浙江温州永嘉油库最大油罐工艺安装优化设计【毕业论文+开题报告+文献综述】

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本科毕业论文开题报告油气储运工程浙江温州永嘉油库最大油罐工艺安装优化设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1962年,美国芝加哥桥梁公司首先建成了10万立方米浮顶储罐(直径87m,高约21m);1967年,委内瑞拉建成了15万立方米的浮顶储罐(直径115m,高1416m);1971年,日本建成了16万立方米的浮顶储罐(直径109m,高1718m);沙特阿拉伯建成20万立方米巨型储罐(直径达110m,高2215m)。目前世界上单罐容量已高达24万立方米。我国于1985年首次从日本引进10万立方米浮顶储罐的设计和施工技术,在秦皇岛建造之后,全国各地相继建成100余台10万立方米浮顶储罐;2003年,茂名石化公司建成两座1215万立方米浮顶储罐,目前在仪征已开始建设国内最大的15万立方米原油储罐。2002年,我国原油储罐库容合计为3800万吨,均为企业生产和经营性周转库容,没有国家的石油储备。2004年5月,国家发改委石油储备办公室成立,主要任务是负责国家战略石油储备基地的建立。我国计划在2007年底前建成相当于35d原油进口量的原油储罐,预计到2010年前增加至50d,到2015年,实现中国战略石油储备的远期目标(按国际惯例,国家战略石油储备的远期目标是90d的进口量)。首批选定的国家战略石油储备基地有四个:镇海、岱山、黄岛、大连。镇海基地在规模上是四大基地之首,共有52个10万立方米油罐,可储备石油总计520万立方米。28 随着世界石油工业的迅速增长和能源需求的不断增加，对原油，各种成品油的储备收到各国的普遍重视，从而对各类油库储备能力的要求也越来越大。80年代后，许多国家相继建立了大型路上和还上石油储备库，使得各类油罐得以迅速发展。金属油罐是油库储运系统中的重要设备，在油库建设项目中占地面积最大，投资比例最高，其经济性能将直接影响油库建设的总费用，操作费用和投资效益。近一二十年来，金属油罐向大型化发展已形成趋势，大型储罐的经济性能成为人们日益关注的课题。金属油罐大型化有诸多优势：（1）油罐大型化有利于节省钢材，油库的容积是储液区内各油灌容积之和，油罐的钢材消耗量占总钢材消耗量的绝大部分。油罐罐体钢材消耗量与其表面积成正比，就单台油罐来说，容积越大，相对表面积越小，单位容积用钢也就越省。（2）油罐大型化有利于降低建设费用。（3）油罐大型化有利于减少油库的占地面积。(4)油罐大型化有利于节约配件。（5）油罐大型化有利于降低操作费用。当然油罐大型化所面临的危险性也随着容积的增大而愈加严重。一般说来，危险性的估计包括两个含义，一是估计事故发生的概率；二是估计事故可能造成的损失。大型油罐事故造成的损失要比小型油罐严重的多，一旦发生将是一场灾难。大型油罐发生的可能性主要表现在：随着油罐的罐径增大，油罐基础产生不均匀沉降的可能性增大。导致油罐的管壁变形和底板破坏的可能性增大。而且随着油罐壁板的加厚，选用钢材屈服极限的提高，将使材料的抗冲击韧性下降，从而增加了管壁板及其切口的脆性和产生破坏的可能性。另外，大型油罐的抗震性能，抗风性能，施工技术保障措施等问题，都比小型油罐复杂的多。大型浮顶油罐,对油罐使用的材料要求很高。合理选材是防止油罐脆性断裂的必要条件。油罐的选材原则是在安全可靠的前提下投资最少,由强度条件决定的罐壁部分、罐底边缘板、罐壁开孔补强板在原则上应选择同一种材料。为了避免油罐大型化带来的钢板过厚、整体热处理和焊接问题,这些部位均应采用高强度钢。中国的高速发展离不开石油长期稳定的供应，建立石油储备体系已经是大势所趋，而大型化油罐的诸多优点决定了在储备库建设中它将被大量的应用。对大型油罐的结构优化有利于降低建设资金，节省人力物力，也能为将来的安全问题打下良好的基础。基于这个原因，本人选此课题作为研究方向。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：1、书面部分（1）设计总说明（2）总平面布置过程说明（3）油罐选择及布置计算（4）铁路卸油区相关计算28 （5）公路发油区相关计算（6）消防泵房设计与优化（7）污水处理工艺设计与优化（8）发油亭工艺设计与优化（9）铁路卸油泵棚工艺设计与优化（10）最大油罐设计与优化（11）必要计算过程、公式引用、参考数据引用说明2、绘图部分（1）油库平面布置总图（2）油库工艺流程图（3）轻油中转泵房工艺安装图（4）消防泵房工艺设计安装图（5）铁路卸油工艺安装图（6）发油亭工艺设备安装图（7）油库油污水处理流程图三、研究步骤、方法及措施：1.通过查找资料，分析资料确定选题范围及论文题目。2.通过指导老师指导，结合调研和资料整理分析、撰写开题报告、外文翻译和文献综述。3.根据开题报告写作思路草拟论文提纲。4.根据论文提纲进一步查找资料，撰写论文初稿。5.根据论文初稿，收集的资料，修改成稿。四、参考文献[1]竺博康，徐玉朋.油库加油站设计与管理.浙江海洋学院石油化工学院，2010.[2]徐至钧，燕一鸣.大型立式圆柱形储液罐制造与安装.中国石化出版社.2003.[3]胡建华.油品储运技术.中国石化出版社.2000.[4]何利民，高祁.油气储运工程施工.石油工业出版社.2007.[5]贾庆山.储罐基础工程手册.中国石化出版社.2002.[6]刘志伟.白明.固定顶油罐大型化的技术经济问题.油气储运.1998.[7]王颖,唐兴华.油罐大型化及选材问题.油气田地面工程第27卷第3期.2008.28 [8]潘家华.油罐大型化的趋势及出现的问题.石油施工技术.1982.[9]AEATechnology,CFDDepartment,"ComputerModellingofLargeOilTankFires-FeasibilityStudy",ReportfortheHomeOffice,1992.[10]Albany.NewYorkStateDepartmentofEnvironmentalConservationDivisionofSpills&Response.ErinM.CrottyCommissioner.1987.五、研究工作进度：1.2010年11月25日，接受指导教师下达的任务；2.2010年12月27—2011年1月7日，根据题目查找、收集资料，分析整理资料，完成外文翻译、文献综述和开题报告；3.2011年2月21日—2011年2月28日，调研、整理资料，撰写毕业论文（设计）提纲；4.2011年2月28日—2011年3月23日，根据提纲完成初稿；5.2011年3月24日—2011年4月16日，修改初稿；6.2011年4月17日—2011年4月25日，修改成稿，打印毕业论文（设计），上交所有材料；7.2011年5月3日—2011年5月4日进行毕业论文（设计）答辩。28 毕业论文文献综述油气储运工程浙江温州永嘉油库最大油罐工艺安装优化设计[前言]石油被广泛运用于交通运输、石化等各行各业，被称为经济乃至整个社会的“黑色黄金”、“经济血液”。随着我国经济的飞速发展，石油的需求量不断上升，我国已由原油出口国转变成原油进口国。石油对中国高速发展的影响也越来越大。为了满足日益增长的石油需求，势必要新建大量油库，而油罐的合理的设计与安装，也越来越得到重视。油罐是储存石油及其产品的金属薄壁容器，具有安全可靠，耐用，不易渗透，施工方便等特点，是石油库储运系统的主要设施之一。浙江温州永嘉油库建库地址为白石镇附近，该处南边为河流，北边接宁波至厦门铁路主干线，车用汽油年销售量在20万吨左右，而随着温州经济的不断发展，私家车的数量不断的增长，对石油及其相关产品的需求量将不断提高。为满足人民群众对原油及成品油不断上涨的需求，必须建立和健全石油储备和供应体系。在满足温州日益增长的用油需求前提下，满足石油产品的周转、储存的需要，增强本地区油品供给保障能力，更好地服务我省经济建设，在该油库建设新的大型油罐十分必要。金属油罐大型化有诸多优势：（1）油罐大型化有利于节省钢材，油库的容积是储液区内各油灌容积之和，油罐的钢材消耗量占总钢材消耗量的绝大部分。油罐罐体钢材消耗量与其表面积成正比，就单台油罐来说，容积越大，相对表面积越小，单位容积用钢也就越省。（2）油罐大型化有利于降低建设费用。（3）油罐大型化有利于减少油库的占地面积。(4)油罐大型化有利于节约配件。（5）油罐大型化有利于降低操作费用。鉴于大型油罐的诸多优点，以及油品需求量的不断上升，在新建油罐中，被大量采用。[主题]采用大型油罐的同时，很多问题都会随之出现。1，储罐工程地基勘察和罐基础设计是确保大型储罐安全运营最根本的保证。根据石化行业标准规定，必须在工程选址过程中进行工程地质勘察，针对一28 般地基、软土地基、山区地基和特殊土地基，分别探明情况，提出相应的地基处理方法，同时还应作场地和地基的地震效应评价，避免建在软硬不一的地基上或活动性地质断裂带的影响范围内。常见的罐基础形式有环墙（梁）式、外环墙（梁）式和护坡式。应根据地质条件进行选型。罐基础必须具有足够的整体稳定性、均匀性和足够的平面抗弯刚度，罐壁正下方基础构造的刚度应予加强，支持底板的基床应富于柔性以吸收焊接变形，宜设防水隔油层和漏油信号管，地下水位与基础顶面之间的距离不得小于毛细水所能达到的高度（一般为2m）。2浮顶储罐密封装置，浮顶储罐密封圈的火灾发生频率较高，原因主要是密封不严，引起油气浓度偏高。更进一步的原因主要有：a.大型储罐在施工中椭圆度、垂直度及局部凸凹度的偏差不可避免；b.在储罐的操作过程中介质、气候、温度以及储罐基础沉降等因素，会引起储罐和浮顶的几何形状和尺寸的变化；c.现有密封橡胶受阳光照射、风蚀、刮蜡机构可能带来的高温引起的变形；d.风力、介质进出储罐等因素使浮盘在罐内产生“漂移”。因此，密封装置的可靠性和严密性如何，对减少储液蒸发，确保安全操作有重要作用。为了进一步改进目前普遍采用的封闭装置存在的不足，国内最新研制了“滚轮骨架密封”，它采用若干个圆弧线段密封骨架，通过转轴连接，使密封骨架象链条一样在弹簧力的作用下随着储罐改变形状。骨架端部装有滚轮，当浮顶上下移动时，滚轮就在罐壁上行走，并保持密封骨架与罐壁距离不变。该装置具有防雨、刮蜡、双重密封等多种功能。3信号报警、联锁系统大型原油储罐收付油速度很快，为避免储罐冒顶事故和浮盘搁底事故的发生，储罐应设置高、低液位报警装置，其报警高度应满足从报警开始(10～15)min内不超过液位极限，还应设液位极限联锁装置切断收（付）油阀门。在原油储罐防火堤内，应设固定式可燃气体检测报警系统，储罐的排水口、采样口或底（侧）部接管法兰、阀门等与检测器的距离不应大于15m。建议储罐顶部密封圈周围每隔30m设固定式可燃气体检测报警系统。4中央排水管在迅速排空罐顶积水方面起着重要作用。它随着浮盘的升降而伸缩，长期受拉或受压易出现塑性变形。因此，设计时应适当提高其质量等级和技术标准，确保灵活性和耐久性。5防腐蚀措施，原油储罐底部总是沉积着一定厚度的含盐水,当储存重质或含硫量、酸值较高的油品时，对防腐的要求更高。虽然目前国家对储罐的防腐蚀设计还没有统一标准，但对于储量巨大、腐蚀性严重的大型原油储罐而言，系统全面地设计并实施防腐的重要性是不言而喻的。罐底外壁除按常规做外防腐涂层外，宜参考石油天然气行业标准SY/T0088-95《钢制储罐罐底外壁阴极保护技术标准》，采用牺牲阳极或28 强制电流阴极保护法，该阳极可兼做储罐的防雷、防静电接地极。值得重视的是，必须改变传统的铜接地极——因此时铜为阴极，罐体钢却成为阳极，从而加速腐蚀。宜改用锌或镁电极。即使采用了涂层防腐，仍应根据情况考虑采用牺牲阳极的必要性，以减轻涂层缺陷时的腐蚀。涂层绝对不能使用导静电防腐涂料，因它与牺牲阳极并用会加速阳极溶解，失去应有的阴极保护作用。内壁的牺牲阳极宜选用铝(Al)基合金阳极。罐壁防腐的重点是底部水层高度范围内，应对罐底内壁1m高采用环氧基耐油耐盐水油罐专用绝缘涂料，其他部位可采用油罐专用导静电涂料。另外大型浮顶油罐,对油罐使用的材料要求很高。合理选材是防止油罐脆性断裂的必要条件。油罐的选材原则是在安全可靠的前提下投资最少,由强度条件决定的罐壁部分、罐底边缘板、罐壁开孔补强板在原则上应选择同一种材料。为了避免油罐大型化带来的钢板过厚、整体热处理和焊接问题,这些部位均采用高强度钢。目前我国建造5万立方米及以上大型储罐所使用的高强钢板,90%以上采用日本产SPV490Q钢,SPV表示压力容器用钢,490表示屈服强度是490MPa。这类材料强度高、韧性好、碳当量较低、焊接性能较好。每台10万立方米储油罐用钢材总量为194815t,其中高强度钢板78914t,占总量的4015%左右,我国建立战略石油储备基地,需要用到大批量钢材,因此,提高国产高强度钢材的质量[总结]在分析了大型原油储罐工程危险性的基础上,对其设计中的主要安全问题的分析，得出如下对策结论：（1）储罐应避免建在软硬不一的地基上或活动性地质断裂带的影响范围内；（2）密封装置应具有防雨、刮蜡、双重密封等多种功能；（3）大型油罐顶部应设固定式可燃气体检测报警装置、火灾报警装置以及工业监视电视系统；储罐应设高、低液位报警装置和液位极限连锁切断装置；（4）储存含蜡量高的原油，必须重视刮蜡系统设计，并尽量减轻刮蜡加热系统对密封装置可能引起的加速老化现象；（5）中央排水管至关重要，应适当提高其质量等级和技术标准；（6）建议在防火堤外设置由水封井和切水收油装置联合组成的阻火、隔油、排水装置；（7）28 建议采用牺牲阳极和强制电流阴极保护法作为储罐防雷、防静电接地；内壁的牺牲阳极宜选用铝（Al）基合金阳极；罐底内壁可采用环氧基耐油、耐盐水油罐专用绝缘涂料，其它部位可采用油罐专用导静电涂料。[参考文献][1]徐至钧，燕一鸣.大型立式圆柱形储液罐制造与安装.中国石化出版社.2003.[2]胡建华.油品储运技术.中国石化出版社.2000.[3]竺博康，徐玉朋.油库加油站设计与管理.浙江海洋学院石油化工学院，2010.[4]何利民，高祁.油气储运工程施工.石油工业出版社.2007.[5]贾庆山.储罐基础工程手册.中国石化出版社.2002.[6]刘志伟.白明.固定顶油罐大型化的技术经济问题.油气储运.1998.[7]王颖,唐兴华.油罐大型化及选材问题.油气田地面工程第27卷第3期.2008.[8]潘家华.油罐大型化的趋势及出现的问题.石油施工技术.1982.[9]HowardI.Epstein.SeismicDesignofLiguidStorageTanks.journaloftheStructuralDivision,Vol.102.NO.st9.sept.1976[10]J.R.Barzek,H.I.Epstein.HoopStressesforCylindricalLiguidStorageTanksDesignedWithAWWAandAPIcodes.28 本科毕业论文（20届）浙江温州永嘉油库最大油罐工艺安装优化设计28 目录[摘要]……………………………………………………………………………….I[Abstract]..................................................................................................................II1前言………………………………………………………………………………….12概述………………………………………………………………………………….12.1设计任务书………………………………………………………….……….22.1.1自然环境…………………………………………………………………….....22.1.2各种油品销售……………………………………………………...…………...22.1.3油品收发情况..…………………………………………………………………..22.2设计任务………………………………………………………………………...…...….22.2.1书面部分……………………………………………………………………...…22.2.2油库设计说明内容包括……………………………………………………...32.2.3图纸…………………………………………………….………………………..32.3设计原则………………………………………………………………………………….33总平面及流程说明………………………………………………………………….43.1总平面布置说明……………………………………………………...……………….43.1.1布置原则……………………………………………………………………….43.1.2平面布置说明……………………………………………………...………….43.1.3建（构）筑物面积参考…………………………………………….………...63.2总流程说明…………………………………………………………………………….63.2.1铁路卸油系统…………………………………………………………...….....63.2.2公路作业区…………………………………………………………………….73.2.3管线敷设……………………………………………………………………….74参数的确定………………………………………………………………………….74.1油库规模及性质确定……………………………………………………………..….74.1.1油库单罐容量的计算……………………………………………….……….74.1.2油库级别的确定…………………………………………………………..….84.2油罐区布置及有关计算过程……………………………………………………….84.2.1确定溶剂汽油罐组与煤油罐组防火堤范围和高度………………...…84.2.2确定汽油与柴油罐组防火堤范围和高度………………………………..94.3铁路专用线设置及有关计算过程………………………………………………..104.4发油台布置及有关计算...……………………………………………………….…11油库公路发油区数据计算…………………………………………………………….....114.5桶装油品库房面积确定………………………………………………………........134.6水路发油泵的确定……………………………………………………………….......134.7相关附件选择………………………………………………………………………....135消防泵房建筑要求.…………………………………………………………………1428 5.1泵房建造一般要求……………………………………………………………….....145.2泵房建造其他要求……………………………………………………………..…...146消防泵房的数据相关计算…………………………………………………………156.1确定灭火系统…………………………………………………………………….….156.2消防系统设计工艺………………………..………………………………………...157最大拱顶油罐优化设计…………………………………………………………..187.1拱顶油罐总图设计计算过程……………………………………………...……187.1.1油罐直径与高度的确定………………………………………………….187.1.2确定壁板下料尺寸………………………………………….……..207.1.3其他主要参数的确定……………………………………………….217.1.4罐壁强度校度的计算…………………………………………………….217.1.5罐壁稳定性计算及加强圈确定…………………………………...…….237.1.6包边角钢（钢固圈）质量计算…………………………………………….257.2油罐罐底板设计及计算……………………………..………………………...….257.2.1排版形式确定……………………………………………………….257.2.2下料尺寸的确定…………………………………………………..……….257.2.3底板质量计算公式…………………………………………………….….267.2.4垫板质量计算……………………………………………...…………...….277.3拱顶设计…………………………………………………………………………….277.3.1中心板尺寸确定…………………………………..……………………….277.3.2罐顶扇形板尺寸确定…………………………………………….............277.3.3肋板尺寸的确定…………………………………………………………...287.3.4顶板质量的计算……………………………………………………..…….298小结…………………………………………………………………………………………………………….309参考文献…………………………………………………………………………..3028 [摘要]随着我国石油工业的迅速发展，油库的地位也越来越重要，除了石油系统、供销系统和军事系统建有一系列专用油库，其他企业，如铁道、交通、电力、冶金等部门也建有各种类型的油库。对于学生而言，对中转分配油库进行合理的设计与布置,是储运专业要掌握的基本知识。主要内容包括设计说明书、计算说明书两大部分，同时附有油库平面布置图、工艺流程图和发油亭工艺安装图。金属油罐大型化有诸多优势：（1）油罐大型化有利于节省钢材，油库的容积是储液区内各油灌容积之和，油罐的钢材消耗量占总钢材消耗量的绝大部分。油罐罐体钢材消耗量与其表面积成正比，就单台油罐来说，容积越大，相对表面积越小，单位容积用钢也就越省。（2）油罐大型化有利于降低建设费用。（3）油罐大型化有利于减少油库的占地面积。(4)油罐大型化有利于节约配件。（5）油罐大型化有利于降低操作费用。鉴于大型油罐的诸多优点，以及油品需求量的不断上升，在新建油罐中，被大量采用。这次设计综合运用专业储运与油库知识，结合相关资料，指导老师指导，加上认真思考，在总结前人经验的基础上，独立认真地完成设计任务书的要求，符合规范。[关键词]：油罐油库消防收发油桶装库房28 [Abstract]Withthe rapiddevelopmentof China's oilindustry,oildepotsdevelopedveryrapidly,inadditionto theoil system, supplyandmarketing systems,and militarysystems hasa seriesofspecialdepots,othercompanies, suchas railways,transportation, electricpower, metallurgyandothersectors also hasavarietyof Typesof oiltanks. Forthestudents, distribution of transit depot for rationaldesignand layout, isthe storageandtransportation professionals tomasterthebasics.Themaincontentsincludedesignspecifications,calculationsmanualtwoparts,accompaniedbydepotfloorplan,flowchartandhairoilkiosktechnologyinstallationdiagram.Large-scalemetaltankshavemanyadvantages:(1)tankisconducivetolarge-scalesavingsinsteel,oildepotisthevolumeofreservoirfillingvolumeoftheregionandtheoil,thetotalconsumptionofsteeltankssteelconsumptionmustmost.Tanksurfaceareaisproportionaltoitsconsumptionofsteeltankstoasingletank,thevolumeofthelargerrelativesurfaceareaofthesmaller,themoresteelperunitvolumeprovince.(2)large-scaletankhelpsreduceconstructioncosts.(3)helpstoreducethelarge-scaleoiltankdepotarea.(4)large-scaletankisconducivetosavingaccessories.(5)large-scaletankhelpsreduceoperatingcosts.Giventemanyadvantagesoflargeoiltanks,andoildemandisrising,inthenewtankshavebeenwidelyused.Thedesignoftheintegrateduseofdepotstorageandlogisticsandknowledge,conbinedwithrelevantinformation,instructorguide,withseriousconsideration,attheconclusiononthebasisofpreviousexperience,anindependentcompletethedesignmissionstatementseriouslytherequirementsofcompliance.[keywords]:oiltankoildrumoilstorageequipmentwarehousefiretransceiver28 1前言石油被广泛运用于交通运输、石化等各行各业，被称为经济乃至整个社会的“黑色黄金”、“经济血液”。随着我国经济的飞速发展，石油的需求量不断上升，我国已由原油出口国转变成原油进口国。石油对中国高速发展的影响也越来越大。为了满足日益增长的石油需求，势必要新建大量油库，而油罐的合理的设计与安装，也越来越得到重视。油罐是储存石油及其产品的金属薄壁容器，具有安全可靠，耐用，不易渗透，施工方便等特点，是石油库储运系统的主要设施之一。浙江温州永嘉油库建库地址为白石镇附近，该处南边为河流，北边接宁波至厦门铁路主干线，车用汽油年销售量在20万吨左右，而随着温州经济的不断发展，私家车的数量不断的增长，对石油及其相关产品的需求量将不断提高。为满足人民群众对原油及成品油不断上涨的需求，必须建立和健全石油储备和供应体系。在满足温州日益增长的用油需求前提下，满足石油产品的周转、储存的需要，增强本地区油品供给保障能力，更好地服务我省经济建设，在该油库建设新的大型油罐十分必要。金属油罐大型化有诸多优势：（1）油罐大型化有利于节省钢材，油库的容积是储液区内各油灌容积之和，油罐的钢材消耗量占总钢材消耗量的绝大部分。油罐罐体钢材消耗量与其表面积成正比，就单台油罐来说，容积越大，相对表面积越小，单位容积用钢也就越省。（2）油罐大型化有利于降低建设费用。（3）油罐大型化有利于减少油库的占地面积。(4)油罐大型化有利于节约配件。（5）油罐大型化有利于降低操作费用。鉴于大型油罐的诸多优点，以及油品需求量的不断上升，在新建油罐中，被大量采用。2概述石油，作为一种不可再生的资源，在现实生活中起着至关重要的作用，它象征着一个国家财富，体现一个国家的综合国力，可见其地位也尤为重要。同样，石油在我国的经济当中也起着举足轻重的作用，随着我国国民经济的迅速发展及工业化水平不断地提高，在一系列国家政策的扶持下，对石油这种优质能源的需求量将会上升，原油价格也不可能长期的停留在低位，而石油行业将逐渐成为制约国民经济发展的瓶颈。它不但直接影响我国的国民经济发展，更关系到其国防安全。中国虽然地大物博，虽然原油开采量很大，但是同时人口也很庞大，当前经济快速发展，我国也成为了世界上数一数二的石油消费大国。要及时将石油与各种石化产品供应给不同需求的岗位与个人，这就需要有相当大的一些油库作为储备地。目前中国沿海城市已经相继建造了一大批的油库与炼油厂。油品的运输在我国主要是靠公路、铁路、水路与管道，最灵活最及时的莫过于公路运输。中国的高速发展离不开石油长期稳定的供应，建立石油储备体系已经是大势所趋，而大型化油罐的诸多优点决定了在储备库建设中它将被大量的应用。对大型油罐的结构优化有利于降低建设资金，节省人力物力，也能为将来的安全问题打下良好的基础。28 2.1设计任务书2.1.1自然环境建库地址为白石镇附近，基本可作平原油库进行设计。该处南边为河流，北边接宁波至厦门铁路主干线，东西为可征用农田，年最高气温38℃，建库地点用地面积根据需要可适当增加。2.1.2各种油品销售油品种类规格密度来油计划年销售量（吨）车用汽油93#97#0.72~0.751天2次200000溶剂汽油120#0.71~0.736天1次5000煤油民用0.78~0.8210天一次3000柴油-10#0#0.81~0.832天一次1000002.1.3油品收发情况3、收发油计划（1）收油全部油品都以铁路散装进油。（2）发油车用汽油、柴油70%水路发放、30%汽车罐车发油；煤油、溶剂汽油50%汽车罐车发油、50%桶装发放。2.2设计任务2.2.1书面部分：（1）设计总说明（2）总平面布置过程说明（3）油罐选择及布置计算（4）铁路卸油区相关计算（5）公路发油区相关计算（6）最大油罐设计与优化（7）必要计算过程、公式引用、参考数据引用说明2、绘图部分（1）油库平面布置总图（2）油库工艺流程图（3）水路发油泵棚工艺安装图（4）最大拱顶罐安装图28 2.2.2油库设计说明内容包括：（1）油罐选择及布置计算（2）铁路卸油区相关计算（3）公路发油区相关计算（4）桶装库房面积计算（5）油库消防系统的关计算；（6）其他作业区域的有关计算。2.2.3图纸（1）库总平面布置图；（2）油库工艺流程图；（3）最大油罐安装图；（4）水路发油泵棚工艺安装图；2.3设计原则1.油库总体布置和工艺计算主要依据《油库设计与管理》和《石油库设计规范》同时查阅其他的资料。2.满足生产要求和安全生产的前提下，尽可能做到总体平面布置合理紧凑，减少征地面积，做到流程简单，操作管理方便。3.满足生产的前提下，设备尽可能统一使用，降低油库造价。4.满足安全生产、操作和维修要求、工艺流程合理，减少能量消耗。5.符合环保要求，创造良好生产、生活环境。6.满足抗震、消防、防洪、防涝、防腐要求。7.远期与近期相结合，考虑发展用地。3总平面及流程说明3.1总平面布置说明3.1.1布置原则油库总平面设计是综合油库各种设施考虑后得出来的，应该根据设计任务书确定的规模，性质和任务进行设计。1.保证油库与周围单位的安全距离不小于规范中的规定距离，避免相互影响；2.库内油品尽量做到单向流动，尽量避免在库内往返交叉；28 3.合理分区，以便于各种油品作业安全生产，避免非工作人员来往于工作区域特别是储油区和装卸区；4.便于收发油作业，油库装卸区和发放区要尽可能靠近交通主干线，使铁路专业线和公路支线较短；5.油库对外单位要设置在发放区的地方，以便于人员联系；6.充分利用地形的条件，最好作到自流作业；7.考虑到油库的今后发展应尽量留有扩建余地。总平面布置应在进行实地勘察，深入调查后，充分了解和熟悉现场实际的基础上，进行设计，它直接关系到能否最大限度地满足生产要求，减少占地面积，节约建设投资，保证安全操作，节约管理费用，从而使油库发挥应有的作用。3.1.2平面布置说明本油库主要由储油区、铁路作业区、公路作业区、辅助生产和行政管理区等组成，现就各区布置说明如下：1.储油区：储油区是油库平面布置的重点，油库中绝大多数油品都储存在这里，因此，布置时主要考虑的因素是安全，油品流向的合理性，操作的方便。本油库设计的罐区位于库区的中间。布置时考虑以下几个方面的原因：1.交通条件。本油库北接宁波至厦门铁路主干道，油库南边是河道。2.流程。罐区布置于铁路作业区、公路作业区、灌桶间，避免油品在库内的交叉往返。3.消防。罐区位于油库深处，位于各作业区之间，与外界联系较少，同时罐区靠近消防区，一旦发生火灾，可以及时启动消防系统。罐区周围设置环形消防道路，油罐区的环形道路于消防道路相连，有利于消防车辆的通行和调度，能及时转移到有利的扑救地点。本库油罐区设置了两个油罐组：一个汽油与柴油罐组、、一个煤油和溶剂汽油罐组。汽油与柴油罐组：收发汽，柴油油品，罐区长108.18，宽66.84，面积5601，防火堤高1。该罐组包括4个5000的内浮顶罐和4个1500m³的固定顶油罐，其中2个93#车用汽油储罐，2个97#车用汽油储罐，2个-10#轻柴油，一个0#轻柴油。煤油和溶剂汽油罐组：收发油品为煤油和溶剂汽油，罐区长30.6，宽28.35，面积715.6，防火堤高1m。该罐组包括2个500溶剂汽油内浮顶罐，2个300煤油内浮顶灌，中间用隔堤隔开。各罐区均设防火堤，防火堤外设有环形消防道路，在工作人员经常走动的地方及进罐区操作的地方，设置踏步扶梯，防火堤外设排水沟。2.铁路作业区：铁路作业区位于本库区的北部，主要考虑了以下几方面：①离接轨点最近，减少引入线的长度，降低铁路建设费用；②布置在库址边缘，不影响其他各区的操作，减少了与库内道路的交叉，有利于安全和消防；为了减少铁路作业线的占地面积，便于其他各区的布置，故设双股铁路作业线。铁路作业线长219.1。轻油作业线设31只装卸油鹤管，轻油栈桥长180m。铁路作业区内设有一座轻油收发油泵房。作业区内管线的铺设均坡向卸油泵房，以便于油品的自流，其中轻油管线坡度为3‰。铁路作业区内设置移动泡沫灭火设备，装卸区内设有消防道路，并于库区道路相连形成环形道路，保证铁路作业安全。28 公路作业区：公路作业区主要设施有：汽车卸油设备，罐油间、桶装站台等。30%车用汽油、柴油有汽车油罐车发放，50%煤油，溶剂汽油由汽油罐车发放，50%煤油，溶剂汽油由油桶灌装后发放。为了便于安全管理，设单独出入口，公路装卸区的发油亭设为通过式。3.辅助生产区：辅助生产区是为整个油库生产服务的，有关设施比较分散，尽量做到靠近生产单位，有利于生产。本区某些具体设施有明火作业，因此设计时考虑风向和油品挥发，参照规范规定的安全距离布置。4.消防区：本区主要包括消防泵房、消防车库、消防器材库、消防水池等设施。消防区设在油库旁边，能保证在很短的时间内到达出事现场。消防区内设2个消防水池，每个水池的长×宽×深为14×10×5，即每个消防水池700m3，总消防用水总量为1400m3，位于南边，水源为河流。5.污水处理区:将污水处理区主要是隔油池的建设，布置在库区的南边，便于净化水的排放，且便于承接各种污水管道。6.行政管理区，计量，化验室：行政管理区是油库行政和业务管理的中心，是生产管理的中心，临公路而建，以便与联系工作和保证接洽业务人员不进入库区，中央控制室也设在行政管理区；计量室为方便油罐采样，所以应建在罐区附近；化验室属于明火建筑，所以应远离铁路发放区和油罐区布置，但是又为了方便铁路来油的检测和化验，为了减少资源浪费，所以将他们集中布置。该油库为储存易燃、易爆产品的站场，因此油库四周围墙均采用实体围墙，墙高2.5m，为方便生产和运输、消防要求，设2座大门，与外部道路相连。罐区四周设钢筋混凝土防火堤。防火堤内侧抹高温隔热防火涂料。3.1.3建（构）筑物面积参考表3—1油库各建（构）筑物面积建设标准用途建筑物名称油库等级备注一、二级三、四级辅助设施变配电间120～15090～120含发电机间消防泵房230～360180～200包括值班室、器材库，一二级含车库化验室150～280100～150B级计量室3020维修间4020器材库4530管理办公用房400～600200～400包括楼梯、走道、卫生间、会议室面积28 设施值班宿舍5/人5/人净面积警消宿舍12/人15/人包括厕所、盥洗室、活动室面积食堂80～15040～60包括厨房、餐厅，三、四级可不设餐厅浴室30～5030包括淋浴室、更衣室总控制室60～8050～60付油区管理室180～220120～170含业务室、控制室、配电间、厕所3.2总流程说明油库的工艺流程指的是油品在油库内的输转流动，它把分布于油库各区的各个生产设施，如油罐区、泵房、灌桶间、铁路收发区、水路发放区等有机的联系起来，构成一个生产体系，完成各种收发油作业。本油库的工艺流程是根据设计任务书的要求，考虑下列原则而设计的：1.满足生产，考虑油库的业务要求及同时操作的业务种类；2.操作方便，调度灵活，互不干扰；3.经济合理，节约投资；4.在满足收发作业的同时，使各油罐间能相互输转，相应的泵能互为备用。3.2.1铁路卸油系统1.根据《石油库工艺设计手册》油品分组情况，考虑到油品业务量以及满足油品质量与安全要求的情况下，共设了五条集油管和一条扫舱管：93#和97#车用汽油，0#轻柴油、10#轻柴油公用一根，煤油一根，溶剂汽油一根。2.轻油卸油泵房内设有5台IS型离心泵，汽油两台（93#和97#），柴油一台（0#和-10#属季节性油品，可用一台泵），溶剂汽油一台，煤油一台，泵房采用标准流程，各种泵可以互为备用。轻油泵房外设1个2立方米的卧式放空罐。工艺流程：铁路油罐车铁路轻油泵房储罐；3.2.2公路作业区公路发油区位置应靠近油库边缘和库外交通线，用围墙与其它分区分隔，并设独立的出入口，避免车辆对油库的干扰。发油区设综合管理室，可包括警卫室、控制室、业务室、休息室、卫生间等。工艺流程公路装车和灌桶应采用泵送方式，工艺流程如下：28 储罐发油泵房轻油发油台汽车油罐车；桶装发车；3.2.3管线敷设油库的管线大多采用地上辐射，架在管墩上，这主要是考虑本地区雨水较多，不利于管沟或地下敷设，并且管沟易积聚油品蒸汽，对于油库安全不利，为了防止管线腐蚀，管子外面涂防腐层，润滑油管路还需加保温层。穿越道路时，采用管沟辐射，本油库的管线大都采用双管系统，单管系统相扶。4参数的确定4.1油库规模及性质确定4.1.1油库单罐容量的计算（一）车用汽油的油罐利用系数为0.90周转系数为20，柴油的油罐利用系数为0.95周转系数为25，溶剂汽油、煤油的油罐利用系数为0.90周转系数为10。（二）确定设计容量：1.车用汽油：属于甲B类油品，必须采用内浮顶油罐，η=0.90则Vs=200000/（20×0.72×0.90）≈15432m32.溶剂汽油：属于乙A类油品，必须采用内浮顶油罐，η=0.90则Vs=5000/（10×0.71×0.90）≈782m33.柴油：属于乙B类油品，可采用内浮顶油罐，也可采用拱顶油罐，在此选用拱顶油罐，η=0.95则Vs=100000/（25×0.81×0.95）≈5198m34.煤油：属于乙A类油品，必须采用内浮顶油罐，η=0.90则Vs=3000/（10×0.78×0.90）≈427m3（三）确定油罐个数和规格：根据计算设计车用汽油设计4个5000m3的内浮顶罐与柴油的4个1500m³的拱顶罐布置在一个罐区。溶剂汽油设计2个500m3的内浮顶罐与煤油设计的2个300m³的内浮顶罐布置在同一个罐区。根据计算确定油库设计容量为21839m3总油罐数为12个，名义容量为27600m3，属于三级油库。28 4.1.2油库级别的确定根据以上计算，油库总容量为29055m3，属于三级油库。表4—1油罐种类及规格油品容积直径（mm）高度（mm）类别储罐溶剂汽油2×500m³90009000乙A类内浮顶车用汽油4×5000m³2160015000甲B类内浮顶柴油4×1500m³1300012800乙B类拱顶罐煤油2×300m³75007500乙A类内浮顶4.2油罐区布置及有关计算过程4.2.1确定溶剂汽油罐组与煤油罐组防火堤范围和高度防火堤与油罐组布置如下图图4—1防火堤与油罐组布置图图中2个500m³溶剂汽油罐和2个300m³煤油罐，由于溶剂汽油和煤油属于乙A类油品，采用非浅盘式内浮顶油罐，则两溶剂汽油油罐间的防火间距：L1≥0.4D1=0.4×9=3.6m取3.6m溶剂汽油油罐与防火堤内坡脚线的距离：L2≥0.5H1=0.5×9=4.5m取4.5m煤油油罐与防火堤坡脚线的距离：L3≥0.5H2=0.5×7.5=3.75m取3.75mL4=L2+L1+L3+D1+D2=4.5+3.6+3.75+9+7.5=28.35m取28.35mL5=L2+L1+L2+D1+D1=4.5+3.6+4.5+9+9=30.6m取30.6m28 防火堤有效面积S为：S=L5×L6－1/4πD1×D1－1/2πD2×D2=28.35×30.6－1/4×3.14×9×9－1/2×3.14×7.5×7.5==715.61m2防火堤的有效容量只要不小于一只内浮顶油罐的最大容积的一半，即250，故防火堤计算高度h为h=250/715.61=0.349m防火堤实高取H=0.349+0.2=0.549m取H为1m4.2.2确定汽油与柴油罐组防火堤范围和高度防火堤与油罐组布置如下图图4—2防火堤与油罐组布置图图中有4个5000汽油罐，4个1500m³的柴油罐，由于汽油属于甲B类油品，采用非浅盘式内浮顶油罐，则两汽油罐间的防火间距：L1≥0.4D1=0.4×21.6=8.64m取L1=8.64m汽油油罐与防火堤内坡脚线的距离：L2≥0.5H1=7.5m取L2=7.5m汽油罐与柴油罐之间的安全距离：L3≥0.4D1=0.4×21.6=8.64m取L3=8.64m柴油罐之间的防火间距：L4≥0.6D2=0.6×13=7.8m取L4=7.8m柴油罐与防火堤内坡脚线的距离：L5≥0.5H2=0.5×12.8=6.4m取L5=6.4m防火堤内坡脚边长：L6≥L1+L2+L3+L4+L5+2D1+2D2=8.64+7.5+8.64+7.8+6.4+2×21.6+2×13=108.18mL7≥L1+2L2+2D1=8.64+2×7.5+2×21.6=66.84m防火堤有效面积S为：S=L6×L7－3/4πD12－πD22=108.18×66.84－3/4×3.14×21.62-3.14×132=5601m228 当固定顶油罐与内浮顶油罐布置在同一油罐组内，防火堤的有效容量应取上述两款规定的较大值，即2500m3故防火堤计算高度h为：h=V有效/S=2500/5601=0.446m防火堤实高为H=h+0.2=0.646m取1m4.3铁路专用线设置及有关计算过程对于供应油库的某种油品，一次到库的最多油罐车数n，可按下式计算：式中G——该种油品散装铁路收发的计划年周转量，t/a；K——铁路运输不均衡系数，宜取1.2；V——单辆油罐车公称容积，；此次设计中取60；——装卸温度下油品的密度，；350——一年的工作日；——每天到货次数；不宜大于4批次；A——油罐车利用系数，宜取0.9。轻油卸油采用鹤管，采用五条集油管和一条扫舱管，分别卸93#、97#号车用汽油，柴油，煤油和溶剂汽油。则轻油卸油鹤管数车用汽油：n==取9个溶剂汽油：n==取3个煤油：n==取3个柴油：n==取16个轻油收发油共设31根鹤管轻油卸油平台长L=(n-1)l/2=(31-1)×12.2/2=183m作业线长度=++31/2×12=31+20+186=237mL——轻油装卸油栈桥长度，m；L1——作业线起端（一般自警冲标算起）至第一辆油罐车始端的距离，一般取=31m；L2——作业线终端车位的末端至车档的距离，一般取=20m；28 栈桥可采用钢结构或钢筋混凝土结构。根据铁路油罐车高度，桥面宜高于轨面3.5m，栈桥上设有护栏。在栈桥两端和沿栈桥每隔60～80m处，应设上下栈桥的梯子。栈桥桥面宽度为1.5～2m，栈桥立柱间距尽量与鹤管间距相同，一般取6m或12m。栈桥两端距最近一鹤管的距离不宜小于3m。4.4发油台布置及有关计算油库公路发油区数据计算（1）发油台的鹤管数计算公式：式中n——每种油品所需鹤管的数目；Q——每日最大的鹤管发油量，t；q——每个鹤管的每小时计算生产率，m³/h；k——鹤管利用系数，一般为0.5；T——每天工作时间，h；取5小时。——油品密度，kg/m³；K——不均衡系数，取1.2。按《油气储运与装卸系统》规定，公路发油台发油时，油品装车流速不应大于4.5m/s。新建或改造的发油设施，应采用DN100的鹤管，设计流量为80~110m³/h。取鹤管流量为100m³/h。根据任务书要求，车用汽油、柴油有30%用于公路发油，煤油、溶剂汽油有50%用于公路发油。计算公路发油台的鹤管数：车用汽油n==考虑到有2种牌号，因此取2鹤管柴油n==考虑到有2种牌号，因此取2鹤管煤油n==考虑到集中发油，因此取1个鹤管溶剂汽油n==考虑到集中发油，因此取1个鹤管（2）罐桶加油栓数计算28 q=×60×10-3=12m3/h200L为桶的容量1min为油品罐装时间（《油库设计与管理》P84）煤油n==取1个溶剂汽油n==取1个发油亭设1座，罩棚可采设网架结构或钢结构。罩棚柱应采用钢筋混凝土结构，当采用钢柱时，应在柱表面涂刷防火涂料，使其耐火极限达到两个小时。两个发油台之间净距不应小于8m，罩棚檐口净高为6.5m~8m，罩棚厚度为1.4m。发油亭灌装平台距地面净高不宜小于2.1m。发油区车道转弯半径应大于15m。4.5桶装油品库房面积确定F=式中：F——仓库面积m2K——不均衡系数，取1.2Q——仓库储存的油品量ρ——所储油品的密度t/m3n——堆桶层数，人工堆码时，各类油品均不得超过2层，取2.k——体积充满系数，200L焊接铁桶取0.6d——油桶高度，立放时为油桶高度，取0.9m，卧放时为油桶直径，取0.614m。a——仓库面积利用系数，取0.3～0.4煤油F==m2溶剂汽油F==m2F总=424m2取450m24.6水路发油泵的确定根据平面布置大致情况，选取管道的长度为150m。由于轻油管道流态多在水力光滑区，则，，。本设计以车用汽油作为水路发油泵的流体选取依据。则有：鹤管额定流量：Q=100m3/h=27,828 沿程水头损失：；局部水头损失取为沿程水头损失的15%，则局部水头损失：；泵的扬程：；所以，实际选泵时，扬程，流量；根据石油库工艺设计手册，选100y-60型离心油泵，，。4.7相关附件选择过滤器：DN150，选LPG1554EBK闸阀：DN150，选Z40H—40止回阀：DN150，选H44H—64弯头；DN1505消防泵房建筑要求5.1泵房建造一般要求：进出泵房的管道在排列间距上要注意房屋开间，避免房屋主要承重部穿墙，造成房屋结构缺陷。泵房至少应有一个可以运入机组最大部件的门和窗，室内地坪的标高应比室外地坪高0.1—0.3m。泵房内要根据具体情况，考虑采取和通风采暖温度一般为160°C低于地下水位的部分，应有防水措施，其防水层的高度应高于最高地下水位0.5m。深度大于3m的泵房，其楼梯应设休息平台。5.2泵房建造其他要求：消防泵房建筑要求油库消防泵房为独立建筑物，其建筑设计应符合下列要求：28 （1）消防泵房应采用一，二级耐火等级的建筑，以保证在火灾情况下仍能工作。（2）泵房内应同时设置供消防水装置和供泡沫装置。位置宜靠近油罐区，且应满足泵房启动后将泡沫混合液输送到最远油罐的时间不超过5分钟的要求。（3）消防水泵宜采用自灌式引水。平时经常充满水，能够随时启动，若采用自灌式引水有困难时，应有可靠迅速的冲水准备。(4)泡沫液位放在室内时，储存环境温度为：植物性蛋白泡沫液0—400C，动物性蛋白泡沫液和氟蛋白泡沫液5—400C（5）泡沫液罐的容量，不应少于所需的泡沫量于充满管道的泡沫混合液中所含泡沫液量之和。（6）消防泵房内应配有两套动力，如两路电源或一路电源，另一路内然机动力，一保证发生事故全面停电时，不中断供水供泡沫消防水泵与动力机械应直接联接，不应采用平皮带。如果用三角皮带时，不应少于四条，以防止打滑，保证必要的消防水量和水压。（7）当采用环泵式比例混合流程时，泡沫混合泵吸入管的压力不应大于3米水柱;泵的流量，应包括比例混合动力水的回流损耗.比例混合器吸液口标高，不得高于泡沫液罐的最低液面1米，以满足比例混合器的工作条件。（8）当采用压力比例混合流程时，比例混合器进口的工作压力，应为6～12公斤/厘米平方（9）消防水泵应又不少于两条的出水管直接与环状管网连接，当其中一条出水管检修时，其余的出水管仍然供应全部水量，出水管上宜设检查的放水阀门。6消防泵房的数据相关计算6.1．确定灭火系统灭火系统相应有高倍数、中倍数、低倍数泡沫灭火系统。其使用情况分述如下：1高倍数泡沫灭火系统是能产生200倍以上泡沫的发泡灭火系统。这种灭火系统一般用于扑救密闭空间的火灾，如覆土油罐、电缆沟、管沟等建、构筑物内的火灾。2中倍数泡沫灭火系统是能产生21～200倍泡沫的发泡灭火系统，这种灭火系统分为两种情况，50倍以下（30～40倍最好）的中倍数泡沫适用于地上油罐的液上灭火；50倍以上的中倍数泡沫适用于流淌火灾的扑救（如建、构筑物内的泡沫喷淋）。3低倍数泡沫灭火系统是能产生20倍以下的泡沫发泡灭火系统，这种灭火系统适用于开放性的火灾灭火。中倍数泡沫灭火系统和低倍数泡沫灭火系统由于自身的特性，各有自己的优点和缺点：低倍数泡沫灭火系统是常用的泡沫灭火系统，使用范围广，泡沫可以远距离喷射，抗风干扰比中倍数泡沫强，在浮顶油罐的液上泡沫喷放中，由于比重大，具有较大的优越性，综上所述，所以选用低倍数灭火系统。28 6．2消防系统设计工艺经比较汽油罐组消防用水量最多，所以以汽油罐组着火进行计算：汽油罐组其中一个内浮顶油罐作为着火罐，周围1.5D范围内有3个同容量的内浮顶油罐，必须作为相邻罐进行冷却。（1）油罐周长和横截面D=21.6mH=15mL=67.8mA=61.0m2F着壁=1017.4m2F相邻=565.2m2（2）泡沫混合液流量内浮顶油罐：根据GB50151—92泡沫混合液供给强度为12.5L/min·m2，供给时间为30min。则混合液最小供给流量：Qp=Aqp=61×12.5=762.5L/min=12.7L/s（3）泡沫产生器个数及规格泡沫产生器个数：Nc=Qp/Qc==3.1（选取PC16型）按D小于25m核算，选用4个型号为PC4规格的泡沫产生器满足要求。故取4个泡沫产生器，均布于油罐的顶圈。（4）泡沫枪数量因油罐直径为21.6m，故没罐可选取2支PQ4型泡沫枪，并且连续供给时间不小于20min，整个储罐区准备4支PQ4型泡沫枪（4个供泡沫消火栓）（5）泡沫常备储量每个油罐或泡沫枪的泡沫液混合流量为：内浮顶罐：L/s泡沫枪：L/s如不考虑填泡沫液管道的泡沫量及备用系数，则需泡沫常备量为：（6）灭火用水量V水（7）冷却用水量由于容量为5000m³，冷却采用固定方式，着火罐冷却水强度=2.0L/min·m2，供水范围为罐壁表面积，供水时间为6h；邻近罐冷却水强度qL取2.0L/（min·m2），供水范围为罐壁表面积的1/2，其中2座5000m3拱顶罐供水时间为6h，1座2000m3拱顶罐供水时间为4h，则有Q冷1＝n1×L1×H1×qh＝1×67.8×15×2.0≈2034L/minQ冷2＝n2×L1×H1×qL/2＝3×67.8×15×2/2≈3051L/min28 冷却水总流量：Q冷＝5085L/min冷却水总用水量：V冷＝t×Q冷×10-3＝4×60×5085×10-3＝1220.4m3（8）消防用水总量V消＝1220.4+37.2≈1257.66m3考虑到备用系数，实际消防水池容量可取1400m³，分成二隔，中间用阀门连通。（9）消火栓数=Q冷≈6.1该罐组周围消火栓数可取7个，满足保护半径要求。（10）1.消防冷却水泵的选取设清水的流速为2m/s;清水管管径：；取清水管管径为250mm。则有：；查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》第3.7.4条和第3.7.9条规定得，水力坡降：；局部水头损失可取为沿程水头损失的30%，则总水头损失为：；水泵扬程：，其中为出口工作压力，取15m，为高程差，取20m。所以，实际选泵时，扬程，流量；根据石油库工艺设计手册，选200TSW型离心泵，2.泡沫混合液泵的选取设泡沫混合液的流速为2m/s；泡沫混合液管管径：；取管径为150mm。则有：；28 查《低倍数泡沫灭火系统设计规范》第3.7.4条和第3.7.9条规定得，水力坡降：；局部水头损失可取为沿程水头损失的30%，则总水头损失为：；泡沫混合液泵扬程：，其中为出口工作压力，取15m，为高程差，取20m。所以，实际选泵时，扬程，流量；根据石油库工艺设计手册，选6sh-6型离心泵，。本油库为三级油库，消防泵应设2个动力源，分别来自不同电厂的2路市电。消防冷却水泵、泡沫混合液泵采用正压启动，并各设1台备用泵。7最大拱顶油罐优化设计7.1拱顶油罐总图设计计算过程7.1.1油罐直径与高度的确定1．油罐直径D的确定（1）要考虑油罐耗钢量最省（2）要考虑占地最少在保证足够稳定性的前提下，尽可能减少空间。（3）要考虑每层圈板的钢板下料尺寸油罐直径确定后，尽可能使底圈壁板的周长，能满足单块钢板长度（一般为6m，8m或6.3m,8.3m,8.5m,9m）的倍数；当不能满足时，最好为单块钢板长度的1/2或1/3，以便使钢板的利用率较高，且满足每层钢板的环向搭接缝间距大于500㎜。根据设计取钢板下料尺寸为6×1600×6000、8×1600×6000和10×1600×6000。设罐壁厚度为，罐顶厚度为，罐底厚度为，并假定罐顶为平面，则罐壁，罐顶，罐底各部分的材料消耗量（体积）分别为：罐壁：罐顶：罐底：将上面三部分相加，即是油罐总的体积用量28 =+6-1因为油罐的容量V=H，所以R=,将R代入6-1得6-2将上式对H微分，并令，便可求的油罐的最小金属用量。即上式移项得=6-3将上式用R=回代可得到：6-4由6-4可得，党油罐顶，底的金属用量之和等于罐壁用量一半时，油罐金属用量最小。此时油罐的高度，由6-3得6-5将式6-5代入V=H,即可求得此时的油罐半径为R=油罐的高度和半径之比为6-6也就是说，当油罐高度和半径之比等于油罐罐顶与罐底厚度之和与罐壁厚度之比时，油罐金属用量最小。当油罐的罐顶，罐壁，罐底厚度相等时，即。于是式6-6变为H=2R，代入式6-2得到油罐的理论金属用量为：事实上等壁厚油罐，由于受最小壁厚限制，只适合一定溶剂范围内，对于油罐常用的钢材Q235-A而言最大半径为1000立方米。对于我设计的1500立方米拱顶油罐大致可按上述公式来计算油罐的直径。V=/4H28 所以D=13m2．油罐高度确定（1）根据任务书要求设计油罐名义容量VV＝HπD²÷4（2）壁板编排根据已知的H值，结合钢板规格，进行壁板编排并确定钢板的圈层数。并以次列出表一。圈板序号圈板厚度（㎜）圈板高度（㎜)第八圈61600第七圈61600第六圈61600第五圈81600第四圈81600第三圈81600第二圈101600底圈101600（3）壁板（含包边角钢）的总高H确定及油罐名义容量的计算1.60×8＝12.80(m)H＝12.80＋0.03＝12.83(m)∴V＝HπD²÷4＝12.83×3.14×13²÷4＝1702.09(m³)(4)拱定油罐装油安全高度H安全的确定按H安全≈0.95H(轻油),并利用此高度近似计算出油罐的名义容量H安全≈0.95H(轻油)=0.95×12.83=12.1885(m)∴V＝HπD²÷4＝(12.1885×3.14×13²)÷4＝1616.99(m³)(5)拱定油罐储油作业高度H作业的确定H作业＝H安全－进出油短管中心距底板的高度（一般取250㎜）根据该高度，利用上式近似计算出油罐的作业容量∵H作业＝H安全－0.25＝12.1885-0.25=11.9385(m)∴V＝HπD²÷4＝(11.9385×3.14×13²)÷4＝1583.82(m³)7.1.2确定壁板的下料尺寸列出表二，应该列出圈层号，各圈板内直径，圈板周长，下料块数，下料尺寸，及单板净质量和每层总净质量，最后累加壁板的总净质量。查《手册》可知当壁板厚度为6㎜时，壁板的理论净质量为47.1kg/m²当壁板厚度为8㎜时，壁板的理论净质量为62.8kg/m²当壁板厚度为10㎜时，壁板的理论净质量为78.50kg/m²∴当壁板厚度为6㎜时,单板净质量计算公式为如下：1.60×6×47.11.60×4.841×47.128 当壁板厚度为8㎜时，单板净质量计算公式为如下：1.60×6×62.81.60×4.841×62.8当壁板厚度为10㎜时，单板净质量计算公式为如下：1.60×6×78.51.60×4.841×78.5因此根据以上列出表二：圈层号圈板内直径（m)圈板周长(m)下料块数(块)下料尺寸单板净质量(kg/m²)每层总净质量(kg)壁板的总净质量(kg)第八圈1340.84266×1600×6000452.163077.7777631803.7035216×1600×4841364.81776第七圈1340.84266×1600×6000452.163077.7777616×1600×4841364.81776第六圈1340.84266×1600×6000452.163077.7777616×1600×4841364.81776第五圈1340.84268×1600×6000602.884103.7036818×1600×4841486.42368第四圈1340.84268×1600×6000602.884103.7036818×1600×4841486.42368第三圈1340.84268×1600×6000602.884103.7036818×1600×4841486.42368第二圈1340.842610×1600×6000753.65129.6296110×1600×4841608.0296底圈1340.842610×1600×6000753.65129.6296110×1600×4841608.02967.1.3其他主要参数的确定1．底圈壁板内直径：D底内＝D＝13000(㎜)2．底圈壁板外直径：D底外＝D＋2S底圈壁板＝13000＋2×10＝13020（㎜）3．油罐底板直径：D底＝D底外＋100＝13020＋100＝13120（㎜）4．顶圈壁板内直径：D顶内＝D0＝13000(㎜)5．顶板外沿直径：D1＝D0－30＝12970（㎜）6．拱顶曲率半径：R＝（0.8～1.2）D＝1.2×13000＝15600㎜）7.拱顶矢高h＝R－＝1412（㎜）8．油罐总高度：H总＝H＋h＋S中心底板＝12830＋1412＋10＝14252（㎜）7.1.4罐壁强度校度的计算1.计算公式t＝t＋C＋C式中t——壁板实际厚度，㎜；28 t——壁板计算厚度，㎜；C——钢板允许负偏差，㎜；C——钢板腐蚀余量，㎜；t通过下式计算：t＝式中：t——试水条件下罐壁板的设计壁厚（㎜）；D——油罐内径（m）；H——计算液位高度（m），从所计算的那圈壁板底端至罐壁顶端（当设有溢流口时应至溢流口下沿）的高度；ρ——储液相对密度，（取储液密度与水密度之比）；Φ——焊缝系数，一般可取Φ＝0.9,当标准规定的最低屈服极限大于390MP时，底圈壁板取Φ＝0.85；——-常温下钢板的许用应力；式中0.3是由于下一圈板或罐底对所计算的那圈板的约束而使最大应力减低的修正系数。∴根据上述公式可以计算出以下结果：最底圈的t＝＝5.649（㎜）第二圈的t＝＝4.927（㎜）由此可知第三圈的t＝4.206（㎜）第四圈的t＝3.485（㎜）第五圈的t＝2.763（㎜）第六圈的t＝2.042（㎜）第七圈的t＝1.321（㎜）第八圈的t＝0.5996（㎜）最底圈的t＝t＋C＋C＝5.649＋2＋0.8＝8.449（㎜）第二圈的t＝t＋C＋C＝4.927＋2＋0.8＝7.727（㎜）第三圈的t＝t＋C＋C＝4.206＋2＋0.8＝7.006（㎜）由此可知第四圈的t＝t＋C＋C＝3.485＋2＋0.8＝6.285（㎜）28 第五圈的t＝t＋C＋C＝2.763＋2＋0.8＝5.563（㎜）第六圈的t＝t＋C＋C＝2.042＋2＋0.6＝4.642（㎜）第七圈的t＝t＋C＋C＝1.321＋2＋0.6＝3.921（㎜）第八圈的t＝t＋C＋C＝0.5996＋2＋0.6＝3.1996（㎜）备注：当壁板厚度为6㎜时，C＝0.6,C＝2;当壁板厚度为8㎜时，C＝0.8,C＝2；当壁板厚度为10㎜时，C＝0.8,C＝2；2．列表校核计算绘制表三并包含以下内容，圈板号，罐壁厚度t，圈板底边至罐壁顶端距离H，钢板厚度允许负偏差C，计算厚度t，腐蚀余量C，根据设计要求我们的油罐罐壁腐蚀余量为大于等于1.5㎜。列出表三：圈层号H(m)D(m)tt(m)t(m)to(m)Co(mm)C(mm)第八圈1.63130.59963.199660.62第七圈3.23131.3213.92160.62第六圈4.83132.0424.64260.62第五圈6.43132.7635.56380.82第四圈8.03133.4856.28580.82第三圈9.63134.2067.00680.82第二圈11.23134.9277.727100.82底圈12.83135.6478.449100.827.1.5罐壁稳定性计算及加强圈确定1．罐壁侧压稳定条件[Pcr]﹥P式中Pcr—罐壁许用临界压力，N/m²P—拱顶油罐罐壁设计外压，N/m²。2．拱顶油罐罐壁设计外压计算公式P＝2.25KW＋KP式中K由海拔高度确定，可查《油库工艺设计手册》W--建罐地区基本风压，N/m²；K--安全系数，常取1.2;28 P--机械呼吸阀的起跳压力，N/m²。（通常取490N/m²）∴由查表并用内插法可算得K＝1.52因此P＝2.25KW＋KP＝2.25×1.52×1020＋1.2×490＝4076.4(N/m²)3.罐壁许用临界压力计算公式[Pcr]＝式中——罐壁最薄壁板厚度（要除去腐蚀余量），mm；——罐壁当量高度，m;对于拱顶油罐的当量高度为：=∑；He=h根据以上公式可以进行以下计算：∵壁板高h=1.60m∴底圈和第二圈:He=h=1.60=0.283(m)第三圈至第五圈:He=h=1.60=0.581(m)第六圈至第八圈:He=h=1.60=1.60(m)因此=∑=2×0.283+3×0.581+3×1.60=7.109(m)所以[Pcr]＝==1582.722(N/m²)圈层号圈壁板高(m)计算壁板厚度（㎜）每层罐壁当量高度(m)第八圈1.6061.6028 第七圈1.6061.60第六圈1.6061.60第五圈1.6080.581第四圈1.6080.581第三圈1.6080.581第二圈1.60100.283底圈1.60100.2834.根据[Pcr]与P的情况,确定是否应设置抗风圈及抗风圈位置与个数如果[Pcr]﹥P,则不需要设置抗风圈;如果P﹥[Pcr]﹥P/2,则设一道抗风圈;如果P/2﹥[Pcr]﹥P/3,设二道抗风圈,以此类推.与此可查的采用的抗风圈材料规格.由以上相关规定可得:∵P=4076.4N/m²[Pcr]=1582.722N/m²P/2=2038.2N/m²P/3=1358.8N/m²∴>[Pcr]>所以需要设置两道抗风圈．且因其内径为13m,小于20m,所以从《设计手册规范》可查得抗风圈最小截面尺寸为L100×63×8(mm)５.抗风圈位置的确定因为设置两道，所以一般设置在处，而＝7.109m,而=2.3697m,第二道设置在处，而＝7.109m,而=4.739m，因为位于处，故无需折算，但距离焊缝仅61mm＜150mm，所以需调整位于4.65m处。6.抗风圈的质量计算抗风圈的周长为且查得我们使用的抗风圈型号的理论重量是9.878kg/m所以抗风圈质量为两个抗风圈的质量为806.84kg。7.1.6包边角钢（钢固圈）质量计算先算出包边角钢（钢固圈）周长，再查《油库工艺设计手册》单位长度等边角钢的质量，即可算出钢固圈的质量。查《规范》可知包边角钢的型号为∟75×8（mm），且从《油库工艺设计手册》查的其理论质量为9.0155kg/m，得出包边角钢质量：。7.2油罐罐底板设计及计算7.2.1排板形式确定按归油罐直径，查《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》（以下简称《规范》），确定其中一种排板形式。28 查《规范》可知当油罐内径小于12.5m时，罐底可不设环形边缘板；当油罐内径大于或等于12.5m时，罐底宜设环形边缘板，且我们要设计的油罐内径为13m,需设置环形边缘板，示意图如右。7.2.2下料尺寸的确定可绘一个底板排板示意图，根据油罐底板的直径、排板形式、钢板的规格，通过简单的直角三角形，利用直角三角形特点，算出下料尺寸。根据我们要设计的油罐内径，查《规范》可知中幅板的最小公称厚度为10㎜，环形边缘板的最小公称厚度为12㎜，而每层钢板的环向搭接缝间距必须大于500㎜。7.2.3底板质量计算公式油罐底板下料后的各种形状钢板均可分为规则钢板和不规则钢板，规则的面积较为简单，而不规则钢板的类型不外乎下图中的几类，其质量计算公式可归纳如下：图中，设R、L、L、L、L、R、h、L等表示各种不规则多边形钢板的下料尺寸，则各种不规则多边形钢板的面积可按下列公式计算（下料尺寸单位用m代入）：S=×L·L+×S=S-S=×[R×L-（R-h）×L]则油罐下料底板的质量应为：M=S×7.85s(kg)S=×a×（L+L)+×28 式中S——各种形状钢板的面积，㎡；S——钢板厚度，mm。代入数据1块2块4块2块4块4块4块16块对应的钢板质量列出以下表格钢板标号钢板面积mm2每块钢板质量kg块数同一标号钢板总适质量kg1-19600000753.6000001753.61-23385591.4193265.76892642531.53785281-37756792.8636608.908239842435.6329591-44409591.4193346.15292642692.30585281-54012792.8636315.004239841260.0169591-62667395.6249209.39055664837.56222641-7351676.113127.606574884110.42629951-83556398.2491335．0127151165360.203442钢板总质量=11981.28559kg7.2.4垫板质量计算先算出单块垫板质量，再根据垫板块数（16块），便可计算出总质量。垫板规格单块垫板质量垫板总质量7.3拱顶设计7.3.1中心板尺寸确定根据题意和《规范》，顶板厚度s一般可取5mm，可根据加肋情况分别计算。不加肋情况比较简单，直接参照《大型油罐设计》教材计算即可。因D大于12.5m，需加肋。28 中心顶板r一般为1000mm，则R=r-40=960mm,而D、D已从上面列出，则有：α=arcsin(D/2R);α=arcsin（R/R）；∵D＝D－30＝12970mm，R＝15600mm，R=r-40=960mm∴sinα＝D/2R＝12970/(2×15600)＝0.4157即α=24.56°sinα＝R/R＝960/15600＝0.0615即α=3.53°7.3.2罐顶扇形板尺寸确定若初定扇形顶板块数为n，则有：=πD/n+△=2πR/n+△由第一章中可知：D＝D－30＝12970mm,R＝15600mm，R=r-40=960mm,△＝40mm且扇形项板块数应为4的倍数，故先初定n＝28，则：AD段的弧长为＝AB段的弧长为πD/n+△＝CD段的弧长为2πR/n+△＝∵AB段的弧长与CD段的弧长之和大于1750.65mm，大于1650mm∴n＝28不符合要求取n＝32，此时，AD段的弧长为＝AB段的弧长为πD/n+△＝CD段的弧长为2πR/n+△＝∴AB段的弧长与CD段的弧长之和1541.83mm，小于1550mm，不满足要求为节省材料，扇形顶板块数只能取2的倍数，即n=30，经计算罐顶扇形板尺寸为：AD段的弧长为5725.87mm；AB段的弧长为1398.22mm；CD段的弧长为241.06mm；取n＝30。7.3.3肋板尺寸的确定1．环向肋板尺寸28 ，环向肋板代号imm°mmmmmm59803.6981.47978.07196.856218082192.442158.78444.137338012.413432.743301.03683.378458016.824715.864384.06910.209578021.236060.245387.741120.412.径向肋板尺寸径向肋板长度：7.3.4顶板质量的计算1.单块扇形顶板的面积查设计规范，扇形顶板厚度为5mm，单位面积的钢板质量为39.25kg/m2单块扇形顶板的质量扇形顶板的总质量2.盖板的面积S=，盖板的质量质量计算公式3.环向肋板有5周第一周每块肋板的质量第二周每块肋板的质量第三周每块肋板的质量第四周每块肋板的质量第五周每块肋板的质量环向肋板中质量：28 4.单块径向肋板质量：径向肋板总质量：5.单块中心肋板的质量：中心肋板总质量：6.肋板总质量:7.顶板总质量：8小结作为国家重要战略储备物资的石油，在我国的国民经济与对外贸易中发挥着日益重要的作用，油库在油品的中转和储存中的起着举足轻重的作用，油罐是各种油品的储存容器，随着油品用量的增加，我国也将新建一大批油罐，因此油罐的优化设计具有十分重大的意义。油库各项设置均符合《石油库设计规范》的要求，而且流程可以同时完成铁路收油，公路发油等工作，并且简单易懂、方便管理。在满足各种前提的条件下尽量少的占用了耕地，而且各种工艺计算均查阅了《石油库工艺设计手册》等参考资料。通过毕业设计，使我将大学四年所学的专业知识有机的结合在一起，同时提高了英语，计算机，有工会图的能力，为以后的工作打下了一定的基础。9参考文献[1]石油库设计规范编写组.石油库设计规范（GBJ50074-2002）.中国计划出版，2002.[2]徐玉朋，竺柏康.油库加油站设计与管理.北京:中国石化出版社，2005.[3]高峰等.油库建设与管理.中国石化销售公司，1992.[4]石油库工艺设计手册．商业部设计院．1982.[5]杨进峰，马秀让.油库建设与管理手册.中国石化出版社，2007.[6]姬忠礼，邓志安，赵会军.泵和压缩机.石油化工出版社.2008.[7]马秀让，油库设计使用手册.中国石化出版社.2009.[8]GB50151-92.低倍数泡沫灭火系统设计规范.中国计划出版社.2000.[9]杨莜蘅.输油管道设计与管理.中国石油大学出版社.2006.[10]范继义.油库加油站安全技术与管理.北京:中国石化出版社，2009.28