1、重庆科技学院本科生课程设计 重庆科技学院油库设计与管理课程设计报告设计地点（单位）_ K802 _ 设计题目:_油库设计加热器计算，管路保温及蒸汽锅炉计算完成日期：2014 年 12 月 19 日 指导教师评语: _ _ _ 成绩（五级记分制）:_ _ 指导教师（签字）:_ _ 重庆科技学院本科生课程设计 1摘要油库是用来接收、储存、发放原油或石油产品的企业或单位。它是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地对保障国防和促进国民经济高速发展具有重要意义。油库中最重要的组成部分就是储油区。储油区又称油罐区，是油库储存油品的区域，也是油库的核心部门，安全上需要特别
2、注意。这个区的首要任务是保证储油安全，防止火灾和泄漏。本课程设计将根据任务书中的要求，对油罐加热器面积的计算，保温管路的计算以及蒸汽锅炉计算。在综合运用所学的专业知识的前提下，查阅了有关油库各部分设计和计算的规范及资料，首先根据任务书中的基础数据确定设计思路和要用到的计算公式、计算方法，经济、合理地确定储油区的各个工艺。关键字：油库 储油区 油罐 重庆科技学院本科生课程设计 2目录摘要 .11 绪论 .32 参数设计 .42.1 库区气象资料 .42.2 原油参数 .52.3 油罐参数 .53 储油区油罐的确定 .53.1 所需油罐参数 .64 油品加热工艺 .64.1 油品加热的目的 .74
3、.2 油品加热的方法 .74.3 油罐加热器面积计算 .74.3.1 油品的平均温度 .74.3.2 罐壁传热系数 .84.3.3 油罐的总传热系数 K.114.3.4 单位时间内加热油品所需的总传热量 Q.114.3.5 加热器面积 F.125 加热器的选择 .155.1 油罐管式加热器结构 .155.2 分段式加热器 .155.3 蛇管式加热器 .156 管路保温 .166.1 概述保温结构作用 .166.2 保温结构 .166.2.1 管路保温厚度对减少热损失的作用分析 .166.2.2 根据最优经济条件决定保温层厚度 .176.2.3 蒸汽管路的热力计算 .187 蒸汽锅炉的蒸汽消耗量
4、 .197.1 锅炉的用途 .197.2 蒸汽锅炉的分类 .197.3 蒸汽锅炉的蒸汽消耗量 .197.3.1 蒸汽锅炉的蒸汽消耗量 .198 总结 .21参考文献 .22重庆科技学院本科生课程设计 31 绪论油库是接收、储存、发放石油或石油产品的企业或单位。它是协调原油生产、原油加工、成品油供应及运输的纽带，是国家石油储备和供应的基地，它对于保障国防和促进国民经济高速发展具有相当重要的意义。此外，油库是我国现代化建设和军队后勤建设的重要组成部分，也是油料储存、供应的基础。从储油方式看，油库可分为地面油库、隐蔽油库、山洞油库、水封石洞油库和海上油库等。随着石油工业的飞速发展，油库建设取得了长足
5、的进步。现代油库已从传统意义上的单一储存石油的仓库向综合储存和输转石油、液化气、化工产品、物资等方向发展，并且在其他企业，如铁道、交通、电力、冶金等部门也建有各种类型的油库，以保证生产和运输的正常进行。我国油库的发展是在较为薄弱的工业基础上起步的，它与石油工业和国民建设的发展息息相关。经过较短的时间，我国油库已有了较快发展。目前，我国原油库的单库容量已超过了百万吨级，油库中单个油罐的容量也超过了数万吨乃至数十万吨，而商业性油库也向着中型化方向发展。与之相应的油库中的各种设施也日益复杂化、现代化。随着石油工业的进步和石油战略地位的不断提高，油库的建设也越来越重要。本设计将根据本设计任务书要求设计
6、油罐加热器、油罐和管路保温以及蒸汽锅炉。为此，本设计将依据相关原始资料及设计标准规范，并针对相关主要工艺过程进行选型计算。重庆科技学院本科生课程设计 42 参数设计2.1 库区气象资料油库所在区域年平均气温 15.4，月最高温度 37，月最低温度-27；年平均降雨量 280mm，日最大降雨量 640mm，年平均降雨天数 37 天；风向为西北。2.2 原油参数某 油 库 由 管 道 输 进 原 油 30 万 吨 /年 ， 全 部 由 铁 路 外 运 ； 原油凝固点 36，初馏点 77，50粘度 8.8MPas。密度 861kg/m3，粘温指数 0.038。2.3 油罐参数油罐相应参数见表 2.2
7、表 2.1 油罐参数油罐类型 标准容积（m 3） 罐壁高度（ m）直径（m）内浮顶罐 20000 15.85 40.50拱顶罐 10000 14.07 31.282重庆科技学院本科生课程设计 53 储油区油罐的确定3.1 所需油罐参数油罐型式选择与数量确定根据油罐的选择原则和每种油品的设计容积，该油库选择内浮顶罐和拱顶罐，其要选择的油罐参数根据油库设计规范和郭光臣主编的油库设计与管理P226 中表 5-2“石化公司北京设计院拱顶罐系列”，选择出以下参数的油罐：表 3.1 油罐基本参数油罐类型 标准容积（ m3）罐壁高度（ m）直径（m）内浮顶罐 20000 15.85 40.50拱顶罐 100
8、00 14.07 31.282各种油品油罐型式选择与数量已由本组其他同学算得：原油选用浮顶油罐.根据各种油品的设计容量计算结果可知，原油用 5 个 20000m 3 和 1 个 3000m 3浮顶罐。重庆科技学院本科生课程设计 64 油品加热工艺4.1 油品加热的目的许多油品，如高粘和高凝固点原油、燃料油、重柴油、农用柴油、润滑油等，在低温时具有很大的粘度，而且某些含蜡油品在低温时由于蜡结晶，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。油库中对油品进行加热常出于用于降低油品在管道内输送的水里摩阻、加快油罐车和油船的装卸速度、促进原油破乳、使油品脱水和沉降杂质、加速油品的调
9、合和进行润滑的净化再生等。4.2 油品加热的方法在油库中对油罐、油罐车和其它容器中的油品进行加热所采用的加热方法有：蒸汽直接加热法；蒸汽间接加热法；热水垫层加热法；热油循环加热法和电加热法等。油品加热常用的热源有水蒸气、热水、热空气和电能等。4.3 油罐加热器面积计算根据任务书所提供的参数，由于最低温度为-27，油罐选用保温层，选择油罐管式加热器对燃料油储罐进行加热，下面为加热器面积的计算过程。4.3.1 油品的平均温度当 时， 用算术平均法求得，即公式tz2jysyt2yzst当 时， 用算术平均法求得，即公式tz2jysyt lnyzsyj jysjttt已知平均温度有 15.4，起始温度
10、为 36，终了温度 77，因重庆科技学院本科生课程设计 7175.423tzys代入数据得； 715.430.2lnyt4.3.2 罐壁传热系数1231bibiiibiKaa式中 1bia油品至油罐内壁的内部放热系数，W/m 2；罐壁的导热系数，W/m 2；bi罐壁的高度，m；2罐壁至周围介质的外部放热系数，W/m 2；3bia罐壁至周围介质的辐射放热系数，W/m 2。其中内部放热系数 1bia应按无限空间自然对流放热公式计算，将定性尺寸 d 改用h，h 表示油罐内油层高度，单位取米，公式 1(Pr)ynbiGh式中系数 和 h从表 4.2 中查得。h=15.85m, =861 3/kgm=0
11、.782 查表 4-1计算出 Gr=32()ybitg=3615.80.7219.84= 150Pr=c=6.4.01279=13013Pr.95G，查得 .35， n1/得出13/1.0(.5)828biaW/m2自罐壁至周围大气的外部放热系数 2bia按空气横向掠过圆管的强制对流换热公式计算，应表示为 Nu=(Pr*Re)的形式但考虑到空气 Pr 值随温度的变化不大，常温时近似等于 0.77，因而将 2bia的计算公式简化为 Nu=f(Re),整理后得：重庆科技学院本科生课程设计 82ReqinbiaCD式中 qi空气导热系数（可从表 4.2 查得）， /Wm ;D油罐直径，m;Re雷诺数
12、 ；RevDqiqi风速，按最冷月平均风速计算，（从各地气象资料查得）。m/s;空气的粘度，（见表 4.3）， 2/ms；C,n系数，按 Re 值从表 4.4 查得已知最冷月温度为-27从表中查得空气的导热系数为 2.1980，粘度为610.8，油罐直径为 40.5m，可求得6462.540Re518查表 4.4 得C=0.023，n=0.8则得出22 .9e034.8/5qinbiaCWmD罐壁至周围介质的辐射放热系数 3bi按下式计算 4430273()()10qibibi biittaC式中 0C黑体的辐射系数， 0=5.67 24/WmK罐壁黑度，随罐壁涂料不同而有不同取值，见表 4.
13、6bit罐壁的平均温度，q最冷月空气平均温度，将数据带入公式4423(10273)(273).965.6/bia Wm2.5/8.924.6.3biK罐顶和罐底的传热系数比较小，相对于罐壁它们对总传热系数影响较小，则取 20.7/dingKWm， 0,1/diWm重庆科技学院本科生课程设计 9表 4.1 原油和油品的体积膨胀系数相对密度 4td3-10, 相对密度 4td3-10, 相对密度 4td3-10, 0.730.740.750.760.770.780.790.800.810.821.1511.1301.1080.9970.9740.9530.9310.9100.8880.8660.8
14、30.840.850.860.870.880.890.900.910.920.8450.8240.8030.7820.7600.7390.7180.6960.6740.6530.930.940.950.960.970.980.991.001.011.020.6320.6120.5920.5720.5530.5340.5160.4970.4790.462表 4.2 系数 和 值 nGrPr n-31051.18 1/8720.54 1/40.135 1/3表 4.3 大气压力为 760mmHg 的干空气物理常数温度 t， 40 30 20 10 0 10 20 30 40导热系数， W/m210qi2.1772.1982.2792.3612.4422.5122.5932.6752.756粘度610qiv2/ms10.0410.8011.7912.4313.2814.1615.0616.0016.96表 4.4 系数 C 和 nRe 451Cn0.810.400.6250.460.1970.600.0230.80
