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油品如何裝卸及輸送
發布時間:2025/9/12 17:01:27 230人看過 字號:大 中 小
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油品輸送除管道直輸外,還有水運、鐵路、公路運輸幾種形式。大宗原油主要靠管道和水運輸送。目前我國成品油輸送中,鐵路約占50%,水運約占20%,公路約占23%,管道直輸大約占7%,后者已在上節討論。本節主要介紹鐵路、水運和公路輸送的裝卸設施。
一、鐵路裝卸設施輕油裝卸設施由輸油設備、真空設備和放空設備組成。如圖8-23所示,輸油設備用于輸轉油罐車與儲油罐內的油品,包括裝卸油鶴管、集油管、輸油管和輸油泵等。真空設備的作用是抽氣引油罐泵和收凈油罐車底油,即掃艙,包括真空泵、真空罐、真空管道和掃艙短管等。在裝卸完畢后,放空設備將管線中的油品放空,以免輸送其他油品時造成混油或易凝油品凍結于管線中。
圖8-23輕油裝卸系統
1—裝卸油鶴管;2—集油管;3—輸油管;4—輸油泵;5—真空泵;6—放空罐;7—真空罐;8—零位油罐;9—真空管;10—掃艙總管;11—掃艙短管潤滑油多采用上裝下卸,選用吸入能力較強的齒輪泵或螺軒泵,不需要真空設備。一般以盤管加熱油品。寒冷地區,潤滑油罐車到庫后可至暖房加熱后再卸油。暖房內設有供熱或加熱設施。
鐵路裝卸油常用設備很多,常用的鶴管和卸油臂都是連接鐵路罐車與集油管的設備。人工操作或液壓傳動使鶴管伸入罐車內或使卸油臂接口與油罐車下卸接口相連。為了減輕勞動強度、減少啟動時間并滿足工藝需要,要求鶴管和卸油臂操作靈活、密封性好、可靠耐用、有效工作半徑大。
固定式萬向鶴管由鋼制立管、橫管、鋁制短管、旋轉接頭、平衡重錘等組成,如圖8-24所示。裝在立管上的旋轉接頭使鶴管能夠水平旋轉。橫管固定在可以旋轉的活動杠桿上,并用橡膠軟管與立管相連。升降橫管即可將短管插入車內或取出。橫管和短管由特制法蘭連接。松動法蘭的螺栓,短管則自然鉛垂。鋁制短管質量輕,并可避免碰撞時產生火花。平衡重錘用于減輕勞動強度。該鶴管結構簡單、質量較輕、操作方便、轉動靈活,可減輕勞動強度、減少輔助作業時間。自重力平衡式鶴管是人工操作的裝卸油設備。采用壓縮彈簧平衡器與鶴管自重力矩平衡,能旋轉360°,用于棧橋兩旁的油罐車的油品裝卸。
圖8-24固定式萬向鶴管
1—集油管;2—立管;3—短管;4—旋轉接頭;5—橫管;6—法蘭;7—活動杠桿;8—平衡重錘卸油臂也稱下卸鶴管,用于原油罐車下部卸油,如圖8-25所示。卸油臂設有水平活節和垂直活節,操作比較靈活方便,有效工作范圍大,便于油罐車對位。
圖8-25卸油臂
1—卡口快連接頭;2—耐油膠管;3—膠管接頭;4—旋轉接頭;5—鋼管棧橋是鐵路油罐車裝卸油作業的操作平臺,也是裝卸油系統管道集中安裝的部位,如圖8-26所示。大、中型油庫均采用雙側棧橋,只有一次來車量很少的小型油庫才使用單側棧橋。棧橋一般1.5~2m寬,臺面高出軌面3.5m,設有安全欄桿,兩端及適當位置有上、下棧橋的梯子。棧橋到罐車頂之間常設吊梯或其他形式的踏板,以便操作人員上、下油罐車。
圖8-26鐵路棧橋示意圖
1—鐵路;2—棧橋;3—油管;4—鶴管潤滑油卸油場地一般靠近粘油卸油泵房,以減少油品流動距離及流動阻力。桶裝作業平臺一側靠近鐵路作業線,另一側直接通向桶裝油品倉庫。桶裝平臺一般需要足夠的場地以備臨時堆放油桶。
鐵路油罐車是散裝油品鐵路運輸的專用車輛,分輕油和粘油罐車兩類。載重量有50t、52t、60t、62t等,目前國內大多使用50t和60t兩類。油罐車由罐體、油罐附件、底架和走行部分組成。罐體是兩端為準球形頭蓋的臥式圓筒。罐頂上的空氣包用來容納因溫度升高而膨脹的油品。空氣包上有一帶蓋人孔,附近設有平臺。罐車內外有扶梯,供操作人員登車和進入罐內。罐的底部略有坡度,以便底油向集油窩匯集。
輕油罐車運輸汽油、煤油、柴油等輕質油品。罐體一般涂成銀白色。國產G50型輕油罐車總容積52.5m3,有效容積50m3。罐體或空氣包上裝有一個進氣閥和兩個出氣閥,以減少途中的呼吸損耗并保證安全。粘油罐車大多數設有加熱和排油裝置,外表通常涂成黃色或黑色。
油庫鐵路專用線是溝通油庫與國家鐵路網的重要設施,可分成庫內線和庫外線。大都委托鐵路部門維護和管理。
庫內作業線敷設成零坡度直線,一般位于油庫邊緣區的最低或最高處。有三種布置形式,如圖8-27所示。對于油品種類較多、收發頻繁的油庫,常設置三股作業線,利于安全防火,但占地面積大、投資較多。對于經營品種比較單一的油庫或中、小型油庫,常設置兩股作業線或單股作業線。輕油散裝、粘油散裝和桶裝作業線分段布置,其間保留一定的安全緩沖段。由于火災危險性較大,輕油作業線常放在最前端,以便于牽引輕油罐車;粘油裝卸作業量少,每次作業時間長,其作業線設置在尾部。單股或雙股作業線調車不方便,輕、粘油裝卸作業互相干擾,發生火災時不能將粘油罐車及時引出庫區,不利于油庫安全,尤其是單股作業線。只有容量很小的油庫或因地形限制不能建二股或三股作業線時,才采用單股作業線。
圖8-27鐵路庫內線布置形式
Ⅰ—潤滑油作業線;Ⅱ—輕油作業線;Ⅲ—輕油與桶裝油共用作業線;Ⅳ—桶裝油裝卸臺汽油、煤油、輕柴油的裝卸作業線通常與重油、潤滑油的作業線分開設置。當合用一條線時,相鄰鶴管間要留24m以上的安全距離。桶裝與散裝油品合用作業線時,相鄰桶裝、散裝油品車位凈距不小于10m。兩條鐵路作業線共用一座棧橋或一排鶴管時,兩條作業線中心線距離不大于6m。
二、鐵路裝卸油工藝1.管道系統鶴管與集油管的連接方式有三種,如圖8-28所示。(1)專用單鶴管式,用于裝卸質量要求較高的油品。集油管布置在鐵路作業線的一側。(2)兩用(多用)單鶴管式,每一個鶴管分別和兩條(多條)集油管相連,可以同時裝卸兩種(多種)油品。常用于汽油、柴油的裝卸系統中。一股作業線時,鶴管間距為12m或12.5m。若有兩股作業線,集油管設置在兩股作業線之間,鶴管間距為6m或6.25m。(3)雙鶴管式每組有兩個鶴管,分別與各自的集油管線相連,每組鶴管的間距為4~6m。適用于品種多而收發量小,但產品質量要求較高的油品,如潤滑油等。
圖8-28鶴管與集油管的連接方式
集油管是鶴管的匯集總管,在集油管中部引出一條輸油管與輸油泵相連。集油管通常自端部下坡向輸油管接口,輸油管宜下坡向泵房。以一定坡度保證裝卸作業結束后積存在管路中的油品能夠自流放空。
2.裝卸油工藝裝卸油工藝分為上部卸油、下部卸油、自流裝車和泵送裝車等工藝。
上部卸油是將鶴管端部的橡膠軟管或活動鋁管從上部人孔插入油罐車內,用泵或虹吸自流卸車。如圖8-29所示,泵卸油工藝要求泵吸入系統充滿油品,任何部位都不產生氣阻斷流現象,必須配有真空泵以滿足灌泵和抽吸底油的要求。某些大型油庫儲油區和裝卸區距離較遠、高差較大,卸油泵必須揚程高、排量大,投資也大。因此,常采用圖8-29(a)中實線所示流程。其卸油泵選用大排量、低揚程,以便快裝快卸;輸轉泵采用小排量、高揚程,可節省投資,適合罐區較低較遠的中轉油庫。用泵卸油的優點是油罐車卸出的油品
圖8-29上部卸油工藝
直接泵送至儲油罐,不經過零位罐可減少油品損耗;缺點是必須設置高大的鶴管、棧橋和真空系統等,設備多、操作復雜,高溫時易形成氣阻,影響正常卸油。油罐車液面高于零位油罐并具有足夠的位差時,可采用虹吸自流卸油,如圖8-29(b)所示。該工藝所用設備少、操作簡單,但增加了零位油罐,多一次輸轉,增加了油品的損耗,且必須具備抽真空或鶴管虹吸的設備。
圖8-30所示是利用潛油泵進行油品的上卸。潛油泵通常安裝在卸油鶴管的軟管末端。泵和電動機共裝于密閉的外殼中,電機被油罐車內的油品冷卻。此法靈活有效、能克服氣阻,適用于野外作業。
圖8-30潛油泵卸油工藝
1—卸油鶴管;2—集油管;3—潛油泵;4—電纜下部卸油系統如圖8-31所示,目前廣泛用于接卸粘油。用橡膠管或鋁制卸油臂連接罐車下卸器與集油管。該系統地面建筑少、操作方便,能克服上部卸油的全部缺點。
圖8-31下部卸油系統
1—油罐車下卸器;2—軟管;3—集油管;4—油泵我國有很多儲備油庫建造在山區,儲油區大多高于裝卸區。高差滿足要求時,均采用自流裝車,如圖8-32(a)所示。自流裝車投資省、經營費用低、不受電源影響、安全可靠。若油庫高差過大,可在中間加設緩沖罐以實現穩定自流,保證計量精度。緩沖罐的個數、位置及容量大小由計算確定。
圖8-32自流裝車與泵送裝車
地形不具備自流裝車條件的油庫,大都采用泵送裝車,如圖8-32(b)所示。
三、水運裝卸油碼頭水運的顯著優點是大運量時運費低,而且運費隨運距的變化不大。油輪的運輸成本隨其噸位的增大而降低,如表8-5所示。但受到地理條件的限制,發油、收油點要有足夠裝卸能力的港口。難以控制的外界因素對水運的影響大。水運包括沿海和內河運輸。內河水運又可分為大型和中、小型河流的油品運輸。大型河流河面寬、水流急、位差大,如長江等。中、小型河流如江南眾多的湖泊、河網、運河等。
油輪運輸成本與載重量的關系裝卸油碼頭是供油船裝卸、停泊的油庫專用碼頭。根據油庫所在地理環境及船舶性能分為幾類。
1.近岸式固定碼頭近岸式固定碼頭利用自然地形沿岸建筑,其整體性好、結構堅固耐久、施工作業比較簡單,但風浪較大時,不利于油船停靠作業,不適合落差較大的內河。
內陸小型河流及湖泊泥沙淤積少、便于疏浚,河面窄、流量小、落差小,又無大的風期,運輸船只也小,以沿岸式碼頭為主,裝卸油碼頭也不例外。沿岸用石塊砌筑或水泥澆注一段防護堤,堤面與地面相平,即可作卸油碼頭用。圖8-33所示是一種沿海裝卸油碼頭。
圖8-33沿海固定式碼頭
2.近岸式浮碼頭近岸式浮碼頭由躉船、躉船錨系、支撐設施、引橋、護岸設施、浮動泵站及輸油管等組成,如圖8-34所示。躉船能隨水位升降,在沿海及內陸大江河中應用廣泛。躉船常用鋼質和水泥兩種。引橋一般采用鋼結構,寬度不應小于2m。當躉船離岸較遠時,除活動引橋外,還可加設固定引橋。
圖8-34浮碼頭
內陸長江、大河沿岸有的油庫浮碼頭采用小型墊擋躉船加跳板代替引橋。某些油庫采用導軌及卷揚機牽引小型操作平臺。裝有卸油設備的平臺在卷揚機牽引下,可隨水位變化升降到適當位置,并利用油船甲板進行裝卸作業。導軌牽引式碼頭作用與浮碼頭類似,但更適于作坡陡、岸高處的小型油庫的卸油碼頭。
3.棧橋式固定碼頭近岸式碼頭可供停泊的油船噸位都不大。目前萬噸以上的油輪多采用棧橋式固定碼頭,如圖8-35所示。棧橋式固定碼頭借助引橋將泊位引向深水區。引橋作人行和敷設管道之用;工作平臺用于油品裝卸操作;靠船墩上加裝護木或橡膠保護物,用于靠船、系船。沿海
圖8-35棧橋式固定碼頭
1—棧橋;2—工作平臺;3—卸油架;4—護木;5—靠船墩;6—系船墩;7—工作船;8—油船大型油碼頭多屬此類。沿海油庫還常見一種近岸引橋式固定碼頭。這種碼頭比棧橋式固定碼頭引橋短、更簡單,泊位水位不很深,可供中、小型油輪裝卸作業用。
四、碼頭裝卸油工藝及設施碼頭裝卸油工藝及設施與其相應的運輸工具——油船的性能有關。油船分為油輪和油駁。油輪有自航能力,并以自帶動力進行裝卸油作業,結構如圖8-36所示。油駁無自航能力,依靠拖輪航行,只能用油庫的油泵進行裝卸。萬噸油輪主要用于沿海原油運輸。成品油的沿海和內河運輸多以3000t以下的油輪為主,也有1000t級的自用油輪船隊在沿海和內河從事航運。
圖8-36油輪結構示意圖
1.海運碼頭裝卸油工藝及設施沿海油庫油品運輸以油輪為主。油輪配有裝卸油設備,故海運裝卸油碼頭一般不設泵房,只有輸油管道及輔助管道。油罐區較遠的,所需中轉泵房也設在岸上以節省投資。
海運碼頭輸油管道工藝比鐵路裝卸油工藝簡單。大多數專管專用,也可根據生產需要設計成互為備用的工藝流程。活動引橋管道接頭處與油輪管系的連接部位,一般采用耐油橡膠軟管。水運碼頭的輸油管,必須在岸邊適當部位設置機械強度較高的總控制閥,以便意外發生時防止油品進入水域。
輔助管道包括自來水管、船用燃料油管、壓艙水管及消防管系。自來水管提供油輪生活用水及其他用途的淡水。船用燃料油管輸送油輪動力油及生活用燃料油。油輪空載航行時需要壓艙水。壓艙水管可以導向污水處理裝置,凈化后進入專用水池或排入大海。消防管系主要由供水導管和消防泡沫管組成。
沿海油庫一般都設有發油碼頭,也可向漁船等供應油品。發油碼頭可專設或與裝卸油碼頭共用。發油以加油槍灌裝柴油為主。輸油臂是水運碼頭裝卸油品的專用設備。
2.內陸大河油庫碼頭裝卸油工藝及設施內陸大河油品運輸工具有油輪和油駁。由于油駁只能依靠岸上油泵卸油,碼頭上必須設有卸油系統以及用于灌泵和清艙的真空系統。為了保證吸入條件,泵房必須設在躉船上以使卸油泵盡量接近油駁。有些躉船泵房還設有通風及消防系統。內陸大河油庫碼頭的管道連接工藝和要求與海運油庫碼頭相同。
3.江南內陸水網油庫碼頭裝卸油工藝及設施我國江南有眾多中、小型河流組成的水網,可用于油品運輸。油庫往往依城鎮建造在河邊。而城鎮所在水網帶一般都為沃野良田,對土地的利用率要求較高。再加上中、小型河流自身的特點,大量的桶裝油品都用船只運輸,所以碼頭形式與海運及大河油庫碼頭有較大的區別。因中、小河流的油品運輸均以小型無動力駁船為主,沿岸油庫碼頭必須設卸油泵房,也設桶裝油品吊運機械。不少用戶自有船只,習慣用船來油庫提油,因此還設有發油設備。裝卸油工藝及碼頭布置有其鮮明的特色和特殊要求:工藝設施較為集中,區域內各設施及場地布置緊湊。
五、公路發油工藝及設施公路發油是油庫發油作業的主要形式,包括發油工藝、灌裝設備、發油臺、發油區平面布置等。它們相互聯系,必須根據實際情況因地制宜,整體認識。
1.汽車發油工藝汽車發油工藝是指對油罐汽車或用戶汽車車載油桶進行灌裝發油的工藝流程。有自流發油和泵送發油兩種基本工藝。油庫發油區應具有發放各種散裝油品的功能。
自流發油工藝是將油罐置于一定高度,利用位能實現自流作業的工藝。其一是利用自然地形高差進行自流發油作業,適于有自然地形可利用的山地油庫。其二是先將油品泵入人工設立的高架罐,然后再發油。設高架罐占地多、投資大,且增加了輸轉環節及大小呼吸損耗,也容易發生跑、冒事故,一旦著火不易撲救,影響范圍大,將被逐漸淘汰。
自流發油工藝適于汽油、煤油、柴油等輕油的發油作業。油罐相對高度不宜過大,流速過大會使靜電量增加,易產生較大的水擊壓力而損壞設備。而相對高差過小又會影響發油計量精度。油罐底板高度應等于發油管系出口高度與最小工作流量下的總水力摩阻之和。若油罐位置低于發油口,罐內部分油品將得不到充分利用。
泵送發油工藝是用泵直接從油罐向外發油的工藝。與高架罐自流發油工藝相比,輕油泵送發油工藝占地少、投資小、油品損耗低。計算機自動控制發油工藝的普及會使其成為汽車輕油發油工藝的主導方向。
泵送輕油發油系統的壓力、流量變化較大,流態不穩。采取更加嚴格的穩流工藝才能保證計量精度。對汽油要防止泵的氣蝕和吸入管系的氣阻;對于其他油品要防止吸空。由于吸入管系的負壓條件,泵易吸入空氣,汽油在流動過程中會發生汽化。在泵送汽油發油工藝流程中,流量計前應安裝消氣器。
2.汽車發油灌裝設備汽車鶴管為油罐汽車灌裝發油設備,圖8-37所示為手動鶴管,其外形結構及工作原理與鐵路鶴管相似。它的伸入罐車段為三節可伸縮套管式,不加油時可收攏。收攏高度略高于加油罐車高度,以便汽車對位。加油時,鶴管要伸到油罐車下部。應選擇操作靈便、密封性能好、發油口帶防滴油罩口的鶴管,以利于減少滴漏。
圖8-37汽車發油鶴管
流量計是汽車發油工藝流程中的重要設備。橢圓齒輪流量計為容積式流量計,一般水平安裝。管道泵發油、計量工藝流程如圖8-38所示。過濾器根據發送油品選用。渦輪流量計為速度式計量儀表,適于計量輕油。
圖8-38管道泵發油、計量工藝流程
保持壓力高于飽和蒸汽壓,能防止氣體析出。因系統密封不嚴而進入的空氣可以通過消氣器排出。圖8-39所示是一種常用的立式浮球式消氣器。當含有氣體的油品進入消氣器時,遇到中間桶擋板而形成渦流。油品沿中間桶外表上升到上沿后落入桶中,最后從出口排出。而氣體上升到消氣器頂部聚集,隨著氣體增加液面下降,浮球隨液面下降到一定程度時,帶動連桿打開排氣閥,將聚集的氣體排出。浮球隨液面上升到一定高度時,通過連桿關閉放氣閥,防止液體溢出。消氣器的排氣口要通至安全處或安裝集氣罐。
圖8-39浮球式消氣器
3.汽車卸油臺目前,主要用停靠式卸油臺,汽車可直接在卸油臺邊停靠。卸油臺下部裝有油罐或將汽車卸出的油直接通過管道送到輸油罐中。
4.汽車發油臺汽車發油區、發油臺的布置都應服從發油工藝的需要。發油臺是發油區內的主要建筑物,是油庫對外經營服務的主要場所,主要有停靠式和通過式兩種。
用戶汽車可直接在停靠式發油臺邊停靠提油。停靠式發油臺形式多樣,外形與普通房屋建筑相近的是普通形;圓形的稱發油亭;還有扇形、半圓形等。退靠式最為多見,若場地寬敞,可設計成側靠式。停靠式發油臺的房檐較短,不能有效遮風擋雨,不少油庫在發油臺邊搭建玻璃鋼雨棚進行彌補。
發油臺一般為兩層。上層是發油操作室,通常安裝一些計量儀表和設備,環境比較舒適。輸油管道、機泵等安裝在下層。發油臺兩側的通道是發油作業的操作平臺。裝有汽車鶴管、加油槍等加油灌桶設備。下層常設計成半地下式的,以使平臺高度方便上下汽車和平臺。下層需要通風和采光,平時要求兩側開門通風,以保持干燥。下層通常設有可靠的擋排水設施以防雨水倒灌。有些粘油發油臺采用敞開式,在上層操作臺可直接觀察到下層發油泵的運轉情況。這種發油臺要求寬度大、占地多。
停靠式發油臺所需調車場地小、發油設備集中、便于管理,特別適于只需一個集中發油臺的中、小型油庫。但由于設備過于集中,有時操作不便。較大油庫一般有多個發油臺。
通過式發油臺又可分為棚架通過式和綜合通過式。棚架通過式是一種棚架結構的發油臺,發油設備安裝在棚架上。頂棚寬度應足以遮住一輛汽車。拉油汽車直接進入發油棚,停在指定的位置上加油。一般由用戶自行將汽車加油鶴管或加油槍放下進行加油。有些油庫建成兩層走廊式,計量儀表和控制設備安裝在上層;下層是通道,并用于汽車停靠。發油棚一般設在發油區中間,總控制臺和發油泵房位于發油區一側。全套設備由總控制臺統一控制,有利于發展油庫的自動化工藝。發油棚前后都需要汽車調車場地,占地面積大。
綜合通過式具有停靠式和棚架通過式發油臺的綜合特征,應用很廣。其建筑特征是將發油工藝設備按品種分散成若干個停靠式發油臺,發油臺之間采用頂棚相互連成一個整體。相鄰兩個發油臺間形成一個通道。綜合通過式發油臺多采用側靠式,發油臺兩邊可同時工作。每個車位都有相應的發油設備。發油臺前后也須設調車場地,占地面積較大。發油臺一側可設兩個車位,以減少占地。每個發油臺都具有停靠式發油臺的結構特征。
綜合通過式發油臺的建筑將發油區連成一體,可較好地利用空間,美化環境。發油臺分成若干個單元,使發油工作責任明確、互相不干擾,創造了較好的工作環境,而且方便用戶。這種發油單元分散的建筑形式不利于整體的自動化控制。隨著生產的發展、管理技術水平的不斷提高,勢必對發油臺的形式和工藝提出更高的要求。
油庫是用來儲存、接收、發放和輸轉油品的倉庫。根據油庫的總容量,通常將油庫劃分為四個等級,見表8-1。選擇庫址及工藝設計時,油庫容量是采取不同技術標準和安全措施的依據。
為了便于管理,油庫區一般可劃分為儲油區、裝卸油作業區、輔助生產區、行政管理區
1油庫等級劃分等級總容量,m3一級50000以上二級10000~50000三級2500~10000四級2500以下和生活設施區等。
儲油區又稱油罐區,是油庫集中存放散裝油品的區域,也是油庫的要害部位。儲油區主要由儲油罐及其他配套設施(如液位自動控制裝置,防靜電、防雷電裝置,排水設施等)組成。從安全角度考慮,一般將輕、粘油罐分開布置。尤其是輕油罐區要有可靠的消防設施和環形道路,能有效控制外來人員和車輛入內。儲油區通常設有阻油、阻火設施及可靠的跑、冒、滴、漏、火災監視手段。儲油區上方不得有架空電線或電話線通過,周邊嚴禁堆放易燃物品。
裝卸作業區又稱生產作業區,包括裝卸散裝和桶裝油品所必需的設施、建筑物與構筑物。裝卸作業區可分為鐵路裝卸區、水運裝卸區和公路發放區等:
(1)鐵路裝卸區的主要設施有鐵路專用線、棧橋、鶴管、集輸油管、泵房、計量器具室、桶裝油品裝卸平臺和桶裝庫房、空壓機和真空系統等。寒冷地區還設有加溫暖房。
(2)水運裝卸區對油輪、油駁等水上運輸工具接卸和發放散裝和桶裝油品。主要設施有裝卸油碼頭、泵房、輸油管線、輸油臂及裝卸油桶的起重設備和輸送設備等。
(3)公路發放區給提油單位的公路運輸工具發放散裝和桶裝油品。主要有發油泵房或高架罐、發油臺等設施以及停車場地。該區火災事故率最高,特別是明火、靜電和雜散電流竄入引發的火災事故。跑、冒、滴、漏、混油等事故也常有發生。嚴重程度僅次于罐區,應重點管理、監督、檢查并完善相應的防范設施。裝卸作業危險區域一般都采用整體防爆、等電位接地、防止雜散電流竄入的設施。設備要靈活可靠、不滲漏,簡易滅火設備應配置齊全。
輔助生產作業區是為了保證油庫正常生產而設置的,主要有化驗室、變配電間、發電間、機修車間、消防設施及污水處理設施等。有的還有鍋爐房、材料庫和修洗桶間等。消防系統在滿足安全距離要求下盡可能靠近油罐區。鍋爐房通常設在離油罐區35m以上的側風和下風向處。化驗室在滿足安全距離要求下盡可能靠近收發區和儲存區。
行政管理區主要有辦公室、食堂、醫務室、文化娛樂場所和汽車庫等。生活區主要有職工及家屬宿舍等。三級油庫的輔助生產作業區、行政管理區和生活區一般可以合建。四級油庫的裝卸作業區、輔助生產作業區、行政管理區和生活區也可合建。
油庫內各建筑物、構筑物之間要有一定的防火距離。當可燃性混合氣體發生爆炸時,事故中心到能保護人身安全、防止建筑物的破壞在允許限度內的最小距離,稱為防火距離。經常散發油蒸氣的油罐、裝卸油設施與其他建筑物的距離應大一些。
油罐之間、油罐與防火堤之間也有防火間距要求。立式油罐與防火堤之間的距離通常為油罐罐壁高度的一半;臥式油罐的間距也應滿足規范要求。
地上油罐與半地下油罐的油罐組,一般都設有防火堤。主要作用是一旦發生火災,阻止火勢蔓延,并防止跑、冒、滴、漏油品流淌外溢。防火堤應采用非燃燒材料建造,實高應比計算值高出0.2m。立式油罐的防火堤實高應不低于1m,不宜高于2.2m;臥式油罐的防火堤實高不應低于0.5m;土質防火堤的堤頂寬度不應小于0.5m。防火堤應能承受所容納油品的靜壓力。嚴禁在防火堤上開洞,穿越防火堤的管道必須采用套管,并用填料密封。
二、油品儲存方式油品儲存方式按其容器及運輸的形式分為散裝和整裝油品儲存。儲存方式不同,其工藝、設備及其他要求也不同。在此介紹散裝油品的儲存。由鐵路油罐車、汽車油罐車、油船及管道等設備運送油品到庫,儲存在大型油罐中的油品稱為散裝油品。將散裝油品存放于油罐中的儲存形式稱為散裝油品儲存。這是目前油庫中油品的主要儲存方式。
1.散裝油品儲存方式1)地上儲油油罐建于地面上的油庫稱為地上油庫。地上油庫的優點是投資少、易建設、施工快,便于使用管理,易于檢查維修,目前新建油庫多為地上儲油。其缺點是占地面積較大,因地面溫差大、溫度高,油品蒸發損耗較嚴重,著火的危險性也較大。
2)半地下和地下儲油油罐的基礎在地面以下,罐頂仍在地面的油庫為半地下油庫。整個油罐都在地面以下的油庫稱為地下油庫,包括覆土隱蔽罐和山洞金屬油罐。這類油庫由于儲存溫差小、溫度低,油品在儲存期間的蒸發損耗小,且油品不易變質,著火危險性也小。但投資大、施工期長,使用管理不便,檢修亦較困難,現已很少再建覆土隱蔽罐。山洞金屬油罐一般用于大型儲備油庫。
3)水封石洞儲油水封石洞儲油是指利用地下巖體的整體性和穩定的地下水位將油品封存于地下洞室中。洞內油品被圍巖里穩定的地下水包圍,水少量滲出,油品不會向外滲漏。這種儲油方式需要良好的巖層和穩定的地下水位,目前多建在浙江、福建等沿海地區。
4)水下儲油水下儲油是指整個油罐建在水面以下。主要是為適應海上石油的開采而發展起來的,一般用來接收和轉運海上原油。隨著海上油、氣田的開發,儲油形式也在不斷發展。
2.油品儲存的基本要求1)防變質要保證油品的質量,在油品儲存過程中必須注意以下幾點:
(1)減少溫度的影響。溫度的變化對油品質量影響較大。在油庫中常采用絕熱油罐、保溫油罐。高溫季節還應對油罐淋水。
(2)減少空氣與水分的影響。空氣與水分會影響油品的氧化速度,故在儲存油品時常采用控制壓力的密閉儲存。
(3)降低陽光對油品的影響。陽光熱輻射使油罐中的氣體空間和油溫明顯升高。紫外線還能對油品的氧化過程起催化作用。輕油儲油罐外部大多涂成銀灰色就是為了減少陽光輻射的影響。近年來,一種耐油、防腐、隔熱、導電的白色涂料也用于油罐。
(4)降低金屬對油品的影響。各種金屬會對油品的氧化起催化作用。其中,銅的催化作用最強,其次是鉛。與油品接觸的金屬面積越大,其影響也越大。
2)降損耗油品儲存中,降低油品蒸發損耗既能保全油品數量,又能保證油品質量。通常做法是:
(1)選用浮頂油罐、內浮頂油罐。
(2)油罐呼吸閥下選用呼吸閥擋板。
(3)淋水降溫。
3)確保安全油品發生火災和爆炸的危險性較大,儲存時應采取措施提高油品儲存的安全性。具體要求是:
(1)降低油品的爆炸敏感性。加強火種管理,在生產中防止金屬摩擦產生火星。收發、輸送原油時,原油分子間及原油與管道、閥門、容器壁間相互摩擦會產生靜電,必須有良好的接地裝置防止靜電積聚。
(2)采用阻燃性能好的材料。
(3)盡量減輕發生意外火災時的損失。
(4)保證油庫消防系統時刻處于良好的狀態。
(5)保證油品儲存設施和設備處于最佳工作狀態。
三、油罐散裝油品儲存的主要容器是油罐。油罐是指用來儲存油品的形體規則、容積較大的容器。按材質油罐可分為金屬油罐和非金屬油罐。金屬油罐有立式圓柱形油罐、臥式圓柱形油罐、雙曲率油罐、球形罐和滴形罐,如圖8-1、圖8-2所示。金屬油罐多為鋼制,應用較廣。非金屬油罐又稱“土油罐”,包括土油池、磚砌油罐、石砌油罐、鋼筋混凝土油罐等,因節省鋼材,我國過去多用;但因占地多、造價高,尤其是事故隱患大、危險性大,現已逐漸被淘汰。
圖8-1球形罐
圖8-2滴形罐
目前油庫中應用最廣的是立式圓柱形鋼油罐,因其圓筒體垂直于地面而得名。它由罐底、罐壁和罐頂及一些油罐附件組成。容量從一百到幾十萬立方米不等。多以罐頂結構命名,最常見的是拱頂油罐、浮頂油罐和內浮頂油罐,其罐底、罐基礎和罐壁結構大體相同。油罐基礎將罐體自重和油品荷載均勻傳遞給土壤。地質條件不良的地方不宜修建油罐。油罐基礎通常從下至上依次是:素土層、灰土層、砂墊層和瀝青砂墊層。
油罐底板由鋼板鋪設焊接而成,厚度在5~12mm之間。作用是傳遞油品和罐體重力。其外表面與潮濕的基礎接觸;內表面接觸油品中沉積的水分和雜質,容易受到腐蝕。底板不易檢查和修理,要求焊接后無滲漏、防腐措施好。
罐壁由若干層圈板組裝而成。圈板上的豎直焊縫均采用對接方式,圈板之間的環向焊縫可以對接或搭接。圈板之間的排列方式有交互式、套筒式、對接式和混合式,如圖8-3所示。
圖8-3立式圓筒形金屬油罐圈板配置圖
罐頂分為固定頂和活動頂兩類。拱頂油罐屬于固定頂油罐;浮頂油罐和內浮頂油罐則為活動頂油罐。油庫中以拱頂油罐和內浮頂油罐最為常見。
拱頂油罐的罐頂為球缺形,結構如圖8-4所示。拱頂本身是承重構件,有較大的剛性,還能承受較高的內壓,有利于降低蒸發損耗。
圖8-4拱頂油罐
浮頂(又名外浮頂)油罐有一個浮盤覆蓋在油面上,可隨著油面變化而升降。浮頂的上方是完全敞開的。由于浮盤與油面間幾乎不存在空間,可大大減少油品的蒸發損耗,并提高儲油的安全性。浮頂有單盤式和雙盤式。單盤式用于容積較大的油罐。使用用中間單層、周邊雙層的浮艙,可節省鋼材,如圖8-5所示。小油罐的浮頂做成雙盤式,像船一樣浮于油面上,其他部件與單盤式類似。浮頂油罐的鋼材用量大、結構復雜。浮頂油罐易于積聚塵埃和雨水,可能污染油品,常用以儲存原油。
圖8-5單盤式外浮頂油罐
1—底板;2—罐壁;3—浮船單盤;4—-浮艙;5—浮盤立柱;6—浮艙人孔;7—伸縮吊架;8—密封裝置;9—量油管;10—浮梯;11—抗風圈;12—盤梯;13—罐頂平臺;14—浮梯軌道;15—集水坑;16—折疊排水管內浮頂油罐兼有拱頂油罐和浮頂油罐的優點,外形結構與拱頂油罐相似,比浮頂油罐多一個固定的頂蓋,可防止雨水進入油罐,也可避免塵埃、風沙對油品的污染,有利于改善油品的儲存條件,減緩密封圈的老化,也能有效地減少油品損耗。目前大量新建,廣泛用來儲存汽油、煤油、溶劑汽油、航空汽油和航空煤油等。內浮頂油罐的結構如圖8-6所示。
圖8-6內浮頂油罐
1—罐頂;2—罐頂通氣孔;3—罐壁通氣孔;4—密封裝置;5—單盤人孔;6—自動通氣孔;7—罐頂立柱;8—內浮頂;9—導向板;10—浮盤立柱臥式圓柱形鋼油罐簡稱臥罐,由罐身、罐蓋和加強構件組成。其制造、搬運方便,但單位容積耗鋼多、占地面積大。
罐蓋形式有平封頭、圓錐形封頭、球形封頭、碟形(準球形)封頭和橢圓形封頭等。目前較常見的是平封頭和碟形封頭臥罐。平封頭是用鋼板直接焊接在罐身兩頭。其結構簡單、施工方便,但容量較小、承壓低,常用來盛裝潤滑油或泡沫液。碟形封頭是以大曲率圓弧過渡連接球形封頭與罐身,如圖8-7所示。它承壓高,但加工制造比較復雜,有定型產品和標準系列。三角支撐用于提高強度,防止油罐變形。
圖8-7碟形頭蓋臥式圓柱形鋼油罐
1—人孔;2—身板;3—三角支撐;4—碟形頭蓋四、油罐容量油罐容量有三種,如圖8-8所示。名義容量是油罐的理論容量。設計時,以名義容量來選擇油罐的高度和直徑。我們平時稱的5000m3油罐,即為名義容量。目前我國常見的拱頂油罐標準系列有100m3、200m3、300m3、500m3、700m3、1000m3、2000m3、3000m3、5000m3、10000m3和20000m3。國內最大的拱頂油罐已達30000m3,日本最大的拱頂油罐為50000m3,美國最大的拱頂油罐為127000m3。
圖8-8油罐容量
儲存容量即油罐的實際容量。一般油罐上部留有高度為A的空間。A的大小一般由油罐結構及罐壁上部的附件決定。這部分容量是一個安全容量。
使用時,油罐出油管下部的油品不能發出,這些油品通常稱“死量”,其高度為B。儲存容量扣除“死量”即為作業容量。油庫計量員、司泵員等必須掌握該容量,以便合理調度和安全收發。
拱頂油罐的基本尺寸是指油罐直徑和高度。油罐名義容量確定后,即可選擇油罐的直徑和高度的組合。總有一種組合,可使油罐建設投資費用最低或使油罐使用鋼材最少。過去我國一般按鋼材耗量最少確定,大多為矮胖型。現已逐步過渡到按投資最省選型,考慮到占地費用,多為瘦高型油罐。
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、進出油短管、放水管與放水閥、排污槽或齊平型清掃孔、脹油管、進氣支管、梯子和欄桿等。
人孔是清洗及維修油罐時供操作人員進出油罐而設置的。檢修時也可用于通風,有成形產品。人孔直徑通常為600mm,中心距底板一般為750mm。
透光孔設在罐頂,在檢修和清洗時用于采光和通風。其邊緣距罐壁多為800~1000mm。
量油孔是為測量油面高低、取樣、測溫而設,安裝在罐頂平臺附近。每個油罐只裝一個量油孔,平時關閉,計量和取樣時輕輕打開。
進出油短管安裝在罐底圈板上,外側與進出油管道上的罐根閥相連,內側大多呈45°角坡口朝上形式,以利導出靜電。
放水管是專門為排放罐內積水和清除罐底污油殘渣而設的。根據油罐容積確定尺寸,直徑有50mm、80mm、100mm等。打開放水管上的閥門,油罐底水在罐內油品壓力作用下排出。放水管內常有水,冬天需做好保溫工作。
排污孔設在油罐底板之下,罐外排污孔法蘭蓋上附設放水管。平時可以從放水管排出底水,清洗油罐時可以清掃出污泥。
脹油管起泄壓作用,以保證管路和閥門安全。
進氣支管專門用于管路放空時進氣。一般設在進出油管線閥門外側,也可裝在泵之前的過濾器上。進氣支管上設球閥,管路放空后應及時關閉,如圖8-9所示。
圖8-9脹油管和進氣支管
1—安全閥;2—脹油管;3—進氣支管2.油罐的專用附件油罐的專用附件包括機械呼吸閥、液壓安全閥、防火器、呼吸閥擋板、加熱器和通氣短管等。
機械呼吸閥保持油罐氣體空間壓力在一定范圍內,以減少油品的蒸發損耗,保證油罐安全。它由壓力閥和真空閥組成。當罐內氣體壓力達到設計值時,壓力閥被頂開,氣體逸出,罐內壓力不再增高。當罐內真空度達到允許值時,空氣將頂開真空閥進入罐內,罐內真空度不再升高,以免油罐抽癟。
機械呼吸閥有時因銹蝕或凍結而發生故障。為了保證油罐安全,罐上常常再裝設液壓安全閥。其控制壓力或真空值一般都比機械呼吸閥高出10%。在機械呼吸閥失靈或其他原因使罐內出現過高的壓力或真空度時它才啟動,起安全保護作用。閥內可裝沸點高、不易揮發、凝點低的液體作為液封,從而保證在較高和較低的氣溫下都能正常工作。
防火器又稱阻火器,是油罐的防火安全裝置。防火器是裝有銅、鋁等導熱良好的金屬波紋網箱體。當火焰通過防火器時,波紋網能迅速吸收燃燒熱量、熄滅火焰,從而有效阻止外界火焰經呼吸閥引入罐內。
呼吸閥擋板是減少易揮發油品蒸發損耗的節能裝置。發油時如果液面下降過快,吸入罐內的空氣氣流會沖散油面上的油氣濃度層,使油品蒸發加快。在呼吸閥下面安裝擋板后,可使吸入氣流折向罐壁,避免直接沖擊油面。呼吸閥擋板結構簡單、易于制造、安裝方便,是投資少、收效大的附件。
加熱器用于高粘度、高凝點原油的加溫和降粘,以提高其流動能力。目前,加熱器普遍采用蒸汽加溫。
通氣短管是油罐收發油作業時的呼吸通道。中央排水管也稱排水折管,可隨浮頂的升降而伸曲,是外浮頂油罐的專用附件。由它及時排走浮盤上的積水,以防浮頂沉沒。
六、油庫工藝流程油庫工藝流程表征油庫內油品沿管道的流向,反映油庫主要生產過程及各工藝系統間的相互關系。其相關圖紙稱為油庫工藝流程圖。一般不按比例繪制,但各區域內設備方位盡可能與總平面布置圖一致,以便與總圖聯系,獲得比較形象的概念。油庫最重要的局部工藝流程是油罐區工藝流程和泵房工藝流程。
1.油罐區工藝流程油罐區的管道工藝一般有單管系統、獨立管道系統及雙(多)管系統等布置形式。一般多以雙管系統為主,輔以單管系統或獨立管道系統。
單管系統中,同一油罐組的多個油罐共用一條管道,如圖8-10所示。該工藝所需管道少、建設費用低,但這種工藝流程不能同時收發,組內油罐之間也不能互相輸轉,必須輸轉時需另設臨時管線。輸送不同油品時需排空管道,以防止混油。該工藝一般用于品種單一、收發業務量較少、無需輸轉作業的油庫。
圖8-10單管系統工藝流程
獨立管道系統中,罐區的每個油罐單獨設置一條管道,如圖8-11所示。該工藝布局清晰、專管專用,用后無需排空,檢修時也不影響其他油罐的作業,但材料消耗大,泵房管組也會相應增多。一般用于品種數量較多,但不能混入其他油品的潤滑油管道。因為潤滑油管道的業務量比輕油少,不需要經常倒罐。
圖8-11獨立管道系統工藝流程
雙管系統是一個或多個油罐共用兩條管道,多管系統則是兩個或多個油罐共用兩條以上管道。雙管系統對每種大宗散裝油品都設兩條主干道,分別用于收油作業和發油作業。每個油罐也設專用的進油和出油管,并與相應的進出油干道相連。常用箭頭或不同顏色分別標記進出油管道或閥門,便于安全操作。
圖8-12是典型的雙管系統工藝流程圖。雙管系統的最大特點是同組油罐間可以互相輸轉,也可同時進行收發作業。但在輸轉作業時,需占用兩條管道,不能同時進行收發作業。對作業量較大、同組有兩個以上油罐的油庫常采用三管系統。這樣在庫內油品輸轉的同時,可以進行收發油作業,也可保證各路分別進行收油或發油作業。
圖8-12雙管系統工藝流程
2.油泵房工藝流程根據輸送油品的種類,可將油泵房分為輕油泵房和潤滑油泵房。按照建筑形式,可將油泵房分為地上泵房、地下泵房和半地下泵房。按泵房的作業性質可將油泵房分為裝卸油泵房、發油泵房、中轉泵房及綜合泵房。裝卸油泵房用于大批量裝卸作業,一般設在鐵路作業線或碼頭附近。發油泵房直接發放油品給用戶,常設在發油臺或發油間附近。中轉泵房進行庫內油品的輸轉、油罐之間的輸轉或從油罐向高架罐輸油等。綜合泵房具有兩種或多種功能,如裝卸—中轉、發油—中轉、卸油—發油、卸油—中轉—發油等。
油泵房工藝流程是指被輸轉的油品按特定的工藝要求從吸入管進入泵房、流經泵房內管道和設備并從排出管排出泵房的全過程。輕油泵房專管專用、專泵專用,可同時裝卸幾種油品互不干擾。兩個汽油泵可互為備用,柴油泵與煤油泵也可互為備用,還可以相互串聯或并聯。輕油泵房常用于品種較多、規模較小的油庫。潤滑油泵房則獨立使用泵和管道,以確保油品不混。銷售系統油庫目前常用的一種標準泵房工藝流程如圖8-13所示。該流程設計簡單、排列整齊、操作方便,無論油品輸向何處,都能與泵前的兩條集油管按同一方式連接。集油管上的1~4號閘閥一般用盲板代替,以防混油。各泵輸送特定的油品,一旦泵機組發生故障,可拆下盲板,臨時安裝閥門,由另一臺泵代輸,相鄰的泵可互為備用。常用設備、閥門及管道附件圖例見表8-2。
工藝流程常用圖例
序號名稱圖例序號名稱圖例1閘閥13電動離心泵2截止閥14管道泵3止回閥15電動往復泵4球閥16蒸汽往復泵5蝶閥17齒輪泵6旋塞閥18螺桿泵7電動閥19真空泵8安全閥20立式油罐9電磁閥21臥式油罐10過濾器22鶴管11流量計23膠管12消氣器24卸油臂(快速接頭)

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