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1、目录摘 要III前 言1第一章 铝电解的生产工艺和重油库的作用21.1 铝电解的生产工艺21.2 重油库的作用3第二章 重油的卸油装置52.1 卸油装置52.2 伴热装置62.3 下卸方案选择72.4 方案比较8第三章 重油库中油罐的设计103.1 油罐的设计选择和比较103.2 油罐的罐底、罐壁、罐顶设计11第四章 重油库中常用仪表和油罐的附件124.1 重油库的常用仪表124.2 油罐的附件12第五章 油泵房的设计155.1 油泵房的主要设计155.2 泵房的工艺流程16第六章 供油系统17第七章 重油库的供水和污水处理系统197.1 供水系统197.2 净水工艺207.3 含油污水的来源
2、207.4 含油污水的处理217.4.1 油管路的吹扫217.4.2 其他系统的吹扫21第八章 重油库管道和储罐的防腐设计238.1 管道系统的防腐设计238.2 储罐的防腐设计238.2.1 储罐内壁的防腐设计238.2.2 储罐外壁的防腐设计24第九章 重油库的安全性设计259.1 防泄漏设计259.2 防雷电设计259.3 防火灾设计269.3.1 装卸区的防火设计279.3.2 输油管线的防火设计279.3.3 泵房的防火设计289.3.4 油罐的防火设计289.3.5 防火堤的设计299.4 防静电设计299.4.1 静电的一般危害和防护措施299.4.2 杂散电的危害和防护措施30
3、9.5 消防安全设计32第十章 重油库系统的主要计算3410.1 卸油泵的计算3410.2 输油泵及回转窑设计相关计算35总 结36参考文献37致 谢38附 录39附录139附录2 CAD图表52某年产25万吨电解铝厂热动专业的初步设计(重油库的设计)摘 要现代电解铝的生产工艺是较为复杂的物理化学连锁反应。要取得高品质的产品，需要考虑到诸如原料、生产设备、铝电解质等各个方面的影响因素。重油库作为储存和输送重油的栈房，为生产提供燃烧燃料，为回转窑提供重油以制造生产必需的炭素原料,在铝电解生产过程中有着不可替代的特殊地位。重油库本身的设计并不复杂，它的实际作用仅仅是一个载体。但重油库在装卸、运输和
4、平时储存重油的过程中，特别要考虑到它的安全性，主要包括防火、防雷电、防静电、防腐蚀等；另一方面，在装卸过程中针对重油的特性使用必要的辅助设备，还要考虑到因为意外事故而发生重油泄露造成环境的污染。因此，重油库的设计需要对它的各项参数进行具体的方案整定，安装相应的检测仪表监测各项数据，制定严谨的操作规程和防范措施指导实际的工作流程，保证重油库的正常工作，减少泄漏事故，保护环境。关键词：铝电解，载体，安全性 AbstractModern electrolytic aluminum production process is more complicated physical and chemical
5、 chain reaction. To obtain high-quality products, need to take into account such as raw materials, production equipment, electrolyte aluminum, and other factors affect all aspects of that. Heavy oil depot as the special equipment storage and transportation heavy oil，for the production of fuel combus
6、tion, for rotary the supply of heavy oil production in order to create the necessary carbon materials, In the process of electrolytic plays an irreplaceable special status. Heavy oil depot of the design is not complicated, the practical effect of it is just a carrier. However, in the process of heav
7、y oil depot in the handling, transport and storage of heavy oil, especially taking into account its security, including fire, mine electricity, anti-static, anti-corrosion and so on; on the other hand, the use of the necessary ancillary equipment for the heavy oil properties in the process of loadin
8、g and unloading, should be taken into consideration because the accident occurred and leaked heavy oil to cause environmental pollution. So, the re-design of the oil needs of its various parameters of a specific proposal setting, installation of the corresponding instrumentation monitoring of the da
9、ta, formulate stringent rules and preventive measures guiding the actual work processes, guarantee the normal operation of heavy oil depot, protection of the environment。Keyword：Aluminum electrolysis，Vector，Security 前 言现代工业中，有色金属所占比重很大，生产发展迅速，尤其是铝工业的发展已经跃居有色金属之首，成为产量仅次于钢铁的轻金属。铝金属性能优越，用途广泛，可以与其他许多金属构
10、成各种各样的合金，在国民经济的各个部门广泛使用，已经成为不可或缺的金属材料。通过本课题的设计，能够更好的了解铝工业在现代国民经济的地位、发展以及其冶炼工艺，初步掌握工程设计的全过程以及主要内容。同时，掌握热动专业一些基本规程规范，了解热动专业绘图图例，读懂所学专业的相关工程设计图，并在此基础上能够熟练运用CAD软件并按照热动专业要求绘制重油库设备及管道布置图，还能学会在必要的安全规程的指导下如何进行重油库的方案设计、方案的比较，以及最终结论的论述。此外，除了能分析、解决一定的实际问题，还严格训练了写论文的能力。近年来全球范围内铝工业的发展非常快，对于铝矿藏极为丰富的贵州省在铝工业中有着重要的地
11、位，新建铝厂层出不穷，近阶段有大量的热动专业学生分入铝厂，而热动专业学生在学校内所学知识基本围绕大电厂，所以针对这种情况加强这方面的训练是非常重要的。重油又称燃料油，呈暗黑色液体，主要是以原油加工过程中的常压油，减压渣油、裂化渣油、裂化柴油和催化柴油等为原料调合而成，是一种粘稠度高、易凝固、运输比较困难且极易燃烧的重要能源。随着常规石油的可供利用量日益减少，重油正在成为一种越来越重要的可操作性很高的能源。重油库是储存重油的有效载体，在生产过程中有着不可替代的特殊作用，需要对其进行必要而有效的防护措施。因此，在设计中必须树立工程的概念，提高工程设计的能力，梳理所学知识结构的整体性，明确“安全第一
12、”的设计思想，对重油库的设备配置及主要管道的布置有一定了解。重油库的各项设计和操作要严格按照规章制度进行，预防因人为原因造成重大事故的发生。随着现代工业的大型化发展趋势，重油库的设计主要方向要向着大型化、经济化、便捷型的方向发展。基于所学专业对重油库的研究了解比较浅薄，在设计中某些方面难免会有不足和疏漏之处，请老师给予指正。第一章 铝电解的生产工艺和重油库的作用1.1 铝电解的生产工艺现代电解炼铝建立在霍氏冰晶石氧化铝熔盐电解的基础上，主要分为两大部分：即原料的生产和金属铝的电解生产。现代炼铝的工艺流程图如下1：图1.1.1 现代电解炼铝工艺流程原料，包括氧化铝和电解所需要的其他原料氟化盐及炭
13、素材料。目前，以酸法生产冰晶石应用最广泛，制作工艺如下图1：图1.1.2 酸法制冰晶石工艺流程生产冰晶石除了酸法外，还有磷肥副产法、碱法和干法等。除冰晶石外，还有氟化铝、氟化钠、氟化镁等氟化盐也同样需要专门制取。其工艺原理，除氟化铝是用氢氧化铝与氢氟酸作用制取外，其余氟化盐也用相应的碳酸盐与氢氟酸作用来制取。现代电解炼铝的生产工业是较为复杂的物理化学连锁反应，主要需要冰晶石、氟化铝、氟化钠等氟化盐在电解槽中共同参与反应。生产过程中，生产的技术条件主要包括有：系列电流强度、槽电压、电解温度、极距、电解质组成、电解质水平、铝水平、槽底压降以及阳极效应系数等。上述条件都是相互影响，相互关联的。此外，
14、夹带的杂质也会影响到铝电解质的熔度、密度、导电率、粘度等方面。还要考虑到铝电解质熔体的表面性质，铝电解质的蒸汽压，铝电解质的离子迁移数等。还有在生产过程中的电流效率，电能效率和能量平衡等其他方面因素。电解槽是电解炼铝的核心设备。一百多年来，铝电解槽的结构有了许多改进。目前，用于电解炼铝的电解槽有两大类：预焙阳极电解槽和自焙阳极电解槽。其中，预焙阳极电解槽有分为不连续式和连续式两种。现代铝工业发展的主流是采用大型预焙槽，其次是上插槽、侧插槽以及大型中间下料预焙槽。在生产中，是许多同一类型的电解槽串联起来，组成电解槽系列。系列中的电解槽既可横向排列，也可为纵向。大型预焙槽系列多采用横向排列。纵向排
15、列多用与中、小型电解槽系列。电解厂房的布置也很重要。现代大型预焙槽多采用双层结构。整个厂房应宽敞、明亮、通风良好。厂房内有走道，保证各种加工、操作机械的畅行。为了保证电气安全，厂房地面必须用沥青砂浆铺设，保证电气绝缘，每台电解槽也必须与地面绝缘。整流供电所一般放在厂房的一端。这样配置母线距离最短。为了确保供电连续稳定可靠，还要有备用电源。另外，为了严格环境保护的要求，铝电解厂房排出的废气必须净化处理，并要远离生活区，建在常年风的下风方向。1.2 重油库的作用铝电解的过程需要大量消耗炭素材料，特别是炭素阳极。对于炭素材料来说，由于纯度不高，质量不好，操作（电解）管理不善造成阳极氧化以及漏糊、槽子
16、早期破损等不利因素，利用率只有74%。为了降低炭素的消耗量，可以在现行槽上添加碳酸锂，使电解温度降低，减少阳极的氧化损失。铝电解用炭素材料主要包括：阳极糊、预制阳极块、侧部炭块和底部炭块四种。炭素阳极是最主要的材料。炭素阳极的生产原料包括阳极主体组分（骨料）和粘连剂两个部分：骨料通常采用石油焦，或者石油焦和沥青焦的混合物；粘连剂一般用煤沥青作为粘连剂。这两个部分的生产分别采用延迟石油焦和煤焦油。生产的主要产品是阳极糊和预焙阳极块。它们生产的主要过程包括：原料准备、原料煅烧、破碎筛分、配料混捏、生块成型、生块焙烧和阳极组装。原料的准备和煅烧是生产的第一步，必须将原料破碎成块度为5070mm的小碎
17、块，之后将其放入回转窑中进行煅烧。在回转窑工作的过程中，需要加入骨料一起煅烧。而骨料就是由重油库中储存的重油，经过若干道程序后生成的焦油和沥青焦。重油还向其他的燃烧设备点火系统提供燃料。从这里可以看出，重油库中在电解铝厂的中有着不可替代的特殊作用。图1.2.1 阳极糊、预焙阳极块的生产工艺流程重油库组成包括装卸系统、储油油罐、油泵房及输送管道、辅助系统等五部分组成。重油库作为储存重油的载体，本身的结构设计并不困难。但重油较粘稠，难挥发，易燃烧；一旦泄漏难以清理，造成环境的重度污染。因此，重油库在运输、装卸和储存重油的过程中，特别要对其进行安全性的设计，针对各项测量参数安装相应的监测仪表或仪器，
18、制定严格的操作规程和防范措施，预防重油库发生安全事故，保证铝工厂的正常工作。在日常的装卸、输送重油的生产过程中，还需要对重油的输送管道加入必要的阀门，一方面保证重油能正常的输送，另一方面是减少重油的泄漏导致环境污染的可能性。第二章 重油的卸油装置2.1 卸油装置本次设计方案以铁路运输为主，在总体设计上按照国家规定的有关标准进行设计。卸油装置一般包括上卸装置，下卸装置，栈桥三个部分。前两者可以单独成一个卸油系统，也可以综合成一个卸油系统。本次设计的对象为重油，因此，采用下卸装置单独成一个系统。在自流卸油系统中，导油槽、集油沟、集油管、卸油管都是不可或缺的设施。特别是导油沟和集油沟的设置，可以有效
19、地防止重油在下卸过程中不必要的泄漏；就算出现了泄漏的事故，集油沟仍然能够将泄漏的重油收集起来，使泄漏的重油不至于渗漏到土壤中造成环境污染，具有非常重要的现实意义。图2.1.1 密闭自流下卸栈桥的主要作用是在卸油的过程中便于检查来油情况、卸油情况、故障原因等；也为了缩短卸油时间，减轻劳动强度，操作安全。本次设计的油罐车装载的是重油，根据油品本身的特性，应当设置双侧卸油栈桥，宽1.5m，采用钢结构。在栈桥中适当的位置增设梯子，便于操作和检查。卸油栈桥下布置照明灯。卸油防火设施应设置在卸油线路外便于操作的地方。图2.1.2 铁路卸油栈桥图2.1.3 栈桥型卸油鹤管2.2 伴热装置从油罐车出来的重油，
20、在经过管、罐输送到贮油罐内的过程中，为了防止油品的冷却增加输送困难，在卸油设施中的管、罐内均设置伴热装置。伴热装置一般为单排或双排蒸汽管，可布置在两侧或者底部。零位油罐内的伴热装置与贮油管内的伴热装置相似。2.3 下卸方案选择以5台油罐车同时进行卸油为设计对象，取12m为油罐车长度。设计的主要分歧在于重油的卸油方式。本次设计选择了下面两个卸油方案：1 卸油以“下卸”的方式为主，采用密闭自流下卸系统。主要设备为离心式泵。 密闭自流下卸流程如下：油罐车一下卸鹤管一汇油管一导油管零位罐一转油泵一油罐2。图2.3.1 密闭自流下卸系统图2 卸油以“下卸”的方式为主，采用敞开式自流下卸系统。主要设备为往
21、复式泵。 敞开自流下卸流程如下：油罐车一卸油槽集油沟（或导油管）一零位罐一转油泵一油罐2。图2.3.2 敞开式自流下卸系统图重油的特点之一是粘稠，容易凝结，在卸油之前必须要通过加热鹤管进行加热。取重油的闪点约为60，当重油加热到高于闪点大约10以上后才能进行卸油作业。有蒸汽套的油罐车均采用蒸汽间接加热的方法，没有蒸汽套的则用蒸汽直接加热。唯一的缺点是增加了重油中的含水量，减低了油品的质量。2.4 方案比较卸油对象为重油。根据其自身的特性均采用“下卸”的方式卸油。主要的不同就在于卸油采用的系统和泵的选择。对于方案1。密闭自流下卸系统卸油时，须用软管接口与油罐车底部卸油口连接，在油罐车内油品加热以
22、后，打开卸油阀门，油经软管流入集油贮槽，用卸油泵抽送至油罐。该系统的优点为系统密封性好、安全、卸油时间不受或少受卸油泵能力的限制：缺点为需配置与各型油罐车相连接的卸油管接口，操作麻烦、投资较大 。选择离心泵的理由主要在于：离心泵压力稳定，调节性能好，直接由电动机带动，运行维护简单，易损零件少、对杂质不敏感、价格低廉。缺点是吸入管必须预先充油方可启动，吸入头低，油品粘度增加时，其流量、效率和扬程降低较大。对于方案2。敞开式自流下卸系统卸油时，油品通过导油槽流入集油沟再经卸油管卸入零位罐（或地下油罐）。主要优点为不需要制备与各型油罐车相连的卸油接头，操作简单，卸油时间不受或少受卸油泵能力的限制；主
23、要缺点是油品易弄脏、安全性差，更不宜卸闪点在120以下的油品，投资较大。在有些工程中将零位油罐和集油槽合二为一，并且在槽中央一段加深，其上设置立式卸油泵，这样不但简化了系统，并且省去了地下泵房，节省了投资。往复式泵的特点是：干吸能力强，启动简单，运行方便，粘度对出力及效率的影响小；缺点是体积大，价格贵，汽动泵运行费用高且蒸汽不能回收。由于活塞往复运动，油压波动，对油喷嘴的雾化质量有影响，使火焰脉动，油风混合较差。易损零件多，维护、检修均不方便。重油在运输和装卸的过程中需要温度的保证，只有在一定温度下重油的流动性才能使装卸重油工作变的相对简单。而且重油的粘稠以及其含有的大量杂质使得重油泄露后对环
24、境的污染很大，难易有效的清理。因此，将两种方案对比后不难发现，方案1更加适合重油的装卸。虽然密闭自流下卸系统的投资比较高，需要安装不同类型的接口才能进行装卸作业，但是它的密闭性能好，油品的质量有保证，减少了重油泄露的可能，再加上卸油不受其它条件的限制，能够很好的完成装卸工作。敞开式自流下卸系统的操作简单，能适应各种型号的卸油接口，但是在卸油的过程中，对重油的安全性差，油品容易被污染，重油泄露的可能性很大，不符合重油装卸的安全规范要求。当重油的温度升高到一定温度后，重油的流动性有了很大程度的提高，对于离心式泵的作业影响不大，能连续性的将重油输送至油罐中，在一定的工作时间内有效的保证工作效率，不会
25、引起类似往复泵间歇式的工作方式而产生的种种问题。离心式泵的维护也相对简单，易损零件也少，尽管重油的粘度较大，会影响离心式泵的实际工作效率，但是离心式泵的连续工作能力以及输送油品的工作质量比往复式泵要好，在工作过程中也不会出现大的漏油事故，能很好的保护自然环境。当工作完成或是需要维护时，离心式泵的油污清理也较简单。通过对比，应当选择方案1作为实际的设计装卸方案。第三章 重油库中油罐的设计3.1 油罐的设计选择和比较重油库中使用油罐来贮存重油。油罐的种类很多，按照材料分科分为金属油罐和非金属油罐。金属油罐是应用最广泛的贮油容器，具有安全可靠、耐用、不渗漏，施工方便，适于贮存各种油品。非金属油罐主要
26、以整体式钢筋混凝土罐、装配式预应力钢筋混凝土罐、砖壁罐及预应力砖壁罐等形式贮存油品。适于地下式或半地下式。它的主要优点是可以因地制宜，就地取材，比金属油罐节省钢材。表3.1 钢筋混凝土油罐和钢油罐的特点比较两者相比较之下，重油易凝结，有较高的腐蚀性，贮存过程中需要良好的通风条件，故应使用金属油罐来贮存13。金属油罐的种类很多，主要分为拱顶油罐、无力矩油罐、卧式油罐等。结合设计的其它因素，钢制拱顶油罐是最好的选择。拱顶油罐是承重结构，罐内没有支架和立柱，结构简单，钢材用量较少，施工方便，坚固耐用，操作人员可上罐顶安全检修。用钢作为材料也能在钢表面覆盖防腐材料，抑制重油对油罐接触面的腐蚀。图3.1
27、.2 拱顶油罐的外形及尺寸选定油罐后，根据储罐的承受能力和基土的性质，计算出低级沉降的允许值和罐的沉降可能值。完成以上工作后，还要对罐底、罐壁、罐顶进行设计。3.2 油罐的罐底、罐壁、罐顶设计罐底的设计主要考虑三个方面：排板形式、环形边缘板形状和底板的焊接。这主要是对油罐在贮存的过程可能出现的油罐沉降及重油的泄漏进行的安全性设计。罐壁的设计一方面是排板与连接，防止重油的侧漏；另一方面需要在罐壁上段使用包边角钢，增大强度。罐顶的设计要较为复杂。首先罐顶的承受能力要能承受固定荷载（罐顶板及其加强构建的重力荷载及其隔热层的重力荷载）和附加荷载（如雨雪天气时积存的雨雪）；其次，罐顶板及其加强支撑构件的
28、最小公称厚度（不包括腐蚀余量）不小于4mm；第三，顶板间的连接采用对接或搭接时，要考虑整体的结构应力情况再确定焊接形式。第四章 重油库中常用仪表和油罐的附件4.1 重油库的常用仪表油库中常用的仪表主要有三种，分别是流量计、热电阻温度计和压力表。流量计的主要作用就是测量管道中重油的输送速度。在整个管路系统中，应严格保持管道内清洁，必要时安装过滤器或者过滤网。过滤器和流量计之间的距离段要清洗干净。热电阻温度计是感温元件与油品进行热交换而测量温度的，必须使感温元件与油品能进行充分的热交换。感温元件放置的方式和位置应有利于进行热交换。同时，尽量减少油品和感温元件自身的热损失。在温度较高的场合，应考虑安
29、装防辐射罩，以消除测温元件与罐壁之间的直接辐射换热，避免热辐射产生测量误差。压力表测量的是管道中重油受到的压力，要安装在被测重油直线流动的管段部分，取压位置的上游侧不应有突出管路或设备的阻力件。除这三种常用仪表外，还有光电式无触点脉冲发讯器，塔轮误差调整期，自动温度补偿器等。4.2 油罐的附件为保证重油库中油罐的正常使用，保持油品的品质，随时了解油罐的工作状态，迅速排查油罐的异常情况，必须要对油罐安装附件。1. 通气管 通气管安装于油罐的顶部，靠近罐顶中心。它是一根很短的金属短管，使油罐空间和大气连接。短管上有盖，防止雨雪落入。短管的通风孔外包上金属网，防止鸟类进入。金属网必须经常保持清洁，防
30、止网孔堵塞而不起通风的作用。通气管的设计应使各部分的通气面积相等。2. 人孔 人孔安装于油罐下边第一圈钢板上，其中心距离罐底约750mm，作为检修和清渣时进入油罐用，平时密封。3. 透光空 透光孔安装在油罐顶盖上，与人孔对称布置，其中心距离罐壁1m左右，供油罐放空后通风和采光使用。为了开闭安全，透光孔附近的罐顶栏杆需要局部加高，平台最好用花纹钢板，以便防滑。4. 量油孔 量油孔安装在油罐顶部，用来进行测量油罐中的油位和取样用。量油孔正下方应避开加热器或其它设备，其法兰要水平安装。为了使量油孔严密，盖内侧刻有一圈特制的凹槽，槽中填入聚氯乙烯填料或橡胶垫圈。为了测量准确，量油孔上必须有固定的测探点
31、，因此有的量油孔内设置导向槽。测量时，量油尺沿着导向槽放入罐底。量油孔内的导向槽应用有色金属制成，以免量油时尺与其摩擦而产生火花。5. 清扫孔 设在罐底与人孔对称，供清除罐内污垢用。 6. 放水管放水管安装在油罐下边第一圈钢板上，用于排出油罐底部水分。为安全起见放水管出口最好串联两个阀门。放水管放水须经漏斗排入油水分离池。7. 液位计 液位计用来测定石油产品在油罐中的液位高度，常用的液位计有机械式、浮子式和电子式三种。其中，浮子式液位计结构简单、成本低廉、可以粗略地指示出油面的高度，使用较为普遍。8. 罐内加热器 根据燃油升温及维持温度的要求，通常在罐底部装设蒸汽加热器。加热器钢管的连接采用焊
32、接，避免蒸汽裂漏。蒸汽入口中心距离罐底650mm，冷凝水排出口中心距离罐底170mm。9. 空气泡沫产生器 空气泡沫产生器装载油罐壁最高一层圈板上，空气泡沫液在压力作用下，冲开空气泡沫器重的玻璃片，沿着泡沫管经喷射装置喷到有关里覆盖着火液面，以隔绝空气，熄灭火焰。玻璃片平时是防止油蒸汽泄漏用的。10. 结合管钢油罐的接合管分罐壁接合管和罐顶接合管，分别用于连接进油管、出油管、加热蒸汽进口管、凝结水出口管、放水管、扫线管、量油孔及防火器等。油罐壁有2个进出油接合管时，须使两管的补强板之间有3050mm净距。为避免出油管堵塞，出油管接合管至少高于罐底部200350mm。油进口管也可以从罐顶部接入，
33、但必须采取措施，以防油柱击坏罐底加热装置。11. 梯子 为了便于检查油罐内重油的液位和维修各种设备，一般地上油罐都装有金属梯子。盘梯的上升方向须由右向左，这样可以在下梯时，用右手扶持梯子扶手。12. 平台、栏杆 梯子与油罐连接的地方设有平台。透光孔、量油孔设有平台。拱顶油罐周围及透光孔、量油孔平台外侧应有1m高的栏杆13. 机械呼吸阀 贮存重油的油罐，应将通气孔改装呼吸阀，并增设阻火器。其作用是调节罐内压力，使它保持一定。14. 液压安全阀 机械呼吸阀因锈蚀发生堵塞，寒冷地区在冬季又可能发生阀盘和阀座冻结的现象。为了保证油罐的安全，常常再安装液压安全阀。只有在机械呼吸阀失灵或者其他原因正负压力
34、值超过规定时，才自动打开。起着保护油罐的安全作用。液压安全阀应装在呼吸阀旁边。 15. 阻火器 阻火器的作用是阻止火焰和空气一起经过呼吸阀（或安全阀）进入罐内。阻火器装于呼吸阀及安全阀的下面。当火焰通过阻火器时，多层金属网吸收燃烧气体的热量，使火焰熄灭16. 罐前金属软管油罐进出口管线及管墩，设计时考虑罐体下沉问题，应在有关进出口管第一个阀门后安装金属软管。第五章 油泵房的设计5.1 油泵房的主要设计油泵房的功能是担负卸油和供油任务。本次设计的卸油工作区距离重油库较近，不需要分别设置卸油泵房和供油泵房，只需设置联合泵房。这样既方便管理，又节省投资。油泵房的安全性是最重要的。油泵房建于地面上，布
35、置在油罐区附近，为独立单层建筑物，不与其他厂房建筑连接，并保持规定的防护距离。泵房建设采用耐火材料，地面基础高于水平地面，有一定的坡度倾向设有污油坑的一侧，便于打扫。泵房内用隔墙间隔出控制室、变配电间、通风机间、加热器操作间等相关工作区间。隔墙采用非燃烧材料建造成实体墙。与变配电间无关的管线，不得穿过隔墙。所有穿墙的孔洞采用非燃烧材料严密填实。油泵房内的管道宜布置在泵房一侧，汽管在上，压力油管居中，泵进口油管在下。油泵房中放置的主要设备是供、卸油泵，过滤器，加热器，疏水泵，污油泵等，分别负责重油的输送、过滤、加热和管道设备的清污工作。泵与泵之间要保持安全工作距离（一般事0.81.2m），便于操
36、作和维修，并根据所在地的海拔及其他方面因素确定泵的安装高度。油泵基础面要高出油泵房内地面100200mm。图5.1 地上式油库泵房平面布置示例1 卸油泵 2 供油泵 3 重油加热器 4卸油泵前过滤器5 供油泵前过滤器 6炉前过滤器泵机组基础设计应具备足够的刚度，避免在载荷作用下产生大的变形或倾斜。基础还要有足够的强度，避免在静力载荷和动力载荷作用下产生破坏和开裂，。基础在扰力作用下不允许产生大的震动，以免影响设备本身的正常工作及邻近机械、设备、仪器等的正常工作，更不允许产生危害操作人员身体健康的剧烈震动。在满足以上条件的情况下，还要考虑到有良好的经济性。5.2 泵房的工艺流程泵房工艺流程包括输
37、油系统、真空系统和放空系统三部分。泵房的输油系统，也就是油料按照规定的工艺要求，在泵房管组中的流向。它是泵房工艺流程的主要组成部分，多数情况下可以将其直接称为泵房工艺流程。它的主要要求是满足泵房承担的任务，能快速、安全地完成油料收发任务；操作方便，调度灵活；经济节约，在保证完成任务的前提下所用的设备最少。真空系统一般设置在轻油油库中，其作用一是在启动离心泵前为离心泵及其吸入系统抽空引油，二是抽吸油罐车底油。放空系统是由放空罐和管路系统组成。放空罐一般采用卧式油罐。管线与放空罐连接要有一定的坡度倾向放空罐。油泵房是操作重油输送的平台，在设计中应进行静力学计算和动力学计算。除按照动力机械基础设计规
38、范的要求进行分析和计算外，还要力求避免基础和机械（泵机组）产生共振，合理选择基础形式和尺寸。第六章 供油系统图6.1 供油系统范图供油系统是重油库输送重油最主要的管道系统，是指从油罐经过过滤器、供油泵、加热器知道用油系统的管道连接方式。它基本上由油罐母管、加热回路及加热器出口母管三部分组成。拟定系统的一般原则是安全、经济、方便；对于重油系统还要强调一个特殊要求，就是能迅速应付紧急事故。油罐母管一般采用单母管分段、双母管分段或单双混合母管三种方式。加热回路由过滤器、油泵和加热器三者组成由两种连接方法：一是将过滤器和加热器与供油泵配套，使三者组成“单元加热回路”，回路之间没有横向联系，只是在回路末
39、端用母管连接：另一种是加热器的容量与台数和供油泵不一致，需要采取集中加热方式，在加热器与油泵之间设置横向母管，这种连接方式为“集中加热回路”。鉴于重油的特性，应采用“单元加热回路”较为适合。图6.2 单元式加热回路的基本形式加热回路末端母管常年不间断的供应，宜采用双母管。供油系统本身存在两个基本缺点：一是加热器必须能够承受油泵出口油压；二是供油泵在加热器之前，重油输送受油罐油温的限制，重油粘度高，降低了油泵的效率。为克服上述缺点，应采用二级泵系统。图6.3 二级供油泵预则系统图二级泵压头虽高但油的粘度较小，这样做便降低了整个系统的电耗，同时也降低了加热器的承受能力，简化了加热器的结构。第七章
40、重油库的供水和污水处理系统7.1 供水系统电解铝厂的厂址选择首先要考虑到的是要有充足的工业用水水源或者靠近水源便于取水。引用水经过多道检验过滤处理程序后才能符合工业用水标准7。图7.1.1 油库供水系统组成图地面水源的取用受季节限制有很大的影响，为了保持引用水量的稳定，应结合取用地下水源，但不宜对地下水源进行过多的取用以保护生态环境。7.2 净水工艺工业用水是为厂区提供优质可靠的水源，用于生活、生产和消防安全。工业用水的水质保证是生产过过程中的重要组成部分，因此需要对原水进行必要的处理。重油库的工业用水对水质的要求较高，取用的原水经过预处理后，还要经过混凝沉淀或澄清。若原水中含有大量的有机物，
41、必须使用液氯或氯胺对原水作消毒处理。7.3 含油污水的来源含油污水的来源油库含油污水的水质可以用水温、水色、PH值、酸度、碱度、生化需氧量、化学耗氧量及油、硫、酚、铅含量等来描述。通过这些指标的分析化验，就可以对污水的性质有较全面的评价，以便制定合理的方案。重油库中的用水集中在两个方面：油污清洁处理和消防安全。其中，重油在运输、装卸、输送的过程中，使用到油罐车、管道、油泵等设备。在检修或较长时间停运时，为防止残存油品凝固堵塞管道或者对接触面造成腐蚀，必须吹扫存油。另外，系统的设备，如加热器、过滤器等也需要定期吹扫，以保持良好的工作效能。消防安全则是在油污水处理时注意不要引起火灾事故，严禁工作人
42、员在工作场所点明火。7.4 含油污水的处理7.4.1 油管路的吹扫由于蒸汽来源充足，运行经济、方便、可靠，故油系统管道及设备的扫线介质一般均采用蒸汽。污水的处理要定量，在尽量满足自然水自净的基础上才能排放。吹扫管的连接方式常用的有下列几种：对于经常需要吹扫的油管路，采用图中a.、b两种方式；对于不经常吹扫的或者事故备用的吹扫点，采用图c的连接方式吹扫时临时用压力橡胶管连接2。 a b c 图7.4.1.1 吹扫管的连接方式7.4.2 其他系统的吹扫对于铁路卸油系统、油罐及其管道、过滤器等常用的设备都需要进行清理，保证设备的效能。图7.4.2.1 吹扫残油扫入油罐图图7.4.2.2 铁路系统吹扫
43、系统图图7.4.2.3 油罐放水管的吹扫图图7.4.2.4 油罐排污管吹扫图图7.4.2.5 过滤器吹扫系统图第八章 重油库管道和储罐的防腐设计重油库的管道系统和储油罐，在长期的装卸、储存重油的过程中，由于各种因素的影响，管道和油罐的表面会被腐蚀。腐蚀的产生会加快管道和油罐的老化速度，降低重油库安全生产系数，影响重油的油品。管道、油罐的维修更换对电解炼铝有较大的影响，所以，要对管道系统和油罐做防腐蚀处理。8.1 管道系统的防腐设计重油库的管道系统主要作用是装卸和输送重油。其中，一部分管道由于地形和设计的要求，需要埋入地下，在长期的工作过程中，管道表面在一定条件下与土壤中的成分发生化学反应，导致
44、管道表面性质发生变化，容易发生漏油事故，且难以发现和维修。在这部分管道的外层覆盖绝缘物质能很好的解决这个问题。绝缘层有良好的电绝缘性和抗腐蚀性，具有一定的耐阴极剥离能力，能长期保持恒定电阻率，有效的防止管道与外界接触反应导致管道性质发生变化。绝缘层稳定性好，还有较好的耐磨性，能保护管道不与土壤摩擦；覆盖层的破损易于修补，不会对管道表面造成大的伤害。另一部分管道暴露在空气中，在温度、气候、雨水、风力等自然因素的影响下，容易老化生锈。金属中的阴阳离子较为活跃，容易产生静电，不利于重油的输送。故需要对管道表面进行喷涂处理，使管道表面不直接暴露在空气中受自然因素的影响，降低管道中阴阳离子的活跃度，并使
45、用化学处理的方法去除锈。8.2 储罐的防腐设计8.2.1 储罐内壁的防腐设计重油含有大量化学成分。由于重油本身的特性，需要对重油加热才能进行正常的输送（一般加热温度大约80左右，加上环境因素油温甚至更高）。在一定温度下，重油中的部分化学成分容易与金属接触面中的活泼离子交换发生反应产生金属氧化物，使重油的油品下降，储罐被腐蚀。在实际的工程中，普遍选择生漆、洋干漆、环氧树脂、弹性聚氨酯等涂料中的一种或多种对油罐内壁表面进行防腐处理。这些涂料大都能和钢板很好的结合在一起，具有很好的柔性、硬度、光泽、耐磨性、抗水性、抗油性和电绝缘性。特别是弹性聚氨酯，它的涂膜有较高的弹性，能够承受罐底上下起伏变形破坏
46、，广泛应用于钢罐内壁防腐和不动火修补。涂料的质量要求严格，且涂层要完整、致密、均匀。底层要求溶进蚀坑和焊缝。过渡层要求覆盖均匀。表面层分几道涂刷完成，是涂层的关键，每道都应力求均匀、完整、致密，不带入杂物。8.2.2 储罐外壁的防腐设计罐底的外部常用红丹漆做底漆，然后再涂沥青漆。这样做比较简便，涂层有良好的耐水防腐性能。但做好防腐层后，经过安装焊接，防腐层很容易被烧掉，加上焊缝处材质不均一，又无防腐层，极易遭到土壤的电化学腐蚀。所以，选择采用环氧富锌涂料代替红丹漆做底料。高浓的环氧富锌涂料具有良好的吸附力、强度和抗冲击性能，对水、光、热地作用有较强的抵抗能力，性质稳定，对钢材能起到阴极保持作用
47、，可焊性好，因此，特别适合作罐底外壁的底漆涂料，能有效的防止因为腐蚀导致油罐底部发生重油泄漏事故4。除此之外，可利用外加直流电源对强制阴极作保护，还要对管道的牺牲阳极和油罐的阴极进行保护，这需要对油罐的结构、防腐层的情况、土壤环境等基本参数调查取值，了解安装位置，再通过详细准确的计算，经济合理的布置，才能达到保护的目的。总体来说，防腐层的设计极其重要。这不仅能大大延长管道和油罐的使用寿命，简化维修保养程序，减少设备的更换次数，更重要的是保证设备的正常运行，不会因为管道或者油罐泄漏发生生产事故，保证重油的正常供应，保障生产系统处于良好的工作状态。第九章 重油库的安全性设计重油的运输、装卸系统、储油罐和油泵房是重油库设计的三个主要内容，对电解铝厂的重要性不言而喻。鉴于油品的特性和操作的特殊性，重油库的重中之重在于安全性设计，其中包括防泄漏、防雷电、防火灾、防静电和消防安全设施等五个重点。9.1 防泄漏设计重油的泄露事故除了管道爆裂泄漏事故、泵损坏泄漏事故外，最有可能出现的泄漏事故就是