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聯(lián)合站大罐門(mén)式快查型液壓安全閥設(shè)計(jì)探索

文檔作者：夏忠林王書(shū)良朱豐波胡丙生文檔來(lái)源： 1．中國(guó)石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司 2．中國(guó)石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2021年08月26日
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讖 渡恭 石油化工設(shè)計(jì) Petrochemical Design
聯(lián)合站大罐“門(mén)”式快查型液壓安全閥設(shè)計(jì)探索
夏忠林 ，王書(shū)良 ，朱豐波 ，胡丙生
(1．中國(guó)石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司，河北唐山063200；
2．中國(guó)石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司，遼寧盤(pán)錦124114)
摘要：從油田聯(lián)合站實(shí)際應(yīng)用角度出發(fā)，簡(jiǎn)要介紹了大罐液壓呼吸閥的結(jié)構(gòu)原理、作用以及實(shí)際使用
過(guò)程存在的相關(guān)問(wèn)題。針對(duì)大罐液壓安全閥實(shí)際使用中存在的長(zhǎng)期結(jié)構(gòu)單一、操作步驟繁瑣、不安全、危
害操作者身心健康等問(wèn)題進(jìn)行詳盡分析和說(shuō)明，繼而闡述液壓安全閥可以改進(jìn)的主要構(gòu)想。文章最終較
框架式的提出了“門(mén)”式快查液壓安全閥的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法，其主要目的是希望對(duì)液壓安全閥的優(yōu)化
設(shè)計(jì)和制造創(chuàng)新起到推動(dòng)作用，以強(qiáng)化聯(lián)合站安全生產(chǎn)管理中的一個(gè)基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。
關(guān)鍵詞：大罐附件液壓安全閥原理作用 改進(jìn)設(shè)計(jì)“門(mén)”式結(jié)構(gòu)
液壓安全閥是聯(lián)合站使用的大罐安全附件之
一
。長(zhǎng)期以來(lái)，各大油田的液壓安全閥的使用和
維護(hù)等方面都存在著基本相同的問(wèn)題。這些問(wèn)題
是否可以解決?怎么做?本文從實(shí)際應(yīng)用角度出
發(fā)，一一闡述液壓安全閥的原理、作用及從使用中
的難點(diǎn)出發(fā)，在遵守標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的基礎(chǔ)上，大膽提出
了改進(jìn)的思路，以期在不影響安全的前提下優(yōu)化
液壓安全閥的設(shè)計(jì)，從而有效地保障安全生產(chǎn)。
1 液壓安全閥的原理及作用
1．1 原理
液壓安全閥是一種安全保護(hù)用閥。其啟閉件
受外力作用時(shí)處于常閉狀態(tài)，當(dāng)大罐內(nèi)介質(zhì)壓力
升高，超過(guò)規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開(kāi)啟，通過(guò)向系統(tǒng)外排放
介質(zhì)防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過(guò)規(guī)定數(shù)值。
液壓安全閥控制的壓力或真空值比機(jī)械呼吸
閥高10％ ，因此在正常情況下是不會(huì)動(dòng)作的? 。
閥內(nèi)裝入沸點(diǎn)高、不易揮發(fā)和凝固點(diǎn)低的液體作
為液封，如輕柴油、低粘度潤(rùn)滑油、甘油水溶液和
乙二醇等。液壓安全閥的工作原理如圖1所示。
1．2 作用
液壓安全閥與機(jī)械呼吸閥并排安裝于油罐、
污水罐頂部，液壓安全閥工作壓力稍高于機(jī)械呼
吸閥 』。它的作用在于一旦機(jī)械呼吸閥運(yùn)行中因某
(a)呼氣狀態(tài) (b)吸氣狀態(tài) (C)靜止?fàn)顟B(tài)
圖1 液壓安全閥工作原理示意
1一集液筒；2一分隔筒；3一中心管
種原因發(fā)生失靈時(shí)，代替機(jī)械呼吸閥行使同樣的
作用，以保證儲(chǔ)油罐的正常呼吸作用和安全。它
與呼吸閥配套使用，有著雙保險(xiǎn)保護(hù)儲(chǔ)罐作用；液
壓安全閥應(yīng)與同規(guī)格阻火器配套，特別適應(yīng)北方
寒冷氣候地區(qū)使用，在油田、石化廠、油庫(kù)等用于
收稿日期：2013—02—16。
作者簡(jiǎn)介：夏忠林，男，1998年畢業(yè)于西南石油學(xué)院油
氣儲(chǔ)運(yùn)專(zhuān)業(yè)，學(xué)士，工程師，長(zhǎng)期從事油氣集輸與環(huán)境
管理工作。聯(lián)系電話(huà)：0315—8761288；E—mail：xi—
azhonglin@ sina．con
· 14· 石油化工設(shè)計(jì) 2013年第3期(第30卷)
儲(chǔ)存原油、汽油、煤油、柴油、芳烴等液體介質(zhì)的儲(chǔ)
罐。
2 常規(guī)液壓安全閥使用中存在的若干問(wèn)題
2．1 結(jié)構(gòu)型式
主要表現(xiàn)為型式單一、結(jié)構(gòu)單一。從目前國(guó)
內(nèi)生產(chǎn)制造的情況看，即與同本文中原理圖介紹
情形基本一致，實(shí)物和圖差別不大。偶有差別的
是其側(cè)面是否有加油口或者排液絲堵在筒體的側(cè)
面還是在最底下等細(xì)節(jié)上。應(yīng)該說(shuō)，多年來(lái)結(jié)構(gòu)
變化不大(見(jiàn)圖2)。結(jié)構(gòu)單一使操作模式固定，
不利因素長(zhǎng)期存在。
圖2 常規(guī)液壓安全閥外形示意
2．2 檢查維護(hù)過(guò)程
1)檢查內(nèi)容和操作步驟。
①?gòu)臋z查內(nèi)容看，一是，每次檢查是需要重點(diǎn)
關(guān)注油液位是否合適，因?yàn)槿绻鸵何怀^(guò)規(guī)定
的標(biāo)尺可能是集油槽內(nèi)積水過(guò)多，出于液壓安全
閥安全使用的考慮，需要對(duì)里面的存水進(jìn)行放空，
甚至更換變質(zhì)油品。二是，檢查筒體內(nèi)壁的腐蝕
情況，如果內(nèi)壁腐蝕嚴(yán)重，不及時(shí)清理會(huì)導(dǎo)致其內(nèi)
部分隔筒兩側(cè)油品的流動(dòng)不暢，起不到保護(hù)儲(chǔ)罐
的作用。三是，檢集液筒內(nèi)是否結(jié)冰，在北方的冬
季這是重點(diǎn)檢查內(nèi)容。歷史上曾經(jīng)發(fā)生過(guò)有油罐
的液壓安全閥凍堵進(jìn)而出現(xiàn)油罐被抽癟的嚴(yán)重事
故。現(xiàn)在及以后這是絕對(duì)不允許出現(xiàn)的。針對(duì)上
述內(nèi)容，檢查人員需要逐步逐項(xiàng)進(jìn)行排查，對(duì)存在
的問(wèn)題及時(shí)解決。
②從檢查的操作看，需要至少兩人以上人員
相互配合。第一步，提起分隔筒的“大帽子”，將分
隔筒放置于罐頂。第二步，用防爆的撬棍輕觸分
隔筒底部，判斷是否結(jié)冰。第三步，如果筒底結(jié)
冰，需要灌入部分熱水，將冰融化，并打開(kāi)筒底外
部的放空絲堵，放出里面的油水混合物，如果有腐
蝕物需要一并清除。第四步，回裝。放回分隔筒；
上緊放空絲堵；從加油口加入需要的油品；通過(guò)標(biāo)
尺檢查油位是否合適?？梢哉f(shuō)，經(jīng)過(guò)上述四步后，
液壓安全閥的檢查維護(hù)工作就算完成了。
2)存在的問(wèn)題。
①按照相關(guān)安全規(guī)定和要求，北方的冬季，液
壓安全閥被要求每月至少檢查2次。通常一座一
級(jí)聯(lián)合站，有油、污水儲(chǔ)罐安裝液壓呼吸閥的儲(chǔ)罐
不下1O座，有的大罐不僅有而且裝了2個(gè)。因
此，檢查及維護(hù)工作量一般都較大。
②檢查時(shí)，每次檢查時(shí)需要至少兩人提出分
隔筒，這里以一個(gè)DN250的液壓安全閥為例說(shuō)明。
一是，分隔筒的“帽子”直徑一般約在1．2 m，分隔
筒的整體重量約5O kg。提出分隔筒時(shí)，必須提離
集液筒頂部，因而其整體高度應(yīng)為幾乎兩倍的集
液筒高度。另外，由于液壓安全閥下部往往安裝
阻火器，阻火器的安裝高度也有約0．35 m，一次總
體算下來(lái)，提升的高度一般在距罐頂約2．2 m，這
樣對(duì)于操作工人的身高則有了明確的要求，因?yàn)?
如果不能完全提離，就無(wú)法取下分隔筒，如果勉強(qiáng)
操作，極易扭傷手腕、擠壓手指或者出現(xiàn)簡(jiǎn)體落在
罐頂?shù)奈ｋU(xiǎn)情形。而且老聯(lián)合站的罐頂一般沒(méi)設(shè)
梯子平臺(tái)，即使現(xiàn)在想再安裝，其成本、生產(chǎn)運(yùn)行
等諸多方面均存在著很多不便。即不利于工人操
作。二是，清冰的過(guò)程。由于如果出現(xiàn)凍堵，就需
要對(duì)其進(jìn)行處理，灌入適當(dāng)?shù)臒崴诨强梢圆?
用的快捷方法。但是灌水的過(guò)程中，人體的高度
不夠，水桶就無(wú)法舉上，操作工往往蹬踏旁邊的機(jī)
械呼吸閥進(jìn)行操作，容易引起滑到、摔傷等事故。
再有灌水的過(guò)程中，由于各類(lèi)油、污水罐頂部的油
氣空間積累了大量的可燃?xì)怏w、有毒有害氣體如
H，s等，這些氣體在人體頭部超過(guò)集液筒頂部時(shí)，
產(chǎn)生“煙囪”效應(yīng)，極易引發(fā)操作人員中毒、傷害事
件，這種情況也會(huì)出現(xiàn)在小13徑的液壓安全閥上。
如果佩戴正壓式呼吸器，操作顯然是不靈活的。
三是，標(biāo)尺的檢驗(yàn)油位、判斷油質(zhì)方面存在缺陷，
不好判斷是油是水，而且不易判斷是否內(nèi)部結(jié)冰。
2013年第3期(第30卷) 夏忠林等．聯(lián)合站大罐“門(mén)”式快查型液壓安全閥設(shè)計(jì)探索 ‘15·
3 常規(guī)大罐液壓安全閥結(jié)構(gòu)改進(jìn)思路
既然在使用液壓安全閥的過(guò)程中存在著不同
程度的上述類(lèi)似問(wèn)題，那么應(yīng)如何解決呢? 目前
的液壓安全閥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理?有沒(méi)有改進(jìn)
的空間，作用有多大?
首先，結(jié)合實(shí)際，從液壓安全閥使用中需重點(diǎn)
關(guān)注的內(nèi)容說(shuō)起。通常當(dāng)設(shè)計(jì)完成后，按照施工
及標(biāo)準(zhǔn)要求安裝上液壓安全閥，日常檢查的內(nèi)容
就只剩下3項(xiàng)：油質(zhì)、油位、是否凍堵。而內(nèi)部的
腐蝕問(wèn)題，在每年一次的檢測(cè)過(guò)程中就可以發(fā)現(xiàn)
并有效地整改了，即使腐蝕性很大，一年也不會(huì)超
過(guò)兩次。在實(shí)際操作中，沒(méi)必要每次都要將分隔
筒完全拆下來(lái)，這是因?yàn)楦P(guān)注閥的下部。其次，
目前的生產(chǎn)狀況顯示，在罐頂設(shè)立操作平臺(tái)的可
能性幾乎沒(méi)有，因此只有從液壓安全閥結(jié)構(gòu)本體上
進(jìn)行改造。換言之，如果想辦法只關(guān)注上述三點(diǎn)，
簡(jiǎn)單、快捷地進(jìn)行檢查，將有效避免諸多檢查過(guò)程
中帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)(如人員手腕扭傷、中毒等)。
4 “門(mén)”式快查型大罐液壓安全閥的設(shè)計(jì)思路
根據(jù)SY／T051 1．2—20l0《石油儲(chǔ)罐附件，第2
部分：液壓安全閥》要求，筆者對(duì)液壓安全閥的結(jié)
構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行如下優(yōu)化。一是，將液壓安全閥集液
筒外壁兩側(cè)隔開(kāi)一扇合適的“門(mén)”。“門(mén)”的大小
應(yīng)該不影響閥體結(jié)構(gòu)安全、不影響正常的儲(chǔ)液高
度、能夠方便的檢查油質(zhì)、油位、清冰的相關(guān)操作。
按照標(biāo)準(zhǔn)要求 液壓安全閥按開(kāi)啟壓力共分為5
個(gè)等級(jí)，其中壓力最高一級(jí)是E型(+1 960 Pa，一
490 Pa)，因此這種閥的承壓要求很低，不會(huì)因?yàn)?
開(kāi)“門(mén)”而影響使用安全。二是，由于打開(kāi)“門(mén)”
后，面對(duì)的是分隔筒的筒壁，如果不將筒壁提起，
就不能進(jìn)行清冰的操作。因此，設(shè)計(jì)借用“門(mén)”的
緊固螺栓，將分隔筒適當(dāng)抬高(能夠方便清冰的位
置即可)，放置在兩側(cè)的緊固螺栓上，確保分隔筒
不必提升或者不必全部提升，就能進(jìn)行相關(guān)檢查
操作。三是，內(nèi)部的中心管揮發(fā)的有毒有害氣體
可以大部分從分隔筒頂部溢出，少量的氣體，通過(guò)
通風(fēng)效應(yīng)流通，進(jìn)而減少對(duì)人體的危害。四是，
“門(mén)”為同材質(zhì)的鋼制材料，內(nèi)部密封可以采用石
棉板整體覆蓋密封，從而防止油品泄漏。五是，閥
體改造方便、工程量小、一次改造“終生”受用，可
以適用于DN250及以上的液壓安全閥。因?yàn)樾】?
徑的閥重量稍輕、體積相對(duì)小，可以不改造。
5 結(jié)語(yǔ)
液壓安全閥關(guān)系到大罐的安全使用，檢查和
維護(hù)是必不可少的。通過(guò)“門(mén)”式新型液壓安全閥
的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，使裝置操作更快捷、更舒適。同時(shí)，
可以有效地避免操作時(shí)發(fā)生意外，從而保護(hù)操作
者人身健康不受侵害。
參考文獻(xiàn)：
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35 —36．
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管道安全運(yùn)行、防腐防漏及故障檢修實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M]．
2005：17—18．
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[s]．北京：石油工業(yè)出版社，2011．
。 鵬雀錢(qián)‘
國(guó)內(nèi)最大管徑煤制氣管道投產(chǎn)
烏魯木齊晚報(bào)消息，2013年7月10日19時(shí)30分，一股橘紅色的烈焰在伊犁河谷西端霍城縣境內(nèi)的西氣東輸三線(xiàn)伊
霍煤制氣支線(xiàn)伊寧首站上空燃起。
這標(biāo)志著國(guó)內(nèi)最大管徑煤制氣外輸管道伊寧一霍爾果斯輸氣管道第一階段成功完成投產(chǎn)。
伊一霍煤制氣管道工程起自伊寧首站，止于霍爾果斯末站，與西氣東輸三線(xiàn)相連。線(xiàn)路全長(zhǎng)64 km，管徑1 219 mm，設(shè)
計(jì)壓力12 MPa，總投資9．96億元人民幣。
該管道工程由中國(guó)石油集團(tuán)股份公司投資，西部管道公司負(fù)責(zé)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)，于2011年5月12日開(kāi)建，2012年8月完
工。根據(jù)規(guī)劃，主要將伊犁河谷的煤制氣通過(guò)該管道輸送到西氣東輸三線(xiàn)，是新疆第一條煤制氣專(zhuān)用管道。
正式投產(chǎn)后，每年將以50億m 的輸氣量作為西氣東輸三線(xiàn)的補(bǔ)充氣源。
伊一霍煤制氣管道將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)西部地區(qū)輸氣系統(tǒng)氣源多元化、管道網(wǎng)絡(luò)化，均衡東西部資源與需求關(guān)系。
《鋼聯(lián)煤化工》2013—07—12

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