商业油库设计

课程设计报告

院（系）:石油与天然气工程学院专业班级:油气储运

学生姓名:学号:

设计地点（单位）____________

设计题目:__ 南京某商业油库设计_________

完成日期：

指导教师评语: _______________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________ __________ _

成绩（五级记分制）:______ __________

指导教师（签字）:________ ________

摘要

南京某商业油库设计，主要内容有：（1）完成该商业油库的工艺计算（总平面布置工艺计算，轻、粘油铁、水路装、卸油工艺计算，轻、粘油公路发油工艺计算）和储油罐、泵等设备的选型；

（2）消防系统工艺计算等；

（3）根据计算结果和《石油库设计规范》完成该商业油库总平面图、总流程图、泵房安装图。要求各图符合规范规定，合理地确定库（站）内各项设施（罐区、泵房等）的位置，主要油气的流向、可能完成的作业合理，以保证库（站）有一个安全的环境，使得油品的储存、输转及收发作业能够顺利进行。

（4）编写设计说明书。说明各工艺计算、设施选择和布置的依据、特点。

该课题需要计算机一台，配备相应Autocad软件；绘图桌、板；

关键词：油库计算布置画图

1 基础数据和资料

1.1设计基础资料

南京油库每年由铁路运进90#汽油和93#汽油各18万吨，输油管运进-10#柴油15万吨，-35#柴油14万吨。汽油由输油管外运，柴油50%水运，30%油槽车外运，20%桶装。铁路运进重柴油10万吨，燃料油8万吨，全部输油管外运。

1.2库址及周围环境

南京油库库址位于南京市东北栖霞山区，北临长江，逆江而上可至南京及内陆通航地区，顺江而下可至上海及沿海之岸，南面与炼厂相邻，并有巴栖公路通至南京市，铁路也可由南面沪宁线楼霞山东山引入库内，东面为长春巷的农田，西南处于刘家港丘陵，库内有两条山垅，北高南低。

1.3南京地区历年统计的自然条件

表三

2 设计内容及要求

完成该商业油库的工艺计算（总平面布置工艺计算，轻、粘油铁、水路装、

卸油工艺计算，轻、粘油公路发油工艺计算）和储油罐、泵等设备的选型.

3 数据处理 3.1 确定库容

式中 V s ——某种油品的设计容量，m 3； G ——该种油品的年周转额，t ； ρ——该种油品的密度，t/m 3；

K ——该种油品的周转系数。对一、二级油库采用K=1～3；三级及其以下油库采

用K=4～8；

η——油罐利用系数，一般，轻油取η=0.95；重油取η=0.85。

3.1.1由公式可知,在其余条件不变的情况下，K 值越大, V s 越小,故令K 值取8，则

90#

汽油 344

109.235

.9072.081018V m K G s ?=???==

ρη 93#汽油 344

109.235

.9072.0810

18V m K G s ?=???==

ρη -10#柴油

344

1035.25

.9084.081015V m K G s ?=???==

ρη -35#柴油 344

1022.25

.9083.0810

14V m K G s ?=???==

ρη 重柴油 344

1055.15.9085.081010V m K G s ?=???==

ρη 燃料油 344

1024.15

.9085.08108V m K G s ?=???==

ρη 油库总库容

如表1,由于在K 值取8时油库总库容TV 仍大于100000m 3，所以该油库一定

为一级油库。

3.1.2而一级油库K 取3，计算各油品的库容如下：

90#汽油 344

1077.85

.9072.031018V m K G s ?=???==

ρη 选两个500003m 浮船式内浮顶罐。

93#汽油 344

1077.85

.9072.031018V m K G s ?=???==

ρη 选两个500003

m 浮船式内浮顶罐。

-10#柴油 344

107.265

.9084.0310

15V m K G s ?=???==

ρη 选三个300003m 拱顶罐。

-35#柴油

344

102.955

.9083.031014V m K G s ?=???==

ρη 选两个300003m 拱顶罐。

重柴油 344

1013.45

.9085.031010V m K G s ?=???==

ρη 选两个300003m 拱顶顶罐。

燃料油 344

101.335

.9085.03108V m K G s ?=???==

ρη 选两个200003m 拱顶罐。 油库总库容

3.2 油罐分组

表七 油品火灾危险性分类及分组

类别 油品闪电F t （℃）

油品 组别 备注 甲 F t ＜28 90#、93#汽油

燃一组 表中燃

一组为

轻油，其他为黏

油

乙 A 28≤F t ＜45

B 45≤F t ＜60 -10#柴油、-35#柴油 燃四组 丙

A 60≤F t ≤120 重柴油、燃料油

燃五组 B

F t ＞120

分组:90#汽油为一组，93#汽油和200#溶剂油为一组，0#柴油为一组，-10#柴油

为一组，20#农用柴油为一组，灯用煤油为一组。 3.3 铁路装卸油系统鹤管数确定 按下式计算

式中 K ——收发波动系数。一般取K=2～3；

G ——该种油品散装铁路收发的计算年周转额，m 3；

V ——辆油罐车的容积,m 3； ρ ——该种油品的密度,t/m 3；

360—一年的工作日（以每天到货一次计）。

90#

汽油 7.412

7.05036010183360n 4

1=????==

ρV KG 向上取整,为42个鹤管 93#

汽油 7.412

7.05036010183360n 4

2=????==

ρV KG 向上取整,为42个鹤管 重柴油 .61985

.05036010103360n 4

5=????==

ρV KG 向上取整,为20个下卸器

燃料油 .71585

.0503601083360n 4

6=????==

ρV KG 向上取整,为16个下卸器

重柴油和燃料油为粘油，应设油品下卸接口,不需要鹤管。

由于运输量较大，所以鹤管管径选125mm ，鹤管选DN100-Ⅰ。 一次到站的最多油罐车数 42n ax =m ，即计算时鹤管数取42

3.3.1铁路线布置

铁路作用线分为三组：90#汽油一组、93#汽油为一组，重柴油、燃料油为一组。

其中，90#汽油罐车的数量为42辆，93#汽油罐车的数量为42辆，所以作用线分为两组，其中，90#汽油鹤管为21个两用单鹤管，93#汽油鹤管为21个两用单鹤管个；重柴油用20个下卸器，燃料油用16个下卸器。 铁路作用线长度的计算： 32121L L L nl L L L ++=++=

汽油、柴油、机油：m nl L L L 5341242201021=?++=++=

栈桥长度计算：汽油、机油、柴油：m l n L 2461221

4221=?-=?-=

其中：n ——油品一次到库的最大油罐车的总数；

L ——一辆油罐车的两端车钩内侧距离,m ； L 1——作业线起端, 一般L 1=10m ；

L 2——作业线终端的末端至车挡的距离，一般L 2=20m 。

3.3.2鹤管与集油管连接方式

由式2-21可知，该油库作用线一次最大进入油罐车数为84辆，其中轻油油罐车62辆，粘油油罐车22辆，依据铁路装卸油作用线的相关布置原则和经济性原则，选择两股铁路作用线，两股作用线分别能够最多停靠轻油油罐车31辆和粘油油罐车11辆，集油管设置在两股作用线之间，轻油装卸鹤管的间距为6m ，采用两用（或多用）单鹤管式，这种连接方式可以同时装卸两种（或多种）油品。 3.4 水运(承担50%柴油运输任务) 3.4.1油品码头泊位年通过能力

其中 T ——年日历天数，取365d ；

G ——设计船型的实际载货量，t ；

t d ——昼夜小时数，取24h ；

P t ——一个泊位的年通过能力，t ；

t z ——装一艘设计船型所需的时间（h ），可根据表4-1中的数据；

t f ——船舶的装卸辅助作业、技术作业时间以及船舶靠离泊时间之

和（h ），可取1～2h ；

t

p

——油船排压仓舱水时间（h）。

ρ——泊位利用率，可取0.5～0.6；

表八装油港净装油时间

油船泊位级（DWT/t）10000 20000 30000 50000 80000 100000 150000 200000

≥

250000

净装油时间（h）10 10 10 10

13～

15

13～15 15 20 ≥20

3.4.2 以实际载重量为3000t，油船排压仓舱水时间为2h的码头为例

码头处的最低深度

其中 T——载重量最大船的最大吃水深度（m）；

Z

1

——船底至河底允许的最小富余量，m；

一般河港Z

1=0.15～0.25m；海港Z

1

=0.20~0.60m

Z2——波浪影响的附加深度，m；

Z

2=0.3×2h-Z

1

h——码头附近最高波浪，m；

Z

3

——船在装卸和航运中吃水差的附加深度，m；

一般河港取Z

3=0.3m;海港Z

3

=Kv

Z4——考虑江、河、海泥沙淤泥的增加量，m；

一般取Z

4

=0.4m。

表九油船的规格性能表

船号载重量

(t)

船型尺寸(m)

长×宽×高

吃水深度

(m)

备注

402 3000 99.9×15.24×

7.67

4.8

411 600 58.78×9.4×

4.2

3.85

401 800 83.2×12.5×

3.6

3.6

1 1500 67×11×4 4.1 卸油能力200t/h,压力0.5MPa 2

2 3000 96×13.6×6.3

3 5.65 卸油能力320t/h,压力0.5MPa 综合各船性能规格及码头实际情况，选择402号船

3.4.3 长江最高水位为9.5m，最低水位为4.5m，高低水位差为5m，长江水位7m

保证天数为270天，而码头必是在较平缓处，故不会有太大波浪，综合这

些因素考虑码头附近波浪高度可取1.5米。 则 4321Z Z Z Z T H +++==

=（4.8+0.25+0.3×2×1.5-0.25+0.3+0.4）m =6.4m

长江水位7m 保证天数为270天，符合条件 3.4.3码头选择

表十 油码头种类及其特点

油码头种类 特点

近岸式 码头

固定码头 一般均利用自然地形顺海岸建筑，港内波浪大时，不利于油船停靠和作业，这种码头作业量小，很少采用 浮码头

对于水位经常变动的港口，应设置浮码头，停靠油船吨位不大

栈桥式固定码头 目前万吨以上的油轮多采用栈桥式固定油码头

外海油轮系泊码头（有浮筒式单点系泊设施和浮筒式多点系泊设施两种）

10万吨、20万吨、30万吨及其以上吨级的油轮多采用

水运-10#柴油、-35#柴油的年周转额分别为7.5万吨和7万吨，近岸式码头停泊的吨位不大，且其中水位7m 保证天数为270天，不需要采用浮码头，故不予采用近岸码头。而外海油轮系泊码头适用大型油轮停靠，投资大，效率不高,所以选择栈桥式固定码头。

由于水路年周转-10#柴油品62700t ，-35#柴油95200t ，油船载重量为3000t ，查表得净装油时间为10h ，则有

3.4.4输油管内径计算

其中 d ——输油管管内径，m ；

Q ——业务要求的输送量，m 3/s ；

v ——该油品的经济流速，m/s 。

3.5 轻、粘油公路发油工艺计算

鹤管数确定，可用以下公式

其中 N ——灌装某种油品所需的鹤管数；

K ——装车不均匀系数，一般取0.65～0.85； B ——季节不均匀系数，与季节无关则取1； G ——该油品每日周转额，t; T ——时间，h ；

Q ——每个油臂的额定流量，m 3/h ； ρ——该油品密度,t/m 3。 以每日装油时间为4h 为例 -10#柴油需鹤管数

向上取整,为1个鹤管

-35#

柴油需鹤管数 76.083

.0304360

%301014165.0TQ KBG N 4=??÷????==

ρ 向上取整,为1个鹤管 汽车油罐车装卸台类型选取

表十一 汽车油罐车装卸台

装油台 特点

通过式 无需调车，汽车停靠时间短，占地面积小，但同一时间装车的数量少，所以装车频繁和油品种类较多时受到一定限制

倒车式

可同时灌装多辆汽车油罐车和多种油品。但靠车时间长，占地场地大

因鹤管数少，汽车油罐车运输量不大，所以采用通过式装卸台。 输油管内径计算

其中 d ——输油管管内径，m ；

Q ——业务要求的输送量，m 3/s ；

v ——该油品的经济流速，m/s ，参考表3-1

根据《石油库设计规范》GB 50074-2002中有关规定，油品装车流量不宜小于30m 3/h ，但装卸车流速不得大于4.5m/s 。所以，输油管管径

0.049d m =

==内； 鹤管选型

根据d 内数值大小确定鹤管型号可为DGG ，常用鹤管直径有80mm,100mm,120mm ，选用公称直径为100mm 规格的鹤管。

3.6 管道选型

表十二管路规格

3.7 泵的选型

《石油库设计规范》GB 50074-2002中有关规定:

（1）油泵站宜采用地上式。其建筑形式应根据输送介质的特点、运行条件及当地气象条件等综合考虑确定，可采用房间式（泵房）、棚式（泵棚），亦可采用露天式。

（2）泵房（棚）的设置应符合下列规定：

①泵房应设外开门，且不宜少于两个，其中一个应能满足泵房内最大设备进出需要。建筑面积小于60m2时可设一个外开门。

②泵房和泵棚的净空不应低于3.5m。

（3）输油泵的设置，应符合下列规定：

①输送有特殊要求的油品时，应设专用输油泵和备用泵。

②连续输送同一种油品的油泵，当同时操作的油泵不多于3台时，可设一台备用泵；当同时操作的油泵多于3台时，备用泵不应多于2 台。

③经常操作但不连续运转的油泵不宜单独设置备用泵，可与输送性质相近油品的油泵互为备用或共设一台备用泵。

④不经常操作的油泵，不应设置备用油泵。

（4）用于离心泵灌泵和抽吸运油容器底油的泵可采用容积泵。

（5）油泵站的油气排放管的设置应符合下列规定：

①管口应设在泵房（棚）外。

②管口应高出周围地坪4m及以上。

③设在泵房（棚）顶面上方的油气排放管，其管口应高出泵房（棚）顶面1.5m 及以上。

④管口与配电间门、窗的水平路径不应小于5m。

⑤管口应装设阻火器。

（6）没有安全阀的容积泵的出口管道上应设置安全阀。

（7）油泵机组的布置应符合下列规定：

①油泵机组单排布置时，原动机端部至墙（柱）的净距，不宜小于1.5m。

②相邻油泵机组机座之间的净距，不应小于较大油泵机组机座宽度的倍。油品装卸区不设集中油泵站时，油泵可设置于铁路装卸栈桥或汽车油罐车装卸站台之下，但油泵四周应是开敞的，且油泵基础顶面不应低于周围地坪。

3.7.1 泵流量的确定

泵的流量，根据收发任务，每天按8h计算，所需泵的流量为Q（m3/h）：90#汽油：

93#汽油：

-10#柴油：

-35#柴油：

重柴油：

燃料油：

3.7.2 泵扬程的确定

泵的扬程等于管路所需要的扬程：

式中：i—每米管路的阻力损失，也称水力坡降；

L—管路的总长度；

Z—管路的终点标高；

2

Z—管路的起点标高；

1

①排除管路的阻力损失。管路的阻力损失包括远程阻力损失和局部阻力损失两部分。对于排除管来说，局部阻力损失所占的比例甚小，因此不逐一计算，而将远程阻力损失增加5％，即放大1.05倍。

根据流量Q、管径d和油品黏度v查表得出排水管的水力坡度i排

L

=160.22m i汽=0.07 i排=0.04

排

h

= i汽×1.05L排=(0.07×1.05×160.22)m=11.78m

汽

h

= i柴×1.05L排=（0.04×1.05×160.22=6.73m

柴

②吸入管的阻力损失计算

吸入管路较短，局部阻力损失所占的比例较大，计算时各管件应换算为当量长度，根据换算结果得L 吸当，查表得i 吸

h 吸损=i 吸（L 吸+L 吸当）

L 吸=25m L 吸当=26.2m i 汽=0.023 i 柴=0.017

h 汽= i 汽×（L 吸+L 吸当）=0.023×（25+26.2）=1.18m h 柴= i 柴×（L 吸+L 吸当）=0.017×（25+26.2）=0.87m

③集油管的阻力损失。集油管中流量是逐渐增加的，为简化，此处按最大流量计算，更加按此。

h 集损=i 集（L 集+L 集当）

L 集=504m L 集当=428.4m i 汽=0.009 i 柴=0.0025

h 汽= i 汽×（L 集+L 集当）=0.009×（270+216）=4.37m h 柴= i 柴×（L 集+L 集当）=0.0025×（270+216）=1.22m

④鹤管的阻力损失。每根鹤管的流量可近似地按总流量的十分之一计算，水力坡度由流速和管径查表得。

h 鹤损=i 鹤（L 鹤+L 鹤当）

L 鹤=12.95m L 鹤当=10.36m i 汽=0.0016 i 柴=0.006

h 汽=i 汽（L 鹤+L 鹤当）=0.0016×（13+11）=0.04m h 柴=i 柴（L 鹤+L 鹤当）=0.006×（13+11）=0.14m

⑤输送高度。

阻力损失与输送高度之和，就是管路所需要的扬程；

H 管= h 排损+ h 吸损+ h 集损+ h 鹤

H 汽= h 排损+ h 吸损+ h 集损+ h 鹤+ΔZ=43.44+1.18+4.37+0.043+=46.03m H 柴= h 排损+ h 吸损+ h 集损+ h 鹤+ΔZ =24.82+0.87+1.22+0.143+=24.07m 吸入容积即真空系统容积，油库中一般采用1.5倍真空系统容积作为真空罐的容积。

3.7.3 泵的选择

汽油泵选用型号为80GY125A ：流量42.5)/(3h m 、扬程90m 、汽蚀余量3m,数量3台，其中一台备用，其余两台泵并联工作。

柴油泵选用型号为100GY40A ：流量85)/(3h m 、扬程28.9m 、汽蚀余量4m,数量3台，其中一台备用，其余两台泵串联工作。

3.7.4真空罐的选择

吸入容积即真空系统容积，油库中一般采用1.5倍真空系统容积作为真空罐的容积。

3.7.5 放空罐的选择

对轻油泵房和粘油泵房都应考虑放空系统。

设置放空系统的目的：当用一根管线输送几种油品时防止混油，或输送含蜡和粘滞油而未采用热伴随管时，防止出现凝结事故。

放空系统由放空罐和管路系统组成。放空罐的数量应根据油库中存储油品品种和牌号确定，每个牌号至少一个放空罐。罐的容积按需要放空的管路容积决定，一般取管路容积的1.5倍。

放空罐应设置在较低的位置，通常要埋入土中，以保证自流。罐的高度要尽量小，以便不埋入过深和便于输油时抽出，而且罐要能承受一定的土压力。一般放空罐要采用卧式罐。与放空罐连接的管线，必须有一定的坡度破向放空罐，并且应伸入放空罐底，以利抽出油品和减少静电聚集。

该南京商业油库库内共有10种油品，所以共需10个放空罐，根据相关经验，每个放空罐的容积一般取50m3为好。

3.8 加热说明

许多油品，如高粘和高凝固点原有、燃料油、重柴油、农用柴油、润滑油等，在低温时有很大的粘度，而且某些含蜡油品在低温时由于蜡结晶的析出，会发生凝固。为了降低这些油品的粘度，提高其流动性，就必须进行加热。油库中队油品进行加热常用于以下目的：降低油品在管道内输送的水利摩阻，加快油罐车和油船的装卸速度；促进原有破乳；使使油品脱水和沉降杂质；加速油品的调和；进行滑油的净化再生等。此外，厂矿企业用燃料油或残渣油作为加热炉或锅炉燃料时，应在燃料油使用前预先加热。南京某商业油库因库存有重柴油和燃料油等粘度较高油品，所以必须采取相应的加热措施。油罐中常用的管式加热器按布置形式可分为全面加热器和局部加热器；按结构形式可分为分段式加热器和蛇管式加热器。局部加热器仅布置在罐内布置在罐内收发油管附近，全面加热器则均匀布置在距罐底不高的整个水平面上。基于相关数据，因为该南京商业油库储存粘油量大，年周转量大，为了满足在短期内大量发油的要求，应采用全面加热器。

总结

本次设计涉及我们这学期刚学习的一门课程——油库设计，设计一座油库并不是一件容易的事，需要考虑的条件很多，涉及的内容也很复杂，要求我们耐心仔细的去完成。在设计油库时，很多问题需要我们翻阅大量的资料去查找，十分繁琐，一不小心就会犯错。所以，油库设计需要我们认真对待。

参考资料

[1] 郭光臣董文兰张志廉《油库设计与管理》石油大学出版社 1994年6月

[2] 中华人民共和国建设部、中华人民共和国国家质量监督检验检疫局联合发布《石油库设计规范》 2003年3月

[3] 邓志安《泵和压缩机》石油工业出版社 2009年7月

[4] 樊宝德《油库设计规范》中国石化出版社 2007年3月

[5] 马秀让《油库设计实用手册》中国石化出版社 2009年7月

[6] 樊宝德朱焕勤《油库设计手册》石油工业出版社 2007年3月

{7} 于贤福石永春《油库设计与管理》中国石化出版社 1998年12月