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第九章液体货装卸工艺液体货是指以液体状运输和储存的货物，主要货品为石油及成品油、液化气及液体化学品。第一节概述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。当空气中含油蒸汽的量处于爆炸上限和爆炸下限之间，才有爆炸的危险，而且爆炸极限的幅度越大，危险性就越大。如果低于爆炸下限，遇明火，既不会爆炸，也不会燃烧；当空气中含油蒸汽的量超过上限时，遇火只会燃烧而不会立刻爆炸，并在燃烧过程中可能突然转为爆炸。这是因为油品蒸气在空气中所占的体积百分比在姗烧中逐渐降低而达到爆炸上限的缘故。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。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)油料的流动性油料，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．粘性和凝结性油品的流动性能叫做粘性。各种石油产品及原油的粘性是不同的，有的粘性小，容易流动如汽油；有的不仅在低温下有很大的粘性，甚至在夏季气温较高的情况下，仍是凝结的，如某些原油及不透明的石油产品。任何液体都有粘度，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。膨胀性表现为物资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。因石油中毒或以吸人起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。有的油品，如四乙基铅的汽油蒸气毒害性更大，它可以通过皮肤接触使人中毒。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。第二节石油的存储设备一、油库概述油库是储存、转运和供应石油及石油产品的专业性仓库，是协调原油生产和加工、成品油运输及供应的纽带。根据油库的管理体制和业务性质，油库可以分为独立油库和附属油库两大类型。第一类是独立油库。独立油库是指专门接收、储存和发放油品的独立企业或单位，它包括民用油库和军用油库两种，其中民用油库又分成储备油库、中转油库和分配油库；军用油库分为储备油库、供应油库和转运油库。第二类是附属油库。附属油库是指企业或其他单位为了满足本部门需要而设置的油库。它也包括民用油库和军用油库两种。其中民用油库又分成油田原油库、炼油厂油库、机场及港口油库、农机站油库和其他企业油库；军用油库分为机场油库和地面部队油库。储备油库平时主要担负战略后方和战役后方的油料、油料器材的储备，日常油料供应任务较少。储备油库的容量一般都较大，多为隐蔽性好、防护能力强的山洞库或地下库。供应油库在储存一定数量油料的前提下，主要任务是保障一定区域内各单位的用油，其库容量一般较储备油库小，油料品种比较齐全，收发作业频繁。转运油库承担油料的中转任务，一般设在口岸或交通枢纽地区．将经水路或铁路运来的油料卸下，再经由铁路、水路或公路转运给用油单位。1．按管理体制和业务性质划分2．按容量和年供应量收发量划分二、油罐储油方式油料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。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。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。油桶是储存整装油料的主要容器。1．油罐的基本要求油罐应由不燃材料制成，易于防火，与油品接触不发生化学变化，不影响油品质量；油罐应严密性好，不发生油品及其蒸气渗漏；油罐的结构及附件简单，坚固耐用；便于施工和管理。2．油罐的类型（1)从建筑形式分，贮油灌可分为，地上、地下和半地下等各不同形式，我国常用的是地上油罐形式。(2)油罐的结构形式分：①拱顶式是最常用的一种钢制油罐的形式。②浮顶式油罐的顶是浮动的，即它可随罐内油及油蒸汽的多少而上下浮动。③呼吸顶式这种油罐具有柔性的罐顶。(3)按油罐使用的不同材料分：油罐的种类很多，按材料分可分为金属油罐和非金属油罐。①金属油罐金属油罐按形状可分为：⑦非金属油罐非金属油罐主要有土油罐、砖油罐、石砌油罐和钢筋混凝土油罐等。(4)金属罐和非金属罐比较三、其他储油方式散装油料除了采用各种油罐储存外，还可采用水封和盐岩油库储存。1．水封储油水封储油有水封油库、人工水封石洞油罐和软土水封油罐三种。（1)地下水封油库，即利用地下水密封库壁的无衬砌石洞油库，它是在有稳定地下水的地区（在地下水水位以下至少5m)开挖石洞，用水冲洗洞穴后直接在洞内储油；洞壁不做混凝土被覆，也不贴衬里。这种方式储油的原理是利用水的密度比油大，同一高度上岩洞周围地下水的静压力比油的静压力大，且油水不相容的特性，靠周围岩体裂隙中稳定的地下水的压力把油封在石洞中。水封油库可用来储存原油、重油、柴油、汽油、航空油料等各类油料，我国目前已经建成用于储存原油和柴油的水封油库。(2)人工水封石洞油罐是一种基于水封原理又不受建库地区、地下水位限制的油罐。它是在岩体中开挖好洞罐后，进行罐体混凝土离壁被覆，利用被覆层和岩体之间的预留空隙充水而成水套层，并在罐顶做水封层，罐底做水垫层，从而使混凝土罐处于水的包围之中，由于水面高于罐内油面，罐体上每一点的水压力都大于该点的储油静压力。从而实现了水封储油。我国已经建成的10000厅的水封石洞罐，经过试验情况良好。(3)软土水封油罐是在稳定地下水位以下的软土中建造混凝土油罐，利用地下水的压力来封存罐内油品。地下盐岩库储油，即利用在盐岩中打井并冲刷出来的洞穴储油的方法。盐岩分布很广，埋藏很深的盐岩，孔隙率和渗透性几乎等于零，具有很好的气密性和液密性。盐岩与各种油品或液化气接触时，不发生化学变化，不溶解，不影响油品或液化气的质量。因此，在盐岩中构筑地下油库是一种理想的储油方法。2．地下盐岩库储油第三节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。一、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1．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，泵人口处许可的最大真空度，单位为m（液柱），它标志泵的吸人性能。泵铭牌上给出的流量、扬轴功率、效率都是用水试验得出的。2.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二、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、油艘、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。固定物油管多用钢管；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159