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拱顶罐上明标尺钢丝绳出口密封研制

作者： admin 编辑： admin 来源：admin 发布日期：2022-08-12 14:58

信息摘要：

中国石化管道储运有限公司潍坊输油处山东潍坊 261021 摘要：本文介绍了拱顶油罐上常用明标尺其罐上钢丝绳出口密封的设计制作过程。从明标尺的罐上钢丝绳出口向外泄漏油气的状态

中国石化管道储运有限公司潍坊输油处山东潍坊 261021
        摘要：本文介绍了拱顶油罐上常用明标尺其罐上钢丝绳出口密封的设计制作过程。从明标尺的罐上钢丝绳出口向外泄漏油气的状态，到阻火型式设计再到密封型式设计，最后制作完成M形罐上明标尺钢丝绳密封。
        关键词：拱顶罐呼吸阀液压安全阀明标尺明标尺出口密封


        1、前言
        为了使储罐内原油液位保持在安全罐位，油罐大多设有高低液位报警装置、雷达液位计和明标尺液位计，同时配合人工检尺复核其显示的液位的准确性。明标尺液位计以其显示直观、观察方便的特点使用最为广泛。
        2、问题的提出
        拱顶罐上的明标尺钢丝绳出口过去一般采用在法兰盖上开一个略大于钢丝绳的孔，钢丝绳从中穿过，在钢丝绳和孔壁之间存在一定的间隙，会有少量的油气从这个间隙流出。对于这个油气泄漏点，大多采取一些遮挡的方法防止油气直接向上喷出，还没有一个完全密封的办法来解决油气泄漏问题。
        3、解决的办法
        为解决明标尺罐上钢丝绳出口油气外泄，主要从两个方面进行。一是从阻火方面进行设计，只要使钢丝绳与孔壁保持一定的小间隙配合，并且这个狭长通道足够长，就能达到熄灭火焰的目的。二是从密封方面进行设计，只要实现了罐上明标尺钢丝绳出口与外界的密封，没有油气从这里流出，也就实现了防止着火的目的。
        无论是阻火设计还是密封设计都能达到油罐的防火防爆。从防火可靠性方面考虑，密封设计能够更彻底实现防火，因此在设计时主要从如何实现密封方面进行设计。只要钢丝绳引出部分与油罐密封良好，罐内油气不能从此向外流出，同时罐外空气也不能从此进入油罐内部，就不会有油气被引燃引起油罐燃烧或爆炸的可能。
        由于明标尺钢丝绳在罐上引出部分是上下移动的，且钢丝绳内部及表面存在许多轴向的间隙，不存在使用固体密封可能性，只有使用液体浸没钢丝绳实现密封。因此在油罐与外界之间制作一个液体密封的通道，让钢丝绳从这个液体密封通道进出，钢丝绳进出的液体密封通道使罐内与罐外通过液体隔离，罐内油气不能由此处外泄，罐外火焰也不能由此进入罐内。
        为实现设计的目标，要考虑到油罐进出油操作时罐内压力是变化的工作特点。由于油罐采用机械式呼吸阀，只有油罐内正压大于355Pa及负压小于240Pa时，呼吸阀才工作，油罐在进出油时经常处于正压355Pa负压240Pa之间。当采用液体密封时，与油罐连通的液体密封空间也受到罐内压力的影响。在设计时还要保证这个液体密封在油罐工作压力内保持密封有效。当呼吸阀失效时，达到工作压力罐上的液压安全阀才动作，因此，密封的设计工作压力应高于液压安全阀工作压力。
        4、设计制作
        从实现密封方向进行设计，即要实现密封功能又要保证钢丝绳能够灵活运动。要达到液体密封效果就要设计成一个V形密封室，V形密封室中充满密封油，钢丝绳从中进入再引出。钢丝绳由罐上引出部分至V形密封室部分采用密封设计，使钢丝绳从罐内通往罐外的空间由V形密封油隔断，以此来实现油罐上明标尺钢丝绳出口的密封。考虑到从油罐上引出再连接到V形密封室在结构设计上的稳定性，该密封结构设计成M形，在M形的转折点处各设计安装一个轴承支撑的铜制导轮，使钢丝绳通过折弯时也运转灵活，使整个结构形成一个M形罐上明标尺钢丝绳出口密封结构（如图1）。
        工作原理：由于拱顶罐是密封设计，当向罐内进油时，罐内呈正压状态，机械式呼吸阀在高于355Pa时，呼吸阀打开工作。当向罐外出油时，罐内呈负压状态，机械式呼吸阀在低于295Pa打开工作。正常情况下油罐的压力保持在355Pa到295Pa之间，考虑到V形密封室内的液面在不同的压力下V形两侧的液面会上升或下降，因此，V形结构的的设计高度要能够满足油罐压力变化的最大值。同时，在机械式呼吸阀损坏及油罐进出油超过呼吸阀流量，罐内压力达到液压安全阀打开压力时，液压安全阀工作，液压安全阀的工作压力大于呼吸阀的工作压力。为了保证在液压安全阀工作时V形密封室的密封不失效，V形密封室的设计压力大于液压安全阀的工作压力。

        图2、安装后的罐上明标尺钢丝绳出口密封
        M形罐上明标尺钢丝绳出口密封工作过程：当油罐进油时，明标尺浮球上升，钢丝绳出罐，标尺下降。同时，明标尺V形密封室内液体向罐外方向挤压。当罐内压力上升到355Pa时，罐上呼吸阀打开，罐内油气流出，当罐内压力低于355Pa时，呼吸阀关闭。当油罐出油时，明标尺浮球下降，钢丝绳出罐，标尺上升。同时，明标尺V形密封室内液体向罐内方向挤压。当罐内压力下降到负295Pa时，罐上呼吸阀打开，罐外空气进入，当罐内压力高于295Pa时，呼吸阀关闭。
        6、结论
        M形罐上明标尺钢丝绳出口密封设计是在充分利用原有设计基础上的改进，符合原来检读罐位的习惯。这种设计彻底解决了油罐密封的安全隐患。同时在密封设计上增加了V形密封室液位显示装置，能够随时检查和加注密封油来保持V形密封室的工作压力。铜质导轮和不锈钢钢丝绳避免在钢丝绳与导轮之间产生火花。在导轮内采用自润滑轴承，减少了导轮的阻力，使钢丝绳运动灵活。在同类型拱顶罐的设计及安全整治方面有一定的借鉴意义。