第一章 油库概述
一、复习思考题
1．油库的定义及其任务是什么?
油库是指接受、储存、发放石油及石油产品的企业或单位！
2．从管理体制，储油方式，运输方式三个方面将油库分为哪几种类型?它们各自的特点和业务性质有什么不同?
管理体制：独立油库、企业附属油库
储油方式：地面油库，海上油库、隐蔽油库、山洞油库、水封石岩库、地下岩岩库 运输方式：水运油库、陆运油库、水陆联运油库 3．油库为什么要分级和分区?具体是怎样划分的?
油库主要存储石油等易燃易爆物品。油库容量越大，一旦发生火灾或爆炸等事故造成的损伤也就越大。因此从安全防火观点出发，根据油库总容量的大小，分为若干等级并制定与其相对应的安全防火标准，以保证油库安全。1000、10000、30000、100000分为五个区间。按照业务要求分为：储油区、装卸区、辅助生产区、行政管理区。 4．油库容量是怎样确定的?选用油罐时应该注意些什么?
油库容量是用周转系数法来确定的；选用油罐时，通常至少选用两个油罐，对于整个油库来说，油罐的规格尽量统一，尽量选大一些的油罐！ 5．什么叫周转系效?
周转系数等于某种油品的年销售量除以该油品储存设备容量！ 6．什么叫油罐的利用系数，名义容量，储存容量，作业容量? 油罐的利用系数=油罐的储存容量/名义容量； 名义容量：理论容量 储存容量：实际容量
作业容量：使用油罐时，有一部分底油不能放出，即死藏，它等于实际容量减去死藏量。
二、习题
1．巳知某分配油库各种油晶的计划年销量如表一所示．试确定该油库散装油品容量和各油品所需的油罐规格及个数。假设溶剂汽油，车用汽油，煤油、轻柴油取周转系数K=8，油罐利用系数习η=0.95；变压器油，机械油，汽油机油、柴油机油取K=4，η=0.85。
(提示：油罐选用可参考教材中拱顶油罐系列)。
表一 油 品 名 称 密 度 年 销 量 序号 t/m3 种 类 规 格 t/年 1 2 3 4 溶剂汽油 车用汽油 车用汽油 煤 油 70# 80# 0.720 0.730 0.730 0.780 5000 70000 60000 30000 5 6 7 8 9～13 14～16 17～19
轻柴油 轻柴油 变压器油 变压器油 机械油 汽油机油 柴油机油 0# 10# 10# 25# 10#．20#，30#, 40#，50# 6#，10#, 15# T8, T11, T14 0.830 0.830 0.895 0.895 0.910 0.880 0.880 20000 10000 1000 800 各1500 各2000 各1500 第二章 油品的装卸作业
一、复习思考题
1. 轻油装卸系统由哪几部分组成?各部分的功能是什么、有哪些设备? 轻油装卸系统：输油系统、真空系统、放空系统
输油系统：装卸油品（鹤管、集油管、输油管、零位罐、输油泵）
真空系统：抽吸底油、引油灌泵（真空泵、真空罐、真空管、扫舱总管、扫舱短管） 放空系统：防止混油、防止油品膨胀损坏管道（放空罐） 2．粘油装卸系统与轻油装卸系统有什么不同?
粘油装卸系统需要加热系统，轻油装卸系统需要真空系统，放空系统的作用也有所不一样，一个是防止膨胀，一个是防止凝油！
3．铁路油罐车装卸方法有哪几种?各有什么特点?适用于什么情况下?
铁路油罐车卸油：上卸（泵卸法《不需要零位罐，但容易气阻断流》、自流法《节约成本，但需要零位罐》、压力法《防止气阻断流》、浸没泵卸法《不易气阻断流，但可能发生泵漏电事故》）、下卸。 铁路油罐车装油：上部装油
4. 布置铁路装卸作业线有哪些要求?
作业线应设尽头式；作业线要严格做成平坡直线；按照情况，选择适当的作业线形式和作业线股数；轻、粘油作业线宜单独设置；作业线最好布置在油库最高或最低处。 5．铁路作业线长度如何计算?
6．铁路装卸油系统中，鹤管与集油管的连接方式有哪几种?输油管与集油管怎样连接?真空管与鹤管、输油管怎样连接?
专用单鹤管式、多用单鹤管式、双鹤管式； 7．铁路车位数怎样确定?
8．铁路装卸油鹤管数的确定，除了与车位数有关外，是否还与鹤管布置方式有关? 有关系；有可能是专用单鹤管，有可能是多用单鹤管还有可能是双鹤管。 9．公路发油设施有哪些?发油台有哪几种型式?
汽车发油台、鹤管、汽车油罐车、灌装罐；倒车式、圆亭式、通过式 10．简述汽车油罐车灌装的方法及流程？
11. 公路发油鹤管数如何确定?
N=kBG/TQρ
12．什么叫油轮，油驳?
油轮：带动力设备，可以自己航行的游船 游驳：不带动力设备，不能自航的游船 13．油码头的种类有哪些? 近岸码头：固定码头、浮码头 栈桥式固定码头
外海油轮泊系码头：浮筒式单点泊系码头、浮筒式多点泊系码头、岛式泊系码头 14．简述建造油码头的港湾或河域必须满足哪些条件?
二、习题
1．巳知某一中转兼分配军用油库，该库经营的油品种类有航空汽油、航空煤油、车用汽油和轻柴油四种，其收发方式以铁路收发为主。全部油品由铁路罐车散装运入，除部分油品从公路整装发出外，大部分油品仍由铁路散装发出。各种油品年销量见表二。 铁路运输的收发不均匀系数取3，铁路干线上机车最大牵引定数为3400 吨。
试确定装卸油设施并进行布置(包括铁路装卸车位数，铁路作业线股数，长度，各种油品的鹤管数和鹤管布置方式)。
表二 油品名称 规 格 密度t／m3 年供应量 t 航空汽油 航空煤油 车用汽油 轻柴油 1#，2# 70#，95#，130# 70#，80# 0#，-10#，-20# 0．80 0．72 0．73 0．84 各45500 各11000 各17000 各7000 第三章 油库管路和泵房
一、复习思考题
1．什么叫油库的工艺流程及工艺流程图?
油库的工艺流程：合理布置和规划油库中石油的流向和可以完成的作业，包括灌装、倒灌、装卸。工艺流程图：通过管线、阀门、油泵等设施将装卸设施、储油罐、灌装设备等有机的联系在一起，反映油库的生产关系！ 2．对于油库的工艺流程应满足什么样的要求? 满足生产要求、操作方便和调度灵活、节约投资
3．库区管网有哪几种布置方式? 各有何特点?其中最常用的布置方式是什么?
单管系统：耗材少，成本低；同组油罐不能输转；一条管线发生故障，其他管线都不能运行。
双管系统：最常用
独立管网系统：耗材多，成本较高；布置清晰，专管专用，一条管线故障，其他管线仍然可以正常运行
4．油品为什么要进行分组? 分组的主要原则是什么? 因为同一组油品可以公用一台油泵以及一条管线输送。 原则：把性质相似、色泽相近的油品分为一组。 5．油库中经常用什么方法确定输油管线的直径?
根据经济流速或自流作业要求确定输油管线的直径。 6．油库中常用的泵有哪几种? 各自的特点是什么?
离心泵：输送轻质油品，不能自吸，开泵前，需要先灌泵，关闭排出阀门，在停泵前，需先关闭排出阀门。吸入系统漏气后，不能继续运行。管路堵塞，不至损坏。
容积式泵（往复泵、齿轮泵、螺杆泵）：输送重质油品，可以自吸，开泵前，不需要灌泵，需要打开所有排出阀门，在停泵后关闭排出阀门。吸入系统漏气后还能继续运行，不过效率底下。管路堵塞，可能损坏。 真空泵
7．离心泵的选用一般要经过哪几个步骤?
8．什么是离心泵的汽蚀?
液体在一定温度下，降低压力至该温度下的汽化压力时，液体便产生汽泡。把这种产生气泡的现象称为汽蚀。
9．离心泵不发生汽蚀的条件是什么?
10．如何根据泵样本上提供的泵的允许汽蚀余量或允许吸上真空度来确定油库泵房中泵的安装高度?泵性能参数的换算问题应怎样考虑?
11．怎样为泵选配原动机?
12．怎样用图解法确定管路系统的工作点?
13．图解法中如何碗定泵的流量、扬程?如何确定泵的排出口处的压力、泵的吸入口处的吸上真空度?如何确定各管段的流量?
14．上卸系统中，吸入管路上某点的剩余压力的物理意义是什么? 15．简述铁路上卸系统中汽阻的概念。
在接卸蒸气压较高的汽油时，卸油系统中某一点的剩余压力等于或小于输送温度下油品的蒸气压时，油品在该点就要汽化，并形成气袋隔断油流，从而破坏系统的正常工作，这种现象称为气阻。
16．什么叫真空——剩余压力图?它是怎样绘制出来的?各条线所代表的物理意义是什么?利用真空——剩余压力图如何校核卸油管路是否会发生汽阻?如何判断泵是否会发生汽蚀?
17．克服汽阻、汽蚀的措施有哪些?
克服气阻：改变鹤管形式或降低鹤管高度；加大气阻点前的管径；对罐车淋水或夜间卸油；调节泵出口阀，减小流量；采用压力卸油。
克服气蚀：加大泵吸入管路的管径；尽可能缩短吸入管长度；降低泵的安装高度；对罐车淋水或夜间卸车；调节泵的出口阀，减小流量；采用压力卸油。 二、习题
1．某油库经营的轻油品种、年销量和油品粘度见表三。每年的工作日为360天，每天按平均工作8小时计；该地最高月平均温度为27℃，最低月平均温度为-15℃．试确定各种油品的吸入管和排出管的管径．(提示：油品的收发波动系数取3，计算后应选用标准
系列管径．)
表三 油品名称 车用汽油 航空汽袖 农用柴油 年销量 t/年 34000 91000 21000 密度 t/m3 0.74 0.78 0.84 -20℃ 1.30 3.00 23 油 品 粘 度 10-6m2／s -10℃ 1.05 2.15 14 0℃ 0.95 1.92 9.4 10℃ 0.88 1.62 6.8 20℃ 0.80 1.40 5.0 30℃ 0.75 1.22 3.9 2．如图1所示，用离心泵由铁路油罐车向库内油罐卸油，各液面标高如图中所示（单位为米）。当地大气压为0.1MPa，输送温度下油品饱和蒸汽压为0.04MPa、油品密度为720kg/m3、油品粘度为4.0×10-5m2/s。 试确定：
（1） 在什么工况下（即油罐车液位、油罐液位为多少）泵的出口压力会达到最高值？（简明回答即可）
（2） 在吸入最危险工况下（即泵最易发生汽蚀的工况），泵的入口流速为2.0m/s，泵吸入管路摩阻为5.5m，泵样本上给出的泵的允许吸入真空度为6.4m。求出该系统中泵的最大安装标高Z0是多少？
图1
3．某油库为了接卸车用汽油共设置可拆装式鹤管5座和150y-150离心泵一台，管路纵断面如图2所示．
图2
已知泵和管路配合工作时泵的流量为216m3/h，允许的入口真空度为4.8m液柱，当地大气压为690毫米汞柱，七月份平均最高温度32℃(全年最高温度)，油品密度为0.73t/m3，粘度为0.74×10-6m2/s。集油管为φ273×7mm，计算长度160m，输油管为φ219×4，计算长度为90m，鹤管为φ108×4，计算长度Lab=10.1m，Lbc＝2.9m，Lcd=26.9m．温度为32℃时，车用汽油的饱和蒸气压为403mmHg，管路的绝对粗糙度按e=0.15mm考虑。
试校核卸油管路是否会发生气阻断流现象，泵是否会气蚀，并回答在设计上、操作上怎样做可克服气阻、气蚀问题。
(提示：按同时工作的鹤管数为2、3、4三种情况分别计算和校核，采用方格纸画真空—剩余压力图)
4．如图3所示，罐1、2、3中液面与泵轴线的位差为△Z1、△Z2、△Z3，试用图解法求管1、2、3、4的流量Q1、Q2、Q3和Q4；求泵的流量Q和扬程H(提示：作图时，泵及管路特性曲线定性作出，然后进行迭加求解。)
5．如图4所示，单泵单管工作，用图解法确定系统的工作点，并求出泵的出口压力及入口处真空度．
图3
图4
6．如图5所示，在卸车时同时将放空罐中的油抽走．用图解法求出工作点，确定泵的流量、扬程、泵的吸入真空度、各管路的流量．
图5
7．两台相同规格的泵并联工作，流程如图6所示，管2与管3的特性曲线不相同．用图解法求出该系统的工作点，确定各泵的流量和扬程，以及各管路的流量．
(提示：对于并联工作的情况，应先作出泵特性曲线、与泵相串接的管路特性曲线这两条曲线串联相减的总特性曲线；(H泵-H管)，然后才能进行并联迭加．本题中先作出(H泵2-H管2)、(H泵3-H管3)，然后作它们的并联迭加曲线。
图6
第四章 油品加热与热力管道设计
一、复习思考题
1．油库中油品加热的目的有哪几个方面?
油品加热可以降粘。降低油品输送过程中的水力摩阻；加快油品的装卸速度；促进原油破乳；使油品脱水、沉降杂质；加速油品调和、进行滑油的净化再生。 2．油品加热的方法有哪几种?各有什么优缺点?目前我国油品加热广泛采用的是什么加热方法?
油品加热的方法：蒸汽直接加热、蒸汽间接加热、热水垫层加热、热油循环加热、电加热
1， 操作方便，效率高，但冷凝水留存于油品中影响油品的质量 2， 使用一切油品的加热，现阶段采用最广发的方式。 3， 只有在有方便热水来源时才采 用。
4， 需要增设循环油泵、换热器等设备，但罐内不需要再设加热器，避免了加热器锈蚀
和随之而来的检修工作，完全杜绝了因加热器漏水导致油品质量下降的问题。 5，设备简单，热效率高，使用方便，可能因为漏电导致事故发生。 3．油品加热起始温度、终了温度及油罐周围介质温度是如何确定的?
终了温度：输转油品的终了温度一般高于凝固点5~10℃；我国高含蜡原油的卸车输油终了温度为50~60℃；为了防止沸腾溢流，含有水分的油罐加热温度不宜超过95℃ 起始温度：
4．什么叫全面加热器?什么叫局部加热器?什么叫分段式加热器?什么叫蛇管式加热器? 布置在罐内收发油管附近的加热器成为局部加热器
均匀布置在罐内距罐低不高的水平位置上的加热器成为全面加热器
由15~50mm直径的无缝钢管焊接而成的，对称布置在罐内收发油管两侧的加热器成为分段式加热器
用一根很长的管子弯曲成的管式加热器，且在油罐的下部均匀分布成为蛇管式加热器。 5．在管式全面加热器的设计计算中涉及到哪些放热计算?在求解换热系数等时，采用的定性温度，定性尺寸是什么?
6．油库中输油管路的伴随加热有哪两种形式?各有什么特点? 内伴随：把蒸汽管安装在管路内部，热能利用率高，加热速度快
外伴随：用保温材料把一根或数根蒸汽管跟输油管路绑在一起，虽然热效率低，但是
施工维修方便。
7．蒸汽外伴随管的敷设有什么要求?
8．蒸汽伴随加热中，常采用多高压力的水蒸气作为热源?
9．蒸汽伴随管的分段长度怎样计算?
10．油库中蒸汽管道的直径，压降，热损失是怎样计算确定的? 11．疏水阀是一种什么设备?它一般安装在什么地方?
只能排除冷凝水，而不让蒸汽逸出的设备。安装在加热器冷凝水排除口之后和蒸汽管道的排水点附近。
12．疏水阀的作用是什么? 排水阻气，提高蒸汽干度！
13．疏水阀有哪几种类型?它们各自的工作原理，优缺点，适用条件是什么? 机械型：根据冷凝水和蒸汽的密度差 恒温型：根据冷凝水和蒸汽的温度差
热动力型：根据冷凝水和蒸汽的热动力特性差异 14．疏水阀的主要性能指标有哪些?
疏水阀的设计排水量、工作压差、排出阀孔直径 15．如何选用疏水阀?
查样本，满足工作压差下，样本的设计排水量大于等于设计排水量；疏水阀的工作压力应该小于它的允许最大承压；不同类型的疏水阀的使用条件。 16．疏水阀在安装上有哪些要求?
疏水阀安装时要注意方向，进出口不能装反了！
第五章 油品的蒸发损耗及降耗措施
一、复习思考题
1．用物理学上的分子运动阐述油品蒸发损耗的物理过程．
液面处油品蒸发产生油蒸汽，油蒸汽进入油罐的上部气体空间，与空气组成混合物，当外界条件变化时，油气混合物排出油罐！ 2．影响蒸发速度的因素有哪些?
油品的性质，油罐上部气体空间的压力，油品的温度，气相中油品蒸汽的浓度，油品的自由表面
3．蒸发损耗的类型有哪几种?这几种损耗是怎样造成的?
按损耗成因划分：自然通风损耗、静止储存损耗、动液面损耗、粘附损耗 按作业性质划分：储存损耗、输转损耗、装卸损耗
4．计算油品蒸发损耗的基本公式是什么?公式中各参数的物理意义是什么?
5．怎样利用蒸发损耗基本公式来计算“小呼吸”，“大呼吸”损耗量?并分析损耗量的影响因素?
6．降低蒸发损耗的措施有哪些?简述各种降耗措施的降耗原理．
措施：消除油罐的气体空间、安装呼吸阀挡板、降低罐内温差、提高罐的承压能力、收集回收油蒸汽、改进操作措施。
第六章 油库安全技术
一、复习思考题
1．油库火灾和爆炸的原因有哪些?
麻痹大意，不遵守章程；明火、金属撞击火花、设备故障过热、静电、雷电、可燃烧物、库外火源
2．石油产品的燃烧、爆炸特性一般用什么指标来衡量? 燃烧：闪点、燃点、自燃点；爆炸特性：爆炸极限 3．爆炸极限的含义是什么?
油蒸汽在空气中发生爆炸的最大或最小浓度
4．当油蒸气浓度超过爆炸上限时是不是就不存在爆炸的危险性了?为什么?
不是；当油蒸汽浓度超过爆炸上限时，遇明火会迅速燃烧，消耗油蒸汽，当油蒸汽的浓度消耗至爆炸极限范围内的时候，就会发生爆炸！ 5．燃烧的三个必要条件(或称燃烧的三要素)是什么? 可燃物、助燃物、点火源
6．灭火的原理是什么?有哪些灭火方法?
灭火方法：隔离法、化学中断法、冷却法、窒息法
灭火原理：消除助燃物或使可燃物的温度降到燃点以下
7．燃烧速度的概念是什么?影响燃烧速度的主要因素有哪些? 燃烧速度：单位时间内，从油品表面烧掉的油品数量
因素：油品的种类、油品液位的高低、油品含水率、油罐开口面积、油罐直径与容积的比值 8．油罐火灾的热辐射特性如何?为什么说油罐低液位火灾时不利于消防人员进行灭火工作? 特性：由近及远热辐射强度越来越低，同等距离的情况下，下风测的温度最高。
因为油罐低液位火灾时，油罐附近的温度较高，消防人员不能到达油罐壁进行油罐冷却和
连接泡沫管线。 9．简述沸溢的概念．
油品表面燃烧速度没有轻质油品或表面下的油品燃烧速度快，当热波与悬浮水滴相遇，水滴会形成大量的水蒸气，并形成外面是油品的气泡，上升，然后携带油品溢出罐外！ 10．油罐火灾中，发生沸溢的条件是什么?
油品有移动热波特性、油品含有悬浮水或乳化水、油品的热波温度必须足够高、油品具有足够的粘度
11．空气泡沫(或称空气机械泡沫)灭火的机理是什么?
隔离和窒息作用、冲淡油蒸汽，减小火势、降低温度，减少油品的蒸发 12．空气泡沫是怎样配制产生的?
向泡沫加水，然后通过比例混合器和泵形成泡沫混合液，再向混合液通入空气，最后便形成空气泡沫。水和泡沫的比例为3：97或6：94。
13．根据灭火设备的设置情况，空气泡沫灭火系统可分为哪三种形式?各有哪些主要设备?各自的优缺点是什么?
固定式：泡沫液泵、比例混合气、泡沫产生器、泡沫液储罐、混合液管道、蓄水池
半固定式：泡沫产生器、消防栓、消防水池、比例混合器、泡沫液储罐、泡沫液泵、水龙带
移动式：消防栓、水龙带、泡沫车、移动式泡沫管架
14.空气泡沫灭火系统设计的基本参数有哪些?是怎样确定的?
15．雷电有哪三种类型?其中哪种雷电危害最大? 线状雷、片状雷、球雷；线状雷危害最大 16．雷电的直接危害和间接危害指的是什么? 直接危害：电效应、热效应、机械效应
间接危害：跨步电压、雷电反击、静电感应、电磁感应 17．防止直接雷击和感应雷击有哪些措施? 安装防雷装置
18．防雷装置有哪些?油库中常用的是什么防雷装置?
避雷针、避雷线、避雷网、避雷带、避雷器；常用的防雷装置：避雷针 19．避雷针的结构有哪几部分?它们各自的功能是什么? 避雷针：接闪器、引下线、接地体（向大地放电的装置） 20．穿越概率的概念是怎样的?何谓避雷针的保护范围?
穿越概率：雷电穿越避雷针保护的区域直接击中保护物的概率。 避雷针的保护范围：受避雷针某种程度保护的空间
21. 处于避雷针保护范围内的物体是不是可以保证一定不遭受雷击?为什么?
不是，因为避雷针保护范围也只是某种程度的保护，还有一定的几率会被雷电进来直接击中保护物！
22．如何用公式和作图来确定单支避雷针的保护范围?
23．避雷针接地电阻为什么不能过大、不能过小?
为了使接地点的电位在一定的范围内，过大，会造成雷电反击；过小，会导致材料浪费 24．按照《石油库设计规范》的规定，接地电阻不宜大于多少欧姆? 10欧姆
25．如何计算垂直、水平、复合接地体的接地电阻? 26．对于油罐可采用什么样的防雷措施?
固定顶油罐：当固定顶板的厚度大于4mm时，不要安装避雷针，油罐作良好接地即可；小于4mm时，安装避雷针。
浮顶油罐：浮顶油罐不需要安装避雷针，只需用两个导线讲浮顶与罐体做电气连接。 覆土油罐：当覆土厚度超过0.5m时，不需安装避雷针。 27．液体产生静电的主要原因是什么?
液体和固体接触，形成双电层；液态两相相互移动，两者带有极性相反的电荷 28。油品的起电方式有哪些?
油品管路流动起电、杂质水滴在油品中沉降起电、喷溅起电、油品飞溅起电 29．影响油品带电量的因素有哪些?
油品的种类、油品的含水量、流态的影响、管线材质与粗糙度 30．静电放电的类型有哪几种?其中哪一种放电的危险性最大?
静电放电：火花放电、电晕放电、刷形放电，火花放电危险性最大 31．由于静电放电而引起爆炸和火灾，必须具备哪四个必要条件?
静电的来源、静电积累到火花放电的的能量、火花放电的能量达到可燃气体引燃所需的最小能量、可燃气体的浓度处于爆炸范围内 32．防止静电事故的措施有哪些?
减少静电的产生、增强电荷的流散、消除爆炸性混合气体、消除危险放电
二、习题
1．如图7所示，某罐区有油罐5座，其中5000m3柴油罐2座，2000m3汽油罐3座，若采用低倍数固定式空气泡沫灭火系统进行消防，试确定： (1) 选定泡沫产生器和泡沫比例混合器的型号及个数； (2) 计算扑灭油罐火焰所需的泡沫液量； (3) 计算消防用水总耗量。
(提示：泡沫产生器的型号可根据教材中表8-26选择，泡沫比例混合器的型号可根据教中表8-23选择。)
2．已知某10000m3立式拱顶油罐的顶圈直径为29.288m，罐壁的顶端距地面15.84m，拱顶中心距地面19.769m，罐顶周围设有栏杆，栏杆高出壁顶1.2m，呼吸阀安装在罐顶中心，并高出罐顶中心lm．
要求为此罐安装避雷针(确定避雷针的根数、高度和避雷针的布置方式)。
图7
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