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中图分类号:G640 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)51-0200-02
本科毕业设计(论文)是培养学员综合运用所学基础理论、基本知识和基本技能,提高分析、解决实际问题能力和独立工作能力的重要教学环节。
油气储运工程专业培养适应油气储运工程发展需要,具备工程流体力学、油气储运工程学等方面基本理论、基本知识及基本技能,获得进行科学研究的初步训练,基础扎实、知识面广、能力强、综合素质好,具有创新精神和实践能力的油气储运工程应用型人才。为提高其实战能力,油气储运工程专业毕业设计推荐采用“真题真做”,题目主要来源于实际的工程项目、科学研究项目等,并运用项目式管理进行设计,使学员如临其境,切身体会到项目的实际流程以及技术管理办法。油气储运工程专业工程设计类题目一般占到整个毕业设计题目的80%左右,所以我们主要针对该类型本科毕业设计进行探讨。
一、为什么设定毕业设计基本工作量要求
本科毕业设计时间为3月到6月初,去掉培训、调研和综合演练所占用的1个月时间,其有效毕业设计时间为2个月。如何使学员在较短的设计时间内提高毕业设计论文质量,一直是探讨的核心问题。在毕业设计初期,学员选到题目,往往比较迷茫,不知道具体要做什么事情,对论文的字数要求、图纸要求、论文的深度更是一头雾水。初次带毕业设计的教员虽然有做项目的经验,但是对本科毕业设计论文难度及论文指导程度把握不是很准确。其实这些问题也就是本科毕业设计论文的基本工作量是如何界定的、论文是否有创新两个核心问题。我们以“毕业设计工作量”、“本科毕业设计创新”关键词在互联网上搜索,关于“本科毕业设计创新”一定会搜出很多条目,“毕业设计工作量”搜出的条目较少,且基本大同小异,主要是根据不同的论文类型,对字数、图纸质量、实验结论等进行规定。但是为了达到通用性要求,均比较粗略,没有借鉴意义。对学院来说,因其管理的宏观性,不可能给出具体的界定。但是每个专业可根据专业特点进行基本工作量的设定,让学员和初次带毕业设计的教员一开始就对毕业设计到底是什么,要做到什么程度有较为清晰的认识。针对工程设计类题目,它的基本工作量应该达到什么程度呢?
二、工程设计主要包括哪些内容[1]
根据项目的类型分为新建、改建和扩建3种类型。根据项目实施阶段分为可行性研究、初步设计、施工图设计等3个阶段。由于时间较短,为保证设计质量,我们将毕业设计的难度定为初步设计阶段。初步设计阶段主要包括设计准备工作、工艺流程设计、工艺设备选型设计、库区布置设计、管路配置设计等内容。
1.设计准备工作。该部分是指根据导师下达的设计任务书,正确领会对工艺提出的要求。明确所承担的设计任务和主要内容,确定其方法步骤。订出工作计划。利用设计前调研时间,深入到已建的油库实地调研,了解掌握油库油品的种类、数量,主要采用的技术、设备及工艺,还有该地区的地形资料、地质资料、交通资料、气象资料等,这些资料的收集是油库水力计算、热力计算、建(构)筑物基础与管线埋深、做法的依据,不可忽视。尤其应重视了解油库新的技术、设备及工艺应用情况,并收集设计所需的国家和行业标准、规范及相关的资料。资料包括外部资料、内部资料、技术经济资料、各类设备技术手册或样本等。
2.工艺流程设计。该部分是确定油库工艺流程。要求运用所掌握的各种资料,先作出几种流程方案,根据有关的基本理论进行对比分析,着重评价投资与成本,从中选择出一种技术先进、经济合理、安全可靠的工艺流程,并绘制油库工艺流程图。
3.工艺设备选型设计。该部分是初步确定了系统设备的构成,这其中的设备只是一个概念,工艺设备选型就是通过工艺计算确定设备具体的规格和型号。油罐、油泵等各种定型设备选型涉及水力、强度、热力等计算。在工艺计算阶段应理论联系实际,学会发现问题、分析问题和解决问题,搞好计算的必要条件是概念清楚、方法正确、数据齐全可靠,并且必须按规定的步骤进行。
4.库区布置设计。该部分主要包括储油区、油品装卸作业区、行政生活区的布置设计。其中储油区和油品装卸作业区布置设计是工艺设计中的重要内容,它的首要任务是确定整个工艺流程中的全部设备在平面上和空间中的具置。油库布置设计在工艺流程设计和工艺计算及设备选型后进行。库区布置设计完成之后要绘制油罐区和油品装卸作业区的平面、立面布置图。
5.管路配置设计。该部分任务是确定油库全部管线、阀件、管件及各种管支座的位置,以满足工艺的要求。设计时应考虑节约管材,便于操作、检查和安装检修,而且做到整齐美观。管路配置设计应在工艺流程设计和储油区、油品装卸作业区布置设计完成的基础上进行。
三、设计说明书主要包括哪些内容
根据设计的内容包括油库设计总说明、总图布置说明、工艺设计说明书和消防部分说明等。
1.油库设计总说明。(1)阐明本设计的任务依据和技术依据。其中任务依据包括已批准的设计任务书和有关协议、主要文件、会议记录等的名称及所属文号、设计采用的规范和标准等;(2)阐明油库的性质、经营油品种类、供应范围、油库的总容量和经营特点;(3)阐明油库建设区域的自然条件(地理位置、地形地貌、水文气象、工程地质、地震等级等)、周围环境(与居民点距离、附近有无其他大中型企业或重要建(构)筑物和其他危险物品)水电、运输、通讯等情况;(4)人员编制情况说明。包括行政人员、技术人员、工人和消防警卫及勤杂人员;(5)阐明主要技术经济指标和总投资额;(6)阐明本单位承担的设计项目和委托其他单位的设计项目。
2.总图布置说明。(1)说明总图布置的指导思想,分析总图布置的优缺点;(2)油罐的结构类型、单个容积;(3)库内运输方式。
3.工艺设计说明书。(1)工艺流程;(2)铁路(公路或水运)油品装卸方式、货位(或泊位)的个数、专用线长度;(3)发油方式,汽车装油的鹤管数,桶装灌油栓个数;(4)装卸油泵及机组的型号及台数,输油管的规格;(5)油库的装卸能力。
4.消防部分说明。(1)油罐及其他生产设施采用的消防方式;(2)消防所需的灭火剂量和水量;(3)消防泵的台数、型号、规格及其使用的动力;(4)其他消防设备(消防车、泡沫液罐、消防水罐等);(5)消防管道的布置和管径;(6)油库消防灭火系统工艺计算书;(7)消防、给排水设备表等。
对于本科毕业设计(论文)来讲,文字部分主要是一份完整的设计计算说明书,要求思路清晰,符合最新的国标和行业标准,结论正确,不一定非要达到一定的字数。有的学员论文厚厚的一摞,一翻里面的内容,逻辑混乱,东拼西凑,仍然是达不到毕业设计要求的。有的学员论文字数少,但是能够围绕设计内容,设计步骤齐全,主题突出,立意较新,不仅仅可以达到毕业设计基本要求,甚至可以评选优秀论文。
四、主要技术图纸
油气储运工程专业因其专业特点,设计图纸是必不可少的。
1.绘图原则。绘图原则具体参见GB/T 13361-2012《技术制图通用术语》、GB/T 14665-2012《机械工程CAD制图规则》、GB/T 16675.1-2012《技术制图简化表示法第1部分:图样画法》、GB/T 16675.2-2012《技术制图简化表示法第2部分:尺寸注法》和SY/T 0003-2012 《石油天然气工程制图标准》等。
2.图幅大小的确定。一般来讲,油库总工艺流程图采用A1图幅,分区及泵房工艺流程图采用A2或A3图幅。根据实际情况,可绘制加长图幅。
3.图幅比例的确定。平面布置图均严格依据国标和行业标准按比例进行绘制。工艺流程图通常不严格按比例绘制,各个设施、设备之间的位置关系也可以不受总平面布置图的约束,工艺流程图以表达清晰、工艺准确为原则。根据毕业设计难度在初步设计阶段的要求,工艺技术图纸主要包括平面布置图、工艺流程图、设备设施平立面图、局部详图等。具体包括库区位置图、油库总平面布置图、罐区工艺布置图、装卸作业区工艺布置图、管网综合平面布置图、库区消防平面布置图、油库总工艺流程图、油库消防灭火系统工艺图、库区设备防雷、防静电接地图;管网局部详图、管路附件详图、管架、支座配置图等,还包括图纸清单、设备材料清单等。
对学员来讲,2个月的时间不可能一个人完成整个油库的设计,一般来说,设计分组进行,“一人一题,真题真做”。通过设定油气储运工程专业工程设计类毕业设计基本要求,教员有针对性地进行专业的引导和帮助,缩短学员获取有效资源的时间,提高获取有效资源的质量;缩短了学员进入毕业设计状态的时间,在毕业设计过程中,更有针对性地查找资料,规范地进行设计,用更多的时间进行创新研究。不仅提高了个人解决问题、分析问题的实战能力,培养了团队协作精神,还达到进一步提高毕业设计论文质量的目的。
参考文献:
【关键词】油气储运 火灾危险分析预防
中图分类号: P641.4+62 文献标识码: A
一.引言
由于石油及天然气的主要成分是烃类碳氢化合物,具有易燃、易爆、易聚集静电、易中毒等特性,而油气储运过程中是在特定的条件下进行,特别是输油管道,加热加压是管道运输的特点,故具有极大的火灾及爆炸危险性。一旦发生事故,可能造成巨大的经济损失和人员伤亡,并带来恶劣的社会影响。因此我们应该在油气的储运中坚决杜绝火灾的发生,安全合理的进行油气的储运。
二.油气储运的火灾危险性分析。
1. 设备故障带来的危害。
设备故障与日常检修及介质特性有直接关系。油气储运设备设计的不合理、工艺缺陷、管线的腐蚀、操作压力的波动、机械振动引起的设备疲劳性损坏以及高温高压等压力容器的破损,易引起泄漏及爆炸。如采用塑料管、橡胶管输送气态物料时,会因意外撞击、热胀冷缩、振动疲劳、自然老化等因素造成大量气体外泄。密封垫圈老化、损坏,也会发生泄漏。如果是可燃气体泄漏,遇到点火源就会发生火灾、爆炸;如果是有毒气体泄漏,就可能造成大量人员伤亡
2. 不防爆设备及电器带来的危害。
工艺设备及电器线路如果未按规定选用防爆型或未经防爆处理,泄漏的可燃液体、气体遇机械摩擦火花或电气火花极易发生火灾爆炸事故。
3. 防静电措施不到位。
油气储运过程中,防静电措施容易被忽视。油气在管道和设备内流动会因摩擦而产生静电,如果静电不能及时导除造成电荷积累,导致火花放电,就会引起火灾爆炸事故。
4. 违章动火作业。
在易燃易爆的储运设备及装置区域内进行设备检修,往往需要进行焊接与切割作业,以及使用喷灯、电钻、砂轮等可能产生火焰、火花和赤热表面的临时性作业。所以违章动火主要体现在以下四个方面:
第一,违章指挥,动火审批不严。为了抓生产、抢进度,一些领导不顾或忽视安全规定,在不具备动火的条件下贸然审批动火。
第二,盲目动火。有的职工不熟悉动火管理规定,或存在侥幸心理,不办理动火手续,有的职工本身不具备动火资格,忽视动火管理规定,贸然动火酿成火灾。
第三,现场监护不力。作为现场监护的监护员没有完全履行自己的职责,仅仅流于形式。
第四,扑救措施不力。在不配备相应的灭火器、无人现场监护的情况下动火,导致小火未能及时扑灭,终酿成大火。
5. 执行操作规程不严格。
第一,执行操作规程不严格,操作人员误操作。误操作表现为错开(闭)阀门,或未关严阀门;该置换的容器及管道未置换或置换不彻底;未采取优先措施拆卸设备等,都易造成超压、超温、油气泄漏,最终导致火灾。
第二,职工对于工艺操作系统缺乏全面的了解,特别是国外引进设备,仅仅局限于使用说明上的介绍,没有认真细致地研究过系统的操作要求、物理化学特性、工艺流程。将国内外相类似的设备、系统一概而论,生搬硬套。
第三,随意删改安全操作规程。设备、工艺系统的安全操作规程是经验教训的积累,但是由于操作的繁琐,致使操作人员删改规程,减低了安全性。也许类似操作了几次没有发生事故,造成操作人员思想麻痹,久而久之长期违反操作规程就形成了习惯性违章。
第四,缺乏严格的岗位培训。没有对上岗职工进行针对性的岗位操作培训,没有明确操作的规范性,致使在岗职工麻痹大意。
第五,监管机制不力。对于操作岗位的习惯性违章警惕性不高,没有充分认识到习惯性违章的严重危害性,没有制定相应的管理机制,形成一种明明是习惯性违章,却听之任之不予纠正的怪圈。
三.如何预防油气储运中的火灾危险。
1. 做好设备的维护保养。
定期对设备维护保养。针对各种设备的特性严格按保养规程进行维护,工艺流程操作前做好工作危害分析,控制操作风险。
2. 做好防火设计及安全装置。
第一,设备泄漏等往往起源于设计阶段,因此抓好防火设计十分重要。首先是设备的设计、选型、选材、布置及安装均应符合国家规范和标准。根据不同工艺过程的特点,选用相应的耐压、耐高温或耐腐蚀的材质,按规定进行制造和安装。其次是新建、改建、扩建生产装置布局,单元设备布置,防火安全设施的设计和实施应遵循有关规范,做好严格的防火审核工作,充分考虑防火分隔、通风、防爆泄压、消防设施等因素。同时对设备、电气的防爆要求严格把关,从而消除先天性火灾隐患。
第二,防火安全装置在生产中广泛使用并取得良好效果的有:①阻火设备。它包括安全液封、水封井、阻火器、单向阀、阻火阀等,其作用是防止火焰窜入设备、管道或阻止火焰在其间扩展。②防爆泄压设备。包括安全阀、爆破片(防爆片)、放空管等,安装于压力容器、管道等生产设备上,具有降压防爆的作用。③火星熄灭器。安装于产生火星的设备和装置,防止火星飞出引燃可燃物,如机动车辆使用的火星熄灭器。④自动探测器。用于检测可燃气体浓度、温度、烟雾等,当超过一定值(浓度)时自动报警,并与各种联锁装置联动。
3. 做好防静电处理。
油气储运的设备均应做好防静电接地。接地点应牢固,螺纹连接部位的电阻值过大时应充分利用跨接,使整个生产过程中的设备和管线的接地电阻值符合规范要求。
4. 落实动火作业措施。
(1).拆卸。在可能的条件下,拆卸禁火区内需要动火的设备、管道及其附件,移至安全的地方去动火,动火作业完成后再装回原处。
(2). 隔离。将需要动火的设备、管道及其附件和相关的运行系统做有效地隔离,如在管道上加堵盲板或拆掉一节管子等,阻隔易燃易爆的物料和介质进入动火作业点。
(3). 清理现场。动火要清理现场,这是最基本的要求。动火前应把动火点四周的易燃易爆物品转移至安全地方,现场应打扫干净。
四.关于防火的培训。
1. 强化安全培训。
油气储运的从业人员要相对稳定,加强职工的纪律性,制定并严格执行操作规程,提高职工业务素质水平和生产操作技能。
2. 全员安全培训。
经常进行消防安全教育,强化职工的消防安全意识,了解消防安全常识,增强职工的消防安全素质。
3. 岗位安全培训。
针对各种岗位职工,培训本岗位的安全操作规程,使之熟练掌握本岗位的安全操作规程,持证上岗。
4. 处置事故培训。
要针对工艺装置危险区实际情况,认真制订各种事故处置预案,并定期组织演练,在演练中发现问题修正预案,使预案贴近实战,提高处置事故的整体能力,一旦发生事故,能有效处置,最大限度的减少人员伤亡和财产损失。
五.结束语
天然气具有易燃易爆的特点,在储运中要格外引起注意,通过对火灾危险因素分析,提前做好相关对策,防范于未然,这样才能从根本上确保无火灾事故发生。
参考文献:
[1] 董守聪 王兴库Dong Shoucong Wang Xingku 油气储运中的火灾危险分析及预防 [期刊论文] 《石油库与加油站》 -2008年5期
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[3] 黄郑华 李建华 李海林 湛爽 液化石油气火灾爆炸事故类型分析 [期刊论文] 《油气储运》 -2003年8期
[4] 李天祺 赵振东Li Tian-qiZhao Zhen-dong 油气储运系统钢结构设备地震火灾效应研究 [期刊论文] 《地震工程与工程振动》 -2005年6期
[5] 周毅 赵晓刚 层次灰色评估法在油库火灾危险评估中的应用 [期刊论文] 《油气储运》 -2012年9期
【关键词】自动化技术 油气储运应用
中图分类号:F470.1 文献标识码:A
一.引言
二.我国油气储运的概述。
近几年以来,我国油气储运工程事业已经大力发展起来。西气东输管道和西部管道等油气长输管道已经建成运用,这些管道技术都显示了我国对成品油、原油和天然气管道输送技术的更深层的应用以及更深的研究探讨。一些石油战略储备库的成功建设标志着大型地面原油储运工程技术提高到了一个更加先进,更加新颖的技术水平。同时,我国油气储运工程也对国际先进理论与国际高端技术(数字化管道技术、HSE管理技术和油气混输管道技术)进行了极好的发展与应用。这些都标志着我国的油气储运工程技术已经迈入了一个更加新颖,更加深层的改革创新发展阶段。
三.油气储运工程中应用的技术。
我国油气储运工程中应用的技术日益增多,其主要表现在以下三个方面:
天然气制冷技术在天然气储运中的应用。
目前,天然气液化主要有三种制冷工艺,即级联式制冷循环、混合冷剂制冷循环和带膨胀机制冷循环。级联式制冷循环,利用某一制冷剂的蒸发来冷凝另一种较低沸点的物质而组成逐级液化循环,主要应用于基本复合型天然气液化装置。混合冷剂制冷循环是以多组份混合制冷剂为工质,进行逐级的冷凝、蒸发、节流膨胀,从而得到不同温区的制冷量,达到对天然气逐步冷却和液化的目的。基本复合型天然气液化装置广泛采用了各种不同类型的混合制冷剂液化流程。带膨胀机制冷循环 利用高压制冷剂通过透平膨胀机绝热膨胀制冷实现天然气液化的流程。根据制冷剂的不同,分为天然气膨胀液化流程、氮气膨胀液化流程和氮-甲烷膨胀液化流程。带膨胀机制冷循环适用于液化能力较小的调峰型天然气液化装置。
天然气水合物储运技术在油气储运工程中的应用。
天然气水合物不仅具有再次汽化时释放速度相当慢并且极易控制的优点,还具有安全性能比较好的优点。天然气水合物储运技术是一种新颖的天然气储运技术,并且具有广泛的发展前景。同时,低成本释放与存储技术不仅是该项技术的难点,天然气水合物快速高效连续制成技术也是这项技术的难点。
高压水射流技术在油气储运工程中的应用。
高压水射流技术在油气储运工程中的应用主要表现在以下几点:高压水射流技术能够使质量与容量得到保证,在对油库储罐进行一段时间的使用后,储罐底部易于结垢,这些结垢会影响油品质量与容量,此时,就应该对储罐进行合理的清洗;高压水射流技术能够使传热效率得到提高,当对粘油罐进行加热的过程中,一些传热设备(热传器和锅炉等)有着严重的结垢,使这些传热设备的能耗极其加大,传热效率极其降低,此时,运用高压水射流技术不仅使结垢层得到有效的清除,还使能源的利用效率与传热效率得到提高,以下设备的清洗主要运用到高压水射流清洗技术:各种各样的换热器设备,管道小型储油设备,油桶和油罐车小型储油设备。
四.自动化技术在提高设备运行效率方面的应用。
1. 泵类设备的运行效率的高低直接决定了生产单位的电耗指标。
对大型外输泵的运行效率实施了自动化监控,它的主要监控原理是通过能耗计量仪表计量电机的实耗电量,再通过泵的进出口压力和流量确定泵的输出有用功,现场的一次仪表将参数采集到中央处理机,再经过运算程序计算出泵的实时泵效。技术人员通过对实时泵效变化情况进行分析,找出泵的效率变化原因,在实际应用的过程中,先后发现了:进口过虑器摩阻损失、出口阀组的节流、原油的温度(粘度),以及电机运行效率对泵的影响,值班人员通过现场操作,使首站的泵的运行效率始终保持在70%以上,相对没有实施监控系统以前提高了5个百分点,单台220kw的外输泵一年可节约近两万kw.h。
2. 完善加热炉自动监测,增加原油进、出口压力、温度,水套压力、温度,排烟温度、燃油流量、压力,炉膛压力、烟气含氧量分析等监测点。
3. 在控制系统中,设定出口介质加热温度,根据油温的变化来改变燃烧器的大小火切换,同时通过相应调整供风系统,提高燃烧器的燃烧效率,从而达到提高水套炉效率的目的。
4. 安全检测联锁保护系统的加强,增加水套炉压力保护、原油进出口压差(防止滞留)检测、水套炉水位低限报警、利用光电管监视燃烧情况,原油出口温度超高监测,并建立联锁保护。
5. 自动化技术在办公自动化方面的应用。
(1). 生产报表自动化生成,主要是依据目前的focs系统对现场生产参数的自动采集生成数据库,对数据库的有关数据进行筛选,并进行自动累计和计算,生成当日生产报表。自动报表可以有效的避免手工填写报表因人的责任心的问题填写的错误。并可以作为工人当日生产业绩的考核依据。大大提高管理的量化考核力度。以下是首站自动报表生成界面。
(2). 办公网络化管理主要是依托网络技术,在内部建立局域网络,将站内的生产数据,技术资料和其他管理资料实现共享,并且通过服务器与上级部门的网络联网将本站的生产数据上传到上一级管理部门。同时可以对生产进行指挥与分析,通过采集真实准确的生产信息,进行科学的分类整理,采用有效的分析方法,使管理者对现场的生产做出正确的指挥,对暴露出的问题进行分析和决策。使用一些先进的经济分析方法(如投入产出分析)可以充分全面地考虑问题,并做出科学的分析和判断。把管理人员从繁重的信息收集整理和统计中解放出来,使厂各级领导能利用计算机网络准确、及时、全面地掌握信息,统筹安排生产和经营工作,提高工作效率和经济效益。
6. 目前原油的输送多采用管线输送,原油在输送过程中存在着两方面的能量损失,即摩擦阻力损失和散热损失。因此,必须从这两个方面给流体提供能量——加热站提供热能和泵站提供压力能。在管输管理中,要正确处理这两种能量的供求平衡关系,因为这两种能量损失的多少是互相影响的。一般来说,散热损失是起决定作用的因素。摩阻损失的大小取决于油品的粘度,粘度的大小取决于输送温度。提高加热站的出站温度,使油品在较高的温度下输送,原油的粘度降低,摩阻损失减小,但散热损失增大。所以在原油管输过程中存在着能耗最小的优化输送选择。
五.结束语
我国可以采用自动化技术和计算机信息技术,不断的优化油气储运参数,并进一步提高油气储运的效率。运行计算机技术和自动化控制技术,对管线进行实时的监控,同时可以采集首端个末端压力、流量、温度以及粘度等各项参数,利用双向微波将其数据信息传送到首末站的控制室之中;并在此基础上编写和优化参数程序。自动化技术在原油储运过程中的应用不但提高了生产系统的运行效率而且提高生产的安全性。因此,我们应促进自动化技术在油气储运过程中的应用,提高经济效益。
参考文献:
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[5] 魏孔林 王海成 许巧娟 张文浩 自动化技术在油气储运过程中的重要作用 [期刊论文] 《中国科技博览》 -2012年21期