解决成品油油库输油管道膨胀问题的探索论文_夏立明

解决成品油油库输油管道膨胀问题的探索论文_夏立明

中国石油江西销售樟树油库

摘要:对于一个成品油油库而言,除了安全、高效完成成品油接、缷任务,为加油站提供可靠的油源供应,不断提高油品的周转数量外,最大的问题就是在这个过程中如何保证油库安全运行,输油管道是完成油品必要运转的载体,输油管道、阀门等是油品资源出入库正常运转的基本保障。油品储运中,不论是接卸、调合、储存,还是输转,泵装、管输,哪一个过程中的油品都始终处于流动状态,摩擦之中,必然其传输介质受热体积膨胀。其中传输成品油管道的膨胀问题是一个巨大的潜在隐患。静止的油品在成品油管道中,由于受到环境温度的变化,液体的体积会因受热而膨胀,随着时间的推移,液体体积不断膨胀,严重时会使输油管道胀破,管道连接件如法兰、阀门脱落、输油泵密封圈胀坏,造成油品泄漏甚至引起火灾爆炸的严重安全事故,通过HSE体系的管理不断深入开展,困扰我们油库多年的这一潜在安全隐患得到了有效解决,使输油管道内液体受热膨胀得到了吸收和释放,保证了油库的安、稳、长周期满负荷的正常运行。

关键词:HSE体系、输油管道膨胀、吸收和释放、倒U型

引 言:油库的输油管道停止输油时,如果全部关闭管道两端的所有阀门,那么管道内密闭的液体在外界热源环境温度(尤其在江西地区夏季有时最高温度高达41℃)高温的情况下,密闭管道内的液体体积就会膨胀,同时伴有巨大的油气产生,这个压力是很高的,当这个压力超过管道及其配件的承受强度时,就会引起管道连接的法兰、阀门垫片刺掉,重则会使连接的法兰、阀门、输油泵密封圈胀坏及油罐附属连接件与管道脱开,造成管道泄油甚至管道爆裂的严重事故,那样的话会使库区、周边的环境,地下水源造成污染,可怕的是由于摩擦产生静电火花伴随着着火事故也可能会发生,那样造成的将是一场灾难。

随着社会的发展和人们对安全、环保方面的意识不断增强,传统的单纯以安全生产为主的管理体系已经远远不能满足当下经济高速发展,对石油、石化行业复杂安全生产的要求,目前行业竞争激烈,企业员工对安全生产的自我要求意识更加强烈,同时企业生产安全、环保方面的法律法规越来越严,监管执法力度前所未有,在这种情况下,如何提高HSE管理体系建设应用成果,并在油库实际工作中得到应用就显得尤为重要。

HSE管理体系是一套科学规范的管理体系。H(health)健康、S(safety)安全、E(environment)环境的简称,它能够进行事前风险分析,从而为减轻并彻底消除了可能危害健康、安全与环境方面的风险而采取切实有效的防治措施,油品易膨胀的特性,主要是受温度变化影响油品的体积变化,以输油管道为例,当温度升高时,馆内压力升高,发生热胀;当温度下降时,管内则会出现液柱分离(或称空穴)现象,汽油的体积膨胀系数是0.0012每摄氏度,油品的温度每降低2.5℃,体积就缩小千分之三;柴油的体积膨胀系数是0.009每摄氏度,油品每降低1.4℃左右,体积就缩小千分之一点五,如此之大的膨胀系数势必对油库管线及附件阀门造成巨大的冲击和损坏,这两种情况发生将会引起管线阀门渗漏,严重时会胀裂管道、法兰,遇静电火花,将引起火灾或爆炸事故发生,因此要把这一切可能发生的事故彻底消灭在萌芽状态,除掉事故隐患是我们的职责所在.

中石油江西销售樟树油库是刚刚投用几年的租赁油库,总库容2万立方米,其中内浮顶油罐8座(内浮顶油罐的特点这里不做详细说明了),该油库成为江西销售公司在赣中、南部地区的成品油供应及运输的重要基地,投用以来由于该库在设计上的缺陷,输油管道上没有安装一个安全阀,长期以来油库输油管道的膨胀问题,没有得到很好的解决,一直以人工微开油罐进油阀,使输油管道内液体膨胀的体积回到油罐内得到吸收和释放的方式处理,必须人为操作,但当班人员未按章办事,造成阀门错开、误开或忘记了操作时,等于人为隐患和设备隐患同时存在,那样发生事故的可能性更大。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆我们江西夏季气候炎热,有时气温竟高达40℃以上,这就给油库的安全平稳高效输油带来极大隐患,输油管道受热膨胀问题得到了高度重视,在今年春季的事故隐患治理中,经过所有技术人员的仔细研究、论证,结合该油库的自身特点,对原输油管道的膨胀管线进行改造,终于破解了这个难题,这个安全事故隐患得以彻底消除。

目前,国内成品油库在解决输油管道膨胀问题上,主要采用设零位罐(也叫放空管线的放空罐)或在阀门、输油泵的前后加装安全阀加以解决。油库设备的HSE管理核心就是要确保油库设备管线、阀门安全、满负荷、长周期的运行,确保加油站销售油品不断油,创造最大经济效益。

安全阀也称泄压阀,是一种特殊的阀门,它的功能在于当设备或管道内压力或温度超过本身设定压力时,自动开启阀门,从而保证了设备和管道内介质压力温度在可控之下,保护设备和管道的正常工作。不足之处是安全阀必须每年拆卸两次,必须到指定的检定机构进行检定,每台安全阀的检定费是很高的,而且每个周期都要检定,属于强制检定设备,况且安全阀本身的成本也是很高的,问题是当管道内压力真的超高时,安全阀弹簧锈蚀严重时,安全阀能否可靠弹开,很难确定,这里不再细说。

我们通过在原单向阀的基础上加装高位回流管,效果等同于安全阀,动作比安全阀还及时、快速、有效的,使该油库的输油管道膨胀问题得以彻底的解决了,将事故隐患扼杀在摇篮,油库安全运行得到了大大提升。

我们知道这种方式解决管道膨胀在油库建库投用前设计就早已经安装好的,固然好,然而在油库投用后没有加装安全阀,江西销售樟树库在库区管道上只加装了四组单向阀,这样情况下,单向阀的压差很小,不能保证单向阀正常开启,单向阀不能正常工作,那样的话势必造成管道内的油品受温度升高体积膨胀,膨胀在管道内的油品得不到吸收,势必造成如前所述的灾难性事故。

通过科学调研论证,根据连通器原理和帕斯卡定律,解决输油管道膨胀问题,本着简单、实用、低成本的原则,具体改造过程和步骤如下:

1、贴罐壁铺设两根同样长16.8(油罐的安全高度14.4米)米的无缝钢管;也称加装高位回流管,它可以防止罐内油品回流,这点优于单向阀;

2、用倒U型弯管(无缝钢管)连接铺好在罐壁两根16.8米的无缝钢管,用倒U型弯连接的无缝钢管管壁上不能积聚汽泡,管路始终畅通无阻;

3、将DN25的无缝钢管直接从原输油管线单向阀处引出,再通过焊接PN1.6、DN25的连接法兰连接铺好的无缝钢管一端;

4、在另一根无缝钢管的一端,直接连接到油罐排污阀的法兰处,这样就形成了在新铺设的同样16.8米、DN25的管道的通过倒U型弯连接的进油气口和出油气口保持了一定的压力差,使单向阀始终保持在开启位置,新铺膨胀回流管正常工作。

这样受温度升高在密闭管道内膨胀的液体和伴有同时产生的油气,通过加装的高位回流管上下产生的压力差,保证单向阀常开,这样在强大压力的作用下,高位回流管内产生的油气源源不断的返回到油罐里得到吸收和释放,这样的应用效果是非常明显的,解除了人工开阀,开错阀,开阀不及时等人为风险,节约了安装安全阀的成本及后续设备检定成本,同时可以全天候保证输油管道膨胀得到自动吸收和释放,效果等同于安全阀,还比安全阀动作及时可靠。况且这样整个施工过程是在库区外预制完成的,只需法兰连接就可以,油库收、发油作业是正常进行的,不仅安全得到了保证,也节省了改造时间,确保了油库正常收、发油品作业。

我们将HSE体系管理理念,应用到江西销售樟树油库输油管道膨胀问题隐患治理当中,得到了改造成功,再一次印证了要消除事故隐患,首先要培养人的安全责任意识,为企业树立安全责任意识是衡量这个企业员工是否具有爱岗敬业的一个标准,我们这里应用HSE管理体系,只要坚持发挥每个人的主观能动性,最终就能够实现“全员、全过程、全方位、全天候”的安全管理要求。

参考文献

1、《机械设计手册》机械工业出版社

2、《油库(站)HSE管理体系》实物指南 中国石化出版社

3、《油库设计与管理》中国石化出版社

4、《石油库设计规范》中国计划出版社

5、《油库安全事故案例剖析》2006年中国石化出版社,作者陆朝荣

论文作者:夏立明

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第31期

论文发表时间:2019/1/14

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