头装卸油工艺及设施码头装卸油工艺及设施与其相应的运输工具——油船的性能有关。油船分为油轮和油驳。油轮有自航能力,并以自带动力进行装卸油作业,结构如图8-36所示。油驳无自航能力,依靠拖轮航行,只能用油库的油泵进行装卸。万吨油轮主要用于沿海原油运输。成品油的沿海和内河运输多以3000t以下的油轮为主,也有1000t级的自用油轮船队在沿海和内河从事航运。
图8-36油轮结构示意图
1.海运码头装卸油工艺及设施沿海油库油品运输以油轮为主。油轮配有装卸油设备,故海运装卸油码头一般不设泵房,只有输油管道及辅助管道。油罐区较远的,所需中转泵房也设在岸上以节省投资。
海运码头输油管道工艺比铁路装卸油工艺简单。大多数专管专用,也可根据生产需要设计成互为备用的工艺流程。活动引桥管道接头处与油轮管系的连接部位,一般采用耐油橡胶软管。水运码头的输油管,必须在岸边适当部位设置机械强度较高的总控制阀,以便意外发生时防止油品进入水域。
辅助管道包括自来水管、船用燃料油管、压舱水管及消防管系。自来水管提供油轮生活用水及其他用途的淡水。船用燃料油管输送油轮动力油及生活用燃料油。油轮空载航行时需要压舱水。压舱水管可以导向污水处理装置,净化后进入专用水池或排入大海。消防管系主要由供水导管和消防泡沫管组成。
沿海油库一般都设有发油码头,也可向渔船等供应油品。发油码头可专设或与装卸油码头共用。发油以加油枪灌装柴油为主。输油臂是水运码头装卸油品的专用设备。
2.内陆大河油库码头装卸油工艺及设施内陆大河油品运输工具有油轮和油驳。由于油驳只能依靠岸上油泵卸油,码头上必须设有卸油系统以及用于灌泵和清舱的真空系统。为了保证吸入条件,泵房必须设在趸船上以使卸油泵尽量接近油驳。有些趸船泵房还设有通风及消防系统。内陆大河油库码头的管道连接工艺和要求与海运油库码头相同。
3.江南内陆水网油库码头装卸油工艺及设施我国江南有众多中、小型河流组成的水网,可用于油品运输。油库往往依城镇建造在河边。而城镇所在水网带一般都为沃野良田,对土地的利用率要求较高。再加上中、小型河流自身的特点,大量的桶装油品都用船只运输,所以码头形式与海运及大河油库码头有较大的区别。因中、小河流的油品运输均以小型无动力驳船为主,沿岸油库码头必须设卸油泵房,也设桶装油品吊运机械。不少用户自有船只,习惯用船来油库提油,因此还设有发油设备。装卸油工艺及码头布置有其鲜明的特色和特殊要求:工艺设施较为集中,区域内各设施及场地布置紧凑。
五、公路发油工艺及设施公路发油是油库发油作业的主要形式,包括发油工艺、灌装设备、发油台、发油区平面布置等。它们相互联系,必须根据实际情况因地制宜,整体认识。
1.汽车发油工艺汽车发油工艺是指对油罐汽车或用户汽车车载油桶进行灌装发油的工艺流程。有自流发油和泵送发油两种基本工艺。油库发油区应具有发放各种散装油品的功能。
自流发油工艺是将油罐置于一定高度,利用位能实现自流作业的工艺。其一是利用自然地形高差进行自流发油作业,适于有自然地形可利用的山地油库。其二是先将油品泵入人工设立的高架罐,然后再发油。设高架罐占地多、投资大,且增加了输转环节及大小呼吸损耗,也容易发生跑、冒事故,一旦着火不易扑救,影响范围大,将被逐渐淘汰。
自流发油工艺适于汽油、煤油、柴油等轻油的发油作业。油罐相对高度不宜过大,流速过大会使静电量增加,易产生较大的水击压力而损坏设备。而相对高差过小又会影响发油计量精度。油罐底板高度应等于发油管系出口高度与最小工作流量下的总水力摩阻之和。若油罐位置低于发油口,罐内部分油品将得不到充分利用。
泵送发油工艺是用泵直接从油罐向外发油的工艺。与高架罐自流发油工艺相比,轻油泵送发油工艺占地少、投资小、油品损耗低。计算机自动控制发油工艺的普及会使其成为汽车轻油发油工艺的主导方向。
泵送轻油发油系统的压力、流量变化较大,流态不稳。采取更加严格的稳流工艺才能保证计量精度。对汽油要防止泵的气蚀和吸入管系的气阻;对于其他油品要防止吸空。由于吸入管系的负压条件,泵易吸入空气,汽油在流动过程中会发生汽化。在泵送汽油发油工艺流程中,流量计前应安装消气器。
2.汽车发油灌装设备汽车鹤管为油罐汽车灌装发油设备,图8-37所示为手动鹤管,其外形结构及工作原理与铁路鹤管相似。它的伸入罐车段为三节可伸缩套管式,不加油时可收拢。收拢高度略高于加油罐车高度,以便汽车对位。加油时,鹤管要伸到油罐车下部。应选择操作灵便、密封性能好、发油口带防滴油罩口的鹤管,以利于减少滴漏。
图8-37汽车发油鹤管
流量计是汽车发油工艺流程中的重要设备。椭圆齿轮流量计为容积式流量计,一般水平安装。管道泵发油、计量工艺流程如图8-38所示。过滤器根据发送油品选用。涡轮流量计为速度式计量仪表,适于计量轻油。
图8-38管道泵发油、计量工艺流程
保持压力高于饱和蒸汽压,能防止气体析出。因系统密封不严而进入的空气可以通过消气器排出。图8-39所示是一种常用的立式浮球式消气器。当含有气体的油品进入消气器时,遇到中间桶挡板而形成涡流。油品沿中间桶外表上升到上沿后落入桶中,最后从出口排出。而气体上升到消气器顶部聚集,随着气体增加液面下降,浮球随液面下降到一定程度时,带动连杆打开排气阀,将聚集的气体排出。浮球随液面上升到一定高度时,通过连杆关闭放气阀,防止液体溢出。消气器的排气口要通至安全处或安装集气罐。
图8-39浮球式消气器
3.汽车卸油台目前,主要用停靠式卸油台,汽车可直接在卸油台边停靠。卸油台下部装有油罐或将汽车卸出的油直接通过管道送到输油罐中。
4.汽车发油台汽车发油区、发油台的布置都应服从发油工艺的需要。发油台是发油区内的主要建筑物,是油库对外经营服务的主要场所,主要有停靠式和通过式两种。
用户汽车可直接在停靠式发油台边停靠提油。停靠式发油台形式多样,外形与普通房屋建筑相近的是普通形;圆形的称发油亭;还有扇形、半圆形等。退靠式最为多见,若场地宽敞,可设计成侧靠式。停靠式发油台的房檐较短,不能有效遮风挡雨,不少油库在发油台边搭建玻璃钢雨棚进行弥补。
发油台一般为两层。上层是发油操作室,通常安装一些计量仪表和设备,环境比较舒适。输油管道、机泵等安装在下层。发油台两侧的通道是发油作业的操作平台。装有汽车鹤管、加油枪等加油灌桶设备。下层常设计成半地下式的,以使平台高度方便上下汽车和平台。下层需要通风和采光,平时要求两侧开门通风,以保持干燥。下层通常设有可靠的挡排水设施以防雨水倒灌。有些粘油发油台采用敞开式,在上层操作台可直接观察到下层发油泵的运转情况。这种发油台要求宽度大、占地多。
停靠式发油台所需调车场地小、发油设备集中、便于管理,特别适于只需一个集中发油台的中、小型油库。但由于设备过于集中,有时操作不便。较大油库一般有多个发油台。
通过式发油台又可分为棚架通过式和综合通过式。棚架通过式是一种棚架结构的发油台,发油设备安装在棚架上。顶棚宽度应足以遮住一辆汽车。拉油汽车直接进入发油棚,停在指定的位置上加油。一般由用户自行将汽车加油鹤管或加油枪放下进行加油。有些油库建成两层走廊式,计量仪表和控制设备安装在上层;下层是通道,并用于汽车停靠。发油棚一般设在发油区中间,总控制台和发油泵房位于发油区一侧。全套设备由总控制台统一控制,有利于发展油库的自动化工艺。发油棚前后都需要汽车调车场地,占地面积大。
综合通过式具有停靠式和棚架通过式发油台的综合特征,应用很广。其建筑特征是将发油工艺设备按品种分散成若干个停靠式发油台,发油台之间采用顶棚相互连成一个整体。相邻两个发油台间形成一个通道。综合通过式发油台多采用侧靠式,发油台两边可同时工作。每个车位都有相应的发油设备。发油台前后也须设调车场地,占地面积较大。发油台一侧可设两个车位,以减少占地。每个发油台都具有停靠式发油台的结构特征。
综合通过式发油台的建筑将发油区连成一体,可较好地利用空间,美化环境。发油台分成若干个单元,使发油工作责任明确、互相不干扰,创造了较好的工作环境,而且方便用户。这种发油单元分散的建筑形式不利于整体的自动化控制。随着生产的发展、管理技术水平的不断提高,势必对发油台的形式和工艺提出更高的要求。
油库是用来储存、接收、发放和输转油品的仓库。根据油库的总容量,通常将油库划分为四个等级,见表8-1。选择库址及工艺设计时,油库容量是采取不同技术标准和安全措施的依据。
为了便于管理,油库区一般可划分为储油区、装卸油作业区、辅助生产区、行政管理区
1油库等级划分等级总容量,m3一级50000以上二级10000~50000三级2500~10000四级2500以下和生活设施区等。
储油区又称油罐区,是油库集中存放散装油品的区域,也是油库的要害部位。储油区主要由储油罐及其他配套设施(如液位自动控制装置,防静电、防雷电装置,排水设施等)组成。从安全角度考虑,一般将轻、粘油罐分开布置。尤其是轻油罐区要有可靠的消防设施和环形道路,能有效控制外来人员和车辆入内。储油区通常设有阻油、阻火设施及可靠的跑、冒、滴、漏、火灾监视手段。储油区上方不得有架空电线或电话线通过,周边严禁堆放易燃物品。
装卸作业区又称生产作业区,包括装卸散装和桶装油品所必需的设施、建筑物与构筑物。装卸作业区可分为铁路装卸区、水运装卸区和公路发放区等:
(1)铁路装卸区的主要设施有铁路专用线、栈桥、鹤管、集输油管、泵房、计量器具室、桶装油品装卸平台和桶装库房、空压机和真空系统等。寒冷地区还设有加温暖房。
(2)水运装卸区对油轮、油驳等水上运输工具接卸和发放散装和桶装油品。主要设施有装卸油码头、泵房、输油管线、输油臂及装卸油桶的起重设备和输送设备等。
(3)公路发放区给提油单位的公路运输工具发放散装和桶装油品。主要有发油泵房或高架罐、发油台等设施以及停车场地。该区火灾事故率最高,特别是明火、静电和杂散电流窜入引发的火灾事故。跑、冒、滴、漏、混油等事故也常有发生。严重程度仅次于罐区,应重点管理、监督、检查并完善相应的防范设施。装卸作业危险区域一般都采用整体防爆、等电位接地、防止杂散电流窜入的设施。设备要灵活可靠、不渗漏,简易灭火设备应配置齐全。
辅助生产作业区是为了保证油库正常生产而设置的,主要有化验室、变配电间、发电间、机修车间、消防设施及污水处理设施等。有的还有锅炉房、材料库和修洗桶间等。消防系统在满足安全距离要求下尽可能靠近油罐区。锅炉房通常设在离油罐区35m以上的侧风和下风向处。化验室在满足安全距离要求下尽可能靠近收发区和储存区。
行政管理区主要有办公室、食堂、医务室、文化娱乐场所和汽车库等。生活区主要有职工及家属宿舍等。三级油库的辅助生产作业区、行政管理区和生活区一般可以合建。四级油库的装卸作业区、辅助生产作业区、行政管理区和生活区也可合建。
油库内各建筑物、构筑物之间要有一定的防火距离。当可燃性混合气体发生爆炸时,事故中心到能保护人身安全、防止建筑物的破坏在允许限度内的最小距离,称为防火距离。经常散发油蒸气的油罐、装卸油设施与其他建筑物的距离应大一些。
油罐之间、油罐与防火堤之间也有防火间距要求。立式油罐与防火堤之间的距离通常为油罐罐壁高度的一半;卧式油罐的间距也应满足规范要求。
地上油罐与半地下油罐的油罐组,一般都设有防火堤。主要作用是一旦发生火灾,阻止火势蔓延,并防止跑、冒、滴、漏油品流淌外溢。防火堤应采用非燃烧材料建造,实高应比计算值高出0.2m。立式油罐的防火堤实高应不低于1m,不宜高于2.2m;卧式油罐的防火堤实高不应低于0.5m;土质防火堤的堤顶宽度不应小于0.5m。防火堤应能承受所容纳油品的静压力。严禁在防火堤上开洞,穿越防火堤的管道必须采用套管,并用填料密封。
二、油品储存方式油品储存方式按其容器及运输的形式分为散装和整装油品储存。储存方式不同,其工艺、设备及其他要求也不同。在此介绍散装油品的储存。由铁路油罐车、汽车油罐车、油船及管道等设备运送油品到库,储存在大型油罐中的油品称为散装油品。将散装油品存放于油罐中的储存形式称为散装油品储存。这是目前油库中油品的主要储存方式。
1.散装油品储存方式1)地上储油油罐建于地面上的油库称为地上油库。地上油库的优点是投资少、易建设、施工快,便于使用管理,易于检查维修,目前新建油库多为地上储油。其缺点是占地面积较大,因地面温差大、温度高,油品蒸发损耗较严重,着火的危险性也较大。
2)半地下和地下储油油罐的基础在地面以下,罐顶仍在地面的油库为半地下油库。整个油罐都在地面以下的油库称为地下油库,包括覆土隐蔽罐和山洞金属油罐。这类油库由于储存温差小、温度低,油品在储存期间的蒸发损耗小,且油品不易变质,着火危险性也小。但投资大、施工期长,使用管理不便,检修亦较困难,现已很少再建覆土隐蔽罐。山洞金属油罐一般用于大型储备油库。
3)水封石洞储油水封石洞储油是指利用地下岩体的整体性和稳定的地下水位将油品封存于地下洞室中。洞内油品被围岩里稳定的地下水包围,水少量渗出,油品不会向外渗漏。这种储油方式需要良好的岩层和稳定的地下水位,目前多建在浙江、福建等沿海地区。
4)水下储油水下储油是指整个油罐建在水面以下。主要是为适应海上石油的开采而发展起来的,一般用来接收和转运海上原油。随着海上油、气田的开发,储油形式也在不断发展。
2.油品储存的基本要求1)防变质要保证油品的质量,在油品储存过程中必须注意以下几点:
(1)减少温度的影响。温度的变化对油品质量影响较大。在油库中常采用绝热油罐、保温油罐。高温季节还应对油罐淋水。
(2)减少空气与水分的影响。空气与水分会影响油品的氧化速度,故在储存油品时常采用控制压力的密闭储存。
(3)降低阳光对油品的影响。阳光热辐射使油罐中的气体空间和油温明显升高。紫外线还能对油品的氧化过程起催化作用。轻油储油罐外部大多涂成银灰色就是为了减少阳光辐射的影响。近年来,一种耐油、防腐、隔热、导电的白色涂料也用于油罐。
(4)降低金属对油品的影响。各种金属会对油品的氧化起催化作用。其中,铜的催化作用最强,其次是铅。与油品接触的金属面积越大,其影响也越大。
2)降损耗油品储存中,降低油品蒸发损耗既能保全油品数量,又能保证油品质量。通常做法是:
(1)选用浮顶油罐、内浮顶油罐。
(2)油罐呼吸阀下选用呼吸阀挡板。
(3)淋水降温。
3)确保安全油品发生火灾和爆炸的危险性较大,储存时应采取措施提高油品储存的安全性。具体要求是:
(1)降低油品的爆炸敏感性。加强火种管理,在生产中防止金属摩擦产生火星。收发、输送原油时,原油分子间及原油与管道、阀门、容器壁间相互摩擦会产生静电,必须有良好的接地装置防止静电积聚。
(2)采用阻燃性能好的材料。
(3)尽量减轻发生意外火灾时的损失。
(4)保证油库消防系统时刻处于良好的状态。
(5)保证油品储存设施和设备处于最佳工作状态。
三、油罐散装油品储存的主要容器是油罐。油罐是指用来储存油品的形体规则、容积较大的容器。按材质油罐可分为金属油罐和非金属油罐。金属油罐有立式圆柱形油罐、卧式圆柱形油罐、双曲率油罐、球形罐和滴形罐,如图8-1、图8-2所示。金属油罐多为钢制,应用较广。非金属油罐又称“土油罐”,包括土油池、砖砌油罐、石砌油罐、钢筋混凝土油罐等,因节省钢材,我国过去多用;但因占地多、造价高,尤其是事故隐患大、危险性大,现已逐渐被淘汰。
图8-1球形罐
图8-2滴形罐
目前油库中应用最广的是立式圆柱形钢油罐,因其圆筒体垂直于地面而得名。它由罐底、罐壁和罐顶及一些油罐附件组成。容量从一百到几十万立方米不等。多以罐顶结构命名,最常见的是拱顶油罐、浮顶油罐和内浮顶油罐,其罐底、罐基础和罐壁结构大体相同。油罐基础将罐体自重和油品荷载均匀传递给土壤。地质条件不良的地方不宜修建油罐。油罐基础通常从下至上依次是:素土层、灰土层、砂垫层和沥青砂垫层。
油罐底板由钢板铺设焊接而成,厚度在5~12mm之间。作用是传递油品和罐体重力。其外表面与潮湿的基础接触;内表面接触油品中沉积的水分和杂质,容易受到腐蚀。底板不易检查和修理,要求焊接后无渗漏、防腐措施好。
罐壁由若干层圈板组装而成。圈板上的竖直焊缝均采用对接方式,圈板之间的环向焊缝可以对接或搭接。圈板之间的排列方式有交互式、套筒式、对接式和混合式,如图8-3所示。
图8-3立式圆筒形金属油罐圈板配置图
罐顶分为固定顶和活动顶两类。拱顶油罐属于固定顶油罐;浮顶油罐和内浮顶油罐则为活动顶油罐。油库中以拱顶油罐和内浮顶油罐最为常见。
拱顶油罐的罐顶为球缺形,结构如图8-4所示。拱顶本身是承重构件,有较大的刚性,还能承受较高的内压,有利于降低蒸发损耗。
图8-4拱顶油罐
浮顶(又名外浮顶)油罐有一个浮盘覆盖在油面上,可随着油面变化而升降。浮顶的上方是完全敞开的。由于浮盘与油面间几乎不存在空间,可大大减少油品的蒸发损耗,并提高储油的安全性。浮顶有单盘式和双盘式。单盘式用于容积较大的油罐。使用用中间单层、周边双层的浮舱,可节省钢材,如图8-5所示。小油罐的浮顶做成双盘式,像船一样浮于油面上,其他部件与单盘式类似。浮顶油罐的钢材用量大、结构复杂。浮顶油罐易于积聚尘埃和雨水,可能污染油品,常用以储存原油。
图8-5单盘式外浮顶油罐
1—底板;2—罐壁;3—浮船单盘;4—-浮舱;5—浮盘立柱;6—浮舱人孔;7—伸缩吊架;8—密封装置;9—量油管;10—浮梯;11—抗风圈;12—盘梯;13—罐顶平台;14—浮梯轨道;15—集水坑;16—折叠排水管内浮顶油罐兼有拱顶油罐和浮顶油罐的优点,外形结构与拱顶油罐相似,比浮顶油罐多一个固定的顶盖,可防止雨水进入油罐,也可避免尘埃、风沙对油品的污染,有利于改善油品的储存条件,减缓密封圈的老化,也能有效地减少油品损耗。目前大量新建,广泛用来储存汽油、煤油、溶剂汽油、航空汽油和航空煤油等。内浮顶油罐的结构如图8-6所示。
图8-6内浮顶油罐
1—罐顶;2—罐顶通气孔;3—罐壁通气孔;4—密封装置;5—单盘人孔;6—自动通气孔;7—罐顶立柱;8—内浮顶;9—导向板;10—浮盘立柱卧式圆柱形钢油罐简称卧罐,由罐身、罐盖和加强构件组成。其制造、搬运方便,但单位容积耗钢多、占地面积大。
罐盖形式有平封头、圆锥形封头、球形封头、碟形(准球形)封头和椭圆形封头等。目前较常见的是平封头和碟形封头卧罐。平封头是用钢板直接焊接在罐身两头。其结构简单、施工方便,但容量较小、承压低,常用来盛装润滑油或泡沫液。碟形封头是以大曲率圆弧过渡连接球形封头与罐身,如图8-7所示。它承压高,但加工制造比较复杂,有定型产品和标准系列。三角支撑用于提高强度,防止油罐变形。
图8-7碟形头盖卧式圆柱形钢油罐
1—人孔;2—身板;3—三角支撑;4—碟形头盖四、油罐容量油罐容量有三种,如图8-8所示。名义容量是油罐的理论容量。设计时,以名义容量来选择油罐的高度和直径。我们平时称的5000m3油罐,即为名义容量。目前我国常见的拱顶油罐标准系列有100m3、200m3、300m3、500m3、700m3、1000m3、2000m3、3000m3、5000m3、10000m3和20000m3。国内最大的拱顶油罐已达30000m3,日本最大的拱顶油罐为50000m3,美国最大的拱顶油罐为127000m3。
图8-8油罐容量
储存容量即油罐的实际容量。一般油罐上部留有高度为A的空间。A的大小一般由油罐结构及罐壁上部的附件决定。这部分容量是一个安全容量。
使用时,油罐出油管下部的油品不能发出,这些油品通常称“死量”,其高度为B。储存容量扣除“死量”即为作业容量。油库计量员、司泵员等必须掌握该容量,以便合理调度和安全收发。
拱顶油罐的基本尺寸是指油罐直径和高度。油罐名义容量确定后,即可选择油罐的直径和高度的组合。总有一种组合,可使油罐建设投资费用最低或使油罐使用钢材最少。过去我国一般按钢材耗量最少确定,大多为矮胖型。现已逐步过渡到按投资最省选型,考虑到占地费用,多为瘦高型油罐。
五、油罐附件1.油罐的通用附件油罐的通用附件包括人孔、透光孔、量油孔、进出油短管、放水管与放水阀、排污槽或齐平型清扫孔、胀油管、进气支管、梯子和栏杆等。
人孔是清洗及维修油罐时供操作人员进出油罐而设置的。检修时也可用于通风,有成形产品。人孔直径通常为600mm,中心距底板一般为750mm。
透光孔设在罐顶,在检修和清洗时用于采光和通风。其边缘距罐壁多为800~1000mm。
量油孔是为测量油面高低、取样、测温而设,安装在罐顶平台附近。每个油罐只装一个量油孔,平时关闭,计量和取样时轻轻打开。
进出油短管安装在罐底圈板上,外侧与进出油管道上的罐根阀相连,内侧大多呈45°角坡口朝上形式,以利导出静电。
放水管是专门为排放罐内积水和清除罐底污油残渣而设的。根据油罐容积确定尺寸,直径有50mm、80mm、100mm等。打开放水管上的阀门,油罐底水在罐内油品压力作用下排出。放水管内常有水,冬天需做好保温工作。
排污孔设在油罐底板之下,罐外排污孔法兰盖上附设放水管。平时可以从放水管排出底水,清洗油罐时可以清扫出污泥。
胀油管起泄压作用,以保证管路和阀门安全。
进气支管专门用于管路放空时进气。一般设在进出油管线阀门外侧,也可装在泵之前的过滤器上。进气支管上设球阀,管路放空后应及时关闭,如图8-9所示。
图8-9胀油管和进气支管
1—安全阀;2—胀油管;3—进气支管2.油罐的专用附件油罐的专用附件包括机械呼吸阀、液压安全阀、防火器、呼吸阀挡板、加热器和通气短管等。
机械呼吸阀保持油罐气体空间压力在一定范围内,以减少油品的蒸发损耗,保证油罐安全。它由压力阀和真空阀组成。当罐内气体压力达到设计值时,压力阀被顶开,气体逸出,罐内压力不再增高。当罐内真空度达到允许值时,空气将顶开真空阀进入罐内,罐内真空度不再升高,以免油罐抽瘪。
机械呼吸阀有时因锈蚀或冻结而发生故障。为了保证油罐安全,罐上常常再装设液压安全阀。其控制压力或真空值一般都比机械呼吸阀高出10%。在机械呼吸阀失灵或其他原因使罐内出现过高的压力或真空度时它才启动,起安全保护作用。阀内可装沸点高、不易挥发、凝点低的液体作为液封,从而保证在较高和较低的气温下都能正常工作。
防火器又称阻火器,是油罐的防火安全装置。防火器是装有铜、铝等导热良好的金属波纹网箱体。当火焰通过防火器时,波纹网能迅速吸收燃烧热量、熄灭火焰,从而有效阻止外界火焰经呼吸阀引入罐内。
呼吸阀挡板是减少易挥发油品蒸发损耗的节能装置。发油时如果液面下降过快,吸入罐内的空气气流会冲散油面上的油气浓度层,使油品蒸发加快。在呼吸阀下面安装挡板后,可使吸入气流折向罐壁,避免直接冲击油面。呼吸阀挡板结构简单、易于制造、安装方便,是投资少、收效大的附件。
加热器用于高粘度、高凝点原油的加温和降粘,以提高其流动能力。目前,加热器普遍采用蒸汽加温。
通气短管是油罐收发油作业时的呼吸通道。中央排水管也称排水折管,可随浮顶的升降而伸曲,是外浮顶油罐的专用附件。由它及时排走浮盘上的积水,以防浮顶沉没。
六、油库工艺流程油库工艺流程表征油库内油品沿管道的流向,反映油库主要生产过程及各工艺系统间的相互关系。其相关图纸称为油库工艺流程图。一般不按比例绘制,但各区域内设备方位尽可能与总平面布置图一致,以便与总图联系,获得比较形象的概念。油库最重要的局部工艺流程是油罐区工艺流程和泵房工艺流程。
1.油罐区工艺流程油罐区的管道工艺一般有单管系统、独立管道系统及双(多)管系统等布置形式。一般多以双管系统为主,辅以单管系统或独立管道系统。
单管系统中,同一油罐组的多个油罐共用一条管道,如图8-10所示。该工艺所需管道少、建设费用低,但这种工艺流程不能同时收发,组内油罐之间也不能互相输转,必须输转时需另设临时管线。输送不同油品时需排空管道,以防止混油。该工艺一般用于品种单一、收发业务量较少、无需输转作业的油库。
图8-10单管系统工艺流程
独立管道系统中,罐区的每个油罐单独设置一条管道,如图8-11所示。该工艺布局清晰、专管专用,用后无需排空,检修时也不影响其他油罐的作业,但材料消耗大,泵房管组也会相应增多。一般用于品种数量较多,但不能混入其他油品的润滑油管道。因为润滑油管道的业务量比轻油少,不需要经常倒罐。
图8-11独立管道系统工艺流程
双管系统是一个或多个油罐共用两条管道,多管系统则是两个或多个油罐共用两条以上管道。双管系统对每种大宗散装油品都设两条主干道,分别用于收油作业和发油作业。每个油罐也设专用的进油和出油管,并与相应的进出油干道相连。常用箭头或不同颜色分别标记进出油管道或阀门,便于安全操作。
图8-12是典型的双管系统工艺流程图。双管系统的最大特点是同组油罐间可以互相输转,也可同时进行收发作业。但在输转作业时,需占用两条管道,不能同时进行收发作业。对作业量较大、同组有两个以上油罐的油库常采用三管系统。这样在库内油品输转的同时,可以进行收发油作业,也可保证各路分别进行收油或发油作业。
图8-12双管系统工艺流程
2.油泵房工艺流程根据输送油品的种类,可将油泵房分为轻油泵房和润滑油泵房。按照建筑形式,可将油泵房分为地上泵房、地下泵房和半地下泵房。按泵房的作业性质可将油泵房分为装卸油泵房、发油泵房、中转泵房及综合泵房。装卸油泵房用于大批量装卸作业,一般设在铁路作业线或码头附近。发油泵房直接发放油品给用户,常设在发油台或发油间附近。中转泵房进行库内油品的输转、油罐之间的输转或从油罐向高架罐输油等。综合泵房具有两种或多种功能,如装卸—中转、发油—中转、卸油—发油、卸油—中转—发油等。
油泵房工艺流程是指被输转的油品按特定的工艺要求从吸入管进入泵房、流经泵房内管道和设备并从排出管排出泵房的全过程。轻油泵房专管专用、专泵专用,可同时装卸几种油品互不干扰。两个汽油泵可互为备用,柴油泵与煤油泵也可互为备用,还可以相互串联或并联。轻油泵房常用于品种较多、规模较小的油库。润滑油泵房则独立使用泵和管道,以确保油品不混。销售系统油库目前常用的一种标准泵房工艺流程如图8-13所示。该流程设计简单、排列整齐、操作方便,无论油品输向何处,都能与泵前的两条集油管按同一方式连接。集油管上的1~4号闸阀一般用盲板代替,以防混油。各泵输送特定的油品,一旦泵机组发生故障,可拆下盲板,临时安装阀门,由另一台泵代输,相邻的泵可互为备用。常用设备、阀门及管道附件图例见表8-2。
工艺流程常用图例
序号名称图例序号名称图例1闸阀13电动离心泵2截止阀14管道泵3止回阀15电动往复泵4球阀16蒸汽往复泵5蝶阀17齿轮泵6旋塞阀18螺杆泵7电动阀19真空泵8安全阀20立式油罐9电磁阀21卧式油罐10过滤器22鹤管11流量计23胶管12消气器24卸油臂(快速接头)

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