油罐常用安全附件的維護(hù)與保養(yǎng)

油罐附件是油罐的重要組成部分。在這些附件中，有些是為了完成油品收發(fā)作業(yè)和便于生產(chǎn)管理而設(shè)置的，例如進(jìn)出油短管、放水管、加熱器、量油孔、梯子、欄桿、液位計(jì)等；有些則是為了保障油罐使用安全，防止或消除各類油罐事故而設(shè)置的,例如阻火器、呼吸閥、液壓安全閥、靜電接地裝置等。其中,安全是生產(chǎn)的基礎(chǔ)，也是發(fā)展的基礎(chǔ)?，F(xiàn)就油罐的安全附件（呼吸閥、液壓安全閥、阻火器）的安檢和維護(hù)等進(jìn)行簡(jiǎn)要探討。

1呼吸閥

油罐呼吸閥是保證油罐安全使用，減少油品損耗的一種重要設(shè)備。目前，重力式或彈簧式機(jī)械呼吸閥的主要缺陷是通氣量小、可靠性低，在實(shí)際使用中事故率較高。

呼吸閥的基本功能有兩個(gè)：一是保證油罐安全密閉儲(chǔ)油；二是減少油品蒸發(fā)損耗。后者要求呼吸閥具有良好的密封性,前者才是對(duì)呼吸閥最重要的要求。在密閉儲(chǔ)油情況下，油罐是否會(huì)因超壓而凹癟及翹底，關(guān)鍵看油罐呼吸時(shí)氣流能否順暢通過呼吸閥。

1.1呼吸閥的工作原理

呼吸閥是保護(hù)油罐安全的重要附件，安裝于罐頂，用于自動(dòng)控制油罐內(nèi)外氣體通道的啟閉，維持油罐的壓力平衡，對(duì)油罐的超壓或超真空起保護(hù)作用，又可以在一定范圍內(nèi)降低油品的蒸發(fā)損失。呼吸閥是利用閥盤的重量（有時(shí)候閥盤上加重塊）或彈簧的彈力來控制罐內(nèi)呼氣壓力和吸氣的真空度。當(dāng)罐內(nèi)氣體的壓力超過油罐的允許壓力值時(shí)，壓力閥被頂開，混合油氣從罐內(nèi)逸出（呼出），使罐內(nèi)的壓力不再增高。當(dāng)罐內(nèi)氣體的真空度超過油罐的允許真空度時(shí)，真空閥即被頂開，吸入空氣（吸氣）維持油罐壓力平衡。壓力在一定范圍內(nèi)，油罐不呼吸，所以呼吸閥在一定程度上減少了油品的蒸發(fā)損耗。呼吸閥控制的壓力和真空度的數(shù)值應(yīng)根據(jù)油罐結(jié)構(gòu)本身的允許值來決定。選擇呼吸閥型號(hào)時(shí)，要根據(jù)油品收發(fā)作業(yè)時(shí)的最大排量來確定。呼吸閥的直徑大于250mm時(shí)，可選用兩個(gè)不超過250mm的呼吸閥。

當(dāng)罐內(nèi)油氣壓力大于油罐允許壓力時(shí)，油罐蒸汽經(jīng)壓力閥外逸，此時(shí)真空閥處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)罐內(nèi)油氣壓力小于油罐允許真空度時(shí)，新鮮空氣通過真空閥浸入罐內(nèi)，此時(shí)壓力閥處于關(guān)閉狀態(tài)，允許壓力(或真空壓力)靠調(diào)節(jié)盤的重量或彈簧的彈力來控制，但也必須在油罐的允許壓力范圍之內(nèi)。

1.2呼吸閥的性能

正常使用的呼吸閥，通常都應(yīng)當(dāng)具備以下性能：

首先是防凍耐腐蝕性。根據(jù)SY7511—87石油儲(chǔ)罐呼吸閥的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：呼吸閥在相對(duì)濕度為70%、溫度(-30±1)的環(huán)境下，經(jīng)24h冷凍后，閥盤開啟壓力應(yīng)符合工作壓力的要求。

呼吸閥閥盤、導(dǎo)桿及連接件、密封件等均應(yīng)采用不銹鋼或聚四氟乙烯材料，以防腐蝕、失效。

其次要有密封可靠性。近年來，呼吸閥的密封方式有很大突破，已經(jīng)由過去的硬件密封發(fā)展到薄膜彈性密封，這種密封的特點(diǎn)是密封可靠、泄漏量小、油氣揮發(fā)少。

第三是通氣能力。美國(guó)石油工程師協(xié)會(huì)API2000[1]通氣標(biāo)準(zhǔn)要求:當(dāng)儲(chǔ)存油品的閃點(diǎn)高于3778時(shí)，吸入通氣量Q=V+Q?排出通氣量Q°=1.07V+0.6Qt；當(dāng)儲(chǔ)存油品的閃點(diǎn)低于37.78°C時(shí),吸入通氣量Qi=V+Qt，排出通氣量Q°=2.14V+Qt。通氣量的大小取決于油品的最大排泄速度(V)和油品的最大充裝速度(V)及氣溫變化引起的通氣量(Q)我國(guó)石油儲(chǔ)罐的通氣量應(yīng)結(jié)合國(guó)內(nèi)儲(chǔ)罐實(shí)際收發(fā)作業(yè)和氣候變化情況而定。

綜上所述，呼吸閥的控制要求是，在罐內(nèi)氣體壓力大于控制壓力的前提下，保證呼吸閥在各種作業(yè)和環(huán)境下都能滿足油罐呼吸所需的通氣量。而控制壓力是呼吸閥控制過程的檢測(cè)點(diǎn)，能否達(dá)到控制要求，取決于呼吸閥能否自動(dòng)控制通氣量。

因?yàn)楹魵忾y的控制壓力大于吸氣閥的控制壓力，所以,呼氣閥流通截面積小于吸氣閥的流通截面積。另外，在夏季溫差較大時(shí)，吸氣閥△:引起的吸氣量比呼氣閥出引起的呼氣量大，因此，呼吸閥口徑的選擇要以吸氣閥為主。為了制造方便，常把呼氣閥做成和吸氣閥相同的直徑。而呼吸閥的通氣量Qqi在計(jì)算中取QZ和QY之中的較大者，用Qy表示。

這樣，則有:

為了節(jié)約，常取1.2Qy與1.2VUDtv/273中較大者為正常工作值，并按此值選閥。目前，只有在測(cè)得呼吸閥性能曲線,并掌握額定壓力下的額定流量后，再結(jié)合油罐正常呼吸流量,才能確定其口徑和數(shù)量。

1.3目前呼吸閥存在的問題

目前的呼吸閥往往不具備防凍功能。在嚴(yán)寒的冬季，儲(chǔ)油罐內(nèi)油氣混合物中所含有的水蒸氣在機(jī)械呼吸閥的彈簧鋼絲上冷凝凍結(jié)，使彈簧工作失靈。有時(shí)水蒸氣停滯于閥盤導(dǎo)桿與導(dǎo)套的間隙中并凍結(jié)，從而導(dǎo)致呼吸閥不能呼吸。

造成這一問題的原因是：油罐頂部空間是油氣、空氣和水蒸氣的混合氣體。通常情況下，其水蒸氣的分壓力低于油罐內(nèi)氣體空間當(dāng)?shù)販囟人鶎?duì)應(yīng)的飽和壓力。這種混合氣體也稱為未飽和氣體。未飽和氣體具有吸濕能力，可以容納更多的水蒸氣。如果水蒸氣的分壓力達(dá)到當(dāng)?shù)販囟人鶎?duì)應(yīng)的飽和壓力,則為飽和氣體。飽和氣體不再具有吸濕能力，若增加水蒸氣含量，就會(huì)有相同數(shù)量的水凝結(jié)出來?；旌蠚怏w的飽和壓力是溫度的函數(shù)，隨溫度的降低，飽和壓力減小。因此，當(dāng)溫度降低時(shí)，盡管水蒸氣的含量不變，但其可以容納水蒸氣的能力下降，最終未飽和的氣體達(dá)到飽和狀態(tài)，這時(shí)的溫度稱為露點(diǎn)溫度。當(dāng)混合氣體處在露點(diǎn)溫度以下時(shí)，混合氣體中的水蒸氣就會(huì)凝結(jié)出液體水。

在寒冷季節(jié)工作的呼吸閥，閥盤的外側(cè)與大氣環(huán)境連通,其溫度接近外界環(huán)境空氣的溫度。當(dāng)罐內(nèi)混合氣體與閥盤接觸或罐內(nèi)混合氣體流經(jīng)閥盤時(shí)，閥盤會(huì)冷卻混合氣體，從而使氣體溫度處于其露點(diǎn)溫度以下，這樣，混合氣體內(nèi)的水蒸氣凝結(jié)為水，繼而結(jié)冰。結(jié)冰的后果是閥盤與閥座凍在一起，進(jìn)而使呼吸閥功能失效。

其次的問題就是漏氣。有些呼吸閥的閥盤、閥座等所用的密封材料采用的是普通橡膠、尼龍及易腐蝕材料，經(jīng)罐內(nèi)油氣浸蝕會(huì)產(chǎn)生變形，從而使大量的油氣從呼吸閥中溢出。

再就是卡死問題?？ㄋ蓝喟l(fā)生在呼吸閥安裝不正確或油罐變形導(dǎo)致閥盤導(dǎo)桿歪斜以及閥桿銹蝕的情況下，閥座在沿導(dǎo)桿上下活動(dòng)中不能到位，將閥盤卡于導(dǎo)桿某一部位。

另外，還有粘連問題。這是因?yàn)橛驼魵?、水分與沉積于閥盤、閥座、導(dǎo)桿上的塵土等雜物混合發(fā)生化學(xué)物理變化，久而久之使閥盤與閥座或?qū)U粘結(jié)在一起。

最后就是堵塞問題。這主要是由于呼吸閥長(zhǎng)期未保養(yǎng),致使塵土、銹渣等雜物沉積于呼吸閥內(nèi)或呼吸管內(nèi)，以及蟲類或鳥類在呼吸閥口筑巢等原因，使呼吸閥堵塞。

以上這些故障，有的會(huì)使呼吸閥達(dá)到控制壓力時(shí)不能動(dòng)作，造成油罐超壓，危及油罐安全;有的則使呼吸閥失去作用，造成大小呼吸失控，從而增加進(jìn)油的蒸發(fā)損耗，使油料質(zhì)量下降，加重區(qū)域大氣污染，影響操作人員的身體健康，增加區(qū)域危險(xiǎn)因素。

為此，有人設(shè)計(jì)出了全天候呼吸閥。這種呼吸閥為避免凍結(jié)，首先在閥盤材料上采用了剛性骨架和氟膜片的組合，閥座采用聚四氟乙烯環(huán)套，導(dǎo)桿和導(dǎo)向套均采用四氟乙烯襯套;其次，在結(jié)構(gòu)上，閥盤與閥座之間采用帶有空氣墊的軟接觸,從而有效防止了微壓差泄漏。這種機(jī)械呼吸閥在防凍結(jié)及密封方面的確有明顯改進(jìn)，但并不能從根本上解決防凍結(jié)問題。1.4機(jī)械呼吸閥的檢查與維護(hù)

檢查呼吸閥時(shí)，首先要檢查呼吸閥內(nèi)部的閥盤、閥座、導(dǎo)桿、導(dǎo)孔、彈簧等有無生銹和積垢，并進(jìn)行清潔，必要時(shí)可用煤油清洗；其次應(yīng)檢查閥盤活動(dòng)是否靈活，有無卡死現(xiàn)象，密封面(閥盤與閥座的接觸面)是否良好，由于密封面的材料為有色軟金屬，在對(duì)其研磨時(shí)，要選用較細(xì)的研磨劑(如紅丹潤(rùn)滑油)；第三，應(yīng)檢查閥體封口網(wǎng)是否完好，有無冰凍、堵塞等現(xiàn)象，擦去網(wǎng)上的銹污和灰塵，保證氣體進(jìn)出暢通;第四，要檢查壓蓋襯墊是否嚴(yán)密，必要時(shí)要進(jìn)行更換；另外，還要檢查螺栓，給螺栓加油。

在日常的巡檢過程中，通過外部目測(cè)檢查，往往較難發(fā)現(xiàn)上述問題的原因，無法預(yù)知呼吸閥的技術(shù)狀況。在日常的檢查中，可以采用在呼吸閥上附設(shè)一手動(dòng)試驗(yàn)端子，直動(dòng)式呼吸閥用手動(dòng)把手，先導(dǎo)式呼吸閥用試驗(yàn)按鈕。檢查時(shí)只要在手動(dòng)試驗(yàn)端子上施以略大于氣體壓力對(duì)閥盤作用力的手動(dòng)力,即可感知呼吸閥大致的技術(shù)狀況。在日常的檢查中，每次都可以試驗(yàn)一下，能夠使閥盤經(jīng)常地在其全啟范圍內(nèi)進(jìn)行運(yùn)行，即可有效地防止銹蝕、卡死、粘連等，同時(shí)，在緊急情況下，也可以通過手動(dòng)試驗(yàn)端子打開呼吸閥。

2液壓安全閥

液壓安全閥是為提高油罐安全使用性能的又一重要設(shè)備,它的工作壓力比機(jī)械呼吸閥要高出5%~10%。正常情況下，它是不動(dòng)的，當(dāng)機(jī)械呼吸閥因閥盤銹蝕或卡住而發(fā)生故障，或油罐收付作業(yè)異常而出現(xiàn)罐內(nèi)超壓或真空度過大時(shí)，它將起到油罐安全密封和防止油罐損壞的作用。圖1所示是液壓安全閥的結(jié)構(gòu)圖。

圖1液壓安全閥結(jié)構(gòu)圖

2.1工作原理

液壓呼吸閥的工作原理圖如圖2所示。液壓安全閥是用閥內(nèi)的變壓器油(或柴油)來控制儲(chǔ)罐的工作壓力的。當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)的壓力與大氣壓平衡時(shí)，閥內(nèi)油槽隔壁內(nèi)外液面呈圖2(a)所示的水平狀態(tài)；當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力大于大氣壓時(shí)，閥內(nèi)與儲(chǔ)罐相同的變壓器油被壓向油槽隔壁外側(cè)，此時(shí)罐內(nèi)壓力繼續(xù)增高,當(dāng)達(dá)到一定壓力，內(nèi)側(cè)液位到達(dá)隔壁底端時(shí)，儲(chǔ)油罐內(nèi)的油氣就以小氣泡的形態(tài)經(jīng)過油層沖出，進(jìn)入大氣(見圖2(b))；當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力小于大氣壓力時(shí)，閥內(nèi)的變壓器油在壓力差的作用下，被壓向油槽隔壁內(nèi)側(cè)，此時(shí)負(fù)壓繼續(xù)下降，當(dāng)負(fù)壓值達(dá)到一定值時(shí)，外側(cè)液位達(dá)到隔壁底端時(shí)，大氣通過變壓器油又以小氣泡的形式進(jìn)入儲(chǔ)罐(見圖2(c))，這樣，儲(chǔ)罐就會(huì)

及時(shí)得到大氣補(bǔ)充而不致抽癟。

(a)油罐內(nèi)壓力與(b)油罐內(nèi)(c)油罐內(nèi)

周圍大氣壓相等保持正壓力保持負(fù)壓力

圖2液壓呼吸閥工作原理圖

2.2存在問題

液壓呼吸閥存在的主要問題是噴油問題。因此，液壓安全閥下面需要配置阻火器，以防止火源帶入儲(chǔ)罐內(nèi)。有時(shí)由于液壓安全閥安裝使用不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)噴油現(xiàn)象。其原因：一是集油槽高度不夠，當(dāng)儲(chǔ)罐內(nèi)壓力達(dá)到液壓安全閥工作壓力時(shí)，冒出的小氣泡會(huì)溢出集油槽兒落在罐頂，造成噴油；二是安裝偏斜，安全閥安裝偏斜會(huì)使閥內(nèi)油液出現(xiàn)高低不一,這樣,在達(dá)到工作壓力時(shí)，較低一側(cè)的油液就可能溢流出來。

另外，如果維護(hù)保養(yǎng)不夠，液壓安全閥在使用過程中,長(zhǎng)時(shí)間不進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，就會(huì)造成液封油變質(zhì)。

2.3維護(hù)保養(yǎng)

液壓安全閥的動(dòng)作與油液的密度和油槽隔板浸入油中的深度有關(guān)，因此，使用中不要隨意調(diào)節(jié)液位的深度和更換油液的品種。另外，液壓安全閥在安裝時(shí)，要保證閥體與水平面垂直，其偏差不能超出0.5mm,以防油液噴出。

液壓安全閥的檢查與維護(hù)主要有兩個(gè)方面，一是閥體，二是液封油料。特別是液封油料，由于在使用過程中要揮發(fā)損耗一部分，而且水蒸氣及罐內(nèi)排出的一部分油氣會(huì)凝結(jié)到液封油料中，因此，長(zhǎng)期使用后，液封油料的數(shù)量和重度都有所變化。為保證其控制壓力的正確性，必須定期進(jìn)行檢查。

液壓安全閥的維護(hù)保養(yǎng)一般每季度進(jìn)行一次。檢查維護(hù)的主要內(nèi)容有以下幾方面：

（1）檢查閥體表面有無滲漏和油跡，檢查內(nèi)筒隔板有無銹穿而造成進(jìn)出口旁通；

（2）檢查油標(biāo)尺密封墊是否良好；

（3）液封油高度是否符合要求，必要時(shí)要添加液封油；

（4）檢查液封油是否合格，應(yīng)放出底部的水和雜質(zhì)，必要時(shí)要化驗(yàn)油品或更換油品；

（5）加強(qiáng)日常巡檢的力度，確保液壓安全閥正常工作。

3阻火器

阻火器又稱油罐防火器，是油罐的防火安全設(shè)施。它裝在機(jī)械呼吸閥或液壓安全閥下面，內(nèi)部裝有許多銅、鋁或其它高熱容金屬制成的絲網(wǎng)或皺紋板。萬一當(dāng)外來火焰或火星通過呼吸閥進(jìn)入防火器時(shí)，金屬網(wǎng)或皺紋板要能迅速吸收燃燒物質(zhì)的熱量，使火焰或火星熄滅，從而防止油罐著火。

3.1阻火器的種類

阻火器按阻止火焰速度分類可分為阻爆燃型阻火器和阻爆轟型阻火器；按阻火器安裝位置分類可分為管端阻火器(安裝在管子頂端)和管中阻火器(安裝在管子中間)；按阻火器用途分類可分為油罐阻火器、加油站阻火器、車用阻火器、加熱爐用阻火器、火炬阻火器、排風(fēng)導(dǎo)管阻火器、船用阻火器、乙炔阻火器和氫氣阻火器等；按阻火器結(jié)構(gòu)分類可分為金屬網(wǎng)型阻火器(已淘汰)、波紋型阻火器、平行板型阻火器、多孔板型阻火器、泡沫金屬型阻火器、充填型阻火器、水封型阻火器等；按阻火器使用氣體介質(zhì)可分為I級(jí)氣體阻火器、nA級(jí)氣體阻火器、nB級(jí)氣體阻火器、nC級(jí)氣體阻火器等。

3.2阻火器的主要技術(shù)，性能

國(guó)家和中國(guó)石油集團(tuán)公司頒布的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)阻火器做了如下規(guī)定：

阻火器殼體應(yīng)能承受不小于0.9MPa的水壓，且無泄漏、無裂痕和永久變形；

阻火器應(yīng)能連續(xù)阻爆13次，每次都能阻火；

⑶阻火器應(yīng)能經(jīng)受耐燒1h,在此期間無回火；

阻火器在空氣相對(duì)濕度大于70%、溫度為(-30±1)°C的條件下，經(jīng)過24h冷凍后，仍能保證正常工作；

阻火器通氣量不小于圖3所示的規(guī)定。

阻火器的以上性能要通過國(guó)家權(quán)威部門的技術(shù)鑒定和認(rèn)可后，方可投入使用。

圖3阻火器通氣量規(guī)定范圍

3.3阻火器的選用

中國(guó)西北部的冬季氣溫相對(duì)較低，所以，根據(jù)此氣候環(huán)境特點(diǎn)以及阻火器的技術(shù)性能，本文推薦以下幾種阻火器，僅供參考。

（1）全天候阻火器。該阻火器的阻火層是用0.1~0.3mm厚的不銹鋼波紋帶與光帶纏繞而成，纏制后的阻火層形成許多網(wǎng)狀小孔，可以保證空氣和油氣流通。當(dāng)火源或雷擊火花通過阻火層時(shí)，能在器壁效應(yīng)的作用下迫使火花熄滅，從而起到阻火作用。

（2）側(cè)取式阻火器。該阻火器只是在殼體上開一長(zhǎng)方孔,阻火層可從長(zhǎng)方孔送入安裝，它的主要特點(diǎn)是維護(hù)保養(yǎng)方便,保養(yǎng)時(shí)只要將長(zhǎng)方孔法蘭拆除即可進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。

（3）全天候阻火呼吸閥。該閥阻火、呼吸兩種功能并用，是1989年研制出的一種新產(chǎn)品，深受用戶歡迎。

以上推薦的三種阻火器，在防凍功能上都做了相應(yīng)的處理。

3.4維護(hù)保養(yǎng)

為了確保油庫(kù)儲(chǔ)油罐的安全運(yùn)行，對(duì)阻火器要進(jìn)行定期的維護(hù)保養(yǎng)，并要與呼吸閥同時(shí)進(jìn)行。保養(yǎng)時(shí)，要對(duì)照產(chǎn)品說明書將阻火器取出，檢查阻火層的波紋孔是否堵塞或有臟物和腐蝕現(xiàn)象，如有堵塞和臟物應(yīng)立即清洗、吹干方可安裝。安裝后要使阻火層殼體結(jié)合面緊固，以防松動(dòng)。如阻火層出現(xiàn)腐蝕變形應(yīng)及時(shí)更換，以保證儲(chǔ)罐安全。

4結(jié)語

事實(shí)上，儲(chǔ)罐呼吸閥、阻火器和液壓安全閥都是各類儲(chǔ)罐安全的重要附件，在選用和維護(hù)保養(yǎng)中，一定要嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范?；鶎庸芾砗筒僮魅藛T要嚴(yán)格執(zhí)行儲(chǔ)罐標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)操作程序卡，定期對(duì)其附件進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，不斷增強(qiáng)安全意識(shí)，加強(qiáng)對(duì)崗位員工日常安全操作的培訓(xùn)教育，全面了解掌握儲(chǔ)運(yùn)安全技術(shù)，為油品的安全儲(chǔ)存、輸轉(zhuǎn)，盡職盡責(zé)。

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