1、23.1油库工艺流程和管路布置n一、工艺流程n 所谓油库工艺流程设计，就是合理布置和规划油库经营油品的流向和可以完成的作业，包括油品的装卸、灌装、倒罐等。第三章 油库管路和泵房3n1.制定油程的一般原则n 技术先进可靠，适合主要生产操作和操作变化；n 流向合理，减少能量消耗，操作费用省；n 减少基建投资；n 操作，检修方便；n 适合开停工和事故处理要求。3.1油库工艺流程和管路布置第三章 油库管路和泵房4n2.流程图绘制方法：n 无严格比例要求，各装置之间不受总图的约束；n 尽可能保持原位置不变，使人看到流程就会看到总图；n 油管线用粗实线，其余设备用细实线，拐弯处有直角；n 布置合理美观；n
2、 应有管线和布置说明，管线要标出走向；n 要有图例和角图章。3.1油库工艺流程和管路布置第三章 油库管路和泵房5n二、管路布置 n 1.单管系统：将油品分为若干组，每组各设一根管线；n 2.双管系统：将油品分为若干组，每组有两根管线，一进一出；n 3.独立管道系统：每个油罐都有自己的进出油管。n一般，油库管网的布置以双管系统为主，以单管系统和独立管道系统为辅。3.1油库工艺流程和管路布置第三章 油库管路和泵房6n三、管网安装图和纵断面图n1.管网安装图：反应管道真是安装位置图纸，是施工依据。n一般要求：n 管路尽可能短，走直线，避免交叉；n 在管线拐弯处与建筑物相交，管线起始终点，注明管线的坐
3、标和标高。3.1油库工艺流程和管路布置第三章 油库管路和泵房7n2.纵断面图：管线沿高度变化曲线。n作用：n 进行线路施工放线；n 计算土石方量；n 检查停输时有无水柱分离现象；n 检查吸入管的工作状况；n 检查放空死角。3.1油库工艺流程和管路布置第三章 油库管路和泵房8一、概述一、概述3.2油库泵房流程第三章 油库管路和泵房储油设施管网装卸系统管网泵房管网9n工艺流程设计基本原则n满足生产要求n操作方便，调度灵活n节约投资第三章 油库管路和泵房3.2油库泵房流程10n油品分组n分组原则：n 把性质相似、色泽相近的油品分为一组。n分组目的：n 同一组内的油品可以共用一台泵、一条管线进行输送。
4、第三章 油库管路和泵房3.2油库泵房流程11 油品分组表油品分组表组别组别油油 品品 名名 称称燃一组车用汽油（含铅的）燃二组工业汽油、溶剂汽油、车用汽油燃三组灯用煤油、动力煤油燃四组轻柴油、农用轻柴油燃五组重柴油燃六组重油润滑一组22#、30#汽轮机油；高速机械油等低粘度浅色油品润滑二组各种中、低速机械油；46#、57#汽轮机油；6#汽油机油等中等粘度浅红色油品润滑三组10#、15#汽油机油；各种柴油机油等高粘度深红色油品润滑四组车轴油；齿轮油；24#汽缸油；过热汽缸油（不包括合成汽缸油）等黑色油品第三章 油库管路和泵房3.2油库泵房流程12n输油系统n标准流程：MMM入口汇管出口汇管第三章
5、 油库管路和泵房3.2油库泵房流程13第三章 油库管路和泵房3.2油库泵房流程n其特点是：专管专用，专泵专用，同时可装或卸四种油品而互不干扰；航空煤油与航空汽油共设一台备用泵，车用汽油与轻柴油共设一台备用泵；两台备用泵可分别与其所备用的正常工作泵串联工作；各台泵只担负收油任务，发油采取自流方式作业。14n真空系统n作用：n 引油灌泵n 抽吸罐车底油或扫舱n组成：n 真空泵n 真空罐n 气水分离器n 真空管路第三章 油库管路和泵房3.2油库泵房流程15n真空系统示意图：接离心泵进口或出口接离心泵进口或出口接鹤管接鹤管抽底油抽底油接放空罐接放空罐接油泵吸入管接油泵吸入管真真空空罐罐进进气气管管真空
6、泵真空泵气水分离器气水分离器废气排出废气排出接接上上水水管管接接下下水水管管第三章 油库管路和泵房3.2油库泵房流程16n放空系统n作用：n 防止混油n 防止凝管n组成：n 放空罐n 放空管路系统第三章 油库管路和泵房3.2油库泵房流程17n泵的备用原则：n （1）输送有特殊要求的油品时，应设专用输油泵和备用泵。n （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1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。n （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1台备用泵。n （4）不经常操作的油泵，不应设备用泵。第三
7、章 油库管路和泵房3.2油库泵房流程18n一、泵房分类分类方分类方法法泵房类型泵房类型应用范围应用范围输 送 油品 的 性质轻油泵房输送易燃易爆、低粘度的轻质油品，如汽、煤、柴等 粘油泵房输送不易燃易爆、高粘度的油品，如润滑油等 泵 房 建筑特点地上泵房常见类型，要求泵的吸入性能好 地下泵房常用于军用油库 半地下泵房对油泵的吸入性能要求不高 油 品 装卸条件固定泵房铁路、公路装卸系统，油库内部转输油品泵房 浮动泵房水路装卸系统，油泵运行时吸入高度保持不变 移动式泵房军事野战油库或油品临时补给站点 3.3油库泵房的类型和特点第三章 油库管路和泵房19n二、油库泵房的特点n1.输送易燃易爆液体，泵
8、房及其设备和配电需防火防爆。考虑油气对人体危害和安全，要通风。n2.商业、军用油库(供应、分配)输送油品的种类多，作业频繁，间断操作，作业量小。n3.油田附属油库，品种单一，输送量大，扬程高，连续操作。因而对泵的效率，可靠性，设备利用率要求较高。n4.装卸油泵房流量大，扬程不一定很高，要受到装卸时间的限制。3.3油库泵房的类型和特点第三章 油库管路和泵房20n一、泵房位置的选择n1.选择地址条件较好，地下水位低的地方，避免洪水冲刷和积水。n2.满足工艺，输油管线要短，节约投资。n3.位置一般均在油库地势较低的地方，靠近铁路并在作业线中间。n4.与锅炉房、机修间等有明火的设施保持一定安全距离。3
9、.4泵房的位置、建筑要求和布置第三章 油库管路和泵房21n二、泵房的建筑要求n1.轻油泵房n（1）泵房的建筑要求n 耐火材料单层，地面需用不燃烧和受金属撞击产生火花的材料。n 建筑面积小于60m2的油泵房可设一个外开门，面积大于60m2的油泵房不应少于两个外开门，尺寸满足最大部件的出入。n 满足操作、维护、保养方便的前提下，设备和管线尽量紧凑，泵房的层高一般不小于3.5m。3.4泵房的位置、建筑要求和布置第三章 油库管路和泵房22 泵房内应有1%的坡度向下水道，在下水管道出口设隔油池。泵房基础不应与泵基础连接（2）通风照明要求 为了安全和人员健康，必须有良好的通风，换气次数一般不少于1015次
10、/h，如含硫，换气2530次/h。足够自然采光，采光面积：地面面积=1：6，窗台高度不应大于0.9m。泵房照明采用防爆内部照明，照度不小于30IX。3.4泵房的位置、建筑要求和布置第三章 油库管路和泵房23n三、泵房的布置n1.泵机组的布置n 电机端至墙壁净距不宜小于1.5m。n 二排布置，中间有2m的通道。n 相邻机座之间的净距不应小于较大泵机组密度的1.5倍。n 泵机与侧墙之间的距离不得小于1.5m，管线距侧墙1.2m。3.4泵房的位置、建筑要求和布置第三章 油库管路和泵房24 泵和管组的位置离门不得小于1m。防爆等级不同的泵分开布置，性质相同的布置在一起，对火灾的预案采用相同。泵端基础边
11、缘取齐。有足够检查维修空间。3.4泵房的位置、建筑要求和布置第三章 油库管路和泵房25n2.管组的布置n 满足工艺流程，并与泵房的总体布置相应，即紧凑方便操作，检查和维修，尽量减小阀门的数量和管线长度，做到适用、经济合理。n 当泵机组数较少时，管组布置在泵房内，多时管组与泵机组用隔墙隔开，建成单独的管间，并应有独立向外出口。n 为保证放空，应有35的坡度，坡向放空缸。n 管线、管件之间与地面、墙壁有一定安装、检修的距离。3.4泵房的位置、建筑要求和布置第三章 油库管路和泵房26 管线标高、地面、管底标高200，架空2.0m。房内阀门可单排或两排错开布置，相邻阀门最 大外沿净距120150mm。
12、入口阀和入口之间安过滤器。出口与出口阀之间安单向阀，离心泵不允许逆 转。容积式泵加安全阀，进出口加跨线。进出口加压力表。泵的适当位置加放空接头DN15。泵和管线加静电接地。3.4泵房的位置、建筑要求和布置第三章 油库管路和泵房27n3.真空泵的布置n 真空泵一般布置在泵房的一侧，一般高于离心泵机组。n 真空缸靠墙排列。n 真空缸宜靠近泵房入口，以便操作。3.4泵房的位置、建筑要求和布置第三章 油库管路和泵房28n1、组织工作人员：计量员（）、司泵员（）、栈桥工作人员（）、库区保管员（）、消防员（）、电工（）、指挥员一名、值班员；n2、换防静电服、鞋，带防爆对讲机、防爆手电筒等；n3、值班员核对
13、来罐油品种类、运输号、车号、车数，并指导罐车停放在合适的栈桥作业线上，垫好防溜石块；n4、计量员检查铅封，登记车号、容积表号，取样检查油品外观、杂质，测量罐车油高、油温（3m以下取中部样品，35m取离罐底1m、油面下1m各一个样品、5m以上取离罐底1m、中部、油面下1m各一个样品），对样品分析化验，计算密度、容积，核对化验、计量结果与来油计量的数量、质量有无明显差距（误差小于0.2%）;补充：铁路卸油标准流程作业组织第三章 油库管路和泵房29n5、工作人员各自到位，调试对讲机，消防车到位，做好消防准备，各作业区设置警戒牌，各岗位做好卸油准备：n栈桥：将罐车和鹤管管线进行静电接地连接；将鹤管插入
14、罐车，可自由旋转鹤管，插入过程中打开鹤管上的排气阀，要避免碰撞产生静电火花，鹤管插入距罐底圆沟小于20cm为宜；鹤管插好后，要关闭排气阀，槽车口处加盖石棉被，人处于上风方向以避免中毒；打开鹤管与集油管（真空系统）之间的阀门，为泵引油做准备；n库区：保管员测量欲储存该油品的大罐在卸油前的液面，做好记录；打开罐前的第二道阀门，检查其他无关阀门是否关闭（尤其是排污阀），检查灌顶测量口是否打开，以实现进油时罐内油品正常呼吸；补充：铁路卸油标准流程作业组织第三章 油库管路和泵房30泵房：检查泵房接地线路是否有松动，泵轴承的润滑油是否足够，用手是否能转动电机与泵的连接轴承，真空表、压力表读数是否指零，通风
15、机是否能正常工作并启动，保持泵房空气流通；开启泵入口端阀门，确保无关阀门关闭良好；电工房人员准备好干粉灭火器，合上电源闸，先合总闸，再合分闸（关闭时相反）；各岗位人员通过对讲机向指挥员报告准备完毕。补充：铁路卸油标准流程作业组织第三章 油库管路和泵房31n6、卸油流程n灌泵，司泵员开启真空泵为离心泵引油。可通过真空罐的窥视镜观察引油情况，还可通过真空表读数判断(达到0.4Mpa后再开启阀门引油)；n关闭真空系统阀门，开启泵吸入口阀门，启用离心泵输油。当压力表读数达到0.4-0.8Mpa以上后再慢慢开启泵排出口阀门至2/3处，等到压力表读数稳定后（0.8-1.1MPa）再全部开启排出阀。停止卸油
16、时，先关闭排出阀门，再停泵。通知灌区人员打开罐前第一道阀门（很重要，易被忽略）。n在此过程中，栈桥人员注意听鹤管内油品流动是否顺畅；n灌区注意检查放水阀是否关闭，灌顶测量口是否打开；补充：铁路卸油标准流程作业组织第三章 油库管路和泵房32n一般来说泵大约运行23个小时候鹤管最高处会发生气阻，此时司泵员可启动真空泵吸走吸入管中的油蒸汽，因此每2小时启动一会儿真空泵会加快卸油作业进程；n作业中可能会转换油槽车，此时要慢慢关闭要卸完的槽车的鹤管闸阀，同时慢慢开启加入鹤管的闸阀（）；如果用同一根鹤管来转换，则更应该缓慢的关闭和开启闸阀，切忌不关闸阀就插入另一个罐车（空气会吸入，泵会发生严重的气蚀不能正
17、常工作）n根据液位高度确定是否要转换油罐，如果要转换油罐，应该先慢慢开启接受油罐的入口阀，再慢慢关闭原来油罐的入口阀，这样泵的工况相对稳定。n根据经验，每个泵同时开启三根鹤管卸油速度最快，工况最稳定，多于三根鹤管同时卸油不仅不会使得整个作业进程缩短，反而会使得这些鹤管一会儿进油，一会儿不进油，泵时常会出现空转，气蚀现象也会更严重。补充：铁路卸油标准流程作业组织第三章 油库管路和泵房33n7、注意事项：、注意事项：n按照工作流程正确开关阀门，开关阀门到底后应该回转约按照工作流程正确开关阀门，开关阀门到底后应该回转约1/3圈，以防止圈，以防止螺纹卡死，回转不灵；螺纹卡死，回转不灵；n在运行过程中要
18、密切注意泵的工况，多看（真空表、压力表、电流表读数在运行过程中要密切注意泵的工况，多看（真空表、压力表、电流表读数和各部件密封情况）、听（电机和泵运转是否正常，有无刺耳声或剧烈震和各部件密封情况）、听（电机和泵运转是否正常，有无刺耳声或剧烈震动）、闻（电机是否有异味）、摸（电机和泵的轴承盖温度是否正常，泵动）、闻（电机是否有异味）、摸（电机和泵的轴承盖温度是否正常，泵不得高于环境温度不得高于环境温度4度，电机不得高于环境温度度，电机不得高于环境温度70度，用手摸不得非常烫度，用手摸不得非常烫手）；手）；n泵的常见故障：真空表读数比正常值小，压力表突然增大，排出管可能堵泵的常见故障：真空表读数比
19、正常值小，压力表突然增大，排出管可能堵塞；压力表、真空表突然减小，鹤管可能已进气；压力表突然减小、真空塞；压力表、真空表突然减小，鹤管可能已进气；压力表突然减小、真空表突然增大，吸入管可能堵塞；真空表突然变为零，管线可能破裂。表突然增大，吸入管可能堵塞；真空表突然变为零，管线可能破裂。n离心泵启动前，一定要关闭鹤管上的排气阀，否则空气会进入泵吸入口；离心泵启动前，一定要关闭鹤管上的排气阀，否则空气会进入泵吸入口；n引油完毕后一定要记得关闭真空罐与泵吸入口连接处的阀门，否则也会影引油完毕后一定要记得关闭真空罐与泵吸入口连接处的阀门，否则也会影响泵的工况；响泵的工况；补充：铁路卸油标准流程作业组织
20、第三章 油库管路和泵房34n一、管路的摩阻计算：n1.沿程摩阻计算：n达西公式：n式中：管路长度，；n 管内径，；n 平均流速，；n 重力加速度，；n 水力摩阻系数。2fL Vhd2g（3-5）3.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房LmdmVm sg2m s35n 相对粗糙度：n式中：油品的运动粘度，；n流量，；n 管壁的绝对粗糙度，。n要想获得较为准确的沿程摩阻，就必须正确选择水力摩阻系数，是Re和 的函数即：edv4QRdd （3-6）2ed（3-7）n其中雷诺数：3.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房Qem2m s2m s36n2.流态确定：n 雷诺数标志着油品流动过程中，惯性力与粘
21、滞力之比。n Re2000时，层流。粘滞力起主要作用n 3000ReRe1=59.7/，水力光滑区。n 粘滞力起主要作用。64Re=（3-8）40.3164Re=（3-9）3.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房37 Re1 Re Re2=混合摩擦区。惯性力和粘滞力起作用 2000ReRe2时，阻力平方区或粗糙区，惯性力起主要作用1.1116.81.8lgRe7.4（3-10）211.742lg=（3-11）40.16Re=（3-12）3.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房665 7651g 383.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房39n3.列宾宗公式：n 应用达西公式计算摩阻有些时候不
22、方便，因此，在达西公式的基础上推导出列宾宗公式：3.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房m22 mmfm2 m5 mm2 m2 mmf5 mA4Q4QVReRedd8AQhL4 gd8A4 gQhL(3-13)d 把 综合 =，并将和代入达西公式：令403.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房41n4.局部阻力计算3.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房2j2dfdVh2gLVhd2gL（3-14）或 和通 过 查 表 得。423.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房433.5管路水力计算第三章 油库管路和泵房443.2管路水力计算第三章 油库管路和泵房453.5管路水力计算第三章 油库管路和
23、泵房管路水力计算的应用：1、选管（计算或校核管径）；2、集油管摩阻计算；3、自流装车计算与校核；4、上卸系统摩阻校核计算；5、下卸系统设计计算；6、管道水击计算；7、泵选择与校核计算（工况点确定）；46n 在管路设计中，选择什么样的管径是涉及到油库的投资，经营费用和维修费用问题，需要进行全面分析才能正确的选择。油管线的投资和经营费用最省的管径称为经济管径。与之相应的流速称为经济流速。3.6水力计算-选管第三章 油库管路和泵房47n经济流速：d费用运营费用管线投资+d0(经济管径)3.6水力计算-选管第三章 油库管路和泵房48n二、管径和流速的确定：n1.根据油品的粘度n2.根据允许压降确定n
24、已知3.6水力计算-选管第三章 油库管路和泵房Qd 流速V244QQVFVDDV（3-1）,i Q Vd 查水力坡降表49n3.根据经济分析确定管径n 油库管路建设投资P与管径有关，它可以表示为以直径为变量的指数函数即：n式中：，系数，一般n n n eDa+b 管长，；管外径，；管路建设单位管长投资，；3.6水力计算-选管第三章 油库管路和泵房mmP)(32)eDl（a+babe30a，b=400，e=1.7lm元D50aQ123412342RPRRQH g TC RPQH g TCSRRRRP+RPaa 管路年修理费 元 年，工资元 年，动力费 元 年，折旧费总费用：（3-3）式中：管路年
25、修理费的比例系数，；流量，；扬程，；密度，；重力加速度，；一年可能工作的时间，ToTTT3.6水力计算-选管第三章 油库管路和泵房Hg1年3m sm3kg m2m s51 管路在一年中的利用时间，；一年可能工作的时间，；油泵效率；单位功率的能量费，；抵偿率，利率；补偿期年数，年；Tni1 1 i 3.6水力计算-选管第三章 油库管路和泵房0TCinh0T=36524hw元年522 mm5 m3 mme25 mQHDg TCQ Saa bDRDlll将=代入（3-3）中：+3.6水力计算-选管第三章 油库管路和泵房3mme 16m5335medS0dDg TCQabeD5m0D5g TC5g T
26、CDmemmmmllmQabemQabe 令；整 理 得：D（3-4）534 当高差已知，确定管径的步骤：假定流态计算管径校核流态3.6水力计算-选管第三章 油库管路和泵房152mmmQLdh 25mmmQhLd4ReQd 545.当高差未知，确定管径的方法：按经济流速确定管径校核高架罐的架设高度（通常，h10m）3.6水力计算-选管第三章 油库管路和泵房25mmmQhLd55n三、集油管摩阻计算n 设集油管直径为d。全长为2L，输油管与集油管中点相连，鹤管的间距为l，流量为q，则输油管流浪为2Q。2n个鹤管。3.7 水力计算-装油设计第三章 油库管路和泵房56泵房57n 12段摩阻:n n
27、23段摩阻:n n0段摩阻:2 mm15 mqhdl 2 mm25 m2qhdl 2 mmn5 mnqhdl 12n2 mm2 m2 m2 m2 m5 mhhhhq123nd 3.7 水力计算-装油设计第三章 油库管路和泵房583.7 水力计算-装油设计第三章 油库管路和泵房ce42we25cece421281.m1gn n1128qhgd282.m0gn n12n18qhg d3nnqQn1L2n12nn1n1 128 Q118QhLH h2gd23glll 层流时，紊流时，！讨论：当 较大时，251LHd31123从以计算结果可以看出，层流时集油管的摩阻为同样长度输油管摩擦的，紊流时。59
28、 以上计算方法不太准确。若按上种作法，其一必须假设鹤管的流浪均匀一致。即使其二即使假设一致，该管路系统的 水力计算模型应为 。而与实际不符。n结果分析 假设q均匀一致本身就有较大偏差。3.7 水力计算-装油设计第三章 油库管路和泵房60n四、装卸油系统摩阻计算n1.自流装油n 自流装油的能量来源于油罐液面和鹤管之间高差，可用伯努利方程求解。n 确定流速n 设鹤管，集油管和输油管直径为d1，d2，d3，流速为v1，v2，v3，管长为l1,l2,l3，灌装罐液面到出油管高差为Z，出油口到鹤管口的高差为H。略去液面速度，因为液面下降较慢，速度为0。3.7 水力计算-装油设计第三章 油库管路和泵房61
29、 式中集油管的摩阻考虑为紊流区。输油管在集油管的中部，集油管的V2 是按输油管的流量2Q一半计算，或者说是总鹤管数流量之和的一半。222233111220123123VVVV1ZH2gd2g3d2gd2glll根据伯努利方程：3.7 水力计算-装油设计第三章 油库管路和泵房623.7 水力计算-装油设计第三章 油库管路和泵房22212112212222311133134422211211012312231dddnnVVVV2442ddddnVVVn V44dVdd1nZH1n2gd3d4ddVZll 即：因为是随位差 的变化2110V2g1V2g ZH0.020.03 而变化，上式等于流量系数
30、，在此采用紊流公式，变化不大，可取 63n 装车时间（满足装车时间要求）n 设鹤管的截面积为f，在dt时间内鹤管的流量为：3.7 水力计算-装油设计第三章 油库管路和泵房21110Tz0z00102nqdtnv fdtdZFdZFFdZnv fdtn2g HZ fdtFdZdtn f2gHZ2FTHZHZn f2g 在高度时，油罐流出流量为，油罐断面。在紊流时，64 设计计算时，装车时间T，位差H0+Z已知，F，f已知时，由上式可求得流量系数。又f，d1已知，设油管和集油管径相等d2=d3。便由的公式算出输油管直径。已知T，H0+Z，d1，d2，d3，求H0是否满足装车时间要求。4422121
31、112312231010211111dd1n1nd3d4dd2FTHZHZTn f2gTTT Hy，以防止气阻断流现象，同时还必须使泵入口处的真空度Hzh小于油泵的允许吸上真空度Hzh，以免发生离心泵的气阻现象。n 为满足上述条件，常采用绘制真空剩余压力图的方法。3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房68 式中：卸油地区的大气压，；所卸油品的密度，；重力加速度，；n 真空剩余压力图使按接卸油最不利的情况，即油卸车位最低的情况下绘制的，在绘制时，首先算出卸油流量下的各段的摩阻损失，具体步骤如下：n 按比例绘制卸油管路纵断油面图，横纵比例可不同。n 从罐车内的最低液位，即罐车底部向上引出
32、所卸油品液柱表示的当地大气压的液柱高度Ha，线段aa。aPgaaHa3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房aPg2m sPa3kg m69n 分别在管路c，d，e，f的垂线上，从a点的水平线上，自上而下地截取相应的于ac，ad，ae，af各段的摩阻加其速度头之和的相应液柱，得c，d，e，f。图中的h2，h3，h4分别为ac-ab，ad-ac，ae-ad，ad-ae的相应液柱。若不考虑速度头时，便分别为bc，cd，de和ef各管段的摩阻。n 连接a，b，c，d，e，f诸点，得到管路的压力坡降线。n 在aa上截取ab段，使其等于ab段摩阻+速度头3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路
33、和泵房2abV2g70n将压力坡降线向下平移 ，得到蒸汽压力线。n 将压力坡降线向下平移Ha，得到真空线ab”c”d”e”f”。3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房yxxPHg71n分析：n1.管路上任意一点与压力坡降n 线相应点的垂直距离即为该点的剩余压力Hsh。n2.管路上任意一点与真空线上n 对应点的垂直距离，即为该点真空度Hzh。n校核方法：n 若蒸汽压力线与管路相交，则说明在该点后HshHzh。泵产生气蚀。shaHHZ h 3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房zhHZh 72n危险点：鹤管最高点和吸入管路靠近泵的点。n采取危措：n改变鹤管形式，降低鹤管高度。n
34、将交点前的管径加大，减少管路的摩阻损失。n降低卸油温度，减小蒸汽压力。n压力卸车，增加Ha。n量取泵入口真空度，若大于Hzh，则向前移泵或降低泵高度。n缩小泵出口管径或用阀节流，增加泵出口摩阻，使流量减小，使泵入口摩阻减小，但必须降低卸车速度为代价（如下图）。3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房733.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房74n 油品下卸系统设计计算n 这里主要讨论重油自流卸车，自流卸车受位差和卸车时间两个因素制约，通常位差和卸车时间是已知的，它取决于油库布置和卸车要求。位差满足时间要求，而又不得过大，否则将重新对管径进行核算。n连续满流系统卸车时间计算n
35、油品的卸车时间，取决于车内液面与输油管出口的高程差，油品粘度，鹤管，集油管和输油管的直径和长度。3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房753.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房76 设油罐车直径为D，长为L，半径R，卸车油面面积为w，卸车管口截面积为f，紊流状态。在dt时间内，罐车油面下降高度为dZ，从罐车流出量为wdZ，卸油管流出的流量为Vdtf。022V fdtw dZ V2ghZw2LRZR2LDZZ 又 因 为由 图 得 知：3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房773.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房00t00D03200002g hZfdt
36、2LDZ ZdZ2LDZ Zdtf2g hZDZ Z2LdtdZhZf2gh4 LDt3Df2ghhhDD3 13zhHZh （1）是取决于压头的一个函数，其值可根据，由图查得。78n当压力卸油时，H0还应加上附加压头n 即n n 式中：n 罐车底到卸油管口之间的高程差，；n 罐车内液面的压强，；n 零位油罐液面上的压强，；n 油品密度，；n 重力加速度，；0h012hPPg3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房1P2PgmPaPa3kg m2m s79n当h0=0时，罐车便属于孔口泄流，其流卸时间为：n 式中：考虑到局部摩阻的泄流短管的换算长度，；n 泄流短管直径，；n 水力摩阻系
37、数。n 由(1)(2)式可以看出：320hw4 LD T3f2g L 11d（2）这时流量系数=0000hh2hTDD值随压头 的增加而减小。3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房hwLdmm80n 层流状态时4004t0040DD00004128 qgdhZLqhZ128 LgdqdtwdZ1282LDZ ZwdtdZ=qgdhZ256LDthhhDgd2ll （）=-（）（）3.7 水力计算-装卸设计第三章 油库管路和泵房81n五、水击计算n1.水击现象n 当液体以V的速度在为L的管中流动时，若将管路出口阀门紧急关闭，则紧靠阀门后一微小管内的液体便立即体制流动，其动能转换成压能，
38、并进而变成水和管子的弹性便性能。接着这一小段流体又阻止其后的另一部分流体流动，并引起这一部分的压力上升。这样，管中阀后的流体从阀门处开始以一定的速度逐渐向上游传递，使水停止流动，并使压力上升。3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房82 式中：液体的体积模量，由表3-9查得，；平均管径，；管材弹性模数，；管壁厚度，；重力加速度，；液体密度，。n这压力波传播的速度a为：n k121DagkE3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房DEgPaPamm2m s3kg m83n 因为管路长为L，压力波传播速度为a，则经过L/a时间压力波便从阀门处传遍所有管线。在这时瞬间管路流动停止，即在这一瞬
39、间，所有动能全部变成弹性便性能。n 由于管路与油罐相连，压力保持不变，这时管内压力高于油罐压力，液体便从管内流向油罐。于是上游压力开始下降，这部分便性能消失，这种状态也同样以a的速度向下传播，同样经过L/a时间到达阀门A处。n 就在上游压力波传到阀门A处同时，管中液体离开。与闭阀时压力上升相反，阀门前压力下降，经过L/a达到上端。3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房84再经过L/a时间，管内压力开始回升到原始状态。3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房85n2.水击计算基本方程n 略去运动方程和连续方程中速度水头和损失水头，则：22222222222H1VgtHaVtgxHHat
40、xVVatxx（1）（2）由(1)(2)式得：（3）（4）3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房86n这是一般波动方程，其通解为：3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房1212xxHFtft+CaaaxxVGtgt+CbaaEfgCCVXab（）（）式 中：，,G,为 任 意 常 数，为 积 分 常 数。的 负 号 为 所 取正 方 向 与 流 速 方 向 相 反。将代 入(1)(2)式 中 得：11GgFf cgqaGgF+f dg（）（）873.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房200acdG Fgaxxcdg tftgaabaxxaVF tftCegaagtHVHV 式
41、式得：（5）式式得：（6）将代入()式中得：（）若=0时，和取得，可求得水击的基00 xxHHF tftaaaxxVVF tftgaa本方程。883.减小水击方法：压力下降（水柱分离）减轻方法 安装飞轮。增大泵的惯性，增加了泵的能量，从而抑制了回轮速度，流量和压力急剧降低。改变管路形状。若管路在泵附件急速上升，并形成凸起峰巅，这样就容易引起水柱分离。若将管线布置成均匀上升，并略向下凹的平缓线路，便可避免初相负压，保证管道安全。设置自动吸气阀。在可能出现负压的地方设置放气阀。设置单向平衡罐。容器和管路之间设置逆止阀，当管内压力低于容器压力时，向管道内补充液体。3.8 水力计算-水击第三章 油库管
42、路和泵房89 设置空气罐。当泵的动力被切断，流速减小，空气罐内的液体被压缩气体排出管，从而减弱水击作用。设置涨油管：日温变化，每升温1，压力上升约0.70.8MPa。温度降低1，体积收缩为1/1000 Vm3。由于温度变化，管内压力P可由下述公式计算：LPQP M P aD10kE 3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房90n式中：液体温度膨胀系数，石油类n 管材三维温度膨胀系数，钢管n 温差；n 管径，；n 壁厚，；n 管材弹性模量，。n形成空洞体积：n 若油温，管材温差不同时，Q可分别乘以相应的膨胀系数。QLPLPV=VQ 3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房DEcmcmMP
43、a91n 压力上升减小方法：n 设置安全阀。当压力高到一定程度时，安全阀便开启，来保证管路不超过允许值。n 设置控制阀。在泵出口安装止回阀，以适应管路水击时的水力现象。其目的主要是使逆流缓慢停止。n 使用急闭阀。因为逆流大时，阀一关闭其压力上升很大。因此，如果使用一种快速逆止阀，在逆流刚开始瞬间，便将阀门急速关闭，不让逆流产生或产生逆流很小，这样减小水击作用。3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房92n 让管内的流体逆流。泵和原动机能耐逆转，并有足够的容量接纳逆流液体。n 使用电动阀。手动阀关闭时间较长，但剩四分之一时确较快，会产生很大水击作用。可采用缓闭式电动阀，将最后四分之一时间延续
44、到允许范围内。3.8 水力计算-水击第三章 油库管路和泵房93n一、油库用泵的特点n 离心泵n 容积式泵n 往复泵n 齿轮泵n 螺杆泵3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房94n一、油库用泵的特点n 3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房95n一、油库用泵的特点n 3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房96n一、油库用泵的特点n 3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房97n二、油泵的选择n1.离心泵的选择n 确定泵的基本工作参数n 在选择油泵时，首先要确定输送油品的性质和泵的工作参数。n油品性质：粘度、蒸汽压、腐蚀性、密度。n泵工作参数：流量、扬程、吸入高度。3.9泵机组的选择第三章
45、油库管路和泵房98n泵的扬程：n 式中：泵的扬程，；n 水力坡降，；n 管长，；n 输油管路终点与起点高差，。n 校核泵与管路的工作点HHiLZ 3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房iLZmmmm m993.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房100 应保证每条管路所规定输量，不能只考虑某一管路的输送量。交点A处在高效区，力求n最大。应考虑到油罐中油面高度的变化所引起的泵流量和压头变化。3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房101n2.管线并串连3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房1023.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房103n复杂管路n例1 解法一，解法二MZ1Z2Z0123
46、.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房104例2解法一解法二Z1Z3Z2Z01233.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房105n例3 解法一，解法二 MZ3Z2Z13213.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房106n例4 解法一，解法二 M2413Z2Z1Z0M3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房1073、离心泵的选择与校核n选泵依据:n 流量n 扬程n计算公式:QHo3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房25mmmHZhQZLd 计108以铁路卸油为例MZ1Z2Z0Z3d1,l1d2,l2d3,l3d4,l43.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房109（1）计算参数的确定n业务流
47、量n 根据作业量及作业时间确定n液位差3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房ZZZ排中吸中110n几种特征液位示意：MZ1高Z2低Z012Z2中Z2高Z1中Z1低3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房111n计算长度 L计jL式中：几何长度 当量长度估算：3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房dLjdLLL计1.051.15jLL计112n计算温度确定粘度 1）取推荐操作温度或加热温度）取推荐操作温度或加热温度 2）汽油，取最热月大气平均温度）汽油，取最热月大气平均温度 3）原油，选泵时取最冷月大气平均温度）原油，选泵时取最冷月大气平均温度 校核时取最热月大气平均温度校核时取最热月大气平
48、均温度 4）其它油品，取最冷月大气平均温度）其它油品，取最冷月大气平均温度3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房113n离心泵的校核n几种特殊工况的校核n泵吸入性能的校核3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房114（2）几种特殊工况的校核吸入液位吸入液位排出液位排出液位特特 点点高低流量Q最大低高扬程H最大(流量最小)中中选泵工况低低吸入最危险工况，即泵入口真空度最大高高泵出口压力最大3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房115HQQminQmax低-高工况高-低工况H-Q-Qo3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房1164、泵吸入性能的校核apn依据:n 允许汽蚀余量 hrn 允许吸
49、入真空度 Hsn二者之间的换算关系:式中：当地大气压力,输送温度下液体的饱和蒸气压,泵入口处的流速,3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房tpv22atsrppvHhgg PaPam s117n泵最大允许安装高度的计算yp 式中：吸入液面压力 从吸入液面到泵入口处的摩阻损失 下标s 表示实际输油工况注意：以吸入最危险工况为前提。3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房hytjrsppHhhg 22yajssppvHHhgg 118n泵特性的换算当油品粘度小于50厘沱(5.010-5m2/s)时当油品粘度大于50厘沱(5.010-5m2/s)时系数 查有关图表确定。3.9泵机组的选择第三章 油
50、库管路和泵房rrsbhh 10atsssbSppHHgrhrsbhKh 10atssrrsbsbsPPHHhhg hK119n离心泵特性曲线的换算n 泵样本提供的是20清水输送的介质。在额定转数下通过试验方法测得的。当输送介质的粘度、蒸汽压及地区压力发生变化时，离心泵的特性曲线也发生变化。因此，必须进行换算。3.9泵机组的选择第三章 油库管路和泵房120n输送粘性油品时离心泵的特性曲线n 当离心泵输送油品粘度0.510-4 m2/s时，按以下方法换算：n n n 式中：分别为输油和输水时泵的流量，；n 分别为输油和输水时泵的压头，；n 分别为输油和输水时泵的效率，；n 分别为流量、压头、效率和
