油罐常用安全附件的维护与保养
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Keywords: oil tank; accessory; maintenance; safety
0引言 油罐附件是油罐的重要组成部分。在这些附件中,有些是
为了完成油品收发作业和便于生产管理而设置的,例如进出油短 管、放水管、加热器、量油孔、梯子、栏杆、液位计等 ;有些则 是为了保障油罐使用安全,防止或消除各类油罐事故而设置的, 例如阻火器、呼吸阀、液压安全阀、静电接地装置等。其中, 安全是生产的基础,也是发展的基础。现就油罐的安全附件 ( 呼 吸阀、液压安全阀、阻火器 ) 的安检和维护等进行简要探讨。 1 呼吸阀
弹簧的弹力来控制,但也必须在油罐的允许压力范围之内。
1.2 呼吸阀的性能
正常使用的呼吸阀,通常都应当具备以下性能 :
首先是防冻耐腐蚀性。根据 SY7511—87 石油储罐呼吸阀
的标准规定 :呼吸阀在相对湿度为 70%、温度 (-30±1) ℃的
环境下,经 24h 冷冻后,阀盘开启压力应符合工作压力的要求。
2 液压安全阀
液压安全阀是为提高油罐安全使用性能的又一重要设备,
它的工作压力比机械呼吸阀要高出 5%~10%。正常情况下,它
是不动的,当机械呼吸阀因阀盘锈蚀或卡住而发生故障,或
油罐收付作业异常而出现罐内超压或真空度过大时,它将起到
油罐安全密封和防止油罐损坏的作用。图 1 所示是液压安全阀
造成这一问题的原因是 :油罐顶部空间是油气、空气和
54 物联网技术 2012年 / 第10期
水蒸气的混合气体。通常情况下,其水蒸气的分压力低于油罐 内气体空间当地温度所对应的饱和压力。这种混合气体也称为 未饱和气体。未饱和气体具有吸湿能力,可以容纳更多的水 蒸气。如果水蒸气的分压力达到当地温度所对应的饱和压力, 则为饱和气体。饱和气体不再具有吸湿能力,若增加水蒸气 含量,就会有相同数量的水凝结出来。混合气体的饱和压力 是温度的函数,随温度的降低,饱和压力减小。因此,当温 度降低时,尽管水蒸气的含量不变,但其可以容纳水蒸气的 能力下降,最终未饱和的气体达到饱和状态,这时的温度称 为露点温度。当混合气体处在露点温度以下时,混合气体中的 水蒸气就会凝结出液体水。
当罐内油气压力大于油罐允许压力时,油罐蒸汽经压力 阀外逸,此时真空阀处于关闭状态 ;当罐内油气压力小于油 罐允许真空度时,新鲜空气通过真空阀浸入罐内,此时压力
2012年 / 第10期 物联网技术 53
可靠传输 Reliable Transmission
阀处于关闭状态,允许压力 ( 或真空压力 ) 靠调节盘的重量或
综上所述,呼吸阀的控制要求是,在罐内气体压力大于
控制压力的前提下,保证呼吸阀在各种作业和环境下都能满足
油罐呼吸所需的通气量。而控制压力是呼吸阀控制过程的检
测点,能否达到控制要求,取决于呼吸阀能否自动控制通气量。
因为呼气阀的控制压力大于吸气阀的控制压力,所以,
呼气阀流通截面积小于吸气阀的流通截面积。另外,在夏季
呼吸阀用手动把手,先导式呼吸阀用试验按钮。检查时只要在
手动试验端子上施以略大于气体压力对阀盘作用力的手动力,
即可感知呼吸阀大致的技术状况。在日常的检查中,每次都可
以试验一下,能够使阀盘经常地在其全启范围内进行运行,即
可有效地防止锈蚀、卡死、粘连等,同时,在紧急情况下,也
可以通过手动试验端子打开呼吸阀。
以上这些故障,有的会使呼吸阀达到控制压力时不能动 作,造成油罐超压,危及油罐安全;有的则使呼吸阀失去作用, 造成大小呼吸失控,从而增加进油的蒸发损耗,使油料质量 下降,加重区域大气污染,影响操作人员的身体健康,增加区 域危险因素。
为此,有人设计出了全天候呼吸阀。这种呼吸阀为避免 冻结,首先在阀盘材料上采用了刚性骨架和氟膜片的组合,阀 座采用聚四氟乙烯环套,导杆和导向套均采用四氟乙烯衬套 ; 其次,在结构上,阀盘与阀座之间采用带有空气垫的软接触, 从而有效防止了微压差泄漏。这种机械呼吸阀在防冻结及密 封方面的确有明显改进,但并不能从根本上解决防冻结问题。 1.4 机械呼吸阀的检查与维护
在寒冷季节工作的呼吸阀,阀盘的外侧与大气环境连通, 其温度接近外界环境空气的温度。当罐内混合气体与阀盘接 触或罐内混合气体流经阀盘时,阀盘会冷却混合气体,从而 使气体温度处于其露点温度以下,这样,混合气体内的水蒸气 凝结为水,继而结冰。结冰的后果是阀盘与阀座冻在一起,进 而使呼吸阀功能失效。
其次的问题就是漏气。有些呼吸阀的阀盘、阀座等所用 的密封材料采用的是普通橡胶、尼龙及易腐蚀材料,经罐内油 气浸蚀会产生变形,从而使大量的油气从呼吸阀中溢出。
———————————————— 收稿日期:2012-08-08
畅通过呼吸阀。 1.1 呼吸阀的工作原理
呼吸阀是保护油罐安全的重要附件,安装于罐顶,用于自 动控制油罐内外气体通道的启闭,维持油罐的压力平衡,对油 罐的超压或超真空起保护作用,又可以在一定范围内降低油品 的蒸发损失。呼吸阀是利用阀盘的重量 ( 有时候阀盘上加重块 ) 或弹簧的弹力来控制罐内呼气压力和吸气的真空度。当罐内气体 的压力超过油罐的允许压力值时,压力阀被顶开,混合油气从罐 内逸出 ( 呼出 ),使罐内的压力不再增高。当罐内气体的真空度 超过油罐的允许真空度时,真空阀即被顶开,吸入空气 ( 吸气 ) 维持油罐压力平衡。压力在一定范围内,油罐不呼吸,所以呼吸 阀在一定程度上减少了油品的蒸发损耗。呼吸阀控制的压力和真 空度的数值应根据油罐结构本身的允许值来决定。选择呼吸阀 型号时,要根据油品收发作业时的最大排量来确定。呼吸阀的直 径大于 250 mm 时,可选用两个不超过 250 mm 的呼吸阀。
检查呼吸阀时,首先要检查呼吸阀内部的阀盘、阀座、
可靠传输 Reliable Transmission
导杆、导孔、弹簧等有无生锈和积垢,并进行清洁,必要时可
用煤油清洗 ;其次应检查阀盘活动是否灵活,有无卡死现象,
密封面 ( 阀盘与阀座的接触面 ) 是否良好,由于密封面的材料
为有色软金属,在对其研磨时,要选用较细的研磨剂 ( 如红丹
润滑油 ) ;第三,应检查阀体封口网是否完好,有无冰冻、堵
塞等现象,擦去网上的锈污和灰尘,保证气体进出畅通;第四,
要检查压盖衬垫是否严密,必要时要进行更换 ;另外,还要
检查螺栓,给螺栓加油。
在日常的巡检过程中,通过外部目测检查,往往较难发
现上述问题的原因,无法预知呼吸阀的技术状况。在日常的
检查中,可以采用在呼吸阀上附设一手动试验端子,直动式
呼吸阀阀盘、导杆及连接件、密封件等均应采用不锈钢
或聚四氟乙烯材料,以防腐蚀、失效。
其次要有密封可靠性。近年来,呼吸阀的密封方式有很
大突破,已经由过去的硬件密封发展到薄膜弹性密封,这种
密封的特点是密封可靠、泄漏量小、油气挥发少。
第三是通气能力。美国石油工程师协会 API2000[1] 通气标准
要求 :当储存油品的闪点高于 37.78 ℃时,吸入通气量 Qi=Vo+Qt, 排出通气量 Qo=1.07Vi+0.6Qt ;当储存油品的闪点低于 37.78 ℃时, 吸入通气量 Qi=Vo+Qt,排出通气量 Qo=2.14Vi+Qt。通气量的大小 取决于油品的最大排泄速度 (Vo) 和油品的最大充装速度 (Vi) 及气 温变化引起的通气量 (Qt)。我国石油储罐的通气量应结合国内储 罐实际收发作业和气候变化情况而定。
Abstract: At present, all kinds of tanks used in the oilfield basically can be divided into two categories: one is the steel vault ground oil tank and the other is the the single disc floating roof storage tanks. These tanks are more cumbersome to operate in the daily operation and maintenance, which pose more potential safety problems. Especially the safe operation, checking, care and maintenance of safety accessories for oil tanks are related to the daily production safety in the oil zone. In terms of the daily operation and management, the paper explores the daily running, security check, maintenance, and maintenance methods of the tank safety accessories for daily use.
v)
为了节约,常取 1.2QY 与 1.2 Vmax D tv/273 中较大者为正常 工作值,并按此值选阀。目前,只有在测得呼吸阀性能曲线, 并掌握额定压力下的额定流量后,再结合油罐正常呼吸流量, 才能确定其口径和数量。 1.3 目前呼吸阀存在的问题
目前的呼吸阀往往不具备防冻功能。在严寒的冬季,储 油罐内油气混合物中所含有的水蒸气在机械呼吸阀的弹簧钢 丝上冷凝冻结,使弹簧工作失灵。有时水蒸气停滞于阀盘导杆 与导套的间隙中并冻结,从而导致呼吸阀不能呼吸。
CHEN Jian-xiong, HAN Jin-bo, FAN Guang-yao
(The Second Supervision Station of Safety and Environmental Oversight Ministry, Changqing Oilfield Company, Qingyang 745100, China)
再就是卡死问题。卡死多发生在呼吸阀安装不正确或油 罐变形导致阀盘导杆歪斜以及阀杆锈蚀的情况下,阀座在沿 导杆上下活动中不能到位,将阀盘卡于导杆某一部位。
另外,还有粘连问题。这是因为油蒸气、水分与沉积于 阀盘、阀座、导杆上的尘土等杂物混合发生化学物理变化,久 而久之使阀盘与阀座或导杆粘结在一起。
最后就是堵塞问题。这主要是由于呼吸阀长期未保养, 致使尘土、锈渣等杂物沉积于呼吸阀内或呼吸管内,以及虫 类或鸟类在呼吸阀口筑巢等原因,使呼吸阀堵塞。
温差较大时,吸气阀
D
Z t
引起的吸气量比呼气阀
D
Y t
引起的呼气
量大,因此,呼吸阀口径的选择要以吸气阀为主。为了制造方
便,常把呼气阀做成和吸气阀相同的直径。而呼吸阀的通气
量 Qqi 在计算中取 QYZ 和 QYY 之中的较大者,用 QY 表示。 这样,则有 :
Qqi
=
SF (QY
+
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱVmax
Dt 273
可靠传输 Reliable Transmission
油罐常用安全附件的维护与保养
陈建雄,韩金波,樊光耀
(长庆油田分公司 安全环保监督部第二监督站, 甘肃 庆阳 745100)
摘 要:目前油田使用的各式储罐基本上可分为钢制拱顶地上油罐和单盘式外浮顶储油罐两大类。这些储罐在日常运
行和维护保养中的操作比较繁琐,带来的安全隐患也比较多,尤其是油罐安全附件的安全运行、检查、维护与保养,都关系
到油区的日常安全生产。文章从日常运行管理方面,探讨了日常使用的油罐安全附件的日常运行、安检、维护和保养方法。
关键词:油罐;附件;维护;安全
中图分类号 :TE972
文献标识码 :A
文章编号 :2095-1302(2012)10-0053-04
Care and maintenance of commonly used safety accessory for oil tank
油罐呼吸阀是保证油罐安全使用,减少油品损耗的一种 重要设备。目前,重力式或弹簧式机械呼吸阀的主要缺陷是通 气量小、可靠性低,在实际使用中事故率较高。
呼吸阀的基本功能有两个 :一是保证油罐安全密闭储油 ; 二是减少油品蒸发损耗。后者要求呼吸阀具有良好的密封性, 前者才是对呼吸阀最重要的要求。在密闭储油情况下,油罐 是否会因超压而凹瘪及翘底,关键看油罐呼吸时气流能否顺
0引言 油罐附件是油罐的重要组成部分。在这些附件中,有些是
为了完成油品收发作业和便于生产管理而设置的,例如进出油短 管、放水管、加热器、量油孔、梯子、栏杆、液位计等 ;有些则 是为了保障油罐使用安全,防止或消除各类油罐事故而设置的, 例如阻火器、呼吸阀、液压安全阀、静电接地装置等。其中, 安全是生产的基础,也是发展的基础。现就油罐的安全附件 ( 呼 吸阀、液压安全阀、阻火器 ) 的安检和维护等进行简要探讨。 1 呼吸阀
弹簧的弹力来控制,但也必须在油罐的允许压力范围之内。
1.2 呼吸阀的性能
正常使用的呼吸阀,通常都应当具备以下性能 :
首先是防冻耐腐蚀性。根据 SY7511—87 石油储罐呼吸阀
的标准规定 :呼吸阀在相对湿度为 70%、温度 (-30±1) ℃的
环境下,经 24h 冷冻后,阀盘开启压力应符合工作压力的要求。
2 液压安全阀
液压安全阀是为提高油罐安全使用性能的又一重要设备,
它的工作压力比机械呼吸阀要高出 5%~10%。正常情况下,它
是不动的,当机械呼吸阀因阀盘锈蚀或卡住而发生故障,或
油罐收付作业异常而出现罐内超压或真空度过大时,它将起到
油罐安全密封和防止油罐损坏的作用。图 1 所示是液压安全阀
造成这一问题的原因是 :油罐顶部空间是油气、空气和
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水蒸气的混合气体。通常情况下,其水蒸气的分压力低于油罐 内气体空间当地温度所对应的饱和压力。这种混合气体也称为 未饱和气体。未饱和气体具有吸湿能力,可以容纳更多的水 蒸气。如果水蒸气的分压力达到当地温度所对应的饱和压力, 则为饱和气体。饱和气体不再具有吸湿能力,若增加水蒸气 含量,就会有相同数量的水凝结出来。混合气体的饱和压力 是温度的函数,随温度的降低,饱和压力减小。因此,当温 度降低时,尽管水蒸气的含量不变,但其可以容纳水蒸气的 能力下降,最终未饱和的气体达到饱和状态,这时的温度称 为露点温度。当混合气体处在露点温度以下时,混合气体中的 水蒸气就会凝结出液体水。
当罐内油气压力大于油罐允许压力时,油罐蒸汽经压力 阀外逸,此时真空阀处于关闭状态 ;当罐内油气压力小于油 罐允许真空度时,新鲜空气通过真空阀浸入罐内,此时压力
2012年 / 第10期 物联网技术 53
可靠传输 Reliable Transmission
阀处于关闭状态,允许压力 ( 或真空压力 ) 靠调节盘的重量或
综上所述,呼吸阀的控制要求是,在罐内气体压力大于
控制压力的前提下,保证呼吸阀在各种作业和环境下都能满足
油罐呼吸所需的通气量。而控制压力是呼吸阀控制过程的检
测点,能否达到控制要求,取决于呼吸阀能否自动控制通气量。
因为呼气阀的控制压力大于吸气阀的控制压力,所以,
呼气阀流通截面积小于吸气阀的流通截面积。另外,在夏季
呼吸阀用手动把手,先导式呼吸阀用试验按钮。检查时只要在
手动试验端子上施以略大于气体压力对阀盘作用力的手动力,
即可感知呼吸阀大致的技术状况。在日常的检查中,每次都可
以试验一下,能够使阀盘经常地在其全启范围内进行运行,即
可有效地防止锈蚀、卡死、粘连等,同时,在紧急情况下,也
可以通过手动试验端子打开呼吸阀。
以上这些故障,有的会使呼吸阀达到控制压力时不能动 作,造成油罐超压,危及油罐安全;有的则使呼吸阀失去作用, 造成大小呼吸失控,从而增加进油的蒸发损耗,使油料质量 下降,加重区域大气污染,影响操作人员的身体健康,增加区 域危险因素。
为此,有人设计出了全天候呼吸阀。这种呼吸阀为避免 冻结,首先在阀盘材料上采用了刚性骨架和氟膜片的组合,阀 座采用聚四氟乙烯环套,导杆和导向套均采用四氟乙烯衬套 ; 其次,在结构上,阀盘与阀座之间采用带有空气垫的软接触, 从而有效防止了微压差泄漏。这种机械呼吸阀在防冻结及密 封方面的确有明显改进,但并不能从根本上解决防冻结问题。 1.4 机械呼吸阀的检查与维护
在寒冷季节工作的呼吸阀,阀盘的外侧与大气环境连通, 其温度接近外界环境空气的温度。当罐内混合气体与阀盘接 触或罐内混合气体流经阀盘时,阀盘会冷却混合气体,从而 使气体温度处于其露点温度以下,这样,混合气体内的水蒸气 凝结为水,继而结冰。结冰的后果是阀盘与阀座冻在一起,进 而使呼吸阀功能失效。
其次的问题就是漏气。有些呼吸阀的阀盘、阀座等所用 的密封材料采用的是普通橡胶、尼龙及易腐蚀材料,经罐内油 气浸蚀会产生变形,从而使大量的油气从呼吸阀中溢出。
———————————————— 收稿日期:2012-08-08
畅通过呼吸阀。 1.1 呼吸阀的工作原理
呼吸阀是保护油罐安全的重要附件,安装于罐顶,用于自 动控制油罐内外气体通道的启闭,维持油罐的压力平衡,对油 罐的超压或超真空起保护作用,又可以在一定范围内降低油品 的蒸发损失。呼吸阀是利用阀盘的重量 ( 有时候阀盘上加重块 ) 或弹簧的弹力来控制罐内呼气压力和吸气的真空度。当罐内气体 的压力超过油罐的允许压力值时,压力阀被顶开,混合油气从罐 内逸出 ( 呼出 ),使罐内的压力不再增高。当罐内气体的真空度 超过油罐的允许真空度时,真空阀即被顶开,吸入空气 ( 吸气 ) 维持油罐压力平衡。压力在一定范围内,油罐不呼吸,所以呼吸 阀在一定程度上减少了油品的蒸发损耗。呼吸阀控制的压力和真 空度的数值应根据油罐结构本身的允许值来决定。选择呼吸阀 型号时,要根据油品收发作业时的最大排量来确定。呼吸阀的直 径大于 250 mm 时,可选用两个不超过 250 mm 的呼吸阀。
检查呼吸阀时,首先要检查呼吸阀内部的阀盘、阀座、
可靠传输 Reliable Transmission
导杆、导孔、弹簧等有无生锈和积垢,并进行清洁,必要时可
用煤油清洗 ;其次应检查阀盘活动是否灵活,有无卡死现象,
密封面 ( 阀盘与阀座的接触面 ) 是否良好,由于密封面的材料
为有色软金属,在对其研磨时,要选用较细的研磨剂 ( 如红丹
润滑油 ) ;第三,应检查阀体封口网是否完好,有无冰冻、堵
塞等现象,擦去网上的锈污和灰尘,保证气体进出畅通;第四,
要检查压盖衬垫是否严密,必要时要进行更换 ;另外,还要
检查螺栓,给螺栓加油。
在日常的巡检过程中,通过外部目测检查,往往较难发
现上述问题的原因,无法预知呼吸阀的技术状况。在日常的
检查中,可以采用在呼吸阀上附设一手动试验端子,直动式
呼吸阀阀盘、导杆及连接件、密封件等均应采用不锈钢
或聚四氟乙烯材料,以防腐蚀、失效。
其次要有密封可靠性。近年来,呼吸阀的密封方式有很
大突破,已经由过去的硬件密封发展到薄膜弹性密封,这种
密封的特点是密封可靠、泄漏量小、油气挥发少。
第三是通气能力。美国石油工程师协会 API2000[1] 通气标准
要求 :当储存油品的闪点高于 37.78 ℃时,吸入通气量 Qi=Vo+Qt, 排出通气量 Qo=1.07Vi+0.6Qt ;当储存油品的闪点低于 37.78 ℃时, 吸入通气量 Qi=Vo+Qt,排出通气量 Qo=2.14Vi+Qt。通气量的大小 取决于油品的最大排泄速度 (Vo) 和油品的最大充装速度 (Vi) 及气 温变化引起的通气量 (Qt)。我国石油储罐的通气量应结合国内储 罐实际收发作业和气候变化情况而定。
Abstract: At present, all kinds of tanks used in the oilfield basically can be divided into two categories: one is the steel vault ground oil tank and the other is the the single disc floating roof storage tanks. These tanks are more cumbersome to operate in the daily operation and maintenance, which pose more potential safety problems. Especially the safe operation, checking, care and maintenance of safety accessories for oil tanks are related to the daily production safety in the oil zone. In terms of the daily operation and management, the paper explores the daily running, security check, maintenance, and maintenance methods of the tank safety accessories for daily use.
v)
为了节约,常取 1.2QY 与 1.2 Vmax D tv/273 中较大者为正常 工作值,并按此值选阀。目前,只有在测得呼吸阀性能曲线, 并掌握额定压力下的额定流量后,再结合油罐正常呼吸流量, 才能确定其口径和数量。 1.3 目前呼吸阀存在的问题
目前的呼吸阀往往不具备防冻功能。在严寒的冬季,储 油罐内油气混合物中所含有的水蒸气在机械呼吸阀的弹簧钢 丝上冷凝冻结,使弹簧工作失灵。有时水蒸气停滞于阀盘导杆 与导套的间隙中并冻结,从而导致呼吸阀不能呼吸。
CHEN Jian-xiong, HAN Jin-bo, FAN Guang-yao
(The Second Supervision Station of Safety and Environmental Oversight Ministry, Changqing Oilfield Company, Qingyang 745100, China)
再就是卡死问题。卡死多发生在呼吸阀安装不正确或油 罐变形导致阀盘导杆歪斜以及阀杆锈蚀的情况下,阀座在沿 导杆上下活动中不能到位,将阀盘卡于导杆某一部位。
另外,还有粘连问题。这是因为油蒸气、水分与沉积于 阀盘、阀座、导杆上的尘土等杂物混合发生化学物理变化,久 而久之使阀盘与阀座或导杆粘结在一起。
最后就是堵塞问题。这主要是由于呼吸阀长期未保养, 致使尘土、锈渣等杂物沉积于呼吸阀内或呼吸管内,以及虫 类或鸟类在呼吸阀口筑巢等原因,使呼吸阀堵塞。
温差较大时,吸气阀
D
Z t
引起的吸气量比呼气阀
D
Y t
引起的呼气
量大,因此,呼吸阀口径的选择要以吸气阀为主。为了制造方
便,常把呼气阀做成和吸气阀相同的直径。而呼吸阀的通气
量 Qqi 在计算中取 QYZ 和 QYY 之中的较大者,用 QY 表示。 这样,则有 :
Qqi
=
SF (QY
+
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱVmax
Dt 273
可靠传输 Reliable Transmission
油罐常用安全附件的维护与保养
陈建雄,韩金波,樊光耀
(长庆油田分公司 安全环保监督部第二监督站, 甘肃 庆阳 745100)
摘 要:目前油田使用的各式储罐基本上可分为钢制拱顶地上油罐和单盘式外浮顶储油罐两大类。这些储罐在日常运
行和维护保养中的操作比较繁琐,带来的安全隐患也比较多,尤其是油罐安全附件的安全运行、检查、维护与保养,都关系
到油区的日常安全生产。文章从日常运行管理方面,探讨了日常使用的油罐安全附件的日常运行、安检、维护和保养方法。
关键词:油罐;附件;维护;安全
中图分类号 :TE972
文献标识码 :A
文章编号 :2095-1302(2012)10-0053-04
Care and maintenance of commonly used safety accessory for oil tank
油罐呼吸阀是保证油罐安全使用,减少油品损耗的一种 重要设备。目前,重力式或弹簧式机械呼吸阀的主要缺陷是通 气量小、可靠性低,在实际使用中事故率较高。
呼吸阀的基本功能有两个 :一是保证油罐安全密闭储油 ; 二是减少油品蒸发损耗。后者要求呼吸阀具有良好的密封性, 前者才是对呼吸阀最重要的要求。在密闭储油情况下,油罐 是否会因超压而凹瘪及翘底,关键看油罐呼吸时气流能否顺