一种装车鹤管密封连接装置的研制

一种装车鹤管密封连接装置的研制

周恒  孝强 孔捷鑫

油气集输总厂

摘要：采用罐车顶部浸没式装油的装车场地，装油完毕后悬挂接油桶，既不能实现密闭装油，导致VOCs数值超标，也存在装车过程中及车辆离开后装油口沿接油桶外壁下淌、滴漏现象，对集输站库安全环保生产产生不利影响。本文在分析传统顶部浸没式装油方法的基础上，拟研制一种具备装油孔密闭，自动连接、脱离，防止原油滴落等多种功能的装车鹤管密封连接装置，该装置能够有效缩降低VOCs排放，减少作业现场的环境污染，减轻作业人员作业工作量，对提高安全环保标准、降低生产运行成本具有现实意义。

关键词：顶部装车；鹤管；VOCs；齿轮齿条传动

引  言

对于原油装车平台来说，VOCs排放受到严格管控，大量的有害气体挥发到空气中对大气造成污染，特别是其中含有的芳香烃，例如苯对人体特别是操作人员造成了很大的伤害。长期接触浓度为20一50 ppm的苯蒸汽会使血液异变，诱发白血病、染色体失常和造血机能异常等症。据调查原油装车平台四周大气中苯含量 高达8840 mg/ m3，超出我国工业卫生设计标准的200多倍，操作人员长期工作在这种环境中，对人体的损害可想而知。因此需要对现有传统装车平台进行全面升级改造。采用自动化程度高、安全可靠性好、便于操作维护的原油装车平台，解决老式装车控制存在的问题，提高装车的自动化水平，缩短与国际先进水平的差距。

一、装车鹤管密封连接装置的设计

（一）、现状分析

针对现有技术和设备特点，对传统的罐车顶部浸没式装油存在的诸多问题进行改进，研制一款新型连接装置。

目前所使用原油装车平台采用的是罐车顶部鹤管浸没式装油，装油过程不但操作麻烦，清洁作业耗时较长，并且存在VOCs气体排放超标，鹤管频繁擦拭麻烦，擦拭不彻底时，鹤管外壁粘油会顺着底部接油桶滴落在装车现场，产生污染等诸多问题。过去的装油作业主要是，手动摘除装油桶后将鹤管降至罐车内，装油完毕后提升鹤管，简单擦拭后再悬挂接油桶，将鹤管固定回装油平台后转移车辆。该操作方式不能对VOCs气体进行有效控制，且鹤管清洁程度不够，易对装车现场造成污染。该方法既不符合安全要求也不符合环保要求。目前部分站库使用橡胶垫封堵装油孔并使用沙袋覆盖，密封效果一般，且操作麻烦、费时费力，在一定程度上提高了生产成本。

（二）、装置结构

本次研制的鹤管密封连接装置主要分为清管器、齿轮联动装置、溢出阻挡器、带启闭阀装油桶、可开关固定爪、伸缩遮雨布六部分。使用齿轮分别连接可开关固定爪、清管器及装油桶底部启闭阀，通过焊接在鹤管末端的齿条，实现装车鹤管在升降过程中，固定爪抓取或脱离装油孔法兰来实现密封装置封堵。装油时产生的有害气体通过气体溢出罐导出集中处理（见图1、图2）。

图1  装车鹤管密封连接装置主视图

（注：1.气体溢出管；2遮雨篷布；3溢出阻挡器；4.固定钩；5装油孔法兰；6鹤管）

图2  装车鹤管密封连接装置内部结构图

（注：7齿轮机械联动装置；8清管器；9联动开关桶底）

（三）、工作原理

该装置通过鹤管末端焊接的齿条与密封装置的齿轮机构啮合传动，使与齿轮联动的可开关固定爪、清管器及桶底启闭阀产生联动。当鹤管下降时，带动阻挡器下降，桶底启闭阀打开，可开关固定爪慢慢闭合，钩住装油孔法兰面，紧固阻挡器起到密封作用；当鹤管上升时，可开关固定爪缓慢打开，松开装油孔法兰，使阻挡器脱离装油孔法兰，鹤管继续上升，拉动清管器清除鹤管外壁粘油，并在提升过程中，桶底启闭阀慢慢闭合，等鹤管完全提出时关闭启闭阀，形成封闭接油状态。当日全部装车作业完毕后，可展开伸缩式遮雨布，上下扎口，可有效避免雨雪天或大风导致的原油、污水外溢现象。该装置的设计依托站库罐车顶部浸没式装油方式，仅需局部改造，既可以防止有害气体散溢造成的环境污染及VOCs指数超标，也能够提高作业现场安全环保水平，并能够有效降低作业人员工作量，避免作业人员在有害环境中的暴露，对直接作业人员的身体健康提供了有效保障（主要部件见图3、图4）。

图3  装车鹤管自动连接装置透视图 图4  装车鹤管自动连接装置剖视图

（四）、性能特点

新研制的装车鹤管密封连接装置主要特点如下：

该自动连接装置采用机械传动无需用电，节省了现场作业工作量，又符合现场安全防爆要求，该装置的阻挡器可实现有效密封，阻断装油过程过程中产生的有害气体散溢现象，对作业人员身体健康和安全环保生产水平提供有力保障；且该装置能够更有效的防止落地油，可以减少因清洁作业现场使用的柴油、锯末，又可以减少作业人员的劳动强度，有效减少生产成本。

（五）、技术参数及装置效果图：

桶体材料：铝合金；

桶体涂层：纳米涂层；

阻挡器材料：聚四氟乙烯；

齿轮齿条材料：铝合金；

伸缩遮雨布材料：帆布

图5 装车鹤管自动连接装置效果图

二、应用效果预测分析

（一）、应用效果

该装置可有效缩短装车场地清洗作业时间，减小VOC释放量，从而保障站库安全环保生产。既减少了环境污染，也减少了人工作业量，整体上提高了站库的安全环保水平。且以往清洗装车场地消耗的柴油及锯末都可以得以减少，从而有效降低站库生产成本。

（二）、推广前景

油田很多站库均设有装油点。该设备的研制并投入使用可以减少VOCs排放造成的环境污染，一定程度上确保了作业人员身体健康及安全环保生产水平，并且该设备可以有效减轻装车人作业人员作量，并减少落地油造成的污染及后续处理产生的二次投入成本，可以适用于全油田各个站库，具备一定程度的推广价值。

三、结论

综上所述，该新型装车鹤管密封连接装置具有操作简便、自动化程度较高、装车过程全密闭，防止原油滴落、作业现场清洁方便、生产成本低，作业过程安全防爆等特点。同时该装置可根据鹤管升降行程调节齿条长度以适应不同高度的装油平台，实现了单台装置使用效率的最大化，且应用前景广阔。另外，保障了作业人员的身体健康、减轻了作业人员的劳动强度，方便了站库现场管理。有效降低了有害气体排放、缩短了清理作业造成的原油停装时间，一定程度上提高了集输站库装油平台的生产时率。

参考文献：

[1]李德柱，杨甲坤，邢吉超.论原油装车安全管控与环境保护[J]，基层建设，2018

[2]刘嘉，陈虹材.炼油厂污水深度处理与回用技术综述[J].化工管理.2015

[3] 柳津.提高炼油厂安全环保的技术措施[J].企业文化.2017