改善汽油装车鹤管气相密封性

改善汽油装车鹤管气相密封性
发布时间：2022-08-05T05:52:53.554Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷6期作者：潘旋[导读] 汽油装火车鹤管为上装式，因易挥发的物料性质，
潘旋中国石化扬子石油化工有限公司贮运厂（江苏南京） 210048 [摘要]汽油装火车鹤管为上装式，因易挥发的物料性质，在装车过程中油气从密封压盖与槽车装油孔缝隙处逸散，尤其在装车末期，油气浓度较高，VOCs超标排放，如遇到静电极易发生火灾爆炸事故，存在较大的安全环保隐患。

优化鹤管密封压盖结构，提高火车鹤管气相密封性，从源头管控，再结合尾气回收装置引流风机作用，降低汽油装车尾气的逸散。

1、概述
汽油装车鹤管为上装式，因汽油易挥发，现有的密闭装车鹤管在装车过程中油气逸散，尤其在装车末期油气浓度很高，如遇到静电，极易发生火灾爆炸事故，也对大气存在的污染，故汽油装车存在极大的安全环保隐患。

为了践行集团公司实施绿色洁净战略，提升绿色发展水平，以实际行动保护长江生态环境,降低生产过程中VOCs排量，减少大气污染，是现代炼化石化企业的发展的主要工作重心。

对火车装车鹤管的选型，尤其是如何减少油品在火车槽车装载过程中的产生的油气排放，显得尤为重要。

如何提高汽油装火车鹤管气相密封性能，减少装车时的尾气溢散，降低安全环保隐患，是急于解决的问题。

2、汽油装火车过程中存在的问题及分析 2.1鹤管密封与罐车口对位不准确，造成罐车装油口中心与鹤管垂直方向上不一致；
原因分析：人员操作忽略鹤管对位准确度导致鹤管与罐车对位不准，密封压盖压偏，无法起到密封作用。

2.2罐车装油口存在装油接触面倾斜及凹凸不平的制造偏差；
原因分析： 2.2.1铁路槽车本身问题。

铁路槽车型号不同，使用G60、G70型号较多，体积不同，制造年份不同，槽车罐口尺寸不同，存在径向不规则、罐口平面度差的问题，单边最大倾斜高差甚至达到80mm，且罐口平面凹凸不平；
2.2.2火车槽车罐口并不是标准件，部分槽车罐口存在椭圆比较大的情况，而国内也无统一、强制标准，密封装置设计未考虑火车罐车装油口的制造偏差。

2.3鹤管液相垂管垂直度有偏差，压盖与槽车装油孔密封不严；密封装置设计时未考虑偏差补偿。

原因分析： 2.3.1随着鹤管使用年限较长，液相垂管较重，鹤管的安装与固定是依靠地脚螺栓和水泥立柱框架螺栓，在使用过程中，气动马达产生的振动、物料流动的冲击等，都会使螺栓产生疲劳松动，导致鹤管的安装精度就会补破坏，鹤管垂管的垂直度会发生变化，也会影响密封效果。

2.3.2鹤管密封压盖形式问题。

密封压盖与槽车罐口的密封主要依靠压盖密封面的弹性变形，现有的密封压盖密封面使用耐油橡胶，内里填充海棉作为弹性元件，变形余量小。

2.3.3装车过程中罐车内气压增大，鹤管密闭压紧力不足，油气压力会使鹤管密封效果变差导致油气泄漏。

2.4装车过程中，随着油品装载量增大，罐车悬挂系统受重力沉降，鹤管密封无法随动；
原因分析：厂家设计利用密封装置自重密封，未考虑槽车装车过程中因重量增加而下沉，密封压盖只受自重，无法随动压紧。

2.5配套油气回收引流风机出口集中回收存在多路阻力。

原因分析：装卸作业区尾气回收装置收集多路尾气，即储罐尾气、汽车尾气、火车尾气，三台风机出口并入同一条管线上，如同时多路尾气在收集的情况下，汽油装车的引流风机出口存在阻力，罐车至油气回收设施管线沿途管阻及压损，油气回收效果不好，另因鹤管厂家密封装置存在缺陷，装车过程中，气相管线内背压较高，也会加大油气的泄漏。

综合以上原因，鹤管密封性能不好导致装车过程中尾气排放量超标。

如何改进汽油装火车鹤管气相密封性能，对鹤管密封结构进行技术攻关。

3、解决方案 3.1优化鹤管结构 3.1.1鹤管压盖部分采用外置气缸压紧密封装置结构形式，当垂管下降到操作高度时，驱动气缸开动作，驱动密封压盖与槽车罐口紧密贴合，并外置气缸驱动压紧压盖与槽车密封压紧，在装车过程中保证密封压盖能随着车辆的下沉而跟进，密封胶圈始终与槽车装油孔贴合且锁紧，升降气缸的自重预压紧力远大于装车时罐内产生的油气压力(背压)，使密封面贴合在罐口上，满足VOC 治理的要求。

3.1.2压紧式密闭装置的密封压盖与垂管不直接连接，垂管上连接一段球形套管，密封压盖内侧面也加工成与之配套的球面，并可沿球面上下有一定的角度活动，可适应不同工况的槽车装油孔，密封盖适合的槽车口直径尺寸范围为φ450～570mm，装车作业时密封压盖无缝隙。

3.1.3将密封压盖锥度略进行改进，能够适应不同工况的槽车装油孔，密封压盖外置气缸进行驱动压紧，提高密封压盖与槽车的严密性。

3.2加强日常鹤管的维护保养。

制定鹤管周预防性维修策略，不仅主要对鹤管旋转部件、接头密封圈、液位高报、静电接地、螺栓紧固性等进行检查维护，也加强对鹤管的结构稳固性进行检查，对鹤管的垂直度进行检查及矫正，使其达到初始安装状态，发挥其应有功效。

要及时备好备品备件，尤其密封压盖密封橡胶，发现有裂纹、有磨损或橡胶失去弹性余量应及时更换。

3.3加强鹤管的精心操作。

利用副班进行培训，到装车现场指导操作，要求操作人员严格按照鹤管的操作规程进行操作，鹤管液相垂管中心度与槽车的装油孔保持一致，精准对位，发现不对中及时纠偏。

3.4优化安排生产作业。

考虑尾气回收装置收集多路尾气背压较高，装汽油前多观察尾气量，尽量避开汽车装车较多时段，或多储罐收料情况。

4、验证效果
通过鹤管结构的优化，大大提高了压盖与槽车的密封性，减少的油气的逸散。

在正常装车中，距离油罐车车口高度10cm处检测油气泄漏浓度小于500ppm,符合国家、行业、地方标准《GB31570-2015石油炼制工业污染物排放标准》。

5、结论
通过优化鹤管的密封结构，提高汽油装车鹤管气相密封性，降低了装车过车中VOCs的排放，减少对空气的污染，同时也提高的汽油装车的安全性。

参考文献
[1] 王建明，油罐车上装鹤管密封型式探讨[J]. 安全、健康和环境，2017, 17 (6).
[2] 朱琳，大鹤管密闭定量装车系统在炼油厂油品装卸中的改造分析[J]. 化工安全与环境，2013（37）: 9-10.。