阻旋器在公路卸油過程中的應用

張 鵬

〔中國石化山東石油分公司 山東濟南 250014〕

目前，石化銷售企業(yè)油庫汽油、柴油、乙醇入庫的方式主要有管輸、船運、鐵路槽車、公路罐車等幾種方式。個別油庫成品油公路罐車入庫比例超過了入庫量的60 %，而變性燃料乙醇目前基本上均采用公路罐車入庫的方式。當前油庫成品油公路罐車接卸方式多采用正壓下卸式卸油工藝：油品自罐車下卸口流入集油管，經(jīng)卸油泵加壓、卸入油罐的卸油流程。油庫的接卸泵房多為地上泵房或泵棚，接卸泵大多采用臥式離心泵或立式管道泵。根據(jù)卸油工況的不同及離心泵的特性，卸油時會不同程度地存在氣、液混合入泵的情況，尤其是臨近卸油結(jié)束時，罐車內(nèi)液面不斷降低，在罐車出口管道液面中心產(chǎn)生漩渦，大量的氣體夾雜在液體介質(zhì)中進入泵腔，一是使離心泵發(fā)生抽空現(xiàn)象，出口壓力趨近為零，造成離心泵的性能下降，甚至不能正常工作；二是泵內(nèi)接觸油的零件和機械密封會因干摩擦或半干摩擦產(chǎn)生磨損失效，造成機封損壞，設備滲漏；三是在卸油過程中空氣不斷攪拌油品產(chǎn)生大量靜電，造成油品靜電荷增加，存在較大危險因素；四是在離心泵抽空后，需要重復引油，影響正常的卸車作業(yè)，甚至影響油庫正常的運行；五是為了將泵入口處的氣體排出，需盡量避免抽空掉泵現(xiàn)象的發(fā)生，可能會發(fā)生容積泵伴隨作業(yè)的情況。

為了解決公路卸油過程中產(chǎn)生離心泵抽空掉泵的問題，保證油庫接卸作業(yè)的正常進行，筆者經(jīng)過長期的觀察及深入的研究，發(fā)明了一種安裝于油庫接卸管線快速接頭與油泵之間、可有效防止氣體進入接卸管路的設備——阻旋器，并取得了國家發(fā)明專利(專利號：ZL 2011 1 0449897.2)。

該阻旋器能夠適合于多種工作狀況，如閉路循環(huán)、掃倉作業(yè)、負壓條件，能夠在第一時間內(nèi)解決大量氣體進入管線的問題。

1 阻旋器的結(jié)構(gòu)

該阻旋器包括筒體、進口和出口，筒體內(nèi)設置有上隔倉板和下隔倉板，上隔倉板和下隔倉板將筒體內(nèi)部分割為排氣倉、氣液倉和集液倉，出口設在位于筒體下部的集液倉的筒體上，進口設在位于筒體中部的氣液倉的筒體上。下隔倉板上設置有浮球開關和浮子開關。上隔倉板上設置有一級排氣閥和回油閥，回油閥的下部設有導流板。氣液倉內(nèi)上隔倉板和下隔倉板之間設置有導向柱，浮球開關的浮球沿導向柱上下移動；氣液倉的上部設置有過濾網(wǎng)，該過濾網(wǎng)與筒體內(nèi)壁構(gòu)成封閉空間；排氣倉內(nèi)設置有除沫器，在排氣倉的頂部設置有二級排氣閥。導向柱由至少三根立柱構(gòu)成，浮球開關的浮球位于該導向柱內(nèi)。浮球開關由浮球和通孔構(gòu)成，利用浮球自重及浮力實現(xiàn)開關。浮球開關包括浮球、通孔及連桿或索鏈構(gòu)成，利用浮球的自重及浮力通過帶動連桿或索鏈實現(xiàn)開關。集液倉側(cè)壁設置有真空壓力表。進口管處設置有測水儀。筒體上設有眩窗。阻旋器如圖1所示。

圖1 阻旋器結(jié)構(gòu)示意1—筒體；2—進口；3—出口；4—上隔倉板；5—下隔倉板；6—排氣倉；7—氣液倉；8—集液倉；9—浮球開關；10—浮子開關；11—導向柱；12—過濾網(wǎng)；13—除沫器；14—一級排氣閥；15—二級排氣閥；16—回油閥；17—導流板；18—眩窗；19—測水儀；20—真空壓力表

2 阻旋器的工作原理

在卸車開始前，連接管線，開啟罐車閥門，氣液混合體經(jīng)阻旋器進口2進入其氣液倉7內(nèi)，液體在重力作用下處于氣液倉7的下方，氣體處于氣液倉7的上方，浮球開關9、浮子開關10在重力作用下處于關閉狀態(tài)，一級排氣閥14開啟，氣體及部分含泡沫的液體經(jīng)一級排氣閥14進入排氣倉6內(nèi)，超過一定壓力的氣體經(jīng)二級排氣閥15排出裝置，此時處于排氣狀態(tài)。氣體及部分含泡沫的液體進入排氣倉6，經(jīng)除沫器13液化后，通過回油閥16經(jīng)導流板17沿筒體1壁返回氣液倉7。氣液倉7進入一定量的液體后，浮子開關10首先開啟，液體緩慢進入集液倉8，隨著液位的升高，浮球開關9在浮力的作用下打開，液體快速進入集液倉8，集液倉8中的氣體經(jīng)浮球開關9返回氣液倉7。液體通過出口3不斷的排出，當進口2產(chǎn)生氣漩時，氣液倉7內(nèi)液位下降，浮球開關9逐漸關閉，切斷進入集液倉8的主通道，浮子開關10則保持打開狀態(tài)，液體經(jīng)浮子開關10進入集液倉8中，隨著氣液倉7內(nèi)液位不斷上升，一級排氣閥14打開，氣體排出到排氣倉6；在液體浮力作用下，浮球開關9逐漸開啟，一級排氣閥14逐漸關閉，當浮球開關9、浮子開關10同時開啟時，裝置達到最大流量。根據(jù)氣液進入氣液倉7的比例不同，液位產(chǎn)生升降，浮球開關9、浮子開關10、一級排氣閥14不斷重復上述動作，實現(xiàn)了在線排氣，集液倉8始終保持充滿狀態(tài)。

隨著集液倉8中油液逐漸減少，浮子開關10逐漸自動關閉。至此浮球開關9、浮子開關10全部關閉，集液倉8內(nèi)、出口3至管道泵管線保持充滿油品，并始終保持一定的真空度，提高了管路使用效率。

3 阻旋器的多種功能

該阻旋器預留了多種應用組合的接口模塊，可實現(xiàn)多種功能的組合應用，可有效提高油庫的作業(yè)效率。

(1)預留了油混水報警儀的接口，安裝油混水報警儀后可自動檢測混入油品中的水分，實現(xiàn)現(xiàn)場聲光報警或通過遠傳的485報警信號實現(xiàn)與接卸泵的聯(lián)鎖，可有效發(fā)現(xiàn)入庫油品摻雜使假的情況。

(2)可根據(jù)接卸現(xiàn)場的工況，安裝不同密度的過濾網(wǎng)，實現(xiàn)油品的初級過濾功能，保持液體的潔凈，有效防止異物進入生產(chǎn)系統(tǒng)造成生產(chǎn)事故。

(3)作業(yè)現(xiàn)場可根據(jù)阻旋器眩窗內(nèi)氣液比及真空表的示值，現(xiàn)場控制油罐車閥門的開度，減少氣體的進入。

4 阻旋器的工作特點

該阻旋器具有如下特點：①該設備自動運行，自行排氣、輸液，動作靈敏，工作可靠，可充分避免違章操作；②該設備能夠根據(jù)液體流量及氣體的多少自適應調(diào)節(jié)，不需人為干預；③鑒于柴油等易產(chǎn)生泡沫液體的特性，排氣時會產(chǎn)生泡沫(氣液混合體)及霧狀氣體，該裝置能夠自動液化霧氣、泡沫并收集，使液體返回裝置；④能夠檢測混入油品中的水，并現(xiàn)場(或遠傳)聲光報警，亦可加裝部分設備后實現(xiàn)遠傳及聯(lián)鎖；⑤能夠自動過濾通過裝置的液體，保持液體潔凈；⑥通過視窗可隨時查看阻旋器的工作運行狀況，及時發(fā)現(xiàn)過濾網(wǎng)阻止的異物，確保接卸作業(yè)的正常運行；⑦可用于汽油、煤油、柴油、變性燃料乙醇等其他輕質(zhì)無腐蝕性液體的輸送系統(tǒng)。

5 阻旋器的應用情況

該阻旋器在某油庫安裝使用后，通過現(xiàn)場比較情況來看，汽運接卸過程中進入泵腔的氣體大大減少，適合于正常接卸時負壓吸入口的排氣、接卸結(jié)束時小流量掃倉等多種工作狀況。

由于消除了離心泵的抽空現(xiàn)象，批次接卸離心泵、引油泵的運行時間較之前減少了約50 min，能耗同步降低約46kwh，有明顯的經(jīng)濟效益；批次接卸時間較之前降低了10 %～15 %左右，有效提高了公路罐車接卸的工作效率，減輕了員工的工作強度，降低了設備的故障率，達到了該發(fā)明的目的。