一种新型顶装式汽车密闭鹤管密封设施

1 前言

近年来, 随着石化、化工行业的迅速发展, 油品、液态化工原料的生产装卸运输的安全问题越来越受到重视。顶装鹤管密闭装车油气回收技术是用来控制油品等液体介质装卸车时的泄漏挥发, 即可减少在装卸过程中油品的损耗, 又可防止环境污染, 保护工作人员的身体健康。然而, 现有的锥形结构、囊式结构无法实现鹤管与槽车罐口的密封, 造成装卸现场挥发气体泄漏排放无法控制, 致使装卸现场充斥介质气体, 形成安全隐患, 危及操作人员身体健康, 造成污染, 同时还使装卸介质被浪费。流体装卸过程中挥发气体的泄漏成为流体鹤管业界难于解决的难题之一。

近年来, 国内密闭鹤管生产厂商都在致力于改进顶装鹤管, 力图通过多种方法, 解决当前存在的密封效果不好和操作的问题, 但效果多不理想。按照文献的规定:现有、新、改及扩建储油库需对汽油油气排放管理, 装油时产生的油气应进行密封收集和回收处理; 即应建设油气回收装置, 并规定了油气回收系统和回收处理装置的排放限值 ( ≤ 25g/m3) 。根据文献的规定:油罐汽车应具备油气回收系统, 装油时能够将汽油油罐内排出的油气密闭输入储油库回收系统。根据文献的规定:汽油、石脑油、航空煤油、溶剂油或类似性质油品的装载系统应设置油气回收设施。因此, 鹤管的密封设施是油气回收整个系统中的重要组成部分, 其密封性将关系到油气回收装置的运行效果。

2 现有鹤管密封性分析

2.1 平面型密封

此种密封利用伸入鹤管时的接触力 ( 有的以弹簧反作用力) 作为密封力, 这并没有克服液体的重力和液体流动产生的冲击力的影响。其伸缩橡胶囊也经常会发生老化失效。据了解, 有的现场每年需更换两次伸缩橡胶囊组合件, 给生产带来了不便, 也增加了操作费用。其使用情况如图1。

2.2 锥型密封

该种密封使用的是非正常密封面 (车口内沿线) 作密封面, 通过伸入时接触实现密封。因各种罐车制作时存在不同的形状公差, 故密封的可靠性较差;同样, 此种密封也没有解决液体的重力和因液体流动产生的冲击力的影响。其使用情况如图2所示。

2.3 磁力平面型密封

由于磁力面与罐车口的密封形式是以金属接触形式, 其密封效果较差。此种密封也没有解决液体的重力和因液体流动产生的冲击的影响。

2.4 专有型密封

该种密封解决了因液体的重力和液体流动产生的冲击力产生的影响因素, 其密封性较好, 但需对汽车罐车口进行改造 ( 鹤管的一部分立管直接安装在罐车内) 。由于社会车辆复杂, 改造难度较大, 工期较长, 费用也较高。其使用情况见图4。

2.5 囊型密封

该种密封未见到现场有大量使用。其缺点是结构复杂、需要气源作为动力, 有充气、放气的操作过程, 操作也复杂。其结构原理见图5。

3 新型顶装式汽车鹤管密封设施的研制

3.1 密封方案

本研究将槽车口作为密封工作面, 使密封设施与罐车口充分接触 ( 采用面式密封, 而不是线式密封) , 通过压紧, 实现良好密封, 同时将简化操作, 降低劳动强度。

装车过程的锁位将利用摆臂式装车鹤管的特点, 装车输油作业时采用研发的密封设施进行锁位, 以克服液体自身重力和冲击力的影响。其原理如图6 所示。

3.2 应用效果

新式顶装汽车鹤管密封设施研制完成后, 选择了某用户完成了用户试验。与现有鹤管密封性对比, 密封效果很好。图7所示为传统顶装密封鹤管, 在重载时出现约3 厘米宽的缝隙。图8 所示为而再用新型顶装式鹤管密封设施, 在重载时仍然接触完好没有出现缝隙。用红外线便携式可燃气气体检测仪 (RI-415) 测得传统顶装密封鹤管和新型顶装密封鹤管在相同载荷情况下泄露汽油检测值如表1 所示, 由表1 测量的值可知采用新型顶装密封鹤管的汽油泄露值明显低于传统顶装密封鹤管。

4 结语

顶装式汽车密闭装车鹤管的密封设施虽经各生产厂商多年的研发和改进, 但大多效果不理想。在不对罐车车口进行动改的前提下, 项目组研制的新型顶装式汽车鹤管的密封设施解决了装车发运过程的密封难题, 属于性价比高、密封效果好的产品技术, 此产品的应用, 将为油气回收装置的顺利运行提供必需的条件。