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聯(lián)合站大罐門式快查型液壓安全閥設計探索

文檔作者：夏忠林王書良朱豐波胡丙生文檔來源： 1．中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司 2．中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月20日
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讖 渡恭 石油化工設計 Petrochemical Design
聯(lián)合站大罐“門”式快查型液壓安全閥設計探索
夏忠林 ，王書良 ，朱豐波 ，胡丙生
(1．中國石油天然氣股份有限公司冀東油田分公司，河北唐山063200；
2．中國石油天然氣股份有限公司遼河油田分公司，遼寧盤錦124114)
摘要：從油田聯(lián)合站實際應用角度出發(fā)，簡要介紹了大罐液壓呼吸閥的結構原理、作用以及實際使用
過程存在的相關問題。針對大罐液壓安全閥實際使用中存在的長期結構單一、操作步驟繁瑣、不安全、危
害操作者身心健康等問題進行詳盡分析和說明，繼而闡述液壓安全閥可以改進的主要構想。文章最終較
框架式的提出了“門”式快查液壓安全閥的設計思路和設計方法，其主要目的是希望對液壓安全閥的優(yōu)化
設計和制造創(chuàng)新起到推動作用，以強化聯(lián)合站安全生產管理中的一個基礎環(huán)節(jié)。
關鍵詞：大罐附件液壓安全閥原理作用 改進設計“門”式結構
液壓安全閥是聯(lián)合站使用的大罐安全附件之
一
。長期以來，各大油田的液壓安全閥的使用和
維護等方面都存在著基本相同的問題。這些問題
是否可以解決?怎么做?本文從實際應用角度出
發(fā)，一一闡述液壓安全閥的原理、作用及從使用中
的難點出發(fā)，在遵守標準規(guī)范的基礎上，大膽提出
了改進的思路，以期在不影響安全的前提下優(yōu)化
液壓安全閥的設計，從而有效地保障安全生產。
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用閥。其啟閉件
受外力作用時處于常閉狀態(tài)，當大罐內介質壓力
升高，超過規(guī)定值時自動開啟，通過向系統(tǒng)外排放
介質防止管道或設備內介質壓力超過規(guī)定數(shù)值。
液壓安全閥控制的壓力或真空值比機械呼吸
閥高10％ ，因此在正常情況下是不會動作的? 。
閥內裝入沸點高、不易揮發(fā)和凝固點低的液體作
為液封，如輕柴油、低粘度潤滑油、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械呼
吸閥 』。它的作用在于一旦機械呼吸閥運行中因某
(a)呼氣狀態(tài) (b)吸氣狀態(tài) (C)靜止狀態(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，代替機械呼吸閥行使同樣的
作用，以保證儲油罐的正常呼吸作用和安全。它
與呼吸閥配套使用，有著雙保險保護儲罐作用；液
壓安全閥應與同規(guī)格阻火器配套，特別適應北方
寒冷氣候地區(qū)使用，在油田、石化廠、油庫等用于
收稿日期：2013—02—16。
作者簡介：夏忠林，男，1998年畢業(yè)于西南石油學院油
氣儲運專業(yè)，學士，工程師，長期從事油氣集輸與環(huán)境
管理工作。聯(lián)系電話：0315—8761288；E—mail：xi—
azhonglin@ sina．con
· 14· 石油化工設計 2013年第3期(第30卷)
儲存原油、汽油、煤油、柴油、芳烴等液體介質的儲
罐。
2 常規(guī)液壓安全閥使用中存在的若干問題
2．1 結構型式
主要表現(xiàn)為型式單一、結構單一。從目前國
內生產制造的情況看，即與同本文中原理圖介紹
情形基本一致，實物和圖差別不大。偶有差別的
是其側面是否有加油口或者排液絲堵在筒體的側
面還是在最底下等細節(jié)上。應該說，多年來結構
變化不大(見圖2)。結構單一使操作模式固定，
不利因素長期存在。
圖2 常規(guī)液壓安全閥外形示意
2．2 檢查維護過程
1)檢查內容和操作步驟。
①從檢查內容看，一是，每次檢查是需要重點
關注油液位是否合適，因為如果油液位超過規(guī)定
的標尺可能是集油槽內積水過多，出于液壓安全
閥安全使用的考慮，需要對里面的存水進行放空，
甚至更換變質油品。二是，檢查筒體內壁的腐蝕
情況，如果內壁腐蝕嚴重，不及時清理會導致其內
部分隔筒兩側油品的流動不暢，起不到保護儲罐
的作用。三是，檢集液筒內是否結冰，在北方的冬
季這是重點檢查內容。歷史上曾經發(fā)生過有油罐
的液壓安全閥凍堵進而出現(xiàn)油罐被抽癟的嚴重事
故?，F(xiàn)在及以后這是絕對不允許出現(xiàn)的。針對上
述內容，檢查人員需要逐步逐項進行排查，對存在
的問題及時解決。
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，判斷是否結冰。第三步，如果筒底結
冰，需要灌入部分熱水，將冰融化，并打開筒底外
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；通過標
尺檢查油位是否合適。可以說，經過上述四步后，
液壓安全閥的檢查維護工作就算完成了。
2)存在的問題。
①按照相關安全規(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
級聯(lián)合站，有油、污水儲罐安裝液壓呼吸閥的儲罐
不下1O座，有的大罐不僅有而且裝了2個。因
此，檢查及維護工作量一般都較大。
②檢查時，每次檢查時需要至少兩人提出分
隔筒，這里以一個DN250的液壓安全閥為例說明。
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，必須提離
集液筒頂部，因而其整體高度應為幾乎兩倍的集
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，提升的高度一般在距罐頂約2．2 m，這
樣對于操作工人的身高則有了明確的要求，因為
如果不能完全提離，就無法取下分隔筒，如果勉強
操作，極易扭傷手腕、擠壓手指或者出現(xiàn)簡體落在
罐頂?shù)奈ｋU情形。而且老聯(lián)合站的罐頂一般沒設
梯子平臺，即使現(xiàn)在想再安裝，其成本、生產運行
等諸多方面均存在著很多不便。即不利于工人操
作。二是，清冰的過程。由于如果出現(xiàn)凍堵，就需
要對其進行處理，灌入適當?shù)臒崴诨强梢圆?
用的快捷方法。但是灌水的過程中，人體的高度
不夠，水桶就無法舉上，操作工往往蹬踏旁邊的機
械呼吸閥進行操作，容易引起滑到、摔傷等事故。
再有灌水的過程中，由于各類油、污水罐頂部的油
氣空間積累了大量的可燃氣體、有毒有害氣體如
H，s等，這些氣體在人體頭部超過集液筒頂部時，
產生“煙囪”效應，極易引發(fā)操作人員中毒、傷害事
件，這種情況也會出現(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，標尺的檢驗油位、判斷油質方面存在缺陷，
不好判斷是油是水，而且不易判斷是否內部結冰。
2013年第3期(第30卷) 夏忠林等．聯(lián)合站大罐“門”式快查型液壓安全閥設計探索 ‘15·
3 常規(guī)大罐液壓安全閥結構改進思路
既然在使用液壓安全閥的過程中存在著不同
程度的上述類似問題，那么應如何解決呢? 目前
的液壓安全閥的結構設計是否合理?有沒有改進
的空間，作用有多大?
首先，結合實際，從液壓安全閥使用中需重點
關注的內容說起。通常當設計完成后，按照施工
及標準要求安裝上液壓安全閥，日常檢查的內容
就只剩下3項：油質、油位、是否凍堵。而內部的
腐蝕問題，在每年一次的檢測過程中就可以發(fā)現(xiàn)
并有效地整改了，即使腐蝕性很大，一年也不會超
過兩次。在實際操作中，沒必要每次都要將分隔
筒完全拆下來，這是因為更關注閥的下部。其次，
目前的生產狀況顯示，在罐頂設立操作平臺的可
能性幾乎沒有，因此只有從液壓安全閥結構本體上
進行改造。換言之，如果想辦法只關注上述三點，
簡單、快捷地進行檢查，將有效避免諸多檢查過程
中帶來的安全風險(如人員手腕扭傷、中毒等)。
4 “門”式快查型大罐液壓安全閥的設計思路
根據(jù)SY／T051 1．2—20l0《石油儲罐附件，第2
部分：液壓安全閥》要求，筆者對液壓安全閥的結
構設計進行如下優(yōu)化。一是，將液壓安全閥集液
筒外壁兩側隔開一扇合適的“門”?！伴T”的大小
應該不影響閥體結構安全、不影響正常的儲液高
度、能夠方便的檢查油質、油位、清冰的相關操作。
按照標準要求 液壓安全閥按開啟壓力共分為5
個等級，其中壓力最高一級是E型(+1 960 Pa，一
490 Pa)，因此這種閥的承壓要求很低，不會因為
開“門”而影響使用安全。二是，由于打開“門”
后，面對的是分隔筒的筒壁，如果不將筒壁提起，
就不能進行清冰的操作。因此，設計借用“門”的
緊固螺栓，將分隔筒適當抬高(能夠方便清冰的位
置即可)，放置在兩側的緊固螺栓上，確保分隔筒
不必提升或者不必全部提升，就能進行相關檢查
操作。三是，內部的中心管揮發(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
通風效應流通，進而減少對人體的危害。四是，
“門”為同材質的鋼制材料，內部密封可以采用石
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。因為小口
徑的閥重量稍輕、體積相對小，可以不改造。
5 結語
液壓安全閥關系到大罐的安全使用，檢查和
維護是必不可少的。通過“門”式新型液壓安全閥
的結構優(yōu)化，使裝置操作更快捷、更舒適。同時，
可以有效地避免操作時發(fā)生意外，從而保護操作
者人身健康不受侵害。
參考文獻：
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管道安全運行、防腐防漏及故障檢修實用技術手冊[M]．
2005：17—18．
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[s]．北京：石油工業(yè)出版社，2011．
。 鵬雀錢‘
國內最大管徑煤制氣管道投產
烏魯木齊晚報消息，2013年7月10日19時30分，一股橘紅色的烈焰在伊犁河谷西端霍城縣境內的西氣東輸三線伊
霍煤制氣支線伊寧首站上空燃起。
這標志著國內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。
伊一霍煤制氣管道工程起自伊寧首站，止于霍爾果斯末站，與西氣東輸三線相連。線路全長64 km，管徑1 219 mm，設
計壓力12 MPa，總投資9．96億元人民幣。
該管道工程由中國石油集團股份公司投資，西部管道公司負責建設和運營，于2011年5月12日開建，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該管道輸送到西氣東輸三線，是新疆第一條煤制氣專用管道。
正式投產后，每年將以50億m 的輸氣量作為西氣東輸三線的補充氣源。
伊一霍煤制氣管道將進一步實現(xiàn)西部地區(qū)輸氣系統(tǒng)氣源多元化、管道網絡化，均衡東西部資源與需求關系。
《鋼聯(lián)煤化工》2013—07—12

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