業界動態
防凍型石油儲罐液壓安全閥改進設計
鋼制立式儲罐廣泛應用于石油、石化行業中,用做儲存成品或半成品油的容器,由于儲油罐的收發作業存在液位變化、晝夜溫差、氣候突變等因素,使儲罐內頂部空間壓力發生變化。為了防止儲油罐內部因壓力過高而破裂或壓力過低而抽癟,儲油罐頂部必須安裝確保儲油罐安全運行的安全附件。一般有機械式呼吸閥、液壓安全閥(液壓式呼吸閥)、阻火器。阻火器安裝在機械式呼吸閥和液壓安全閥下部。機械式呼吸閥為工作閥,液壓安全閥為后備保護閥,壓力高于機械式呼吸閥,正常時不動作,在機械閥失效時動作。密封液通常使用國產45#變壓器油、輕柴油等。中華人民共和國石油天然氣行業標準中通常情況下,推薦使用變壓器油。壓力靠調節分隔筒頂部螺栓實現。在氣溫0°C以上時呼吸閥能很好的確保儲罐的安全運行。但在北方冬季(新疆-40°C)儲罐內外溫差特別大(新疆油田達85°C),由于儲罐內溫度較高,油、水蒸汽進入液壓安全閥內后,在低溫環境中發生凝結,由于水的密度大于變壓器油、輕柴油,凝結水沉積在液壓安全閥底部,使閥體內密封液液面不斷上升,上部變壓器油或輕柴油由溢流管流入儲罐內,自行將凝結水替換為密封液,在低溫環境中發生凍結,導致液壓安全閥失效,使儲罐發生破裂或抽癟事故。
油、水密度的不同,液壓安全閥動作壓力也隨之變化,需經常對其進行核定或更換密封液。在低溫環境中,密封油粘度增加,流動性降低,動作壓力遠大于設定值,導致液壓安全閥失效。阻火器安裝在液壓安全閥下部,油、水蒸汽通過阻火器后進入液壓安全閥,在低溫環境中阻火器也將發生凍結,導致儲罐發生事故。
目前,在長江以北的地區冬季較漫長,最長的地區長達5個月,為了確保儲罐安全,不得不將儲罐頂部的透光孔打開作為輔助呼吸口,這樣還存在以下幾點不足:
1)罐頂的輕質組份溢出儲罐,無形增加了生產過程的損耗,浪費資源;
2)對大氣造成污染;
3)存在儲罐發生火災危險。
4)增加了儲罐的大氣腐蝕。
目的是:提供一種防凍型石油儲罐液壓安全閥,能實現安全閥的呼吸作用;解決液壓安全閥、阻火器裸露在外冬季發生凍結,保證儲罐安全。減少油氣損耗。減少對大氣污染。降低儲罐的大氣腐蝕;杜絕了安全隱患。
采用的技術方案是:防凍型石油儲罐液壓安全閥,主要由中心液導管、液體儲存盒、防沖板、密封液液面檢測裝置、筒體、安裝法蘭、防風罩、阻火器、連接管和呼吸管組成。其特征在于:在平面圓形安裝法蘭的中心孔下部焊接有一個圓形的筒體,在筒體內焊接有一個橫隔板,橫隔板與筒體底板之間形成積液室,積液室的作用是:當液壓安全動作呼出時儲存密封液,防止密封液吹出。橫隔板中心孔上部焊接一個頂部有螺紋的固定管,在固定管的頂部螺紋固定一個連接管,連接管的頂部有法蘭,連接管的頂部法蘭連接阻火器,阻火器在筒體內;阻火器的結構為圓筒形,在圓筒內有金屬網;在阻火器的頂部法蘭連接一個呼吸管,呼吸管有豎管和橫管,豎管下端與阻火器連接,豎管的上端連接橫管,橫管的另一端開口向下;在安裝法蘭的上部通過防風罩固定組件固定有圓筒形的防風罩,防風罩的頂部為弧面形;防風罩的作用是:阻止冷風進入換熱室,保持換熱室內溫度。在防風罩內壁上固定有隔熱棉;所述的呼吸管的橫管穿過防風罩壁,呼吸管的橫管開口端在防風罩外。
筒體的底板有中心孔,在筒體底板中心孔的周圍焊接有支撐桿,在支撐桿的頂部焊接有弧面形的防沖板;防沖板在積液室內;防沖板的作用是:當液壓安全動作時,防沖板改變由中心管來的液流方向,防止密封液進入阻火器。
在筒體底板中心孔的下部焊接有中心液導管;中心液導管的下端外壁焊接有金屬板,金屬板的下端焊接在液體儲存盒的底部;液體儲存盒是采用鋼板焊接成圓柱形盒,液體儲存盒有底;在液體儲存盒內壁上焊接有一個弧形鋼板,弧形鋼板的上端與液體儲存盒頂部高度相同,弧形鋼板的下端與液體儲存盒底平面之間有間隙,弧形鋼板與液體儲存盒內壁之間有間隙。在弧形鋼板外側的液體儲存盒壁有一個豁口,豁口的作用為控制密封液液面、保持壓力恒定的固定堰板。
為了檢查液體儲存盒內液面的高度,在筒體的內壁上固定有一個密封液液面檢測裝置,密封液液面檢測裝置由金屬管和有韌性的金屬棒(測量尺)組成,金屬管固定在筒體的內壁上,金屬管頂部高于安裝法蘭上平面,金屬管的下端穿過橫隔板和筒體的底部,金屬管的下端在液體儲存盒內。有韌性的金屬棒插入在金屬管內;金屬棒插入到密封液存儲盒內。用來檢測密封液體的液面,金屬棒的上端有外螺紋,金屬棒螺紋固定在金屬管內,起到密封作用。金屬管可做為密封液的加注導管。
防凍型石油儲罐液壓安全閥的安裝:通過儲罐頂部的儲罐頂板的透光孔,安裝法蘭固定在儲罐頂板的上平面上。將液壓安全閥沉入儲罐內部,筒體與儲油罐內頂部的高溫油蒸氣進行熱交換。利用儲罐內高溫介質對液壓安全閥進行保溫,達到冬季液壓安全閥不凍結的目的。
簡述防凍型石油儲罐液壓安全閥的工作原理及工作過程,有助于理解本發明。工作原理:當原油儲罐內的介質壓力升高或者降低超過規定值時自動開啟,通過向儲罐外排放或者補充介質來防止儲罐內介質壓力超過或者低于規定數值從而達到保護儲罐的目的。防凍型石油儲罐液壓安全閥的工作過程:
正向呼出:當石油儲罐內壓力升高超過規定值時,壓強作用在儲液盒內密封液液面上,密封液經中心管上行進入積液室 ;當儲液盒內密封液液面下降至中心管底部時,儲罐內氣體通過中心液導管的下端入口進入中心液導管,然后氣體經阻火器和呼吸管排入大氣。儲罐內壓力泄放后,積液室內液體經中心液導管進入液體儲存盒,儲罐內的壓力恢復正常狀態,呼出過程完畢。
反向吸入過程:當石油儲罐內真空度(負壓)超過規定值時,液體儲存盒內密封液由堰板上邊沿溢出泄入儲罐內,當中心液導管內液面下降至底部時,外部空氣經阻火器進入儲罐內,壓力為液體儲存盒內的液柱高度,安全閥吸入動作后須補充密封液。密封液采用清水或-35#輕柴油。有益效果:本發明防凍型石油儲罐液壓安全閥,改變液壓安全閥與阻火器安裝位置,將液壓安全閥沉入儲罐內,利用儲罐內產品溫度對其保溫,不凍結。能使儲罐內保持壓力恒定。在環境溫度-20?-40°C進行儲罐收、發作業試驗,液壓安全閥工作正常,不會發生凍結現象。
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