第六章 原油储存与运输 石石油油是是工工农农业业生生产产的的重重要要能能源源之之一一。世世界界上上石石油油运运输输的的需需求求一一方方面面产产生生于于石石油油产产地地和和销销地地的的不不平平衡衡，另另一一方方面面是是由由于于现现代代工工农农业业生生产产的的高高度度发发展展，对对以以石石油油为为主主的的能能源源的的越越来来越越大大量量的的要要求求。所所以以石石油油的的海海运运量量在在近近几几十十年年内内一一直直趋趋于于上上升升的的趋趋势势，当当前前其其运运输输量量是是居居世世界界各各货货种种相相对对运运量量之之首首位位，在在所所有有新新能能源源尚尚不不能能完完全全取取代代石石油油前前，石油运量还将要维持在相当高的水平。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传统的石油运输是以桶装的件货运输为主要运输方式的，的，20世纪世纪上叶出现的上叶出现的散装石油运输散装石油运输，导致了，导致了现代化超级油轮的诞生和港口石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，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。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。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。第二类，石油产品是原油经过提炼而成的油品。它可分为：它可分为： （1)透明石油及其产品：如汽油，煤油透明石油及其产品：如汽油，煤油等轻质油品。等轻质油品。 (2)深色石油及其产品；柴油，润滑油等深色石油及其产品；柴油，润滑油等。 (3)沥青及其他沥青及其他：沥青呈固体状，是石油经提取油品后的剩余物。：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。在运输和装卸时，以件杂货处理。 二、石油的特性 1易燃性和爆炸性易燃性和爆炸性 石油和石油产品的易爆程度可以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用闪点、燃点和自燃点来衡量。 闪点闪点 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；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时的最低温时的最低温度；度； 自燃点自燃点 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。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；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。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在油库中最易发生且破坏性较大的是第一类爆炸。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，称为某种油蒸气的浓度，称为某种油蒸气的爆炸浓度下限和爆炸浓度上限爆炸浓度下限和爆炸浓度上限，其所，其所对应的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 不不同同的的油油料料的的挥挥发发性性是是不不同同的的，一一般般轻轻质质成成分分越越多多，挥挥发发性性越越大大，汽汽油油大大于于煤煤油油，煤煤油油大大于于柴柴油油，润润滑滑油油挥挥发发较较慢慢，同同时时油油料料在在不不同同温温度度和和压压力力下下，挥挥发发性性也也不不同同，温温度度越越高高，挥挥发发越越快快，压压力力越越低低，挥挥发发越越快快。从从油油料料中中挥挥发发出出来来的的油油蒸蒸气气迅迅速速与与空空气气混混合合，形形成成可可燃燃混混合合气气，一一旦旦遇遇到到足足够够大大的的点点火火能能量量，就就会会引引起起燃燃烧烧和和爆爆炸炸。挥挥发发性性越越大大的的油油料料的的火火灾灾危危险险性性越越大大。因因此此时时有有的的挥挥发发性性对对安安全全运运输、装卸和贮存具有重大的意义。输、装卸和贮存具有重大的意义。 再则，再则，石油的挥发会引起油量的减少和油质的降低石油的挥发会引起油量的减少和油质的降低，因为挥发成，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83g/L时，还会危及人的生命。所以这就是要求，时，还会危及人的生命。所以这就是要求，油码头要加强通油码头要加强通风，开放，配备必要的防毒面具以在检修管道或油堆时用。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：及其对火灾危险的影响主要表现在以下三个方面： (1) 流流动动性性油油料料，特特别别是是轻轻质质油油料料，具具有有很很强强的的流流动动性性。油油料料的的这这种种流流动动性性使使得得油油料料的的扩扩散散能能力力大大大大增增强强。所所以以，易易发发生生溢溢油油和和漏漏油油事事故故，同同时时也也易易沿沿着着地地面面或或设设备备流流淌淌扩扩散散，增增大大了了火火灾灾危危险险性性，也易使火势范围扩大，增加了灭火难度和火灾损失。也易使火势范围扩大，增加了灭火难度和火灾损失。 (2）油油料料比比水水轻轻且且不不溶溶于于水水这这一一特特性性决决定定了了油油料料会会沿沿水水面面漂漂浮浮扩扩散散。一一旦旦管管道道、储储油油设设备备或或油油轮轮把把油油料料漏漏人人江江、河河、湖湖、海海等等水水域域，油油料料就就会会浮浮于于水水面面，随随波波漂漂流流，造造成成严严重重的的污污染染，甚甚至至造造成成火火灾灾。这这一一特特性性还还使使得得不不能能用用水水直直接接覆覆盖盖扑扑救救油油料料火火灾灾，因因为为这这样样做做反反而而可能扩大火势和范围。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，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；油码头要和其他码头分隔并设在下游或下风处； (2）于于临临近近的的建建筑筑物物要要有有300m以以上上的的防防护护距距离离，并并要要和和居民区分开；居民区分开； (3)码头要设置合理的消防设施。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不同品种的石油产品一旦混在一起就不易分离，这就，这就要求石油产品在装卸运输贮存时要保持其纯洁性。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，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。炸。 6粘度油油品品的的粘粘度度是是表表示示油油品品流流动动性性的的指指标标，一一般般轻轻质质油油的的粘粘度度小小，流流动动也也快快；重重质质油油的的粘粘度度大大，流流动动也也慢慢。油油品品的的粘粘度度与与温温度度有有关关，温温度度升升高高，粘粘度度下下降降，流流动动性性好好；反反之之，温温度度降降低低，粘粘度度升升高高，油油品品易凝固。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。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。性。油品的膨胀性与体积、温度有关、一般说来，油品越轻，膨胀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。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。出一定的剩余空间，以适应这种特性的要求。 8毒害性 石石油油蒸蒸气气对对人人体体健健康康很很有有害害。因因石石油油中中毒毒或或吸吸入入蒸蒸气气而而引引起起中中毒毒的的情情况况时时有有发发生生，越越是是大大量量吸吸人人蒸蒸气气就就越越能能造造成成人人体体中中毒毒甚甚至至死死亡亡。 石石油油的的毒毒性性与与其其蒸蒸发发性性有有密密切切关关系系，易易蒸蒸发发的的石石油油制制品品比比难难蒸蒸发发的的石油制品毒性大。石油制品毒性大。 按照按照储运方式的不同储运方式的不同分为分为散装和整装两种散装和整装两种。 凡是用油罐、车（铁路油罐车或汽车油罐车）、船凡是用油罐、车（铁路油罐车或汽车油罐车）、船（油轮、油驳）（油轮、油驳）、管道等储存或运输的油料称为、管道等储存或运输的油料称为散装油料散装油料。在油库中，油罐是储存。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。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凡是用油桶及其他专用容器整储整运的油料称为称为整装油料整装油料。油。油桶是储存整装油料的主要容器。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海上油田储存与运输方式 （1）海上储存，油轮运输）海上储存，油轮运输 （2）海底管道，岸上中转站）海底管道，岸上中转站 其他方式运输。其他方式运输。 油轮油轮 平台储罐平台储罐 海底油罐海底油罐 重力式平台支腿油罐重力式平台支腿油罐 四、 石油的装卸设备 石油的石油的装卸设备主要包括输油泵、管线及附加装卸设备主要包括输油泵、管线及附加设备设备。 1、输油泵 油油品品装装卸卸用用输输油油泵泵。输输油油泵泵的的作作用用是是产产生生压压能能，使使油油品品在在压压差差的的作作用用下下流流动动。输输油油泵泵一一般般要要求求排排量量大大，扬扬程程较较低低；扬扬程程高高时时，采采用用多级离心泵；扬程低的采用单级离心泵。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)流流量量：指指单单位位时时间间内内从从泵泵的的排排出出口口所所排排出出的的液液体体体体积积，用用Us, m3/h表示。表示。 (2)压压头头（扬扬程程）：指指单单位位重重量量液液体体通通过过泵泵所所获获得得的的能能量量增增值值（用用m表示）。表示）。 (3)功功率率和和效效率率：泵泵在在单单位位时时间间内内对对液液体体所所做做的的功功，称称之之为为有有效效功功率率 (4)转数转数n：指泵轴或叶轮每分钟旋转的次数，单位指泵轴或叶轮每分钟旋转的次数，单位r/min. (5)允允许许吸吸人人真真空空高高度度Hs,是是指指泵泵在在正正常常运运转转的的情情况况下下，泵泵入入口口处处许可的最大真空度，单位为许可的最大真空度，单位为m（液柱），它标志泵的吸入性能。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。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 输输油油泵泵的的型型号号，应应根根据据原原油油性性质质和和输输油油参参数数进进行行选选择择，一一般般宜宜选选用用离离心心泵泵，同同一一泵泵房房内内，泵泵型型应应尽尽量量一一致致。配配用用电电机机应应优优先先考考虑虑防防爆爆型电压力求一致。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）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。、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。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；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。泛应用。 1)钢管 钢钢管管按按其其制制造造方方法法分分为为无无缝缝钢钢管管和和焊焊接接钢钢管管。无无缝缝钢钢管管又又分分为为热热轧轧和和冷冷拔拔两两种种，油油库库常常用用的的是是热热轧轧普普通通无无缝缝钢钢管管。它它的的主主要要优优点点是是：品品种种规规格格多多，强强度度高高，安安全全可可靠靠。无无缝缝钢钢管管的的规规格格用用外外径径乘乘壁壁厚厚表表示，如们示，如们59mm x 45mm，表示外径为表示外径为159mm。壁厚为壁厚为45mmo 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，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。较低。 2)胶管 油油库库常常用用的的胶胶管管主主要要有有输输油油胶胶管管、重重型型输输油油胶胶管管、钢钢丝丝编编织织输输油油胶管等。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。管。适合用于油轮的装卸，也可用于军舰加油。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 钢钢丝丝编编织织输输油油胶胶管管由由内内胶胶布布缓缓冲冲层层或或棉棉线线螺螺旋旋钢钢丝丝、中中间间胶胶层层、钢钢丝丝编编织织层层和和外外胶胶层层组组成成。承承压压能能力力较较高高，工工作作压压力力为为980kPa。这这种种胶胶管管没没有有接接头头，可可以以截截断断使使用用。可可以以作作为为排排出出管管，也也可可用用于于吸吸人人管路。管路。 4)软质输油管软质输油管 这这种种输输油油管管主主要要由由能能承承受受内内压压和和拉拉力力的的编编织织骨骨架架层层和和防防渗渗内内外外保保护护层层组组成成。编编织织骨骨架架层层采采用用锦锦纶纶涤涤纶纶做做主主要要材材料料，内内外外保保护护层层采采用用橡胶做主要材料。它的优点是重量轻、存放体积小，使用方便等。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.油船装卸油船装卸 在国内外油港，油船装卸方式可分为：在国内外油港，油船装卸方式可分为： （1)靠码头直接装卸靠码头直接装卸，目前我国大部分油码头均采用这种方式。，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。点设置的靠船设施。油船的海上泊地，按其油船的海上泊地，按其构造形式及输油管方式分类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。单点系泊方式是油船的船首系在一个浮筒上的方式。 多多点点系系泊泊方方式式是是将将油油轮轮的的船船首首与与船船尾尾用用数数个个浮浮筒筒保保持持在在一一定定方方向向 的系泊方式。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：如：船一船直接装卸，船一驳直接装卸。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油船载重量的1/10或稍多或稍多，载重吨位为，载重吨位为6万吨级的油船每小时卸油万吨级的油船每小时卸油6500m3，载重吨位载重吨位为为20万吨级的油船每小时卸油万吨级的油船每小时卸油15000m3. 我国我国24000t油船的自卸时间平均为油船的自卸时间平均为16.5h.我国石油装船一般用设在我国石油装船一般用设在岸上的油氮向岸上的油氮向10万吨级油船装油用万吨级油船装油用4台油泵，每台生产率为台油泵，每台生产率为3000m3/h,用用10个多小时可装满。装原油、重油及轻油多用离心泵，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。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）管道设计与施工海底输油（气）管道设计与施工