包颖
(中国石油辽宁丹东销售分公司,辽宁丹东118000)
罐区自动排水装置设计*
包颖
(中国石油辽宁丹东销售分公司,辽宁丹东118000)
介绍罐区排水对油库安全的重要性,针对罐区自动排水的要求,开发研制了自动排水器装置,并介绍了自动排雨水装置的技术特点、结构和工作原理,探讨该装置在油品罐区中的应用。
罐区;自动排水装置;水封井;开发
随着石油化工工业的迅速发展,国家石油战略储备的兴起,油品罐区的跑、冒油现象,含油污水和含油雨水的排放污染问题已不容忽视。它不但给国家的财产造成了极大损失,还给整个系统的操作安全带来了隐患,而且给环境带来了越来越严重的污染。
油罐区排水阀大多数都安装在防火墙外面,虽然这类阀门都是常闭的,但在下雨天就必须开阀放水,如果这时遇雷击油罐爆炸着火,油品流到防火墙内或油罐中的油品从排水口排出罐区从而扩大火灾的面积,热辐射会造成巨大的人员伤亡。所以操作人员几乎没有可能关闭阀门,造成油品外流扩大火灾面积,造成难以估量的损失。为了避免此类现象的发生故设计了自动排雨水器来解决问题。
利用水和油的比重不同使排水而不排油。即ρ油gV<G球<ρ水gV。自动排雨水器利用一个其密度介于油和水之间(如0.97)的球形浮体和圆孔的开合来控制排水通道的开通与关闭。
罐区自动排水器要求如下:
(1)流入缓冲室内介质为水或含极少量浮油的水时,由于浮体的密度小于水的密度,所以浮体浮起,通道打开,水被排放出去。
(2)当流入缓冲室内介质为油时,由于油的密度小于浮体的密度,即使缓冲室内注满油,也不能使浮体浮起,通道不开,所以油不能流出。
(3)在缓冲室内为水和油情况下,当水将要把浮体浸没时,浮体浮起,管道打开,开始排水。当水面下降到一定高度时浮力小于浮体自重,浮体下落,管道封闭,所以油不能流出。且缓冲室内水位总保持一定高度。
(4)当缓冲室内无介质时,由于装置内保持一定的水位,装置内浮体处于常浮状态,使油品罐区内的水随时能正常排出。缓冲室内保持一定的水位.能保证通道的正常开通,可确保区域安全。自动排雨水器适用于油品密度≤970 kg/m3的排水管道。这基本上满足所有贮油罐区。该装置设置于罐区放火墙外。可以自动防止异常情况下罐区内油品向外流散,实现区域内雨水和污水的自动排放,不需要人工的控制。
罐区排水器与水封井配合使用,确保了水始终在水封井下部,油在水封井的上部,这样增加了安全系数。具体结构见图1。
自动排雨水器设有一个缓冲室、一个进液通道和一个出水通道。缓冲室侧面有一个进液通道,底部有一圆孔与出水通道相通,内部有球形浮体,球形浮体的平均密度介于油和水之间。进液口高于缓冲室底部的圆孔,且与圆孔的高差大于球形浮体的直径。平时,缓冲室内能保持一定的水,但球形浮体静止于圆孔上,见图2。
当管道内介质为水时,水从进液口流入缓冲室下部,由于缓冲室内的球形浮体浮于水上,水能经缓冲室的底部圆孔向下流入出水通道,并经出水口流出。当管道内介质为油时,油从进液口流入缓冲室下部,由于不能使浮体浮起。所以球形浮体堵住圆孔,使油不能流入出水通道。当管道内介质为水和少量油时,油浮于水面上而不能流入缓冲室,水仍然能被排出。
选用0cr18Ni9的不锈钢管,在≤20℃许用应力为137 MPa。
选用公式
事故状态下的油品罐区,极易形成大量油品漫流。虽然有防火堤的阻隔和阀门井切断油品外泄,但由于阀门井为了满足平时雨水的排出,常期处于开启状态,机械生锈操作不灵活。加之人工关闭不及时。往往导致油品沿排水沟外流。一旦遭遇明火,极易燃烧爆炸,造成环境污染和重大事故发生[3]。自动排雨水器根据油品的密度范围在0.71~0.96,而水的密度为1.0的特点。利用其装置室内一个密度在0.97~1.0的浮体,依据浮力原理自动开启和关闭。当事故状态时,由于浮体的密度大于油品的密度,浮体下沉自动封堵油品罐区与外界的通道,使油品被局限于罐区防火堤内,防止了油品的不安全外流和污染环境[4]。
自动排雨水器避免了事故跑、冒油时关闭通道,下雨时排水的正常功能。该装置结构紧凑、有一定技术含量、投资小、实用性好;不需要能源,自行运作,虽不是通常的自动控制系统却能达到完善的控制,但却是解决排水管道的排水与隔油问题较理想的设备。自动排雨水器解决了油品罐区阻隔油品外泄和雨水排放之间的矛盾。其自动控制开启和关闭的特性,避免了人工操作,节约了能源。
[1]郑津洋.长输管道安全[M].北京:化学工业出版社,2004:164-167.
[2]张德姜.工艺管道安装设计手册[M].北京:中国石化出版社,1994.
[3]张颖.近年罐区火灾事故原因分析及安全预防[J].安全、健康和环境,2002,2(11):28-30.
[4]牟善君.轻柴油储罐火灾过程及安全性评价[J].中国安全科学学报,2003,13(2):49-54.
Design of automatic water drainage Equipments in Tanks Field
BAO Ying
(Petro-china Liaoning Dandong Sale Branch Company,Liaoning Dandong 118000,China)
Importance of automatic water drainage in tanks field to oil depot safety was introduced.Aiming at automatic water drainage demand of tanks field,automatic water drainage equipment was developed.Technique characteristics,structure and work principle of the automatic water drainage equipment were introduced,and its application in tanks field was discussed.
Tanks;Automatic water drainage equipment;Water well;Development
TE 45
A
1671-0460(2010)02-0156-04
2010-01-19
包颖(1968-),女,工程师,1991年毕业于抚顺石油学院储运专业,目前从事储运安全与设备管理工作。
E-mail:ddby@petrochina.com.cn。