原油储存与运输知识

第六章原油储存与运输石油是工农业生产的重要能源之一。世界上石油运输的需求一方面产生于石油产地和销地的不平衡，另一方面是由于现代工农业生产的高度发展，对以石油为主的能源的越来越大量的要求。所以石油的海运量在近几十年内一直趋于上升的趋势，当前其运输量是居世界各货种相对运量之首位，在所有新能源尚不能完全取代石油前，石油运量还将要维持在相当高的水平。传统的石油运输是以桶装的件货运输为主要运输方式的，20世纪上叶出现的散装石油运输，导致了现代化超级油轮的诞生和港口石油专业化码头和装卸工艺的出现，带来了水上运输工艺的第一次革命，同时也进一步促进了世界石油运输的发展。一、石油种类石油可分为原油和石油产品两大类。第一类，原油是未经提炼的石油。第二类，石油产品是原油经过提炼而成的油品。它可分为：（1)透明石油及其产品：如汽油，煤油等轻质油品。(2)深色石油及其产品；柴油，润滑油等。(3)沥青及其他：沥青呈固体状，是石油经提取油品后的剩余物。在运输和装卸时，以件杂货处理。二、石油的特性1．易燃性和爆炸性石油和石油产品的易爆程度可以用闪点、燃点和自燃点来衡量。闪点即在常压下和一定温度时，油品蒸发出来的油蒸气和空气混合后，与火焰接触闪出蓝色火花并立即熄灭时的最低温度；燃点即在常大气压力下和一定温度时，油品蒸发出来的油蒸气与空气混合后，与火焰接触而着火并继续燃烧不少于5s时的最低温度；自燃点即在常压下，将油品加热到某温度，不用引火也能自行燃烧时的最低温度。爆炸原理一类是油气混合气因遇火而爆炸，这是一种化学性爆炸；另一类是密闭容器内的介质，在外界因素作用下，由于物理作用，发生剧烈膨胀超压而爆炸，如空油桶或空油轮等因高温或剧烈的碰撞使腔内气体剧烈膨胀而造成爆炸等。在油库中最易发生且破坏性较大的是第一类爆炸。油蒸气与空气的混合气达到适当浓度时，遇到足够能量的火源就能发生爆炸。某种油蒸气在空气中能发生爆炸的最低浓度和最高浓度，称为某种油蒸气的爆炸浓度下限和爆炸浓度上限，其所对应的饱和蒸气压对应的油料温度称为这种油料的爆炸温度极限。2．挥发性不同的油料的挥发性是不同的，一般轻质成分越多，挥发性越大，汽油大于煤油，煤油大于柴油，润滑油挥发较慢，同时油料在不同温度和压力下，挥发性也不同，温度越高，挥发越快，压力越低，挥发越快。从油料中挥发出来的油蒸气迅速与空气混合，形成可燃混合气，一旦遇到足够大的点火能量，就会引起燃烧和爆炸。挥发性越大的油料的火灾危险性越大。因此时有的挥发性对安全运输、装卸和贮存具有重大的意义。再则，石油的挥发会引起油量的减少和油质的降低，因为挥发成气体的大部分是石油及其产品中的轻质有效成分，而且这些挥发的气体还有伤害人体健康，一般情况下，当空气中油蒸汽的含量达8．3g/L时，还会危及人的生命。所以这就是要求，油码头要加强通风，开放，配备必要的防毒面具以在检修管道或油堆时用。3．扩散性油料的扩散性及其对火灾危险的影响主要表现在以下三个方面：(1)流动性油料，特别是轻质油料，具有很强的流动性。油料的这种流动性使得油料的扩散能力大大增强。所以，易发生溢油和漏油事故，同时也易沿着地面或设备流淌扩散，增大了火灾危险性，也易使火势范围扩大，增加了灭火难度和火灾损失。(2）油料比水轻且不溶于水这一特性决定了油料会沿水面漂浮扩散。一旦管道、储油设备或油轮把油料漏人江、河、湖、海等水域，油料就会浮于水面，随波漂流，造成严重的污染，甚至造成火灾。这一特性还使得不能用水直接覆盖扑救油料火灾，因为这样做反而可能扩大火势和范围。(3)油蒸气的扩散性是由于油蒸气的密度比空气略大，且很接近，有风时受风影响会随风飘散，即使无风时，它也能沿地面扩散出50m以外，并易积聚在坑洼地注意（1)油码头要和其他码头分隔并设在下游或下风处；(2）于临近的建筑物要有300m以上的防护距离，并要和居民区分开；(3)码头要设置合理的消防设施。4.纯洁性不同品种的石油产品一旦混在一起就不易分离，这就要求石油产品在装卸运输贮存时要保持其纯洁性。5．易产生静电性石油沿管线流动时，与管道壁产生摩擦，石油在金属容器中晃动与容器壁摩擦均会产生静电荷，产生的静电荷就聚集在管道的容器壁上，当静电荷积聚到一定电位时，会产生静电放电，这种放电的火花对有大量的石油蒸汽的作业场所来说，很容易引起燃烧和爆炸。6．粘度油品的粘度是表示油品流动性的指标，一般轻质油的粘度小，流动也快；重质油的粘度大，流动也慢。油品的粘度与温度有关，温度升高，粘度下降，流动性好；反之，温度降低，粘度升高，油品易凝固。7．膨胀性物质具有热胀冷缩的特性，称为膨胀性。膨胀性表现为物质的体积随着温度的升高或降低产生膨胀或缩小。石油及其产品受热时，体积会膨胀而增大，这就是石油的膨胀性。油品的膨胀性与体积、温度有关、一般说来，油品越轻，膨胀系数越大。石油及其产品的膨胀性要求我们在输油和贮油的油罐容器中留出一定的剩余空间，以适应这种特性的要求。8．毒害性石油蒸气对人体健康很有害。因石油中毒或吸入蒸气而引起中毒的情况时有发生，越是大量吸人蒸气就越能造成人体中毒甚至死亡。石油的毒性与其蒸发性有密切关系，易蒸发的石油制品比难蒸发的石油制品毒性大。按照储运方式的不同分为散装和整装两种。凡是用油罐、车（铁路油罐车或汽车油罐车）、船（油轮、油驳）、管道等储存或运输的油料称为散装油料。在油库中，油罐是储存散装油料的主要容器，也是油库的主要储油手段。凡是用油桶及其他专用容器整储整运的油料称为整装油料。油桶是储存整装油料的主要容器。三、石油的存储设备海上油田储存与运输方式（1）海上储存，油轮运输（2）海底管道，岸上中转站其他方式运输。油轮平台储罐海底油罐重力式平台支腿油罐四、石油的装卸设备石油的装卸设备主要包括输油泵、管线及附加设备。1、输油泵油品装卸用输油泵。输油泵的作用是产生压能，使油品在压差的作用下流动。输油泵一般要求排量大，扬程较低；扬程高时，采用多级离心泵；扬程低的采用单级离心泵。输油泵主要有离心泵、往复泵、齿轮泵和螺杆泵等几种。油港输油实际中通常采用的是离心泵。（a）．离心泵的主要特性参数(1)流量：指单位时间内从泵的排出口所排出的液体体积，用Us,m3/h表示。(2)压头（扬程）：指单位重量液体通过泵所获得的能量增值（用m表示）。(3)功率和效率：泵在单位时间内对液体所做的功，称之为有效功率(4)转数n：指泵轴或叶轮每分钟旋转的次数，单位r/min.(5)允许吸人真空高度Hs,是指泵在正常运转的情况下，泵入口处许可的最大真空度，单位为m（液柱），它标志泵的吸入性能。泵铭牌上给出的流量、扬轴功率、效率都是用水试验得出的。（b）.输油泵的选择输油泵的型号，应根据原油性质和输油参数进行选择，一般宜选用离心泵，同一泵房内，泵型应尽量一致。配用电机应优先考虑防爆型．电压力求一致。输油泵的流量，应根据装船、装车、管道输送等不同情况分别确定2、管线及附加设备油港内的管线有油管线、气管线（如压缩空气管线、真空管线）、水管线（冷水、热水管线）几种，一般都用无缝钢管和有缝钢管。（1）油管线的种类油管线是联系泵房、油轮、油码头及铁路装卸车台的主要设备。油管线的种类有：钢管、耐油胶管、软质输油管等。固定油管多用钢管；耐油胶管主要用于机动装、卸、输油设备，连接的活动部位；软质输油管是一种新产品，由于其收卷方便，在野外作业时得到广泛应用。1)钢管钢管按其制造方法分为无缝钢管和焊接钢管。无缝钢管又分为热轧和冷拔两种，油库常用的是热轧普通无缝钢管。它的主要优点是：品种规格多，强度高，安全可靠。无缝钢管的规格用外径乘壁厚表示，如们59mmx4．5mm，表示外径为159mm。壁厚为4．5mmo焊接钢管是先将钢板卷成圆筒，然后焊接而成。根据钢板卷制的方式不同，可分为对缝焊管和螺旋焊接管两种，大直径管路采用螺旋形焊缝。按表面质量分镀锌和不镀锌两种，镀锌的俗称白铁管，不镀锌的俗称黑铁管。焊接钢管价格较便宜。管壁较均匀，能制成较大直径；缺点是焊缝强度往往不能完全得到保证，因而承受压力较低。2)胶管油库常用的胶管主要有输油胶管、重型输油胶管、钢丝编织输油胶管等。输油胶管，即中间及外层带螺旋金属丝的输油胶管，这种胶管由内胶层、内增强层、螺旋金属丝、中胶层、中间增强层、螺旋金属丝、外增强层以及外胶层组成。承压能力较高，可用于吸人和排出管。适合用于油轮的装卸，也可用于军舰加油。3)钢丝编织输油胶管钢丝编织输油胶管由内胶布缓冲层或棉线螺旋钢丝、中间胶层、钢丝编织层和外胶层组成。承压能力较高，工作压力为980kPa。这种胶管没有接头，可以截断使用。可以作为排出管，也可用于吸人管路。4)软质输油管这种输油管主要由能承受内压和拉力的编织骨架层和防渗内外保护层组成。编织骨架层采用锦纶涤纶做主要材料，内外保护层采用橡胶做主要材料。它的优点是重量轻、存放体积小，使用方便等。（2）油管管径的确定五、原油装卸1.油船装卸在国内外油港，油船装卸方式可分为：（1)靠码头直接装卸，目前我国大部分油码头均采用这种方式。(2)通过海上泊地装卸，海上泊地可理解为在离开陆域较大水深地点设置的靠船设施。油船的海上泊地，按其构造形式及输油管方式分类单点系泊方式是油船的船首系在一个浮筒上的方式。多点系泊方式是将油轮的船首与船尾用数个浮筒保持在一定方向的系泊方式。单点系泊方式多点系泊方式2、水上直接装卸如：船一船直接装卸，船一驳直接装卸。海上大量石油运输是专用油船来进行的，油船都备有高效率的油泵；现在国外油船每小时装油或卸油能力多选用油船载重量的1/10或稍多，载重吨位为6万吨级的油船每小时卸油6500m3，载重吨位为20万吨级的油船每小时卸油15000m3.我国24000t油船的自卸时间平均为16.5h.我国石油装船一般用设在岸上的油氮向10万吨级油船装油用4台油泵，每台生产率为3000m3/h,用10个多小时可装满。装原油、重油及轻油多用离心泵，所装重油的流量较小时，也有用活塞泵的；装卸润滑油用齿轮泵。海底输油（气）管道设计与施工