油气储运第六.ppt

1,6 油品及天然气的储存,2,6.1 油品储存6.1.1 油品储存方式,油品储存方式按其容器及运输的形式分为散装和整装油品储存。储存方式不同，其工艺、设备及其它要求也不同。由铁路油罐车、汽车油罐车、油船及管道等设备运送油品到库，储存在大型容器油罐中的油品称为散装油品。将散装油品存放于油罐中的储存形式称为散装油品储存，它是目前油库中油品的主要储存方式。,3,1、地上储油 油罐建于地面上的油库称为地上油库。地上油库的优点是投资省，易建设，施工快，便于使用管理，易于检查维修，目前新建油库多为地上储油形式。它的缺点是占地面积较大，且因地面温差大，温度高，油品蒸发损耗较严重，着火危险性也较大。,4,2、半地下储油和地下储油 油罐的基础在地面以下，但油罐罐顶仍在地上的油库为半地下油库；整个油罐都在地面以下的油库称为地下油库，包括覆土隐蔽罐和山洞金属油罐。这类油库由于油品的储存温差小，温度低，油品在储存期间的蒸发损耗小，且油品不易变质，着火危险性也小；但这种油库投资大，施工期长，使用管理不便，检修亦较困难，现已很少再建隐蔽罐，山洞油罐则一般为大型储备油库所采用。,5,3、水封石洞储油 利用地下岩体的整体性和稳定的地下水位将油品封存于地下洞室中，油罐便是在岩体里开挖的人工石洞。由于洞内油品被周围岩体里稳定的地下水包围，除少量地下水渗出外，油品不会向外渗漏。由于它需要良好的岩层和稳定的地下水位，目前多建在浙江、福建等沿海地区。,6,4、水下储油 整个油罐建在水面以下，主要是为适应海上石油的开采而发展起来的。这类油库一般用来接收和转运海上原油，目前随着海上油气田的开发，储油形式也在不断发展。,7,6.1.2 油品储存的基本要求 油品储存的形式多种多样，但无论哪种方式储存，都应达到以下要求。,1、防变质 在油品储存过程中要保证油品的质量，必须注意：（1）减少温度的影响。（2）减少空气与水分的影响。（3）降低阳光对油品的影响。（4）降低金属对油品的影响。,8,3、提高油品储存的安全性 由于油品火灾危险性和爆炸危险性较大，故储存时应采取措施提高油品储存的安全性，具体要求是：（1）使油品的爆炸敏感性降低。这一方面要求平时严格加强火种管理，另一方面要在生产中防止金属摩擦产生火星，且在收发油过程中减少静电产生，防止静电积聚。（2）应用阻燃性能好的材料。（3）尽量减轻发生意外火灾时的损失。（4）使油库消防系统时刻处于良好的技术状态。（5）使油品储存设施和设备处于最佳工作状态。,9,凡是用来接收、储存和发放原油或石油产品的企业和单位都称为油库。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。随着我国石油工业的飞速发展，油库发展也很快，除了石油系统、供销系统和军事系统建有一系列专用油库外，其它企业，如铁道、交通、电力、冶金等部门也建有各种类型的油库，以保证运输和生产的正常进行。,6.2 储油库,10,6.2.1 油库的类型,（1）根据油库的管理体制和业务性质，油库可分为表61所示的独立油库和企业附属油库两大类型。,11,独立油库,民用油库,储备油库,中转油库,分配（零售）油库,储备油库,供应油库,野战油库,军用油库,油田原油库,企业附属油库,炼厂原油及成品油库,机场及港口油库,农机站油库,其它企业附属油库,油库,表61 油库类型（按管理体制和经营性质分类）,12,独立油库是指专门接收、储存和发放油品的独立企业和单位；附属油库则是工业、交通或其它企业为了满足本部门需要而设置的油库。供销和军事部门的大多数油库都属于独立油库，石油部门的油田原油库和炼油厂的油库则多属企业附属油库。（2）根据油库的主要储油方式，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。地面油库（图61）的储油罐设置在地面上，因此，与其它类型油库相比，投资省、建设速度快，是分配、供应和一般企业附属油库的主要建库形式。但这种油库因建于地上，目标大，战时易遭到敌方破坏，不适宜作为需要防护的储备油库和某些重点油库。,13,图61 地面油库概貌,14,隐蔽油库和山洞油库是为防止敌人袭击而发展起来的建库形式。隐蔽油库是将储油罐部分或全部埋入地下，上面覆土作为伪装并提供一定防护能力，在空中和库外不能直接看到储油设施的一种地下储油库。这种油库由于储油罐部分或全部埋入地下，为了使储油罐不致因外部土压而引起破坏，必须加筑钢筋混凝土或其它护墙。,15,图62 山洞油库概貌,16,因此在投资和工期上都大大超过地面库。这种油库近年已很少建设。山洞油库则是将储油罐建设在人工开挖的洞室或天然的山洞内。由于储油罐建筑在坚实的山体内，不仅隐蔽条件好，而且也有较强的防护能力。我国一般大型战略储备油库和军用油库多采用山洞库。图6-2是山洞油库的概貌，它隐蔽条件较好，一般除能见到装卸油等少量设施外，其它主要储油设备均不暴露在外。,17,图63 飘浮式海上油库概貌,18,水封石洞油库是利用稳定的地下水位，将需要储存的油品封存于地下洞室中。它的储油罐体便是在有稳定地下水位的岩体内开挖的人工洞室，不需另建储油罐。由于洞内油品被周围岩石内的地下水包围，除少量地下水渗入洞内之外，油品不致外渗，这种水封石洞油库的石洞储油容量可高达数十万立方米。一般它都是深埋于地下，隐蔽和防护能力都很好，建设费用比山洞油库低，也省钢材。但它需要有稳定的地下水位，而且其它的技术条件也较复杂，库址也难于选择。目前这种油库大多建在沿海地区。海上油库是为适应海上石油开采而发展起来的，而且近年来一些国家为了减少陆上用地，增大石油储备能力，也正在研究海上储油问题。这类油库一般用以接收和转运原油。其形式可分为飘浮式和着底式两大类。,19,图6-4 水封石洞油库概貌,1-罐体；2-施工通道；3-第一层施工支通道；4-第二层施工支通道；5-第三层施工支通道；6-操作通道；7-操作间；8-竖井；9-泵坑；10-水封墙；11-施工通道口；12-操作通道口；13-码头,20,飘浮式是将储油设施制成储油船或储油舱，让其飘泊在海面组成储油系统、这个系统既可利用沿海海域，也可建于石油开采的海域。图6-3便是飘浮式海上油库的概貌。它的储油系统是由7艘长390m，宽97m，高26m，吃水234m共9个油舱的储油船组成，储油能力为845万立方米。为了储油安全还建有防波堤和安全监测设施。着底式海上油库是将储油设施制成储罐让其固着于海底，形成水下储油系统（图6-5）这种罐往往同其它生产设施结合起来组成一个整体性结构，例如利用水下油罐作为采油平台的基础等。另外，油库还可按照运输方式分为水运油库、陆运油库和水陆联运油库；按照油品的种类分为原油库、成品油库等。但通常都是以经营管理体制和储油方式来划分。,21,图6-5 着底式海上油库,22,6.2.2 油库的业务功能 不同类型的油库其业务性质也不同，设计油库时必须考虑到它们的各自业务特点和要求。油库的业务功能大体上可分为下述四个方面：,23,1、生产基地用于集积和中转油料 矿场原油库以及海上采油设置的油库是一种集积和中转性质的油库。它的业务特点是储存品种单一，收发量大，周转频繁。矿场油库一般是管道来油，火车装油外运或利用长输管线向外输油。它的储油容量，必须保证油田正常生产和正常输油，不能因容量不足而影响油田正常生产。海上油库一般是集积海上平台生产的原油，并输转到有关部门。当海上平台离岸比较近时，原油可经海底管线送往陆上油库。但当油井位置离陆地较远时，建立海上油库则是经济和方便的。,24,2、销售部门用于平衡消费流通领域 供销部门的分配油库和部队的供应油库都是直接面向消费单位的一个流通部门。它们直接为国民经济各部门和部队服务。它们的业务特点是油品周转频繁，经营品种较多，每次数量不一定很大，一般是铁路或油轮（水运油库）来油，桶装和汽车罐车或油驳向外发油。因此这类油库有较大的收发油系统和较多的桶装仓库、桶堆场和相应的修洗桶设备。有的还有润滑油调合和再生装置。作为流通领域的这类分配和供应油库，它的作用主要是依据来油的疏密，平衡供销关系，保证油品不中断供应。其油罐窜量则应以此为前提，按稳定供应的最小限度来决定。,25,3、企业部门用于保证生产 炼油厂的原油库、成品油库以及机场、港口等油库是企业附属油库。它的主要性质是保证生产正常进行。炼厂的原油库和成品油库是炼厂接收原油和发放成品的机构。对保证炼厂生产有相当重要的作用。机场或港口油库是一种专业性很强的油库。它的主要任务是给飞机和船舶加油，油库的设施和容量，根据飞机和船舶的要求决定。这类油库多设在机场和港口附近，并尽可能加以隐蔽和防护。,26,4、国家储备部门用于战略储备，以保证非常时期需要 储备油库的主要任务是为国家储存一定数量的后备油料，以保证市场稳定和紧急情况下的用油。储备油库的容量和位置一般是根据经济和国防上的要求来决定的。它的特点是容量大，储存时间长，周转系数小，品种比较单一。因储备库大多具有重要的战略意义，对油库本身的防护能力和隐蔽要求都较高。因此储备库大都建成地下库或山洞库。,27,上述各类油库，尽管业务特点各不相同，但其主要作业和设施基本上是一致的，只是各种设施由于业务的差异，有着不同的数量和大小。油库的主要设施是围绕油品的收发和储存来设置的。其中包括：装卸油栈桥或码头、装卸油泵房、储油罐、灌桶间、汽车发放站台等主要设施以及水、电、蒸汽、修洗桶等辅助设施。在油库经营中，除了保证油品能顺利而经济地收发外，还应特别注意安全，因为油料是易燃物品，管理不当或疏忽，将会带来不可弥补的损失。在油库设计、使用中这个问题都要充分考虑。设计上要保持足够的安全距离，并有可靠的消防系统。,28,6.2.3 油库的分级和分区 1、油库的分级 国家标准GB500742002石油库设计规范第3.0.1条规定：石油库等级的划分，应符合表6-2的规定。表62 石油库的等级划分等级,29,表63 石油库储存油品的火灾危险性分类,30,油库设计中，除了考虑储存油品的数量之外，还应考虑到油品的性质，按照它们的易燃程度，来设置不同的安全距离。对石油库储存油品的火灾危险性的分类，按国标规定应符合表63。油库的安全防火距离、人员编制、各种设施和技术要求，根据油库等级和相应的技术规定，分别予以考虑。油库内的各项设施散发的油气量和火灾危险程度以及生产操作方式各不相同，而且差别较大。因此有必要按生产操作、火灾危险程度、经营管理特点将各项设施分区布置。将特殊的区域加以隔离，限制一定人员出入，有利于安全管理，并便于采取消防措施。,31,2、油库的分区 一般按油库业务要求可分为储油区、装卸区、辅助生产区、行政管理区等四个区域、其中装卸区又可细分为铁路装卸区、水运装卸区和公路装卸区。生活区一般设在库外，与油库分开布置，以便于安全管理。油库分区概况如图66。,32,图66 油库分区示意图一铁路收发区；一水路收发区；一储油区；一汽车罐车和拥装油发放区；一辅助生产区；一行政管理区；一含油污水处理区,33,（2）装卸区 这个区域是油品进出油库的一个操作部门，它的主要设施是泵房和装卸器材。1）铁路装卸区 这一作业区主要是向铁路罐车灌装油品或由铁路罐车接卸油品，其主要设施和建筑物有铁路专用线、油品装卸栈桥、装卸油鹤管和相应的集油和输油管线、装卸油泵房等。当采用自流下卸时，尚应考虑零位油罐等问题。2）水运装卸区 油库设置在沿海或靠近江河的地区，油品往往利用油轮和油驳进行吞吐。这时油库水运装卸区便是向油轮或油驳等水上运输工具灌装和接卸油料，其主要设施有码头、趸船、泵房（可设置在趸船或码头上）以及装卸油桶的机械等。,34,3）公路装卸区 目前，大多数油库的作业都是铁路或水运来油，再通过公路或水运用汽车罐车或油驳以及桶装向外发油。它的发放对象主要是加油站和用户。一般不靠江河的油库，几乎进入油库的所有油品都要通过公路向外发出，发油频繁。这个区的主要设施有：汽车装卸油设备、灌桶间、高架罐、桶装站台等。装卸区的主要任务是灌装和接卸油品，它们的设施根据装卸油的品种、数量、装卸时间等要求来决定。其中包括：栈桥货位、鹤管数、油轮泊位、汽车罐车鹤管数以及加油枪数、集输油管管径等等，并与泵配合以求得经济运转。,35,（3）辅助生产区 油库的生产活动中，需要有相应的一些辅助设施，如锅炉房、变配电间、机修间、材料库、化验室、污水处理、消防泵房等等。这些设施是保证油库正常运转不可缺少的，但它们在操作上又是独立的体系，因此把这些设施相对地集中在一个区域，组成辅助生产区，既便于管理，又有利于安全。,36,（4）行政管理区 这个区是油库的行政和业务管理区域，是生产管理中心。它担负着油库的三大任务：1.指挥生产，保证油品安全装卸和储存，并作好运行记录；2.贸易活动，进行油品的调入和销售；3.保护油库安全。其主要设施有：办公室、营业室、消防人员宿舍等。油库的生活设施，如家属宿舍、娱乐活动场所等公共设施应设置在库外，并离库区一定距离。,37,国标 GB50074-2002，对石油库各区的主要建（构）筑物布置的规定见表6-4。表64 石油库分区及其主建（构）筑物,38,6.2.4 储罐的分类、结构及用途 1、储罐的分类（1）按照储罐的建造特点 1）地上储罐 地上储罐是指建于地面上，罐内最低液面高于附近地坪的储罐，通常由钢板焊接而成。这种储罐的优点是投资少、建设周期短、日常维护和管理方便，是应用最多的储罐。它的缺点是占地面积大、油料蒸发损耗较大、火灾危险性大。,39,2）地下储罐、半地下储罐 地下储罐是指罐内最高液面低于附近（周围4m范围内）地坪0.2m的储罐。半地下储罐是指罐底埋深不小于罐壁高度的一半、且罐内最高液面不高于储罐附近（周围4m范围内）地坪3m的储罐。这两类储罐多数采用非金属材料建造，内壁涂敷防渗材料或用薄钢板衬里。其优点是油料蒸发损耗低、火灾危险性小、有一定的隐蔽能力，缺点是造价高、建设周期长、日常维护和管理不方便，且不宜建在地下水位较高地区。,40,3）山洞储罐 山洞储罐是指建在人工开挖的山洞或天然岩洞中的储罐。这种储罐有用钢板焊制，也有在岩洞内衬薄钢板制成，或直接用岩洞储油（如地下水封石洞储罐）。山洞罐的优点是不占耕地或少占耕地、防护能力强、油料蒸发损耗少、火灾危险性小，其缺点是建设费用高、施工周期长、对钢罐防腐要求高。其主要用于军用油库。,41,（2）按储罐的材质 1）金属储罐 金属储罐是用钢板焊接而成的薄壳容器，具有造价低、不渗漏、施工方便、易于清洗和检修、安全可靠，适合于储存各类油料等优点，因而得到了广泛应用。按照储罐形状，常用的金属罐又可分为立式圆筒形、卧式圆筒形和球形三类。立式圆筒形储罐按罐顶结构可分为固定顶储罐和活动顶储罐两类。固定顶罐常用的有拱顶和锥顶两种。大型析架式锥顶罐在欧美地区应用较多，我国目前只有少量小型自支承式锥顶罐。活动顶罐可分为外浮顶和内浮顶两种。,42,2）非金属储罐 非金属储罐有砖砌罐、石砌罐、钢筋混凝土罐等。由于这种罐与钢质储罐比较可以大量节省钢材，在五十年代和六十年代初曾在我国推广应用：非金属储罐无论其罐壁用何种材料，其顶、底均采用钢筋混凝土制作。根据罐顶结构可分为拱顶、无梁顶盖和梁板式顶盖三种。非金属罐主要用于储存原油或重质油料。由于占地面积大,造价高,不易清罐检修,一旦发生火灾灭火困难。耐油橡胶软体储罐也属于非金属储罐。这种储罐质量小、造价低、使用效率高、易于维护保养和搬运，常用于部队野战油库，也可用于民用的水上油库、加油站，但其容量较小。,43,（3）按照储罐的设计内压高低 1）常压储罐 2）低压储罐 3）压力储罐 常压储罐的最高设计内压为6kPa（表压），低压储罐的最高设计内压为103.4kPa（表压）。设计内压大于103.4kPa（表压）的储罐为压力储罐。,44,2、钢质储罐的结构及用途（1）立式圆筒形钢罐 立式圆筒形钢罐目前国内应用最多的有拱顶罐、浮顶罐和内浮顶罐。这三种罐的基础、罐底和罐壁大体相同，区别主要在于罐顶及其附件。1）拱顶罐 拱顶罐立式圆筒形钢罐最常用的品种之一，其结构示意图见图6-7。罐底板由厚度为512mm的钢板焊接而成，直 接铺在基础上。,45,图6-7 拱顶罐结构示意图,46,2）浮顶罐 浮顶罐顾名思义其顶盖是在罐内液面上浮动的，在浮顶周边与罐壁之间的环形空间里设有密封装置。浮顶罐、罐底、罐壁的结构、选材与拱顶罐无大的差别，但由于浮顶罐是敞口容器，为使储罐在风载作用下不致使罐壁出现局部失稳，即被风局部吹瘪，就必须在浮顶罐罐壁顶圈处设置抗风圈。对大型浮顶罐，在抗风圈下的适当高度还要设置加强圈。我国的浮顶罐系列一般包括容积由1千立方米一10万立方米共11种规格。现将洛阳石化工程公司的浮顶罐系列列于表6一5。浮顶罐的结构示意图见图6-8。,47,表6-5浮顶钢储罐系列表,48,图6-8 浮顶罐结构示意图1-抗风圈；2-加强圈；3-包边角钢；4-泡沫消防挡板；5-转动扶梯；6-扶梯轨道；7-密封装置；8-加热器；9-量油管；10-底板；11-浮顶立柱；12-中央排水管；13-浮船；14-单盘板；15-浮船人孔；16-中央积水坑；17-单盘人孔；18-透气阀；19-紧急排水口；20-自动通气阀,49,3）内浮顶罐 内浮顶罐是在拱顶罐中加设内浮盘构成的。它兼有拱顶罐防雨、防中和浮顶罐降低油料蒸发损耗的优点，广泛应用于储存航空汽油、汽油、溶剂油等品质要求较高的易挥发性油料，在风砂危害大的地区用来储存原油。,50,内浮顶罐在结构上不同于拱顶罐的是在罐壁顶部开设了若干个罐壁通气孔。这是为了保证浮盘上部空间有一定的换气次数，以防油气浓度聚积到爆炸下限以上而设置的。罐壁通气孔等间距地设置在顶圈罐壁上，且相邻孔间距不得大于l0m，每个罐的总数不得少于4个。在结构上不同于浮顶罐的是，因为有拱顶，所以在罐壁上不需要设置抗风圈和加强圈；另外，为了适应原有拱顶罐改装成内浮顶罐的要求，内浮顶的浮盘通常采用组装式结构，国内应用最广泛的是铝合金组装式浮盘。,51,在储罐附件配置上，内浮顶罐不同于轻质油拱顶罐的是：用通气管代替呼吸阀，用量油管代替量油孔。它不同于浮顶罐的是没有中央排水管、紧急排水口和转动扶梯。内浮顶罐设计系列与拱顶罐类似，见表6一5。内浮顶罐的结构示意图见图6-9。,52,图6-9 内浮顶罐结构示意图,1-密封装置；2-罐壁；3-高液位警报器；4-固定罐顶；5-罐顶通气孔；6-泡沫消防装置；7-罐顶人孔；8-罐壁通气孔；9-液面计；10-罐壁人孔；11-高位带芯人孔；12-静电导出线；13-量油管；14-浮盘；15-浮盘人孔;16-浮盘立柱,53,（2）卧式圆筒形钢罐 卧式圆筒形钢罐一般简称为卧罐。与立式圆筒形储罐比，卧罐的容量小，单罐容积为2m3400 m3，常用容积为20m35Om3；卧罐的承压能力范围大，可为0.014.OMPa；卧罐便于在工厂中成批制造，生产率高、制造成本低；便于运输、搬迁，机动性强。卧罐常用于小型分配油库、农村油库、城市加油站、部队野战油库。在炼油厂、石油化工厂中，广泛用作各种生产过程中的工艺容器。卧罐可用于储存各种油料和化工产品，例如汽油、柴油、液化石油气、丙烷、丙烯等等。卧罐的缺点是单位容积的耗钢量大，当储存一定数量油料时，所需卧罐个数多，占地面积大。,54,卧罐的结构包括筒体和封头两部分，见图6-10。通常卧罐放置在两个对称的马鞍形支座上。图 6-10 卧式罐示意图(a)-平封头卧式罐 1-筒体圈板；2-加强环；3-人孔；4-进出油管；(b)-碟形封头卧式罐 1-人孔；2-筒体圈板；3-三角支撑；4-碟形封头。,55,表6-5内浮顶储罐系列,注：罐体质量不包括内浮盘部分。,56,卧罐的封头种类较多，常用的有平封头和碟形封头两种。平封头卧罐承压能力较低，一般用作常压储罐。碟形封头受力状态好，常用于压力容器。卧罐作为一般油料储罐时，其附件一般有进出油管、人孔、量油孔、排污一放水管、呼吸阀或通气管等，其作用与立式储罐相同。卧罐作为压力容器储存高蒸气压产品时，为密闭储存，它的附件设置见球罐部分。,57,（3）球罐 球罐是生产实际中应用比较广泛的压力容器。与圆筒形储罐相比，球罐的优点是：当二者容积相同时，其表面积最小；当直径和壁厚相同时，其承压能力约为圆筒形罐的两倍，因而它可大量节省钢材；减少占地面积；适于制造中、低压容器，以便采取密闭储存方式，消除油料蒸发损耗。但另一方面，球罐壳体为双向曲面，现场组装比较困难，施工条件差，对焊工的技术要求高，制造成本高，因而它又不可能取代圆筒形罐。,58,球罐主要用于储存液化石油气、丙烷、丙烯、丁烯及其它低沸点石油化工原料和产品。在炼油厂、石油化工厂、城市燃气供应部门都有广泛应用。球罐由球壳、支柱及其附件组成。球壳是球罐的主体。它由许多块在工厂预制成一定形状的钢板在现场组装、焊接而成。球罐支座常用的是正切式支柱，它们用无缝钢管制成，对球壳的支承点在水平球径上，并与壳体相切。支柱间有斜拉杆，以增强其稳定性。球罐结构示意图见图6-11。,59,图6-11球罐结构示意图,60,球罐的壁厚取决于它的设计温度、设计压力和所选用钢材的机械性能。我国劳动部的有关规程中规定：盛装临界温度高于50的液化气体的压力容器，如设计有可靠的保冷设施，其最高工作工作压力应为所盛装液化气体在可能达到的最高工作温度下的饱和蒸气压力；如无保冷设施，其最高工作压力不得低于该液化气体在50时的饱和蒸气压力。常温下盛装混合液化石油气的压力容器应以50为设计温度；还规定压力容器的设计压力不得低于最高工作压力。,61,球罐通常要设置人孔、进出料接合管、放水管、液面计、温度计、压力表和高低液位报警器等附件或附属设施。另外球罐还应设置安全阀。根据国家行业标准JB/T4711,常用的桔瓣式球罐系列的基本尺寸见表6-7。,62,表6-7 球罐系列表,63,3、常压低温储罐的结构及用途,常用的常压低温储罐有两种型式，即双层金属式低温罐和预应力混凝土（PC）低温罐。两种皆可做成地上式、半地下式和地下式三种型式。地下罐比较安全，但投资较高；地上罐投资低，但不如地下罐安全；半地下罐介于二者之间。双层金属式低温罐按其结构可分为吊顶双壳体储罐（见图6-11）和双拱顶双壳体储罐（见图6-12）两种。内罐壳体通常采用耐低温镍钢材料，外罐壳体采用普通钢材。内外层之间为绝热层。吊顶双壳体储罐提供了一个“开顶”的内罐，储罐仅有一个压力源，运行安全、操作方便，是目前广泛应用的形式。,64,图6-11 吊顶双壳体储罐,图6-12 双拱顶双壳体储罐,65,预应力混凝土（PC）式低温罐按其结构也可分为PC吊顶双壳体储罐和PC双拱顶双壳体储罐两种，见图6-13、图6-14。PC式低温罐的外壳也能储存低温液体，罐周围不需要防护堤，故占地面积较小。其防火安全性也比双金属式低温罐高，抗震性能好，维修容易，所以近年采用较多。最近中美合资的金地石化有限公司正在浙江乍浦建造的2座5万立方米LPG低温储罐就是PC吊顶双壳体低温储罐。,66,图6-13 PC吊顶双壳体储罐,图6-14 PC双拱顶双壳体储罐,67,常压低温储罐主要用于储存低温LPG，即丙烷和丁烷，由于二者的沸点差异较大，一般均将它们分别储存。丙烷的储存温度为-42左右；丁烷的储存温度为-4左右。用于储存低温乙烯时，其储存温度为-103-107。用于储存液化天然气时，其储存温度为-160左右。常压低温储罐单罐的容积较大。我国已建成的这种罐的容积有0.9万立方米、2.5万立方米、3.1万立方米、5万立方米和8万立方米5种。日本已有13万立方米的低温罐。根据他们的经验，考虑到地基的不均匀沉降，这类储罐的直径应不超过64m。,68,6.3 油料的运输6.3.1 水路运输 水上运输按其航行的区域，可划分为远洋运输、沿海运输和内河运输三种类型。水上运输与其他运输方式相比，其载运量大、能耗少、成本低。在九十年代以前，国内成品油运输主要由铁路承担，水运量在1980年只占26%，到1990年达到了31.5，总运量约为2810万吨3。随着我国经济的高速发展，对油料的需求量有了很大提高。从1993年开始我国已是纯石油进口国，1996年进口量已达到约4200万吨。这些进口油料主要从菲律宾、新加坡、印尼、科威特和沙特阿拉伯等国买进，全部由海上进口，因而促进了我国油料海运事业的发展。,69,1、港口和码头 港口由水域和陆域两部分组成。水域是供船舶进出、运输、锚泊和装卸作业使用的。陆域包括码头、泊位、道路、仓储区、装卸设施和辅助生产设施（包括给水排水和消防系统、输电及配电系统、办公、维修、生活用建筑物、工作船基地等）。港口中供船舶停靠的水工建筑物叫码头。码头前沿线通常即为港口的生产线，也是港口水域和陆域的交界线。码头上停靠船舶的位置叫泊位，也叫船位。一个泊位可供一艘船停泊，一座码头可同时停泊一艘或多艘船只，即一座码头可同时有一个或多个泊位。泊位的长度要与船型的长度相适应。在同一条线上的两个泊位间还要留出两船之间的距离，以便船舶系解缆绳，因此码头线长度是由泊位数和每个泊位所需长度决定的。,70,（1）码头的分类 码头按平面布置形状，可分为顺岸码头、近岸式浮码头、突堤码头、栈桥岛式码头、岛式码头等。顺岸码头是指与岸线平行的码头，一般利用地形沿岸线建筑，常用于河港。近岸式浮码头是由夏船、引桥、护岸等组成，其特点是船可随水位涨落升降，夏船与船舶间在任何水位下均可方便停泊，引桥与护岸采用绞接。这种码头多用于河港。码头伸入水面与岸线正交或斜交的称为突堤码头，常用于海港。,71,栈桥岛式码头借助引桥将泊位引至深水处，由引桥、工作平台和靠船墩等组成。我国沿海的大中型油码头多为这种形式。孤立于水中的码头叫岛式码头。这种码头利用天然海上岛屿或在海上建造人工平台，码头的输油设备通过海底管道与岸上的储油设施相连。多点系泊码头和单点系泊码头也属于这类码头。这种码头能适应巨型油轮的装卸，码头离岸线距离较远。,72,如果船只停泊不靠码头，而是抛锚，或者系在浮筒上停泊，则通称“锚泊”。锚泊的水域叫“锚地”。锚地可供等待泊位的船只临时停泊，也可以就在锚地上傍靠，另用船只转载油料，叫做“过驳”也叫“捣载”。内河驳船队的排队或解队也在锚地进行。我国沿海、沿江已建成一大批油料运输专用码头，主要的油码头见表6-8所示。,73,表68 我国沿海沿江的主要油码头,74,（2）单点系泊 在外海系泊大型和超级油轮，除修建孤立的岛式码头外，多数采用浮筒系泊。采用多个浮筒多条缆索系船的叫“多点系泊码头”。近年来更多的是在海上只设一个特殊的浮筒或塔架来系住船首，系船部分有转轴，油轮可随水流和风向的变化而改变方向，这种方式叫“单点系泊码头”，简称SPM。,75,常见的单点系泊形式有悬链泊腿系统和固定塔式系泊系统，如图6-15和6-16所示。前者应用广泛。目前全世界80%的单点系泊为该系统，其优点是可在比较大的水深范围内移位。其缺点是在台风季节漂浮软管和水浮标须排除和移走。固定塔式系泊系统的优点是其主要机械设备和关键部件位于水面以上，易于安装和维修，其缺点是系统弹性较差。,76,图6-15 悬链锚泊腿系泊系统,我国第一套25万吨级单点系泊原油接卸系统建于广东博贺湾水东港外海水域，1994年底建成投产。单点浮筒直径11.5m,高3.65m，上面有2条270m长直径为500mm的飘浮软管，浮筒下有2条长30m直径为500mm的水下软管，有1条直径为864mm，长15.23km的海底管道把单点系泊与岸上储油设施连接起来。,77,图6-16 固定塔式系泊系统,78,2、油船 油船是油料水上运输的主体。运油船为单甲板、尾机型，过去是单层底和设置纵舱壁，现在多为双层底、纵舱壁和双层壳的结构形式。,79,“1973年国际防止船舶造成污染公约”规定，新造的载重量超过2万吨级的原油油船或载重量超过3万吨级的成品油船都要设专用压载舱，载重量2万吨以上的油船还须设有惰性气体防爆系统；还对装油区的专用压载舱的保护面积做出规定，因油船的保护面积如果足够大，船壳破洞后装油舱所可保持完整，不致引起泄漏。油船上除货油舱外，还设有机舱、锅炉舱、油泵舱、专用压载水舱、隔离空舱、干货舱等，如图6-17所示。,80,图 6-17 油船结构示意图,1、19-锅炉舱；2、17-发动机；3-燃油舱；4-栈桥；5-泵房；6-驾驶台；7-油舱；8-干货舱；9-压载舱；10-水泵房；11-管组；12-泵房；13-油舱（中间舱）；14-输油管；15-油舱(边舱)；16-油舱；18-生活间；20-冷藏间,81,为满足操作安全和生活的需要，油船上有多种管系。一般有输油管系、货油泵舱管系、扫舱管系、蒸汽加热管系、专用压载水管系、灭火管系、通风管系等等。液化石油气（LPG）船与油船总体设计相似，呈尾机型，由于LPG很轻，货舱不能用作压载舱，所以船的干舷都很高。,82,LPG船通常分为4种，即全压式、半压半制冷式、半压全制冷式和全制冷式。全压式LPG船的液货舱设计压力通常为1.75MPa，总货舱容积在3000m3以下，一般采用球型结构或圆柱型结构。这种船容量较小，钢材耗量、造价和营运成本都较高。,83,半压半制冷式LPG船液货舱的设计压力通常为0.8MPa，最大容积可达5000 m3，液货制冷到5装运，液货舱通常为卧式圆柱形。半压全制冷式LPG船（见图6-18）能装多种液货，适用范围广，在卸货时能对LPG力口热，在航行时能对LPG迅速制冷。液货舱的设计压力为0.8MPa，其温度可维持在-48（装乙烯的货舱可维持在-105）。液货舱形状通常为圆柱形或球形，采用耐低温的碳钢或镍合金钢制作。,84,图 6-18 半压/全制冷式液化石油气船,85,全制冷式LPG船液货舱的最大设计压力为0.025mpa，容积为1万立方米10万立方米。适应的最低营运温度为-48（远丙烷）或-140（运乙烯）。液货舱壁用玻璃纤维或聚氨酯泡沫塑料绝热。在液货舱与船壳间充有惰性气体。液货舱呈棱柱形。,86,全制冷式LPG船液货舱的最大设计压力为0.025mpa，容积为1万立方米10万立方米。适应的最低营运温度为-48（远丙烷）或-140（运乙烯）。液货舱壁用玻璃纤维或聚氨酯泡沫塑料绝热。在液货舱与船壳间充有惰性气体。液货舱呈棱柱形。我国的原油油轮船队主要由5万吨7万吨级的油轮组成，成品油轮均在3.5万吨级以下。我国目前拥有的LPG船全部为3500m3以下的压力式运输船。我国现有部分油轮的参数见表6-9。,87,88,3、装卸工艺与设备（1）油料装卸工艺 原油和成品油装卸 原油和成品油的装卸工艺流程比较简单，装船流程为：储罐-装船泵（或自流）-流量计-输油油船。卸船流程为：油船-油船输油泵-输油臂-流量计-储罐。除非储罐的地理位置很高，一般很难进行自流装船。,89,由于大型油码头和油船的造价较高，为了提高它们的利用率，对船舶的装卸作业时间均有严格要求。我国港口工程规范中，规定了10万吨级以下原油轮净装卸油的时间，见表6-10。,90,液化石油气（LPG）装卸 常温LPG的装卸工艺与原油和成品油相似，不同之处在于在LPG的装卸中应设一条气相返回管道，气相管道要比液相管道小12级。为了安全，装卸作业时要求液相管道内的流速不应超过5m/s。,91,如果LPG船为全制冷式，而LPG储罐为常温压力罐，就需要在泵出口至储罐的管道上增设加热器。图6-19是LPG转运站的示意流程图。,图6-19 液化石油气转运站流程,92,油码头管道系统处理 装卸作业完成后，管道中的油料根据性质和操作要求的不同，可以保留，也可以排空。干管和输油臂中的油料可以同时处理，也可单独处理。装船完毕后，船位下降，船上管接头常低于码头面，这时输油臂中有相当部分油料可以自流人船，其余部分若不会凝结，则可保留在管内，为避免挥发、滴流，可在输油臂末端加法兰盖封闭。反之，卸船完毕后，输油臂中油料不能自流人船，可用扫线介质扫入船内或排入泊位上的收集罐中。,93,对于干管中的油料，若不会凝结时可保留在管内，这样对计量、减少管道内壁腐蚀、节省动力消耗等都有好处，若油料会凝结，则需要连续伴热。当一种油料有二根管道时，也可采用定时循环，用热油置换的方法。干管中的油料也可用吹扫、放空的方法来处理，存油可往船舱吹扫，也可往岸上的储罐吹扫，排空可设置低点放空罐，油料流人罐中后再用泵输走。,94,扫线介质可为蒸汽、氮气、压缩空气或水等。管道用蒸汽吹扫，管道的热膨胀、油漆等要按蒸汽考虑，在操作中还会有水锤、振动、法兰泄漏、影响油料质量（含水）和促使管壁腐蚀等害处。用氮气吹扫成本较高，一般只用于LPG等少数物料。压缩空气一般用于吹扫柴油和重质油料。不论何种扫线方法，在计量仪表处均应走旁通线，避免直接通过流量计。另外输油臂不宜用蒸汽或水吹扫。,95,干管中油料处理方式目前已从过去的蒸汽、压缩空气吹扫或水顶方式逐步改为采用清管球方式。推顶清管球的介质一般选用气体，最好为氮气。推进压力一般为0.6MPa0.8MPa。清管球运行过程可以用仪表跟踪。油码头上使用了清管球技术后，清扫管道比较方便，使用动力少，吹扫时间短，干管内油料可全部收人储罐，减少了环境污染，对码头管道和各种油料的适应性好，一条干管可输送几种性质相近的油料，提高了干管的输送效率，降低了成本。这种清管方式更能适应多变市场的需求。,96,（2）装卸设备输油臂和软管 目前油码头的装卸油导管有输油臂和软管两种。输油臂是国内外大型油码头广泛采用的金属装卸油导管，它结构安全、密封可靠、操作灵活、省力、造型美观，其缺点是加工制造复杂、造价高。软管在中小型、装卸物料品种多的码头使用较多。,97,过去我国的油码头软管装卸工艺布置简单，装卸时软管与管道用法兰连接，装卸完毕后软管就放置在码头上，有时，多达数十根。由于油码头操作平台较小，使码头管理困难。近来在一些新设计建造的油码头上，采用了先进的用树脂、塑料薄膜、钢丝或不锈钢丝等材料制成的新型软管，重量轻，可适应不同油料或其他化学品。在码头上采用了钢结构的软管吊架，使码头装卸区布置紧凑、美观，操作方便，装卸安全。软管平时悬吊在架上，使用时不会磨损及任意弯曲，使用寿命长。这种设计对多种油料适应性好，一次投资比输油臂低，使软管的应用出现了新的转机。,98,输油臂的结构 输油臂口径一般为DN100DN600，主要由立柱、内臂、外臂、回转接头、平衡配重、快速接头等部件构成。内外臂总长可达18m，在装卸作业过程中，在船舶的正常活动范围内，输油臂的管系可与船舶随动。输油臂有手动和液压驱动两种操作方式，一般大口径的输油臂采用液压驱动。输油臂的末端均为法兰接口。,99,根据输转物料的不同，输油臂的材质有碳钢、低温钢、不锈钢和PTFE衬钢等，使用温度范围为-196200。为保持输送物料温度，输油臂上可附设电伴热。输送液化石油气的输油臂上设气相、液相两根管道。输油臂还可配备双球阀紧急脱离系统，以便在锚链拉断、船舶从泊位漂移出去、失火、超载、突发暴风雨天气等危险状态下，使输油臂与船舶接口迅速脱离，且装卸物料不会外流。,100,图 6-20 船用双管自支撑输油臂,1-快速接管器；2-三向回转接头；3-静电绝缘法兰；4-外臂；5-头部大绳轮；6-内臂驱动油缸；7-头部回转接头；8-内臂；9-中间回转接头；10-旋转配重；11-外臂驱动油缸；12-固定配重；13-输油臂连接法兰；14-竖向回转接头；15-旋转驱动油缸；16-立柱,输油臂已有系列产品，国内外生产厂家较多。图6-20一种典型的船用双管自支撑输油臂结构图。,101,输油臂的布置 输油臂一般布置在码头操作平台中部。我国交通部港口工程规范中对巧万吨级泊位及其以下泊位的输油臂规格、数量及其布置参数作了规定，见表6-l1。大口径输油臂，最大流速应控制在9.5m/s以下，小口径输油臂最大流速应略小一些。一般输油臂的最大流量见表6-12，对于重质油料流量可略小一些。,102,103,6.3.2 油料的铁路和公路运输 在我国，成品油料的运输目前仍以铁路运输为主。大部分内地炼油厂、石油化工厂和各类油库油料的进出厂几乎全由铁路运输来完成，一些沿海沿江（河）石化企业和油库的油料运输靠水运，但仍有部分油料靠铁路运输。全国成品油料运输的60%70%是由铁路完成的。铁路运输具有机动灵活、流