成品油库卸油工艺及设计应注意的问题

浅谈成品油库卸油工艺及设计应注意的问题
苏毅红　何惠琳　马春兴
(中国石化集团江汉石油管理局勘察设计研究院,湖北　潜江　433123)
[摘　要]　在实际应用中,目前国内成品油库铁路油罐车传统卸油工艺需要解决的问题是气蚀和气阻及真空系统扫槽工作量大、安全等问题。

经过多年的研究和实践,卸油和真空扫槽的新设备、新工艺已在该领域得到广泛的推广应用。

但在设计中,仍应注意结合实际情况进行设备选型和管路设计,力求获得较满意的使用效果。

[关键词]　成品油库;铁路油罐车;卸油工艺;真空系统;设计
[中图分类号]　TE833　[文献标识码]　A [文章编号]　1009—301X (2005)04—0066—(03)
目前,铁路油罐车运输油品是成品油库油品进出库的主要运输方式,因此,铁路油品装卸设施是成品油库进行装卸油作业的关键设施。

铁路油罐车装卸系统的设计合理与否,直接影响着油库的正常生产运行。

多年来,一些科研院所一直对成品油库铁路油罐车装卸油工艺进行研究,不断地改进、完善传统的装卸油工艺,使之更能满足油库装卸油作业的需要。

笔者在这里只对成品油库铁路油罐车卸油工艺作一些介绍,并结合油库设计中的一些实际经验,谈谈卸油工艺设计选用时应注意的一些问题。

1　铁路油罐车卸油工艺及改进
1.1　传统的卸油工艺
铁路油罐车卸油系统由输油系统、真空系统和放空系统三部分组成。

采用何种卸油工艺主要取决于油库的地形条件和油罐车的结构形式。

目前国内轻油油罐车还是以上部装卸油为主,因此,油罐车的装卸油工艺设计也是围绕油罐车顶装顶卸进行的。

1.1.1　自流卸油工艺
自流卸油工艺原理是:当铁路油罐车液位高于零位油罐或储油罐并具有足够的位差时,对鹤管进行真空引流产生虹吸,将油罐车内油品卸入零位油罐或储油罐(如图1所示)。

图1　自流卸油工艺
自流卸油工艺具有设备少、操作简单等优点,因此在国内成品油库中应用比较广泛。

不足之处是增加了
零位油罐,多了一次转输,增加了油品的损耗。

1.1.2　泵卸油工艺
泵卸油工艺在实际应用中,采用的油泵有两种类型:一是用离心油泵,但在卸油时必须保证泵的吸入系统充满油料,并在鹤管顶点和吸入系统任意部位不产生汽阻断流的现象,需要配备真空泵以满足灌泵的要求;二是用自吸式油泵,利用泵的自吸能力,直接卸油,不需要灌泵设备或设施,还可作为扫槽设备进行扫槽作业,此卸油工艺在中小型油库应用相当广泛(如图2所示)。

图2　泵卸油工艺
泵卸油工艺的优点是:从罐车底卸出的油品可直接泵送至储油罐,不经过零位油罐,减少了油品损耗。

其缺点是:必须设置卸油鹤管、栈桥和真空系统等,设备多,操作复杂,易形成气阻,影响正常卸油。

在高温和高原地区,油泵吸入管路中产生的气阻现象尤其突出。

1.1.3　浸没电潜泵卸油工艺
浸没电潜泵卸油工艺是电潜泵系安装在卸油鹤管的末端,浸没在罐车油品内,通过电潜泵将油品泵送至储油罐(如图3所示)。

此卸油工艺能有效地克服高温和高原地区轻油槽车接卸过程中的气阻和气蚀障碍。

由于泵是利用电机传动,虽然二者共装于密闭的外壳中,但存在
电机电缆被油品浸蚀老化,电机外壳磨损造成密封不严等不安全因素,且槽车底油残留量大,扫槽工作量大、时间长。

江汉石油职工大学学报
2005年7月　
Journal of Jianghan Petroleum University of Staff and Workers
第18卷　第4期
[收稿日期]2005—03—11
[第一作者简介]苏毅红(1970—
),男,湖北天门人,现为中国石化集团江汉石油管理局勘察设计研究院工程师,学士。

图3　浸没电潜泵卸油工艺
1.1.4　真空系统
真空系统是铁路油罐车卸油工艺中不可缺少的重要组成部分,其主要作用是油罐车扫槽和灌泵。

真空系统由真空泵、真空罐、气水分离器和管路系统组成(如图
4所示)。

图4　真空扫描槽及引油系统
真空系统扫槽具有扫槽快捷,干净彻底,扫槽时间短的优点,因此传统的卸油工艺均采用真空系统。

其主要缺点:一是设备多,操作复杂,事故隐患多。

真空系统在扫槽的过程中,大量的空气和油品一起被吸入真空罐中,空气与油气的混合气体必然会在某一时段处于爆炸极限范围内,操作稍有不当,易发生油气爆炸事故。

到目前为止,国内已发生多起真空罐爆炸伤人事故;二是能耗高,油库真空系统一般采用水环式真空泵以获取所需的真空度,而水环式真空泵工作效率较低、功率大,耗能高。

正是由于以上缺点,传统的真空系统扫槽工艺逐渐被其他扫槽工艺所替代。

1.2　传统卸油工艺的改进
传统卸油工艺的改进主要是解决轻油罐车接卸过程中气阻及气蚀障碍问题,寻找新的扫槽工艺替代真空系统。

1.2.1　汽压辅助卸油工艺
汽压辅助卸油工艺借助压缩空气的压力提高卸油系统吸入管路的剩余压力,能有效地解决高温和高原地区轻油槽车接卸过程中气阻和气蚀障碍问题。

压缩空气的压力一般控制在0.1MPa 以内。

此工艺的应用必须有方便的压缩空气的气源,否则须增设空气压缩设备、储气罐等设施,还须解决油槽车罐口密封问题;另外,铁路轻
油槽车属常压容器,卸油时给油槽车注入压缩空气,油槽车就成为承压容器,从而相应地增加油槽车在卸油过程中的不安全因素。

因此,此卸油工艺在成品油库中并没有得到广泛的推广应用(如图5所示)。

图5　汽压辅助卸油工艺
1.2.2　气(液)动潜油泵卸油工艺
气(液)动潜油泵卸油工艺是借助压缩空气或高速流动的液压油作为动力源驱动涡轮,通过涡轮传动来驱动潜油泵使之工作。

动力源设在油槽车外部,只将泵体安装于卸油鹤管的末端,卸油时将泵体浸没入油槽车内的油品中即可工作,因此它既解决了轻油槽车接卸过程中的气阻和气蚀障碍问题,又克服了电动潜油泵卸油过程中存在的诸多不利因素(如图6所示)。

图6　(气)液动潜油泵卸油工艺
近年来潜油泵生产厂家引进并消化吸收国外先进的生产技术,使气(液)动潜油泵的工作性能和质量都得到了显著提高,因此该工艺在国内各个领域成品油库的轻油槽车接卸中得到广泛的推广应用。

1.2.3　容积泵替代真空系统
由于传统的真空系统在实际使用中存在的问题,因此近年来在成品油库改扩建和新建中都采用容积泵来替代传统的真空系统(如图7所示)。

常用的容积泵类型有滑片式管道泵,转子泵等,这些类型的容积泵都采用挠性联轴器,电机直接传动,具有使用寿命长、效率高、振动小、噪声低和自吸性能好等特点。

它可直接安装在管路中,占地面积少,安装方便、灵活,也可不建泵房直接在室外工作,能大量减少基建投资和运行费用。

如:国家物资储备局从2002年开始,逐步对下属的几十座成品油储备库进行安全改造,并组织石油储运方面的专家编制了《国
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6　苏毅红等.浅谈成品油库卸油工艺及设计应注意的问题
家成品油储备库安全改造技术标准》,用来指导成品油储备库的安全改造工作。

在该《技术标准》中,还专门作出了“用滑片泵、转子泵等容积泵替代传统的真空系统进行扫槽和引油”的规定,因此在其下属的几十座现有成品油库的安全改造和新建油库中,全部取消了真空系统,用容积泵来进行卸油扫槽和给卸油泵引油。

图7　容积泵扫槽及引油系统
2　设计选用中应注意的问题
铁路油槽车卸油工艺设计选用是否合理,直接影响着油库的卸油作业的正常进行。

设计中必须结合油库地形条件、海拔高程、气候条件、油品品种等来选用卸油工艺,应因地制宜,不能生搬硬套。

卸油工艺的设计选用主要应注意以下问题:
2.1　气阻和气蚀障碍问题
在南方高温地区和海拔较高的高原地区,选用接卸轻油罐车卸油工艺时,必须考虑泵吸入管路的气阻和泵的气蚀问题。

因为南方地区夏季气温较高,轻油极易汽化,在鹤管顶部和吸入管路中易产生油蒸汽的汽化段,阻断油流,导致卸油泵不上量,影响卸油速度。

同样,在海拔较高的高原地区,当地气压比标准大气压低,加快了轻质油品的汽化速率,卸油泵的吸入管路的高点也会产生气阻现象,影响卸油泵的正常运行,从而延长卸油作业时间。

因此,在油罐车接卸方式的选择上应优先选用小扬程(H=6m)的气(液)动潜油泵与卸油泵组合卸油工艺,或者选用扬程大(H=25m～40m)的液动潜油泵卸油工艺(如图6所示)。

目前国内已有多家气(液)动潜油泵生产厂家,如株洲石油储运装卸设备公司、连云港远洋液体装卸设备公司和浙江佳力科技股份有限公司等,因此该卸油工艺在中石化销售公司等单位在南方或高原地区的成品油库卸油工艺中得到了广泛的应用,有效地解决了卸油过程中的气阻和气蚀问题。

例如:中石化销售公司株洲油库在火车卸油中就采用了小扬程(H=6m)的气(液)动潜油泵与卸油泵组合卸油工艺,自从使用了该工艺后,夏季卸油就没有出现卸油管路中气阻和卸油泵进口的气蚀障碍问题。

又如:国家物资储备局湖南154油库是国家一级成品油储备库,建于20世纪50年代,采用传统的泵卸油工艺,在炎热的夏季卸油作业时,经常出现卸油泵不上量,油卸不下来的情况,严重影响了该库的正常卸油作业,因此多年来油库不得不避开炎热的夏季进油作业。

2002年,国家物资储备局对该库进行安全及扩容改造,由储备局武汉设计院设计,总设计规模为30×104m3,一期工程为8×104m3。

该库建有24鹤位火车卸油栈桥一座,采用大扬程(H=25m～40m)的液动潜油泵卸油工艺,由液动潜油泵直接卸油进罐。

一期工程于2004年8月建成投产,投产时分别接卸了8×104m3的汽油和柴油,卸油中没有再发生卸油困难的问题。

2.2　选用容积泵扫槽及引油应注意的问题
容积泵替代传统的真空系统扫槽和引油工艺(如图7所示)是当今和今后成品油库铁路油槽车卸油工艺设计的方向和发展趋势,近年来,在国内成品油库安全改造和新建油库中,正逐步进行推广应用。

在应用中,从实际使用的情况来看,虽然理论上滑片式管道泵、转子泵等容积泵的吸入极限真空度能达到0.06MPa～0.09MPa,但实际扫槽效率只能达到传统的真空系统的25%左右。

而容积泵的流量、压差等工作参数的选择和安装方式也直接影响其工作效率,因此用容积泵作为卸油工艺的扫槽和引油设备,并能获得较为满意的使用效果,在设计时应注意以下因素:
(1)扫槽泵的额定流量不应太小。

用于扫槽的容积泵,其流量应按抽真空的抽气速率的大小来确定,并按同时需要扫槽的油罐车数量、罐底残油数量和扫槽作业允许时间等参数计算出的流量来校核。

抽气速率的计算方法与真空系统的计算方法相同。

从实际使用情况来看,泵的额定流量越大,达到极限真空度所需的时间就越短,扫槽的速度越快,扫槽的效果也就越好。

因此容积泵的流量应按计算值的大值,乘经验系数1.5～2来确定。

(2)扫槽软管不应太大或太小。

从实际使用情况来看,扫槽软管管径为DN25～DN40时,扫槽效果较好。

当管径小于DN25,扫槽速度慢,时间长;当管径大于DN40时,扫槽速度也慢,扫槽效果也比较差,因为管径大,扫槽时进行软管中空气相对较多,也相应的降低了扫槽泵的工作效率。

(3)扫槽汇管的管径应按管内流体的流速来确定。

从提高扫槽效果方面考虑,流速愈快,扫槽效果愈好。

一般扫槽汇管内流体流速应控制在3.0m/s～4.5m/s。

(4)扫槽泵应靠近火车装卸栈桥安装。

因为泵的吸入条件直接影响泵的工作效率,所以泵的吸入管路应尽量短、少转弯,避免出现“汽袋”、“液袋”等管段。

若条件允许,应直接安装在火车装卸栈桥下面。

(下转第93页)
86　江汉石油职工大学学报
114.32.87/vod2/少林足球/all.rmvb 。

(2)wmv 、asf 等Media 格式:mms ://服务器IP :1755/加载点名/电影目录名/电影文件名(其中:1755也
可以省略)。

如,流媒体服务器IP 为220.114.32.87,设了加载点vod2,对应着e :/film2目录,这个目录中有一个“slzq ”的电影目录,其中的文件名为slzq.wmv (e :/film2/
lzq/slzq.wmv ),则正确的播放地址应该是:mms ://220.114.32.87/vod2/slzq /slzq.wmv 。

最后,当在客户机的realplayer 播放器中输入播放地址时,如看到“正在联接”和“正在缓冲”并且时间不断的
跳动时,则表明服务器配置正确。

4　结束语
流媒体服务系统不同于网络文件服务系统。

从功能实现上看,流媒体网络服务系统和传统的网络文件服务系统尽管有许多相似之处,尤其强调对数据对象的共享使用和追求最大化的数据吞吐率。

但是,流媒体更为强调对高速、稳定和连续的访问流支持,强调对同步的支持,从而确保媒体数据的按时到达。

因此,随着计算机网络的进一步发展,网络带宽的不断扩大,流媒体技术必将会在未来的网络应用中发挥更大的作用。

On streaming media technology
Xu Fang
(J ianghan Petroleum University of S taf f and Workers ,S I N O P EC,Qianjiang Hubei 433121,China )
Abstract :Through setting up the Helix Server ,streaming media technology can further realize the high speed spread of audio frequency information and video frequency information in network .K ey w ords :streaming media technology ;Helix Server ;audio frequency ;video frequency ;internet
[责任编辑　李佰珍]
(上接第68页) (5)容积泵用作扫槽泵,设计时应考
虑泵的出口背压。

从实际使用情况来看,无论是滑片式管道泵还是转子泵,扫槽时一旦吸入管路进入大量空气后,泵的出口压力就有可能降至0.1MPa ～0.2MPa ,若泵的出口管路长,且有一定的背压值时,泵的工作效率就很低,从而延长了扫槽时间。

为了能提高泵的工作效率和扫槽效果,泵的出口管路设计应尽量的短,且不能有背
压,否则应设置扫槽零位罐。

[参考文献]
[1]郭光臣等.油库设计[M].北京:石油工业出版社,1980.[2]郭光臣,董文兰,张志廉编.油库设计与管理[M].山东东营:石油大学出版社,1994.
[3]陈茂庆.油料储运过程中的气阻及其影响因素[J ].油气储运,1996,(4).
U nloading process for product oil depot and something to be considered in design
Su Y ihong ,He Huilin ,Ma Chunxing
(Prospecting and Desi gn Institute of J ianghan Petroleum A dministration ,
S I N O P EC,Qianjiang Hubei 433123,China )
Abstract :In practical application ,there are some issues to be solved in traditional oil unloading process for railway tanker of product oil depot ,such as cavitation ,vapor block ,heavier operating workload of tanker flushing for vacuum system ,and safety ,etc.Through several years ’study and practice ,new equipments and process have been applied widely in the field.But during designing ,equipments selection and piping design should be combined with the site conditions to get satisfactory applicable effects.K ey w ords :product oil depot ;railway tanker ;unloading process ;vacuum system ;design
[责任编辑　杨丰收]
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徐芳.浅谈流媒体技术。