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油库铁路装车栈桥系统设计

2012年第7期(总第164期)
李颖洁(广西工联工业工程咨询设计有限公司,广西 南宁 530003)
 
 

【摘 要】 油品装卸是油库经常性的工作,其基本要求是快速、安全、保质、保量。通过设计油库实例,对石油库铁路装车栈桥系统设计进行简单的阐述,根据油库的设计技术性能要求,选择合适的装车形式、鹤管口径、输油管线的选用以及装车泵的选择,保证顺利完成油品的装车。

【关键词】 油库;铁路;装车栈桥;设计  

 

铁路装油作业区是向铁路罐车灌装油品发出而设置的。其重要设备设施有铁路专用线、装车栈桥、装油鹤管、输油管线、油泵房等。这些设备设施应符合《石油库设计规范》的要求。

 

1 设计技术性能要求

装车油品:汽油、柴油;每次装车卡数:22卡;装车效率:300 m3/h;设计压力:1.6MPa;设计温度:常温。

 

2 装车形式的选择

栈桥式装车系统为一套古老的装车系统。油库设计相关规范中规定:装卸甲、乙类油品的铁路专业线,应设装油栈桥。装油栈桥的位置必须与铁路进线一致,宜布置在油库的边缘地带。这样不致因铁路油罐车的进出而影响其它各区的操作管理,也减少铁路与库内道路的交叉,有利于安全和消防。

铁路装车栈桥由于经常装卸油品,油气浓度大,为了预防火灾,应尽量布置在辅助作业区的上风方向,并与其它建筑物、构筑物保持一定的安全距离,符合《石油库设计规范》的要求。

本系统设计采用铁路栈桥式装车,在每个卡位上安装鹤管进行装车,其特点为:占地面积较少(相对大鹤管而言);操作较简单,对作业人员素质要求较低;对大吨位车型适应性较差。

 

3 铁路专用线的要求

1)铁路专用线库外部分的长度取决于接轨站与库区的距离和地形,一般不应超过3~5km

(2)作业线附近属于爆炸危险场所,为了安全防火,铁路机车送、取车应是推车进库,拉车出库,作业线一般采取尽头式或者贯通式布置。作业线终端车位的末端到车挡的距离不应小于20m,以防调车时油罐车冲出车挡,造成事故。

(3)铁路装卸作业线的股数,应根据车位数及地形条件综合考虑。一般对于油品比较单一的油库和中小型油库,常设车位在12以下时,一般设单股作业线;车位大于12时,可设两股作业线。

本系统设计每次装车卡数为22卡,装车油品为轻油(汽油、柴油),油品比较单一,可设两股作业线,两条装车作业线共用一座栈桥。

 

4 鹤管的设置

.1 鹤管数量

鹤管数量是由一次来库油罐车数量,与罐车在库滞留时间确定的中装车流量决定的。鹤管宜采用操作方便、工作可靠、经济实惠的形式。根据本设计的装车卡数和装车作业线的设置,本系统可采用11个鹤位,共22根鹤管进行装车。

4.2 鹤管包络范围的选择

目前我国大量使用G60型槽车作为一般液体运输车型。G60型槽车与逐渐淘汰的G50型槽车总长相同,均为12.03m。设计习惯采用12m作为火车装车卡位的设计长度,但随着铁路运输技术的不断提高,G70G80型槽车正在逐渐投入使用。12m一个车位的概念已逐渐发生了变化,为了使当前的设计既能适应目前的车型要求,又要适应以后车型的变化,我们得出了鹤管包络范围为6m的概念。

4.3鹤管口径的选择

鹤管口径的大小,主要与装车的效率有关,计算方法为:

式中, :管子内径(m);

      :质量流量(t/h),根据铁路油罐车最大装油量,吨位为:50t,车型为:600型,油品为:柴油,装油量为:44t/h

      :平均流速(m/s),取2.0m/s

       :流体密度(t/m3),柴油密度为:0.84t//m3

通过上式计算得鹤管内径为Φ92mm,可选用DN100DN150鹤管。根据鹤管生产厂家的计算及实际生产的情况,选用DN150鹤管。

4.4鹤管型号的选择

鹤管型号目前还没有统一的国际规定,各厂家根据鹤管结构形式的不同,编制鹤管型号。可根据鹤管的安装形式、位置及达到的目的不用,选择不同的型号。常用上部装油鹤管有:

4.4.1弹簧力矩平衡鹤管

弹簧力矩平衡鹤管由立柱、平衡器、回转器、内外臂及其锁紧装置、垂直管(铝制管)等组成。它采用压缩弹簧平衡器与鹤管自重力矩平衡。平衡器力矩和鹤管自重力矩在各个角度及部位均能达到平衡,故能上下自如,操作轻便灵活。这种鹤管配有回转器,能水平旋转360°或180°,俯仰角范围为0~80°,工作距离为3.3~4.4m(或3.3~5.6m)。其特点是对位方便,转动力矩小、操作方便,减轻了劳动强度,可以避免它与油罐车碰撞时产生火花。

4.4.2 铁路油罐车密闭装油鹤管

铁路油罐车密闭装油鹤管由立柱、外臂、内臂组合、垂直管、回转器内臂锁紧机构、气相管、气缸、密闭盖等组成。这种鹤管的最大优点是能有实现油气回收,节约能源,减少环境污染,有利于作业人员的健康,是发展方向。但油气回收装置投资比较打,对发油量在20万吨/年以上的油库,效益较为显著。

4.4.3 铁路油罐车防溢装油鹤管

铁路油罐车防溢装油鹤管组成与弹簧力矩平衡鹤管基本相同,所不同的是增加了液位探头、液位控制箱、防误操作探头、气缸或液压缸等。它分为一级防溢和二级防溢两种,其最大特点是可防止误操作和油罐车冒油。

可根据工程项目设计的实际情况,选用合适的鹤管。汽油、柴油若不同时装车,可共用鹤管,但集油管必须分开专用。

 

5 装车栈桥的设置

有两股装车线时,一般宜将装车栈桥布置在两股装车线的中间。两股装车线中心线的距离,当采用小鹤管时,不宜大于6m;当采用大鹤管时,不宜大于7.5m

            装卸油栈桥尺寸的确定

5.1 栈桥长度计算

式中, :同种油品鹤管之间的间距个数,比同种油品鹤管数少1

       :同种油品鹤管之间的间距,m,一般取 =12.2m

本系统设计为11个鹤位,故 =11,计算得 m,考虑一定的裕量,得出栈桥长度为150m

5.2 栈桥的高度和宽度

栈桥的高度根据我国油罐车的高度确定,一般栈桥桥面比铁轨顶标高高3.5m

栈桥的宽度根据铁路收发油的频繁程度和两条平行装卸线中心线之间间距确定,应满足栈桥结构边缘及依附栈桥假设的管线、管架等凸出物不超过建筑接近界限的规定。

规范要求装卸线的中心线与栈桥边缘的距离,自轨面算起3m及以下不应小于2m3m以上不应小于1.85m

非商业用油库栈桥宽度一般宜为1.8m~2.2m,特殊情况下不小于1.0m。地方油库栈桥宽度应根据一次到库的罐车数和收发作业频繁程度确定,单侧使用的可窄些,双侧使用的可宽些。

本系统栈桥选用的高度为3.5m,宽度为2.2m,在栈桥的中间部分增设上、下栈桥的梯子。

 

6 装油栈桥的结构设计

(1)栈桥有钢筋混凝土结构和钢结构两种。根据使用实践,钢筋混凝土结构较好,减少了维修保养的工作量。

(2)钢筋混凝土栈桥宜采用“T”形结构,栈桥立柱的间距应尽量与鹤管一致,一般为6.1m12.2m,桥面用钢筋混凝土预制板或现浇钢筋混凝土。

(3)按规范要求栈桥两端和沿栈桥每隔60~80m处应设上下栈桥的梯子。桥面周边设高约80cm的栏杆,在安装鹤管的位置留缺口并设吊梯,供上下油罐车使用,吊梯倾角不应大于60°。

本系统栈桥设计采用采用“T”形钢结构。

 

7 输油管线的管径选择和布设

7.1 输油管的管径选择

输油管的管径应根据装车油品的流量、油品的性质、泵的吸入能力及泵轴中心至油罐车液面的标高差等通过工艺设计计算确定。目前在设计中,往往是根据设计任务要求的装车量初定输油管的管径,然后校对吸入管路的工作情况。

按照11个鹤位,22根鹤管的装车量,每个罐车容积为70m3,充装系数为0.8,则装车总量为: ,在满足流速控制公式 的前提下,有以下几种方案可以选择:

(1)若输油管径DN=200mm,在安全流速 条件下,泵流量 ,装车时间

(2)若输油管径DN=250mm,在安全流速 条件下,泵流量 ,装车时间

(3)若输油管径DN=300mm,在安全流速 条件下,泵流量 ,装车时间

按照油库设计手册,一般情况下,油库容量6000~30000m3的油库,同时进行作业油罐车数为5~8个,每日装卸一次的栈桥总装卸时间为4~8小时。综合考虑装车效率 ,可选择方案2和方案3,从经济性考虑,方案2较优。

7.2 输油管布置的原则

(1)输油管应随着装卸栈桥与铁路装卸线平行布置。对于单股装卸线,输油管应布置在靠泵站的一侧;对于双股装卸线,输油管应布置在两股装卸线的中间。

(2)输油管的敷设方式有直接埋地敷设、管沟敷设、地面敷设、架空敷设四种形式。根据国内使用实践,管沟造价高、油气容易积聚,建议尽量少用;直埋地敷设不易检查、维修;因此目前多采用地面或架空敷设。

(3)输油管及真空总管、管架等不得超过铁路建筑接近界限的要求。

.3 输油管布设位置

输油管和真空总管的布设位置应根据栈桥立柱结构形式、结构尺寸和装卸线中心线的间距及铁路建筑接近界限的要求综合考虑、合理布局。栈桥为钢筋混凝土单立柱时,输油管和真空总应布置在立柱两边;栈桥为钢筋混凝土双立柱或钢架结构时,输油管和真空总应充分利用双柱和钢架中间位置,位置不足时再考虑利用柱边和钢架边的位置。

本系统从泵房接至栈桥,因考虑需要过马路,选用直接埋地敷设,埋地管顶距离地面为0.8米,且埋地管考虑加钢套管保护。栈桥上管线敷设钢架中间位置。

 

8 油泵形式的选择

本系统泵出口至栈桥距离较近,沿途压力损失及局部压力损失较低,装车泵可选用低压力、大流量的Y型离心泵。

 

9 结束语

本油库铁路栈桥装车系统设计简明阐述了油库工程方面的设计,凭设计实践经验,按油库铁路栈桥装车系统设计规律、提出设计思路、设计方法步骤等,是油库装车设计在满足规范前提下,方案更加合理优化,更好地完成油品装卸任务。

 

参考文献

马秀让.油库设计实用手册[M].北京:中国石油出版社,2009.

樊宝德,朱焕勤.油库设计手册[M].北京:中国石化出版社,2007.

范继义.油品装卸设备[M]北京:中国石化出版社,2007.

徐宝东.化工管路设计手册[M].北京:化学工业出版社,2011.

  

   
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