联合站大罐“门”式快查型液压安全阀设计探索.pdf

谶 渡恭 石 油 化 工 设 计 P e t r o c h emi c a l De s i g n 联合站大罐“ 门” 式快查型液压安全阀设计探索 夏忠林 ，王 书 良 ，朱丰 波 ，胡丙生 1 ．中国石油天然气股份有限公司冀 东油田分公司， 河北 唐山0 6 3 2 0 0 ； 2 ．中国石油天然气股份有限公司辽河油田分公司， 辽宁 盘锦 1 2 4 1 1 4 摘 要 从 油田联合 站 实际应 用角度 出发 ， 简要介绍 了大罐液压 呼吸 阀的结构原理 、 作用以及 实际使 用 过程存在 的相 关 问题。针对 大罐 液压安 全阀 实际使用 中存在 的长期 结构单 一、 操作 步骤 繁琐 、 不安全 、 危 害操作者身心健康等问题进行详尽分析和说明， 继而阐述液压安全阀可以改进的主要构想。文章最终较 框架式的提 出了“ 门” 式快查液压安全阀的设计思路和设计方法， 其主要 目的是希望对液压安全阀的优化 设计和制造创新起到推动作用， 以强化联合站安全生产管理 中的一个基础环节。 关键词 大罐 附件液压安全 阀原理作 用 改进设计“ 门” 式结构 液压安全阀是联合站使用的大罐安全附件之 一 。长期以来 ， 各大油 田的液压 安全 阀的使用 和 维护等方面都存在着基本相 同的问题 。这些问题 是否可 以解决怎么做本文从实 际应用角度出 发， 一一阐述液压安全阀的原理、 作用及从使用中 的难点出发 ， 在遵守标准规范 的基础上 ， 大胆提 出 了改进的思路 ， 以期在不影 响安 全的前提下优化 液压安全 阀的设计 ， 从而有效地保障安全生产。 1 液压安全阀的原理及作用 1 ． 1原理 液压安全 阀是一种安全保护用 阀。其启 闭件 受外力作用时处于常闭状态 ， 当大罐 内介质压 力 升高， 超过规定值时 自动开启 ， 通过 向系统外排放 介质 防止管道或设备内介质压力超过规定数值。 液压安全 阀控制的压力或真空值 比机械呼吸 阀高 1 0 ％ ， 因此 在正常情 况下是不会 动作 的⋯ 。 阀内装入沸点高、 不易挥发和凝 固点低 的液体作 为液封 ， 如轻柴油 、 低粘度 润滑油 、 甘油水溶液 和 乙二醇等。液压安全 阀的工作原理如图 1所示 。 1 ． 2作用 液压安全 阀与机械 呼吸阀并排安装 于油罐 、 污水罐顶部 ， 液压安全阀工作压力稍高于机械呼 吸阀 』 。 它的作用在于一旦机械呼吸阀运行 中因某 a 呼气状态 b 吸气状态 C 静止状态 图 1 液压安全阀工作原理示意 1一 集液筒 ； 2一分 隔筒 ； 3一中心管 种原因发生失灵时， 代替机械呼吸阀行使同样的 作用 ， 以保证储油罐的正常呼吸作用和安全。它 与呼吸阀配套使用， 有着双保险保护储罐作用； 液 压安全阀应与 同规格 阻火器配套 ， 特别适应北方 寒冷气候地 区使用 ， 在油 田、 石化 厂、 油库等用 于 收稿 日期 2 0 1 3 0 21 6 。 作者简介 夏忠林， 男， 1 9 9 8年毕业于西南石油学院油 气储运专业， 学士， 工程师， 长期从事油气集输与环境 管理 工作 。联 系电话 0 3 1 58 7 6 1 2 8 8 ； Ema i l x i a z h o n g l i n s i n a ． c o n 1 4 石 油 化 工 设 计 2 0 1 3 年第 3 期 第 3 0 卷 储存原油、 汽油 、 煤油 、 柴油、 芳烃等液体介质 的储 罐 。 2 常规液压安全阀使用中存在 的若干问题 2 ． 1 结构型式 主要表现为型式单一 、 结 构单一。从 目前 国 内生产制造 的情况看 ， 即与同本 文 中原理图介绍 情形基本一致 ， 实物 和图差别不 大。偶有差别 的 是其侧面是否有加油 口或者排液丝堵在筒体 的侧 面还是在最底下等细节上。应该说 ， 多年来结构 变化不大 见 图 2 。结构单一使操作模式 固定 ， 不利 因素长期存在。 图2 常规液压安全阀外形示意 2 ． 2 检查维护过程 1 检查内容和操作步骤 。 ①从检查内容看， 一是， 每次检查是需要重点 关注油液位是否合适 ， 因为如果油液位超过规定 的标尺可能是集油槽 内积水 过多， 出于液压安全 阀安全使用的考虑 ， 需要对里面的存水进行放空 ， 甚至更换变质油 品。二是 ， 检查筒体 内壁 的腐蚀 情况 ， 如果内壁腐蚀严重 ， 不及 时清理会导致其内 部分隔筒两侧油品的流动不畅 ， 起不 到保 护储 罐 的作用。三是， 检集液筒内是否结冰 ， 在北方 的冬 季这是重点检查内容。历史上曾经发生过有油罐 的液压安全阀冻堵进而出现油罐被抽瘪的严重事 故 。现在及 以后这是绝对不允许 出现的。针对上 述 内容 ， 检查人员需要逐步逐项进行排查 ， 对存在 的问题及时解决 。 ②从检查的操作看， 需要至少两人以上人员 相互配合。第一步 ， 提起分隔筒 的“ 大帽子 ” ， 将分 隔筒放置于罐顶。第二 步， 用防爆 的撬棍轻触分 隔筒底 部 ， 判 断是 否结 冰。第三 步 ， 如果 筒底 结 冰 ， 需要灌入部分热水 ， 将 冰融化 ， 并打 开筒底外 部的放空丝堵 ， 放出里面的油水混合物 ， 如果有腐 蚀物需要一并清除。第 四步， 回装 。放 回分 隔筒 ； 上紧放空丝堵 ； 从加油 口加入需要 的油品； 通过标 尺检查油位是否合适 。可以说 ， 经过上述四步后 ， 液压安全阀的检查维护工作就算完成了。 2 存在的问题。 ①按照相关安全规定和要求， 北方的冬季， 液 压安全阀被要求每月至少检查 2次。通常一座一 级联合站 ， 有油、 污水储罐安装液压呼吸阀的储罐 不下 1 O座 ， 有 的大罐不 仅有 而且 装 了 2个 。因 此 ， 检查及维护工作量一般都较大。 ②检查时 ， 每次检查时需要至少两人提 出分 隔筒 ， 这里以一个 D N 2 5 0的液压安全 阀为例说 明。 一 是 ， 分隔筒 的“ 帽子” 直径一般约在 1 ． 2 m， 分隔 筒 的整体重量约 5 O k g 。提 出分隔筒 时， 必须提离 集液筒顶部 ， 因而其整体高度应 为几 乎两倍 的集 液筒高度 。另 外 ， 由于液压安 全阀下部往往安装 阻火器 ， 阻火器的安装高度也有约 0 ． 3 5 m， 一次总 体算下来 ， 提升的高度一般在距罐顶约 2 ． 2 m， 这 样对 于操作工人 的身高则有 了明确的要求 ， 因为 如果不能完全提离 ， 就无法取下分 隔筒 ， 如果勉强 操作 ， 极易扭伤手腕 、 挤压手指或者出现简体落在 罐顶的危险情形 。而且老联合站 的罐顶一般没设 梯子平台， 即使现在想再安装 ， 其成本 、 生产运行 等诸多方面均存在着很多不便。即不利于工人操 作。二是 ， 清冰的过程 。由于如果 出现冻堵 ， 就需 要对其进行处理 ， 灌入适 当的热水融化是可 以采 用的快捷方法 。但是灌水 的过程 中 ， 人体 的高度 不够 ， 水桶就无法举上 ， 操作工往往蹬 踏旁边 的机 械呼吸阀进行操作 ， 容易 引起滑 到、 摔伤等事故 。 再有灌水的过程 中， 由于各类油 、 污水罐顶部 的油 气空间积累了大量 的可燃气体 、 有 毒有害气体如 H ， s等， 这些气体在人体头部超过集液筒顶部时 ， 产生“ 烟囱” 效应 ， 极易引发操作人员 中毒 、 伤害事 件 ， 这种情况也会出现在小 13径 的液压安全 阀上。 如果佩 戴正压 式 呼吸器 ， 操作 显然是 不灵 活 的。 三是 ， 标尺的检验油 位、 判 断油质方 面存在缺 陷， 不好判断是油是水 ， 而且不易判断是否内部结冰。 2 0 1 3年第 3期 第 3 0卷 夏忠林等． 联合站大罐“门” 式快查型液压安全阀设计探索 ‘1 5 3 常规大罐液压安全阀结构改进思路 既然在使用液压安全 阀的过程中存在着不 同 程度的上述类似 问题 ， 那 么应 如何解决 呢 目前 的液压安全阀的结构设计是否合理有没有改进 的空间， 作用有多大 首先 ， 结合实际， 从液压安全阀使用中需重点 关注的内容说起 。通常 当设计 完成后 ， 按 照施工 及标准要求安装上液压安全 阀 ， 日常检查 的 内容 就只剩 下 3项 油质 、 油位 、 是否冻堵。而 内部 的 腐蚀问题 ， 在每年一次 的检测过程 中就 可以发现 并有效地整改 了， 即使腐蚀性 很大 ， 一年也不会超 过两次 。在实际操作 中， 没必要每次都要 将分隔 筒完全拆下来 ， 这是因为更关注 阀的下部 。其次 ， 目前的生产状况显示 ， 在罐顶设立操作 平台 的可 能性几乎没有， 因此只有从液压安全 阀结构本体上 进行改造。换言之 ， 如果想办法只关 注上述 三点 ， 简单 、 快捷地进行 检查 ， 将有效避免诸 多检查过程 中带来的安全风险 如人员手腕扭伤 、 中毒等 。 4 “ 门” 式快查型大罐液压安全 阀的设计 思路 根据 S Y ／ T 0 5 1 1 ． 2 2 0 l 0 石油储 罐附件 ， 第 2 部分 液压安全 阀 要求 ， 笔者对液压安全 阀的结 构设计进行 如下优化。一是 ， 将液压安 全 阀集液 筒外壁两侧隔开一扇合适 的 “ 门” 。“ 门” 的大小 应该不影响 阀体结构安 全、 不影 响正 常的储液高 度 、 能够方便的检查油质 、 油位 、 清冰的相关操作。 按照标准要求 液压安全 阀按开启压力共分为 5 个等级 ， 其 中压力最高一级是 E型1 9 6 0 P a ， 一 4 9 0 P a ， 因此这种 阀的承压要求很 低 ， 不 会 因为 开“ 门” 而影 响使 用安 全。二是 ， 由于打 开 “ 门” 后 ， 面对 的是分隔筒的筒壁 ， 如果不将 筒壁提起 ， 就不能进行清冰的操作 。因此 ， 设计借用 “ 门” 的 紧固螺栓 ， 将分隔筒适当抬高 能够方便清冰的位 置 即可 ， 放置在两侧 的紧 固螺栓上， 确保分隔筒 不必提升或者不必全部提升 ， 就能进行相关检查 操作。三是 ， 内部 的中心管挥发的有毒有害气体 可以大部分从分隔筒顶部溢 出， 少量的气体 ， 通过 通风效 应流 通 ， 进 而减少对 人体 的危 害。四是 ， “ 门” 为 同材质 的钢制材料 ， 内部密封可 以采用石 棉板整体覆盖密封 ， 从 而防止油品泄漏。五是 ， 阀 体改造方便 、 工程量小 、 一次改造“ 终生” 受用 ， 可 以适用于 D N 2 5 0及以上的液压安全阀。因为小 口 径 的阀重量稍轻 、 体积相对小 ， 可以不改造。 5结 语 液压安全 阀关系到大罐 的安全使用 ， 检查和 维护是必不可少的。通过“ 门” 式新型液压安全 阀 的结构优化 ， 使装 置操 作更快捷 、 更舒适 。同时 ， 可以有效地避免操作 时发生 意外 ， 从而保护操作 者人身健康不受侵害。 参考文献 [ 1 ] 刘 洁． 油罐 液 压安 全 阀的油 位确 定 [ J ] ． 阀 门， 2 0 0 0 ， 2 3 5 3 6． [ 2 ] 宋伟东． 石油储 运与安全管 理概论． 最新石油化 工行业储 运 管道安全运行、 防腐防漏及故障检修实用技术手册 [ M] ． 2 0 0 5 1 71 8 ． [ 3 ] s Y ／ T 0 5 1 1 ． 1 2 0 1 0 石油储罐附件， 第 2部分 液压安全阀 [ s ] ． 北京 石 油工业 出版社 ， 2 0 1 1 ． 。 鹏雀钱 ‘ 国内最大管径煤制气管道投产 国内最大管径煤制气管道投产 乌鲁木齐晚报消息 ， 2 0 1 3年 7月 1 0日1 9时3 0分， 一股橘红色的烈焰在伊犁河谷西端霍城县境内的西气东输三线伊 霍煤制气支线伊宁首站上空燃起。 这标志着国内最大管径煤制气外输管道伊宁 一 霍尔果斯输气管道第一阶段成功完成投产。 伊 一霍煤制气管道工程起自伊宁首站， 止于霍尔果斯末站 ， 与西气东输三线相连。线路全长 6 4 k m， 管径 1 2 1 9 m m， 设 计压力 1 2 MP a ， 总投资9 ． 9 6亿元人民币。 该管道工程由中国石油集团股份公司投资， 西部管道公司负责建设和运营， 于2 0 1 1年 5月 1 2日开建， 2 0 1 2年 8月完 工。根据规划， 主要将伊犁河谷的煤制气通过该管道输送到西气东输三线， 是新疆第一条煤制气专用管道。 正式投产后 ， 每年将以5 0亿 m 的输气量作为西气东输三线的补充气源。 伊 一霍煤制气管道将进一步实现西部地区输气系统气源多元化、 管道网络化， 均衡东西部资源与需求关系。 钢联煤化工2 0 1 3 0 71 2