成品油罐區的工藝及配管概述

＊辛真 陳士臣

（海工英派爾工程有限公司 山東 266000）

成品油罐區的工藝及配管概述

＊辛真 陳士臣

（海工英派爾工程有限公司 山東 266000）

以某地方大型煉廠儲運配套工程施工圖設計中的一《柴油罐區》為例，舉例說明成品油罐區的設計流程及注意事項。以工藝計算作為設計基礎，再進行設備管線的平面布置。

施工圖設計；工藝配管；成品油罐區

今年我國提出的十大產業振興規劃中，石化產業調整振興規劃，明確提到了“要落實成品油儲備”。在這種加大成品油儲備的大形勢下，以作者曾參與設計的某地方大型煉廠儲運配套工程施工圖設計中的《柴油罐區》為例，舉例說明成品油罐區的設計流程及注意事項。

1.概述

(1)工藝條件

該柴油罐區的工藝條件如圖1所示。

圖1

由圖1看，柴油來源主要為：120萬噸/年重油制烯烴聯合裝置、100萬噸/年加氫精制裝置、250萬噸/年原料預處理裝置所生產產品。各裝置來油在罐區儲存、切水、調和等處理后，可管輸至汽車裝車設施外售。裝車場共有17個柴油裝車鶴位，鶴管管徑為DN100。業主提供的項目基礎資料，柴油年周轉量為200萬噸。

(2)工藝流程

本罐區單元為儲存、調和并輸送柴油的裝置。

柴油自催化裝置、加氫裝置及原料與處理裝置分別進入柴油罐內儲存。

罐內儲存的柴油通過裝汽車泵，管輸至汽車裝車設施，經過管輸泵，將成品柴油輸送至總廠。柴油的倒罐及調和功能則經過倒罐調和泵進行功能實現。

為使儲罐功能達到最大發揮，本單元采用“萬能”流程形式，即每個儲罐都具有上述功能。

2.基本參數確定

(1)罐容確定

由儲存天數法確定罐區容量，參照《油品儲運手冊》，其計算公式如下：

式中Vs—油品的設計容量，m3；

G—油品的年周轉量，t；

N—油品的儲存天數，d；

γ—油品儲存天數下的密度，t/m3；

η—儲罐的儲存系數；

τ—油品的年操作天數，d。

按照成品柴油70%汽車運輸，30%管道運輸，年周轉量為200萬噸，儲存天數以7天計，密度取0．86t/m3，儲存系數取0．9，年操作天數為350天，得到容量約為5．2萬方。

(2)管徑及泵的選擇

①管徑確定

參照《石油化工裝置工藝管道安裝設計手冊》，管道的設計應滿足工藝對管道的要求，綜合權衡建設投資和操作費用，確定管徑時，取其最佳值。

當由設計手冊推薦值或經驗，可選定流速，此時可由以下公式求得初選管徑：

式中d`i—管內徑，mm；

qv—管內徑操作條件下流體的體積流速，m3/h；

u—流體的流速，m/s。

管徑初選后，根據管道的長度、閥門及管件的設置情況，計算管線壓力損失。在一般壓力下，液體可視為不可壓縮流體。

計算壓力損失Pw是比較復雜的一項內容，運用我們流體力學的知識，壓力損失與流態有很大關系。

液體有兩種流態：

層流 —液體質點互相不混摻的層狀流動；

紊流—存在渦體質點互相混摻的流動；

流態的判別依靠雷諾數Re的計算結果來確定。

總壓力損失為沿程壓力損失與局部壓力損失之和。此時可利用達西公式及雷諾數Re計算出總的壓力損失。若計算結果超出允許壓力損失，則應調整初選管徑，重新計算，如此反復，反推出理想的管徑尺寸。

該罐區單元中，裝置及罐區的相對位置已確定，經過計算得到如圖一中所示管徑。

②機泵確定

機泵是整個罐區的心臟，重要性不容忽視，選擇何種形式的泵需設計人員細心計算、認真選擇。化工裝置中大多選用離心泵，在某些情況下也選用旋渦泵和容積式泵。離心泵要求介質粘度（輸送溫度下）不宜大于20cst，否則泵效率降低許多。

本單元中泵的流量由裝車區鶴管的經濟流速、倒罐時間及業主項目基礎資料確定。揚程的確定還需用伯努利方程計算得出。公式如下：

式中：H—揚程；

Pvd、Pvs—泵出口側、進口側容器液面壓力（絕），MPa；

Hgd—出口側最高液面至泵中心線幾何高度，m；

Hgs—進口側最低液面至泵中心線幾何高度，m；

hid、his—出口側、進口側管道系統的阻力，m；

Vd、Vs—出口側、進口側管內液體流速，m/s；

γ—輸送溫度下液體的相對密度。

揚程確定后便可計算出軸功率。依據《石油化工企業儲運系統泵房設計規范》（SH/T3014-2003）提供的公式，計算電機功率，由《泵與原動機手冊》選配原動機。

柴油罐區機泵輸送介質為柴油，粘度為8cst，綜合流量及項目基礎資料，機泵都為離心泵。本單元中，泵的詳情如下表。

泵說明表規格 數量 電動任號 名稱 型號 （臺） 機 電動機 備流量 揚程 操 備 功率 型號 注m3/hm作 用(KW) P-1305倒罐泵 100GY85 30 1 15 YB160 -01 40C M2-2W P-1305倒罐調250GY425 80 1 160 YB315 -02和泵95B L1-4W P-1305柴油裝125GY170 45 1 37 YB200變-03車泵50B L1-2W頻P-1305柴油裝250GY425 45 3 75 YB280S變-04～06車泵60B -4W頻P-1305-柴油管125GY160 100 1 1 75 YB280S 07、08輸泵125B -2W

3.罐區平面布置

總體布置

由計算得，柴油罐區需新建6個1萬方油罐，8臺機泵的泵棚。

泵棚與罐區之間的間距及罐區內罐的布置依據《石油化工企業設計防火規范》（GB50160-2008）要求。罐組內相鄰固定頂可燃液體地上儲罐（大于1000m3）的防火間距不應小于0．6D。

故本單元儲罐間距取19m（1萬方儲罐直徑31m，高度為14．58m），又因“立式儲罐至防火堤內堤腳線的距離不應小于罐壁高度的一半”，防火堤的范圍可確定。由防火規范及配管要求，泵棚位于防火堤外側，間距12m，輕松滿足配管的需求。

4.管道材料設計規定

管道材料，應根據管道級別、設計溫度、設計壓力和介質特殊需求等設計條件，以及材料加工工藝性能、焊接性能和經濟合理性等選用。通常，各國家、公司或設計院都根據國內外管道器材的品種、規格和經濟比較以及市場供應情況等因素編制自己的管道等級表。

5.支架及管托

配管設計時，既要滿足工藝過程的要求，還要考慮設備、機泵、管道及其組成件的受力情況，保證周期運轉。支吊架的設置，對管線一次應力的大小有直接關系，對改善管系的震動也起著重要作用。

6.防腐保溫

(1)管道防腐涂色

管道防腐涂色設計引用中國石油化工總公司（行業）標準《石油化工設備和管道涂料防腐蝕技術規范》（SH/ T3022-2011）及《石油化工企業設備管道鋼結構表面色和標志規定》（SH/T3043-2014）。

(2)防腐

本單元工藝管道防腐地上管線防腐采用環氧底漆及聚氨酯面漆。

(3)管道保溫

本柴油罐區單元中，煉廠裝置中生產產品性質多樣，故柴油管線及儲罐都需保溫。設備及管線的保溫層厚度與介質性質、環境溫度、管道器材材質、經濟合理性相關。

7.設計注意事項

(1)油品調和

在此次柴油罐區的設計中，為了使柴油能達到外售的合格標準，還需進行罐式調和。

罐式調和可分為循環調和、噴嘴調和及攪拌調和。本設計，綜合考慮油品性質、節能等因素，采用循環調和與噴嘴調和相結合的方式，即利用倒罐調和泵，使油品在泵與罐之間循環調和，同時經由倒罐調和泵加壓后的柴油進入單獨設置的調和噴嘴用罐進口接合管，在罐內噴射造成渦流擴散。如此雙重調和，使得柴油能夠均勻混合。

此間應注意，調和噴嘴的開啟都需一定壓力，因此在選擇倒罐調和泵時，所需揚程還要克服噴嘴的開啟壓力。

(2)柔性設計

在配管設計中，還需注意做到改變管線走向、改變設備布置及應用彈簧支吊架放松約束，以增加管道的自然補償能力。

(3)規范更新

每一次更新規范，都有著對社會生產的積極意義，故我們應早一步掌握好新規范，使新內容早日體現在社會生產中。

辛真（1980～），女，海工英派爾工程有限公司，研究方向：油氣儲運工程設計。

(責任編輯王恒）

Introduction of the Process and Piping in Refined Oil Product Tank Field

Xin Zhen, Chen Shichen
（Oceaneering Yingpaier Engineering co., LTD, Shandong, 266000）

Taking the Diesel Oil Tank Field of the working drawings design of one large scale of refinery plant Storage and transportation su pporting engineering as one example to illustrate the design course and notes of the refined oil product tank field. Take the process calculation as the design basis and then take the layout design of equipment pipeline.

working drawings design；process piping；refined oil product tank field

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