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论文知识案例-抚顺市葛布北街加油站设计

2021-04-09 11:09:43

  随着经济的提升,各关联产业也不断获得进步。而且人们的生活水平都达到了一定高度,越来越多的人通过购买自己私家车来满足自驾出行的需求,城市人口的增加也导致私家车数量的增加,同时随着国民经济的快速发展,各个行业都多多少少需要汽车的运输,加油站正是激活运输产业的重要一环。可以说,加油站在城市发展进程当中是不可或缺的。加油站作为石油的成品油零售供应商,直接为基层服务窗口提供便捷。同样,加油站作为城镇快速发展的基础设施,它也牵动着交通的进步以及相关旅游业的发展。所以,本文将从加油站的角度来明确当地车辆的加油需求,同时在现场进行测量和勘察,得出相关的数据。对于这些数据进行计算、解读、分析,了解安排加油站的合理方式,也了解当地加油站建立的具体规模和容量,促进相关经济发展。为了更好的提高加油站的安全、为顾客提供服务,此加油站摒弃了一些传统加油站的思想,加入了智能化管理措施,更加方便了加油站的生产与管理,加入先进的火灾预警系统以及防雷防静电设施。伴随着加油站建设的迅速发展的同时也不能忽视节约能源和环境污染,通过三次油气回收系统将废弃油品科学利用,既降低了成本又达到了保护环境的可持续发展理念。

  1.1研究的目的和意义

  社会经济的不断提升,各个家庭也逐渐的步入小康。每个家庭都喜欢通过买私家车满足自身出行需求,而这也代表着交通运输行业获得了极大提升,同时,交通运输的主题也是汽车运输。每时每刻都有庞大的汽油柴油消耗,把人比作车,汽油柴油就是食物,那么加油站就是所谓的“粮仓”,它负责给各种机动车辆加油,选择正确的加油站站址应该综合考虑。而这不同因素包括外界的环境因素和内在的市场因素,外界的环境比如交通、地理、天气等,内部的市场包括加油品类、设备问题、经济、安全等,所以这是包括多个方面的。除此之外,为了有效的预防事故、降低事故的损失,对各种事故和意外因素也应该考虑到位,在设计时做到安全可靠。

  加油站是交易油品的场所,而油品具有易燃易爆易挥发等危险特性,加油站作为公共产业的一个部分,其也是在城市建设过程以及社会生产过程当中的重要节点。加油站作为城市服务反映的内容,和人民的生活以及城市的发展是有着很大关联的,它的性质也更是展现了双重性质,公益性和企业性都是其职能要素。无法避免的会建立在市区,加油站内有很多车,所以其因素也不可避免。如果控制不当,那么极容易发生一些安全的事情,造成财产损失,造成人员伤亡。所以对于加油站本身安全来讲,必须进行仔细严谨的设计。消除各种危险隐患,将危险消灭于萌芽,在确保相关产业发展的同时,能够保证城市安全,也能够带动相关的建设发展。加油站被更好地建设,可以加快运输的速度,更好的推动社会经济的发展,加油站合理的布局可以节约能源,提高效率。

  1.2国内外加油站现状

  1.2.1国内加油站现状

  最近我国的国民经济不断发展,人民越来越富裕,汽车总数日益增长,随之而来的是庞大的加油需求,同时,国民经济发展过程中,交通运输是其中不可缺少的一部分。而且公路运输是非常重要的一个部分,加油站则通过储存油品用来给各种急需汽油的汽车加油,如果把车比做人,那么汽油就是粮食,加油站就是汽车的“粮站”,加油站已经成为了我们日常生活中最重要的组成部分,和我们的生活息息相关。

  对于我国的加油站发展来讲,经历了从少变的更多、从分散变得集合的经营。而且加油站的经济模式也发生了一系列转变,随着经济的发展,从单一的经济成分向着更多经济成分发展,同时也实现了更加专业的管理。在这个过程当中,产品的经营也变得更加多样化,所以它的发展过程是经历了一系列模式转变的。

  和一些老牌的工业国家相比,我国的加油站模式发展是比较晚的。1924年的时候,美孚石油公司在上海建造了我国的第一个加油站,这个加油站只有两个油罐。而且在50年代从60年代发展的时候,我国的加油站数量只是从70多增加到了200多,后来到70年代,增加到600多个。在80年代的时候,全国总加油站数量就得到了比较飞跃的增长,到达了3600多座。同时到了90年代增长到38000多座,到了21世纪初的时候,我国加油站总量已经达到了八万多。现在随着我国机动车的数量突破三个亿,加油站的数量也超过了10万。随着经济的发展,人们的收入也提升,更多的家庭通过买车来彰显经济地位,可以看到加油站仍有很大的发展空间,可以带动经济发展,同时我国成品油销售的未来还是有很大的发展潜力的。

  就目前的情况来看,中石油和中石化是国内加油站创造的两大集团,而且他们占比之和达到了将近50%。可以看到,中海油、中化、中外合资的一些加油站占比达到4%,而民营的的是47%左右。近年来经济发展,更多公司也涌现出来,比如说壳牌、BP等一些公司都将会在未来筹划建立加油站,而国家实行了国内民企业计划,根据推算在未来的加油站总数可能突破一万。但是我国对于加油站的限制规则已经被取消了,所以这种油品市场的吸引力也让广大国内民营企业的关注该方面内容。

  国内加油站的经营状况情况也很好,按照现在的加油站的现状来看,主要有以下的两个特点。第一个特点是利润较高,2017年开始,原油价格的相关机制就发生变化,而且成品油的批发价格以及零售价格的差值不断增加,就可以看出来,加油站行业的利润是很高的,而且毛利润维持在1/5左右,如果有更高的话,会达到40%。第二个特点就是非油品的业务的发展空间很大,由于我国的可持续发展战略的实施,天然气燃料汽车、电动汽车等新能源汽车发展迅速,同时,在加油站发展需要通过一系列审核,通过严格的审核之后,才能够保证加油站的质量。而为加油站出现了剩余现象,所以新建的数量并不是非常多,这也使得非油品业务获得了良好的发展。对比西方的比如说美国加油站的服务来讲,我国加油站的发展前景还是有很大空间的。现在我国加油站的模式已经不能够满足群众经济发展或者是服务状态了,需要马上转型才能够适应现状,未来的加油站即将向智慧型加油站的方向发展。

  1.2.2国外加油站现状

  国外的加油站,尤其是发达国家的发展都比较早,早在1905年,美国建成了世界的第一座加油站,引起了世界的轰动。从此,加油站这个名词从此开始流行与世界这里列举几个国家的加油站的特点:

  (1)美国:以人为本的特色服务(加油站=服务站)

  美国的加油站业务也是从不成熟逐渐向成熟转变的。美国的加油站是围绕汽车展开一些业务,在一些附加服务方面非常的认真,比如说换油、配件、商品出售等业务。但是商品出售等业务包括零食、饮料的售卖,服务也并没有达到市场规范。仅仅是为了开展副业。加油站为了获取利润,在加油站的附近区域开展一系列超市和便利店,这种“服务站”类型替代了“加油站”,“服务站”作为一个名词,也被人们所默默地接受。不过美国的加油站和中国的加油站还是有着一些区别的。美国的加油站实现了人们自给自足的方式,进入加油站之后,自己动手加油,同时和收银柜台说出加油机号码,就可以结账了。在一些高速路的旁边,加油站旁边同样也有着快餐店。比如麦当劳或者肯德基,人们可以在这里谢意的喝咖啡,或者是吃一点下午茶,有的服务站还开设旅馆供客人休息,供跋涉的人们住宿。

  (2)德国:安全技术优势大

  对于德国的加油站来讲,其安全的防范措施以技术是很高的。加油站可以在人群比较比较密集的地方设立,所以在加油站旁边便利店的客户群体也相对来说更加稳定。人们可以去加油菜购买生活必需品。同时,位于城郊的一些商场也会设置加油站,通过降低油价而促销产品,也能够让顾客有更多的选择。

  (3)南非:“四位一体”服务

  南非的加油站服务就非常的全面了,其全套服务包括加油、打气、洗车、检查水箱,这些全面的服务都使得顾客更加乐意去选择加油站。而油的种类也分为无铅汽油、含铅汽油以及机油。每个加油站都有十几个甚至达到三十个加油机器,所以并不会出现供不应求的状况。顾客可以随时到达加油站,随时进行加油,也不需要浪费更多的时间排队。如果以上四位一体的概念代表着加油站,那么在周边附加的场所就是一体化服务,包括商店、餐馆、厕所等,全国各地都是一样的。对于目前的南非加油站发展状况来讲,都有大型企业在背后进行操纵。同时其发展模式也真正的实现了连锁营销,带动了经济的发展。

  (4)瑞典:一条龙服务

  瑞典的加油站会为司机开展汽车的长条服务,也就是所谓的“一条龙”。司机在远行之前可以选择到附近的加油站,请工作人员看机油系统冷却系统以及仪表系统,确保汽车的各项系统试运行正常的。如果在开车上路之后遇到一些突发问题,比如说雨刷器磨光、轮胎气压有所变化,或者是在这个过程当中遇到的闪灯光不亮的问题,都可以在任何加油站寻求帮助。即便不需要加油,也可以使用其相关的测压尺、雨刷器、气泵等一些用具,加油站同时也提供拖车或者是其他服务。所以对于瑞典来讲,加油站可以帮助解决旅行当中出现的问题,也能够给旅客更多旅游的资料,给旅客指路,所以说加油站还是游客在旅游过程当中的信息中心。而瑞典有很多加油站,同样也会帮助旅客提供快餐服务,出售一些类似于汉堡、热狗等快餐,很多加油站也设有小型超市,可以购买路途上必须的饮品、食物、工艺品、杂志、杂货等。

  (5)澳大利亚:提供免费物品

  澳大利亚所有的加油站都会提供清水,这是免费的。同时也会提供玻璃刮板、气泵等一些路途上必备的物品,帮助车主清洁车窗玻璃、轮胎打气,而这些并不需要缴纳费用,服务非常到位。在加油站的旁边,也会合作开设一些便利店,让顾客享受优惠政策。

  1.3建设加油站的必要性

  我国在改革开放之后,经济获得良好发展,人们的生活水平和对生活档次追求更高了,而且汽车拥有量持续增长,使得石油的使用量也上升。加油站作为石油产品销售行业的零售业,也需要在建设过程当中实现规范化的建设。加油站是和交通运输事业有密切联系的窗口,建设加油站是必要的。我国加油站建设起步相对较晚,从加油站的数量、装备、技术等都在获得持续的提升,有着全面的发展模式,自封油枪、密闭卸油装置、电脑加油机、多枪加油机、加油站中心的控制管理系统,这些内容在一些比较大的城市当中都被推广,而且也纳入到了加油站建设的总体规划当中,使得加油站系统变得更加完善。

  加油站应该随着车流量的分布来进行决定,而且作为公共事业的部分,也应该真正能够帮助社会化得到良好生产。加油站作为城市服务的部分,应该为广大的市民提供方便,在社会服务当中发挥自己应有的价值,注重社会发展效益。在经济效益发展的过程当中,加油站也应该搞好服务,考虑到整体的效益,在保证自身生存进步的同时也能够真正的考虑到社会的发展问题。不仅仅要做到加油站本身行业的发展,也应该考虑到社会的经济效益社会的发展内涵,使得服务行业获得良好的提升。加油站本身的性质以及职能决定了其应该在城市的规划当中体现自己的产业价值。加油站不仅仅有先导作用,更是有全局性、经营性的基础性作用。所以在城市交通当中,也应该让加油站发挥其主体作用,为美化城市以及交通建设贡献出重要力量。

  2加油站的调查和选址

  2.1加油站的市场调查

  加油站是成品油销售行业的零售企业,是各地石油公司为客户提供加油服务最基层的网点和窗口,也是城镇建设的基础设施之一,一般会根据区域机动车通行量、道路密度、城镇进出口等诸多因素进行网格式布局,它与当地公路建设和交通运输领域的发展水平有着十分密切的联系[1]。

  可以说,从加油站的设定方面来讲,最重要的是车流量,车流量经过的越多,可能加油车辆的就越多。在该街距离沈吉高速收费处向南大约500米为该街做车流量的调查分析。

  根据车流量的调查汇集如图表2-1:

  表2-1每日9:00-19:00总车流量

  小型轿车4889 5031 5240 4672 5586

  面包车742 517 713 792 871

  大型货车432 395 474 415 437

  小型货车1032 1237 873 942 714

  查与该路段车流量相近的加油站每天9:00-17:00种油品加油的次数,由于柴油是季节性用品,统计了做出表格2-2:

  表2-2车辆加油次数

  92#汽油95#汽油98#汽油0号柴油-35号柴油

  1 83 69 21 8 0

  2 106 81 17 7 0

  3 97 69 27 13 0

  4 96 77 14 11 0

  平均95.5 74 19.75 9.75 0

  油品密度如图2-3所示:

  表2-3各种油品密度

  油品种类92#汽油95#汽油98#汽油0号柴油-35号柴油

  密度(kg/m3)720 730 737 850 820

  平均每轿车一次加油约20升,柴油货车一次大约加60升。疫情影响该路段车流量减少20%,每年我国汽车平均增长率2%。由于测的是8小时的加油车数,晚上加油车数量较少,应增加50%车辆数,在这个地区,冻土层的最大深度为-1700-0mm,平均地下水位的数值大概是-2700-0mm,浮土密度为1400-1600kg/m3。

  该街向北可到达沈吉高速,向南连接高山路以及雷锋体育场从而进入市区,有非常良好的车流量条件,周围没有加油站,缺少竞争对手,且周围地势开阔,便于车辆发现其加油站,该街的北段还是公交车站的所在地,是重要的柴油客户来源,进入市区的货车也比较多,周围的空旷地区也很多,有利于以后加油站的以后的发展,附近的居民区很少,没有人员密集的区域和重要的建筑。

  2.2加油站的选址

  加油站选址是加油站建立过程当中的重要内容,直接影响到加油站的后期投资以及布置。所以,要通过各种因素来确定加油站的选址,并且真正的能够在保证加油站安全的过程当中,考虑到加油站后续发展的一些因素。严格遵循相关规定,比如《建筑设计防火规范》、《加油站设计与施工规范》的等当中的一些关于加油站建造的要求。在加油站选择的过程中,还要充分考虑到多种因素,做好道路规划,做好交通规划。同时,也应该考虑环境的安全性,在建立加油站的过程当中保护环境,使得加油站能够获得最大的经济效益,并且考虑到其具体的位置。综上所述,在规划加油站位置的过程当中,需要从以下几个问题来进行解读。

  (1)加油站应该选择在国道旁边,或者是主干道的旁边、车辆汇集密集地。总的来说,交通汇集的地方有更多的车流量,所以建立加油站,能够有更多的效益;

  (2)加油站的设置要考虑到交通的安全性,使得司机能够在视觉范围内看到。设置在在司机可见范围100米之内,方便加油,也能够保证交通更加安全;

  (3)加油站的选址必须要避开人流、建筑物集中区域,比如说商业文化中心、文明古迹、学校、电影院等。避开风景名胜区、安全生产部门、易燃易爆炸且危险的部门比如电厂、变电所;

  (4)在加油站的选址当中,一定要符合用火安全规范,同时也符合加油站自身规范。对于周围的建筑物或者是交通线,一定要确保其安全距离存在;

  (5)在选址的过程中,要注意到多方面情况,比如说地下的情况。如果说地下有消防出入口,或者是管线构建物等,一定要避开,以保证加油站的安全性,避免坍塌;

  (6)在加油站位置设定中做好环境保护。比如说要和水库保持好距离;

  (7)在加油站选择中,要选择地质条件较差、建筑物较少的地方。加油站的储油主要是在地下,建筑物只有一层,所以对于地质要求并不是非常高;

  (8)最后,加油站选址不仅要考虑自身本身情况,也要考虑到未来的发展前景,比如说如果要扩建或者改修会产生的问题,都要考虑进去。

  根据以上的因素,我选择距离高速路口向南大约400米的地区,即如图2-1所示地区:

  图2-1加油站所选地区

  该地的选址原因为:

  (1)路边有大量空地,离居民区相对较远;

  (2)葛布北街为抚顺进入沈吉高速的主干路,车辆汇集较多;

  (3)该站设在葛布北街直线路段,行驶车辆很难发生拥堵交通安全,有良好的视觉条件,司机可在100米之外看见;

  (4)该选址不远处有高速公路入口,方便长途汽车以及货车加油;

  (5)该地周围没有重要设施,避开地下构筑物,对加油站本身来讲,避开消防出入口的同时也应该避开坍塌地区,避开泄洪道,确保自身安全;

  (6)真正的做到加油站的选址和其他建筑地保持距离,以方便在以后加油站扩建或者改造当中能够更加便捷。

  3葛布北街加油站的工艺计算

  可以说,汽车加油站是液体石油产品在出售储存过程当中的重要基地,也是在汽车运输业发展过程当中的重要部分。加油站对于汽车正常运营、行业正常发展有着重要的作用,而且它的规模不一样,也分为大、中、小不同的等级。2500t以上的为大型,2500t以下、500t以上的是中型,500t以下的为小型,目前最多的是小型加油站。根据对葛布北街的市场调查,进行以下的计算。

  3.1加油站的容量计算

  加油站的容量是加油站油的储藏数量。加油站的容量不应该过剩,也不应该不足。所以要掌握度,容量需要满足两次来油时间段内的供应。通过以下几点进行解读。

  (1)油库的级别。油库的级别和油库的容量成正比,级别越高,容量越大。

  (2)油品的周转量和油站的容量也是成正比的,在其他条件一定的情况下,周转量越大,那么油站的容量也相应更大。

  (3)和石油产品的运送条件有关。如果加油站的供应不均匀或者交通运输条件有变化,那么对于加油站的容量都会有影响。

  (4)容量和加油站具体任务有关联。加油站不仅是加油,还有一些辅助的任务,比如说润滑油再生、石油产品混合等等,所以还需要有辅助容量。

  在确定加油站容量过程当中,通过以下两种方法来进行详细的解读:图解法和计算法。

  通过图解法来进行计算,主要是通过统计加油站的进油、出油具体数据,并且找出其中的最大、最小剩余量,计算两者之间的差,就是容量。产品之间的容量就称为加油站整体的石油产品容量。在使用这种方法的时候,往往需要做一些统计图、表来得到最大、最小的值,同时得出加油站的储备油量,比较费时。

  计算法是根据有关数据,确定出油库的设计容量,再选定油罐和油池,最后得出加油站的建造容量。同时在计算出油品的周转量数值之后,可以直接得出加油站的设计容量数值。

  加油站的年度周转数量按下式计算:

  (3-1)

  式中:gy——GY每辆车日平均田油量。kg/辆·日;

  D0——汽车年平均运行日数,日;

  Am——供油的在册汽车数,辆;

  am——车辆的技术完好系数;

  所以根据计算得出:

  92#汽油:

  (3-2)

  95#汽油:

  (3-3)

  98#汽油:

  (3-4)

  由于柴油为季节性油品,所以采用182.5天计算;

  0号柴油:

  (3-5)

  -35号柴油:

  (3-6)

  (3-7)

  所以此加油站为大型加油站。

  油站的设计容量常用下式计算:

  (3-8)

  式中:VY——油站的设计容量,m3;

  KY——油品周转系数,数值为油品年度周转量、油罐的容量的比值,国内大约取KY=15;

  ——石油产品的密度,t/m3;

  ——油罐的利用系数.计算时常取=0.95。

  所以92#汽油的设计容量:

  (3-9)

  95#汽油的设计容量:

  (3-10)

  98#汽油的设计容量:

  (3-11)

  0号柴油的设计容量:

  (3-12)

  -35号柴油的设计容量:

  (3-13)

  3.2加油站的油罐的计算与选定

  在加油站的建造中,储油场的费用是最高的,约占油站总投资的60%左右。因此,选择贮油设备是一项十分重要的工作。本次设计我们采用球形地下的油罐。

  对于金属油罐来讲,主要是贮存一些润滑油或者是粘度比较低的透明石油产品。如果说要贮存粘度比较高的产品,必须要安装相关的加热装置,以保证加油站油罐的正确储藏。如果有非金属油罐,主要储存不透明的粘度较高的产品,而为了防止泄露、渗透,在内部壁面当中会涂盖防护层。

  油罐的分类按照方法不一样,分为地上、地下、半地下三种不同的类型。按照装油的种类分为汽油、柴油、润滑油、重油罐等多种类型。判断了类型之后,就需要油罐的数量和容量进行判断,需要从以下几点进行考虑。

  (1)油罐的质量应该好,价格合适,寿命比较长;

  (2)选用同一标准类型的油管,在安装的过程当中尽量缩减费用,降低经营费用;

  (3)同一个石油产品要选择两个油罐,以便于收进、发放工作进行得更加顺利;

  (4)油罐的建造容量要比设计容量更大,而且其差值要素尽可能小一点。

  总的来说,油罐的设计、制造标准应该符合《钢制焊接常压容器》JB/T4735中的规定。

  表3-1标准卧式油罐的容量及外形尺寸(mm)

  容量(立方米)平置式球形底式全部质量(kg)

  D L I D L I标准实际

  9.5 1705 4140 4140----950 896

  10.5 2200 2800 2800----1100 1025

  11.0---1705 4820

  4904 340

  400 4140 990 930

  18.5---2200 3780

  3900 490

  550 2800 1184 1706

  24.0 2400 5510 5510----1848 1706

  28.0---2400 6590

  6710 540

  600 5510 1913 1817

  47.0 2600 8850 8850----4020 3567

  51.0---2600 9890

  10010 520

  580 8850 3773 3454

  让加油站的占地面积尽可能的小,所以92#汽油的可以选取一个51立方米,二个24立方米,一个9.5立方米的油罐;95#汽油可以选取一个51m3,一个24m3,一个9.5m3的油罐;对于98#的汽油来讲,可以选取24m3的油罐;0号柴油可以选取二个9.5立方米的油罐;-35号柴油可以选取二个9.5立方米的油罐。一共需要2个51立方米的油罐,4个24立方米的油罐,6个9.5立方米的油罐,同时,要遵循《汽车加油加气站设计与施工规范》中的规定进行选择。在确定加油罐总体积的过程当中,需要明确具体细节内容。

  加油站的油罐总容积可以通过如下式子进行计算:

  (3-14)

  加油站的油罐总面积为:

  (3-15)

  由于加油站内地下管路安装复杂,很容易发生损坏,所以要将油罐区放在加油站的后方,这样既保证了加油站内油品的正常安全的进行,也很好的为加油站日后的发展留有余地。

  3.3油罐的抗浮设计计算

  由于该地区冻土层最深厚1.7m,油罐埋深大于0.2m,有油罐的顶部覆土厚度不应小于0.5m。故取埋深为2米,地下水深度为2.7m,为防止油罐在雨天被浮起,折断与油罐相连的管路及阀门,因此要进行抗浮处理。油罐不被地下水浮起的必要条件:

  (3-16)

  式中:Gg——油罐总自重,kg;

  Gt——油罐水平直径范围内上部覆土重,kg;

  K——抗浮系数,取1.2-1.5,这里取1.5:

  VS——油罐埋入地下水部分的容积;

  γS——水密度。取1000kg/m3;

  浮土密度为1400-1600kg/m3。这里取1400kg/m3。对于9.5立方米的油罐:R=0.8525m,L=4.140m,油罐的重量Gg=950kg,埋于地下如图3-1所示:

  图3-1油罐埋于地下示意图

  油罐的横截面积为:

  (3-17)

  (3-18)

  根据余弦值可得出:

  (3-19)

  扇形AOB的面积为:

  (3-20)

  三角形AOB的面积为:

  (3-21)

  (3-22)

  油罐在水中的面积:

  (3-23)

  浸在水中的体积为:

  (3-24)

  即:

  (3-25)

  上面的覆土体积为:

  (3-26)

  (3-27)

  覆土重为:

  (3-28)

  (3-29)

  所以不需要加锚固定。

  对于24立方米的油罐:R=1.2m,L=5.510m,油罐的重量Gg=1848kg,埋于地下如图3-2所示:

  图3-2油罐埋于地下示意图

  油罐的横截面积为:

  (3-30)

  (3-31)

  根据余弦值可得出:

  (3-32)

  扇形AOB的面积为:

  (3-33)

  三角形AOB的面积为:

  (3-34)

  (3-35)

  油罐在水中的面积:

  (3-36)

  浸在水中的体积为:

  (3-37)

  即:

  (3-38)

  上面的覆土体积为:

  (3-39)

  (3-40)

  覆土重为:

  (3-41)

  (3-42)

  所以不需要加锚固定。

  对于51立方米的油罐:R=1.3m,L=10.01m,油罐的重量Gg=3773kg,埋于地下如图3-3所示:

  图3-3油罐埋于地下示意图

  油罐的横截面积为:

  (3-43)

  (3-44)

  根据余弦值可得出:

  (3-45)

  扇形AOB的面积为:

  (3-46)

  三角形AOB的面积为:

  (3-47)

  (3-48)

  油罐在水中的面积:

  (3-49)

  浸在水中的体积为:

  (3-50)

  即:

  (3-51)

  上面的覆土体积为:

  (3-52)

  (3-53)

  覆土重为:

  (3-54)

  (3-55)

  所以不需要加锚固定。

  3.4加油柱的数量

  加油柱是一个重要的装置,它主要作用是向汽车加注燃油。所以了解加油柱的结构,并且能够实现正确的安装是非常重要的。加油柱包括抽油泵、计量器、给油管、加油管嘴等一些不同的零件,这些零件都安装在密闭柱形外壳当中的一个金属框的座架上面。

  (1)加油柱的分类

  1)按装置方法分类

  ①固定式加油柱。全部装置安装在固定的油泵台上,我国的加油站多采用此种方法。

  ②移动式加油柱。全部装置安装在能够移动的运输机械上,具有机动、灵活、适应特种需要的特点。

  2)按驱动方法分类

  ①手动式加油柱。指加油柱的油泵是工作人员用手驱动的。适用于没有电源的地方进行加油,加油柱的供油量较小。一般为25L/min-30L/min。

  ②电动式加油柱。指加油柱的油泵由电动机驱动。加油柱的供油量一般可达50L/min-100L/mim。这里我们取电动加油机供油取60L/min。

  (2)加油柱数目的确定

  对于加油柱来讲,其主要是在汽油和柴油的加注工作中有着重要的作用。其数目用下式计算:

  (3-56)

  (3-57)

  所以可求出石油产品最高月周转量。

  (3-58)

  (3-59)

  (3-60)

  (3-61)

  (3-62)

  所以可以算出每种油品的加油柱数量:

  92#汽油:

  (3-63)

  则n取1,

  所以92#汽油的加油柱为1。

  95#汽油:

  (3-64)

  则n取1,

  所以95#汽油的加油柱数量为1。

  98#汽油:

  (3-65)

  则n取1,

  所以98#汽油的加油柱数量为1。

  0号柴油:

  (3-66)

  则n取值为1,

  所以0号柴油的加油柱数量为1。

  -35号柴油:

  (3-67)

  则n取值为1,

  所以-35号的柴油的加油柱的数量是1。

  而一共需要加油机:

  (3-68)

  所以一共需要5台加油机。

  4加油站的平面布置

  在我国现代化的发展过程中,对于加油站的数量要求变得越来越多。因为加油站的面积问题,使得加油站的建设成本逐渐增多,同时导致加油站没有办法满足相关的需求。国内加油站在布局方面主要有以下两点:首先,我国加油站内部布局与整体布局不协调,我国油库的内部布局还是在沿用计划经济体制阶段的模式,致使油库的储油量与当地的经济需求无法完全匹配。当前我国部分加油站的内部布局在接卸油位方面设置的并不科学,以至于在接卸过程中出现卸油效率低下以及接卸时间较长等问题,限制了加油站的销售服务能力,也对加油站销售服务工作的顺利开展产生了不良影响。其次是加油站内部布局缺乏系统性,我国油库以及加油站内部布局的整体性较差,主要是指其自身的局部能力较低,导致油库以及加油站在发展过程中出现瓶颈;而其自身缺乏一定的系统性,是指油库以及加油站的局部能力过大,致使其自身出现过度发展的问题。要解决这些问题,就需要对于加油站的内部以及油库进行完全合理的布局,同时考虑这些相关的问题,使得土地的利用效率更大。在加油站建立之前,可以对这些问题进行全面的解读。不管是油库的完善还是加油站的运营,都应该进一步的提升,让加油站有最完善的布局。通过对这一问题的研究可以进一步完善油库以及加油站的运营,进而获得一定的经济效益以及社会效益,并且在油库的吞吐能力方面也会得到明显的提升,满足市场化的发展需求[2]。在加油站的建设过程当中,要考虑到加油站的选址问题和平面布置问题,通过解决这两个问题。用一下几点进行解读。

  首先是加油站选址的几点基本要求:

  (1)加油站在选址中的面积应该足够大,至少要有25%到30%的面积以方便未来扩建;

  (2)最好要选择有缓坡的地方,利于雨水天的排泄、自动干燥和油品装卸;

  (3)地基选用土质量应该坚固,且土壤的容许应力需满足土壤荷重被油罐要求的程度;

  (4)平面布置中要做到防火以及卫生等措施,同时在加油站旁也要给消防车留出过道;

  (5)加油站在位置选择方面应尽量靠近交通的主干道,以保证油品能够顺利进出;

  (6)在设施方面尽量使用市政局设施,包括电、水、气等方面,使投资费用降到最低。

  加油站平面布置的要求有:

  (1)加油站位按当地常年主导风向进行布置,把产生火源和停放易燃品的建筑物布置在场区边缘下风向处;

  (2)各建筑物、构筑物之间的距离,应符合防火间距的要求;

  (3)贮油区应该设定在完全隔离的封闭场地之内,要符合不同油品的保管标准;

  (4)在加油站里面,道路最好采用环形,有利于满足生产和消防要求;

  (5)加油站出入口最好设在支路或次要道路上,保证交通安全、畅通,加油站的通风也应该做好,同时和周围的建筑保持安全距离以防止安全事故的发生,和人行道之间用栅栏分隔开来以避免安全问题的发生;

  (6)考虑加油站的将来发展,应留有改建、扩建的余地。

  设计此加油站场址划分成三个区,即加油区、油品贮存区、辅助区;

  (1)加油区:指的是油品经营发放的地区;

  (2)油品贮存区:是存放保管石油产品的区域,主要包括油罐场、防火护墙等,一般位于场区的后方;

  (3)辅助区。是为油库主要设施服务的区域,主要包括卸货场、洗车台、维修间、锅炉房、变电所、办公区、水泵站等,常位于场区的侧前方。

  4.1加油区

  加油区是加油站的主要经营和盈利的场所,所以其由三个部分组成:站房、加油棚和加油岛。

  (1)站房

  站房的面积一共为300m2,格局组成当中,一共由办公室、休息间、卫生间、储物室、配电间、甚至是附加的便利店组成。站房是相对于主干道而存在的,而且和加油棚要平行,据加油棚大概十米,要考虑到站房人员的出入以及来往车辆的安全便捷。

  (2)加油棚

  加油棚的总体面积是532.84m2,立柱的数量为六根,棚罩的有效高度设定为五米。而且立柱和加油岛是紧挨着的。这种布局并不影响站内的车辆行驶,使得车辆行驶的更加便捷。

  (3)加油岛

  加油岛的长度、宽度分别设定为4.2m、1.2m,加油岛的底面标高要比车道面更高,具体的差距是0.15米。所以在加油岛上要有加油机和消防设备,保证加油的安全和顺利。而加油岛和站房外边缘的净尺寸距离为两米,为保证车辆加油时不发生碰撞,加油岛之间的距离设定为九米,而且加油岛距两边的草坪也应该留出20m、7.2m的距离。

  4.2油品贮存区

  油品贮存区因为其易燃易爆的特性,是加油站的最危险的区域。所以罐区的布置要更加的合理,才能够保证加油站的安全,同时也要做到安全管理。在业务管理的过程当中,要节省业务的时间,也应该做到安全。而油品贮存区包括两个部分:油罐群、卸油场地。汽油和柴油使用的是卧式钢罐进行储存,并且进行直埋,成为地下式。在油罐分布过程当中比较集中,所以在布置当中,油罐与加油站之间的距离需要做到不影响其被加油机吸入的真空高度,这样才能够保证安全。油罐的布置一定要非常的合理,既能够保证业务,也要确保安全,也要减少加油、卸油两者之间存在的矛盾。如果一旦发生事故,也能够给补救措施留出空间。

  (1)油罐

  采用卧式钢罐,计算得需要三种油罐共12个,分别是容量51m3的2个深埋2.7米,容量24m3的4个深埋2.7米,容量9.5的6个深埋2.7米。十个罐的总面积为147.3002,罐群和站房之间的距离是9米,而油罐上也应该有直径为600mm的人孔,适用于维修以及清洁一类的工作顺利进行。人孔上也应该有卸油、出油、通气及量油等孔类型。

  (2)卸油场地

  加油站的油品运输主要是通过公路,而且来油之后卸载,在卸油区进行卸油,主要要做到罐装和卸载油品。来油使用的车主要是在加油站的后方,而且是远离加油机的,这样就使得安全系数大幅度提高。这个过程当中,车辆加油的出入也不会受到影响。但是因为加油站的内部地形比较复杂,管道也比较复杂,很容易发生损坏,所以要将油罐区放在加油站的后方,这样既保证了加油站内油品的正常安全的进行,也很好的为加油站日后的发展留有余地。

  4.3进出车道和停车位置

  加油站在进出口的设置是分开的。而且对于车行道来讲,它的转弯半径有一定要求,需要不小于9米,而且进出口的宽度要也要为9米,才能够保证油品的顺利运输。

  加油站之内要有三条线路确保车辆的顺利运行,这能够提高加油站的工作效率,使得站内停靠车辆的时间减少,同时也能够让车辆的进出效率更高,更加方便。

  对于进出口道路坡度的要求,需要其小于等于6%。

  车道设置中,应该使用混凝土对路面进行平整。

  对加油站的进出口设置来讲,加油岛之间的距离也应该保证其安全性,两个加油岛之间的距离为九米,而且停车场地和路面为混凝土场面,之所以不选择沥青是因为加油时滴在车行道路面上的油品对沥青有溶解作用。

  因为目前我国允许在公路上行驶的汽车最长长度为12m,所以加油站内的临时停车场长为15m,宽为12m。

  在加油区的左侧留有一块空地,供摩托车等小型汽车加油使用,长6m、宽3m,这样可以很好的避免了与大型车辆争夺加油柱,减少拥挤,提高加油效率。

  4.4辅助区

  加油站的辅助区在加油站起到辅助作用。主要是对于车辆的保养、销售润滑油小包装、卖杂食、洗车,把这些业务区域进行分割,包括这些不同的部分以及围墙等。用来促进消费者消费,服务消费者,加油站的知名度大大提升,同时也吸引更多的消费者。而在这个过程当中,辅助区和油罐区之间的安全距离一定是要被保证的,而洗车的过程和加油的过程也不能互相影响。在围墙的设立过程当中,有更多的讲究,需要把其设定在邻近建筑物和油罐区的一侧,既能够起到围墙隔离的作用,也能够起到安全防火的作用。可以促进前来加油人员的消费,增加加油站的顾客。同时应该设立办公区,是油库行政管理和办公的区域。

  4.5平面设计图

  加油站的平面设计图如图4-1所示:

  图4-1加油站平面布置示意图

  加油站的总面积为:

  (4-1)

  5加油站的安全设计

  加油站在城镇基础建设体系中占有重要位置,它不同于一般的经营场所,在运营过程中常面临大量风险,尤其是因设备设施不完善导致油气泄漏集聚以后,遇到明火或静电会引发火灾,极易诱发重大爆炸事故,造成区域性灾害[3]。还容易引发雷击,数亿伏的高压,造成严重的事故。同时加油站油品的泄露,在汽车加油时造成的油量浪费,油品挥发到空气中,也是对大气环境的污染,也是对人体健康的危害,确保加油站的安全性,就一定要做好设计,使得加油站的质量更高。在加油站设计当中,要确保加油站是符合安全、环保标准的,做好完善的工艺画设计,保证其运营的进行。在设备安装的过程当中更加标准、更加规范、更加符合规定,是保证加油站建设中去除隐患的重要方面。加强工艺设计审查、坚持符合标准是最低质量要求理念、提高工程技术人员技能和素质更是保障加油站安全运行的有效手段[4]。为了解决这次问题,必须对加油站进行相应的设计。

  5.1防火设计

  加油站是重点的防火单位,而且从一些加油站发生的事故,我们可以看到,即使加油站的规模并不是非常大,但是也储存了大量比较危险的化学物品,同时,如果加油站处在的地点是人员复杂街道密集的地方,那么极容易发生火灾和爆炸事故。事故一旦发生,会给社会带来严重的后果,并且危及生命财产安全[5]。基于以上的原因以及一系列加油站可能出现的安全隐患,一定要做好加油站的安全保障工作,做好防护措施,真正的使得加油站能够更加平稳、安全的运行是非常重要的。而加油站发生火灾的原因主要包括以下三个方面,即:

  (1)因为静电而引起的火灾类型;

  (2)对周围环境把控不当,有外来火源而导致油气火灾、加油站失火;

  (3)加油站以内的点火源导致发生油气火灾。

  加油站的防火工作是一个系统的工程,涉及加油站的许多方面工作。例如加油站的设计、员工的安全意识、加油站的日常的管理等,加油站应该积极采用自动化火灾预警以及处理装置,预防火灾,如果被执埋在地下的卧式罐发生着火现象,一般在人孔以外产生燃烧现象,虽然面积比较小,热辐射比较低,消防员可以直接通过灭火器靠近来进行灭火的一系列措施,所以在加油站之内不设置水冷却或保护。

  要消除静电带来的危害,在油品运输、装卸、加注的过程当中,会因为摩擦而产生静电。正因为这个原因,其电压也会达到非常高的状态,高达几十万伏,在这个过程当中处理不恰当,那么会造成放电,引发爆炸事故,造成人身安全和财产安全的损失。静电导致火灾并且产生爆炸包括以下几个条件,第一是要具备产生静电电荷的条件;第二,应该有让火花放电的电压;第三,在火花放电的过程引起火花放电过程当中,有合适的间隙;第四,在火花产生的过程当中,释放出足够的能量;第五,周围环境中要混有易燃易爆的物质。通过以上阐述可以看到,这些条件如果同时具备,那么将会造成加油站的事故发生。运载油的车辆到达加油站之后,不能够立即装卸,必须要等待十分钟以上,让电荷衰减。在运油车罐的盖子打开之前应该先接地,如果天气干燥、气压比较低,在这种状态下应该首先进行喷水处理。危险区域的操作人员应该穿防静电的工作服,不管是内衣、外套、鞋子,都应该防静电,避免事故的发生。在油品卸载的过程当中,不能够使用喷溅的方式,不允许把卸载油的皮管直接插入到罐口。而密闭的泄油管必须深入罐底来进行卸载,同时和罐底的高度也有一定的需求,不得超过20厘米,前面的一段要做成L的形状,使得油的流速能够平缓。提倡通过重力进行自流,通过这种方式来进行油品的卸载,尽量避免带泵卸载。在这个过程当中,不能够直接利用加油机向塑料容器内加注汽油。在卸载油品的过程中,也应该保证油罐车能够可靠并且接地。在加油站整体卸载油品的过程当中,也应该设置相关的静电接地装置,而这种装置最好是带自锁报警功能,如果一旦静电导泄,那么将会被人知道,提升其安全性。

  所以该消防站的消防设施如下所示:

  (1)每2台加油机都应该设置灭火器装置,而灭火器装置配备的类型可以在如下两种类型当中进行选择:大于等于4kg的手提式干粉灭火器两只,或者4kg的手提式干粉灭火器一只、6L的泡沫灭火器1只。如果加油机不够两台,需要按照两台进行计算。

  (2)在罐区,需要设置2个35kg的推车式干粉灭火器。如果两种介质罐之间的距离大于15米的时候,应该进行分别设置,以保证安全。

  (3)加油站的安全性配置装置当中,还要设置灭火毯,数量为5块,还需要设置2m3的沙子,加油站的工作人员应该严格地遵守《汽车加油站安全管理规范》和《中华人民共和国国家标准建筑设计防火规范》。

  5.2防雷设计

  雷电是发生在雷雨云中或雷雨云间所携带不同性质的电荷超出了一定的范围所引起的强烈放电现象。就加油站而言,其遭受雷电袭击的概率较高,一旦加油站中发生雷电现象,极有可能导致燃油被引燃,给加油站建筑及周边人们群众的生命财产造成巨大的影响与损失,因此做好加油站防雷工作非常重要[6]。

  大多数度加油站由于都建在城区的开阔地带或者公路的两旁,这些使得加油站成为了比较明显的建筑物,所以加油站受雷击的概率大大增加,加油站工作人员的防雷意识也相对薄弱。更加增加了加油站雷击的风险。所以要防治雷击,我们可以采取如下的办法:使得加油站的防雷措施应该做到更好:接闪器、引下线、接地装置都应该被配置。如果加油站在空旷的地方或者建筑物比较突出的地方,应该设置避雷针。对于油罐来讲,也应该设置多处接地点,不少于两处:罐体、管道、及其其它金属附件都应该进行电气连接并且接地,确保加油站的安全。遇到雷雨天则停止卸油作业,同时在加油站内的油罐车也要被良好的保护。在建筑物上安装闪接器避免遭到雷击,同时,在一些容易遭到雷击的房屋、屋脚下面应该装接闪带,同时保证在阴雨天加油站的安全。同时建筑物屋面之间形成的接闪网格是要小于10m×10m以及12m×8m的。对接地装置来讲,为了使得等电位能够均压,在加油站保护装置的过程当中,同样要选择防雷、防静电等进行接地保护,使得这些设备和系统之间的电位差是最低的。如果自然接地不能够达到电阻要求,应该增加人工接地体确保加油站的安全。对于已经建立好的一些铁质栏杆、防盗门、告示牌等一些铁质的金属设备,也应该进行接地处理,并且按照等电位连接标准对于加油站进行铁质设备的安装。

  供电和配电系统的电源端要安装电压保护器,防止在雷雨天的雷电现象的电磁脉冲导致过电压的发生。如果说,过电压的设备能够在可承受区域值的范围内,那么雷电损坏电器的概率较小。为了防止雷电电磁脉冲出现信息系统损坏的情况,在配电线路的两端可以架设SPD[7]。

  5.3防污染设计

  纵观加油站的现状可以看到,目前,加油站污染环境的主要途径依然为:油品挥发、油品泄漏、污水排放[8]。

  由于汽油是极易挥发的液体,在加油过程中,所以,可以挥发的有机物会被生成,而有机物分别是VOCs和NG。对于VOCs来说,其组成的成分比较多,结构相对来说更加复杂,其也是PM2.5和臭氧生成的重要的物质。NG是易燃易爆的,是偶然的或故意从车站设施释放气体,可能构成对人民、环境和资产。这个问题对加油站以及毗邻人口稠密地区来说非常危险。因此,CGS事故是威胁城市安全,是成为一个重要并且有争议的问题[9]。对大气环境以及人体的健康来说都有非常不良的影响,主要是在加油过程中,汽车油箱内的汽油向大气中挥发,产生了加油过程的油气污染,除了油品泄露会对环境造成比较大的影响之外,加油站在技改中,因为维护油罐清洗、管线拆除、加油机拆除等过程中可能出现的油品渗漏、逸洒、跑冒、滴漏等原因,还会产生含油废水、含油抹布、含油泥沙等[10],会污染环境。

  基于加油站的改造被称为控制措施,而这也是加油气回收系统的第二个阶段。所以在这个阶段当中,实现其技术路线,并且能够做好防止污染、明确安全保障是重要的。车辆加油的过程当中,利用加油枪上存在的特殊装置,使得原本因为车辆油箱散在空气当中的油气,经过加油枪或者抽气泵进行回收,使得回收的油气储存在地下储油罐之内,这是整个技术路线[11]。同时,需要采取国家先进的防污染技术,而我国最先使用的技术是StageⅡ技术,适用于所有的汽车加油站的油气回收,为了满足防治大气污染的任务,也可以参考一下外国经验的基础上进行互补。除此之外,在安全检查上面下更大的功夫。可以看到,开展安全检查是有利防止污染及安全措的有效措施之一。通过检查,督促加油站建立一个科学合理的组织结构,建立系统的安全生产责任制,制订完善的安全管理制度、安全操作规程和应急救援预案;通过开展安全生产大检查,讲清楚“事”该由谁去做、该怎么做,分解到各个岗位、细化到每一个工作环节,形成具体的行为规范与作业程序,由被动变为主动,让员工广泛参与安全,形成“网格化”的安全管理体系[12]。

  为了防止污染,也可以采用油气回收技术,油气回收是一种节能环保型技术,在油品储运、装卸等过程中对外溢的油气进行回收,可以有效地减少因为油气挥发所带来的环境污染,降低安全事故发生概率,提高能源综合利用率[13]。如图5-1:

  图5-1油气回收技术示意图

  而油气的回收装置一般分为以下三个主要的环节:

  (1)一次油气回收

  压力平衡原理是一次油气回收过程中主要运用的原理。在卸载油气的过程当中,使得卸油中产生的油气回收到油罐车内,同时再运回储油罐对油气进行回收处理。这是一种良好的卸油油气回收系统,而且在这个系统的实现过程当中,利用地下储油罐和油罐车之间的压力差异,使得车内的压力减小,同样地下储罐的压力变大,在这个过程当中,通过大气压之间的差异使得油气被运回到油罐车之内,达到油气回收的目的。在这个过程中,增加了油气的使用效率。完成了卸油的过程之后,地下的储油罐与油罐车的压力达到了持平,而油气的回收过程也随之完成。

  (2)二次油气回收

  二次回收系统也是加油油气的回收系统,对于现阶段的发展来讲,最广泛的一个系统是真空辅助式的油气回收系统。应用这种系统,能够借助于外界的辅助的动力,使得油箱发出来的油气再次被吸回到油罐当中,增加油气的使用效率。回收的主要过程可以通过以下来进行阐述,加油机向汽车加油,在这个过程当中真空泵可以生成一定真空度。在这个过程当中,油气回收设备就发挥了作用,比如说加油枪、真空泵等的气体液体比例会控制在一个范围之间:1.0-1.2,可以实现油气回收到油罐的目的的。而且在二次回收的过程当中,也包括不同的类型。不管是分散式还是集中式的油气回收,都可以提升油气的利用效率。

  (3)三次油气回收

  三次油气回收主的主要指的是对于埋地油罐储存油品的过程当中挥发出来的这部分油气进行回收,而在回收的过程当中主要采用油气排放处理装置来进行。

  第三个阶段的油气回收过程可以通过以下来进行简单描述,在油品被储存的过程当中,对储油罐内呼出的油气进行一定的处理和回收,使得油气的利用效率达到最大。第三次油气回收的系统需要建立在第二次油气回收系统的基础之上来进行安装,所以这是一个顺接的过程。第三次回收过程的工作原理主要是储油罐内的油气压力需要达到相关启动条件,让第三次抽气回收装置能够启动,第三次回收设备启动之后,油罐内的油气将会再次转化为液态,同时被储存在储油罐当中。

  油气的回收一方面节约了能源减少了油品对环境的污染,另一方面油品的回收将各处的泄露油和费油都打包收拾干净,进一步消除了安全隐患,具有一定的经济效益和社会效益,所以油气回收一定是日后加油站建设的热点环节。

  5.4其他设计

  随着信息技术的发展,大数据技术带来的营销越来越显示它的优势,对大量的数据进行分析,对消费者的购买爱好进行分析,制定营销策略,给传统的行销模式带来了巨大的打击,另一个方面,支付宝等移动支付行业蓬勃发展,我们逐渐不用带钱包,所以,相对于传统的加油站,智能化加油站更具方便,销售量更多,故本加油站采用智能化设计。

  加油站进出口处可以安装人脸识别摄像头,车辆识别摄像头,可以将进出加油站的车辆信息快速的传输到中心电脑,便于员工的管理与数据的统计,运用大数据调取顾客的消费信息数据,分析每个客户的喜好与用量,从而提供更好的服务。另外也可以更好的降低逃票,漏票现象,安装红外线温度测量仪,对于体温不正常的人员不允许进入加油站,将传染源隔离在外,确保了加油站内人员不会被传染(比如今年的新型冠状肺炎)。由于网络的快速发展,人们越来越习惯不带钱包,加油区,便利店以及其他消费区应该提供智能化支付平台,最后,出于安全考虑场内安装摄像头,在24小时之内进行全面的监控和监督,能够在出现事故或者发生爆炸的同时及时被工作人员知道,也能够及时调取相关的资料以及录像,准确识别。全场覆盖无线电信号,方便顾客上网与支付。对于加油站内设施进行实时监控确保设施及人员安全。