CN102635715B - 防冻型石油储罐液压安全阀 - Google Patents
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Abstract
防冻型石油储罐液压安全阀，应用于石油储罐广内压力平衡。在安装法兰中心孔下部焊接有筒体，在筒体内焊接有横隔板，横隔板上部焊接固定管，在固定管的顶部连接阻火器，阻火器的顶部连接一个呼吸管。在筒体底板中心孔的周围焊接有支撑杆和防冲板。在筒体底板中心孔的下部焊接有中心液导管；中心液导管的下端外壁焊接有金属板和液体储存盒；在液体储存盒内壁上焊接有一个弧形钢板，弧形钢板与液体储存盒内壁之间有间隙。在弧形钢板外侧的液体储存盒壁有一个豁口。效果是：改变液压安全阀与阻火器安装位置，将液压安全阀沉入储罐内，利用储罐内产品温度对其保温，不冻结。
Description
技术领域
本发明涉及石油储罐技术领域，特别涉及一种石油储罐的安全附件，是一种防冻型石油储罐液压安全阀，适合冬季最低气温在零度以下的地区使用。
背景技术
钢制立式储罐广泛应用于石油、石化行业中，用做储存成品或半成品油的容器，由于储油罐的收发作业存在液位变化、昼夜温差、气候突变等因素，使储罐内顶部空间压力发生变化。为了防止储油罐内部因压力过高而破裂或压力过低而抽瘪，储油罐顶部必须安装确保储油罐安全运行的安全附件。一般有机械式呼吸阀、液压安全阀（液压式呼吸阀）、阻火器。阻火器安装在机械式呼吸阀和液压安全阀下部。机械式呼吸阀为工作阀，液压安全阀为后备保护阀，压力高于机械式呼吸阀，正常时不动作，在机械阀失效时动作。密封液通常使用国产45#变压器油、轻柴油等。中华人民共和国石油天然气行业标准中通常情况下，推荐使用变压器油。压力靠调节分隔筒顶部螺栓实现。
在气温0℃以上时呼吸阀能很好的确保储罐的安全运行。但在北方冬季（新疆-40℃）储罐内外温差特别大（新疆油田达85℃），由于储罐内温度较高，油、水蒸汽进入液压安全阀内后，在低温环境中发生凝结，由于水的密度大于变压器油、轻柴油，凝结水沉积在液压安全阀底部，使阀体内密封液液面不断上升，上部变压器油或轻柴油由溢流管流入储罐内，自行将凝结水替换为密封液，在低温环境中发生冻结，导致液压安全阀失效，使储罐发生破裂或抽瘪事故。
油、水密度的不同，液压安全阀动作压力也随之变化，需经常对其进行核定或更换密封液。在低温环境中，密封油粘度增加，流动性降低，动作压力远大于设定值，导致液压安全阀失效。阻火器安装在液压安全阀下部，油、水蒸汽通过阻火器后进入液压安全阀，在低温环境中阻火器也将发生冻结，导致储罐发生事故。
目前，在长江以北的地区冬季较漫长，最长的地区长达5个月，为了确保储罐安全，不得不将储罐顶部的透光孔打开作为辅助呼吸口，这样还存在以下几点不足： 1、罐顶的轻质组份溢出储罐，无形增加了生产过程的损耗，浪费资源；2、对大气造成污染；3、存在储罐发生火灾危险。4、增加了储罐的大气腐蚀。
发明内容
本发明的目的是：提供一种防冻型石油储罐液压安全阀，能实现安全阀的呼吸作用；解决液压安全阀、阻火器裸露在外冬季发生冻结，保证储罐安全。减少油气损耗。减少对大气污染。降低储罐的大气腐蚀；杜绝了安全隐患。
本发明采用的技术方案是：防冻型石油储罐液压安全阀，主要由中心液导管、液体储存盒、防冲板、密封液液面检测装置、筒体、安装法兰、防风罩、阻火器、连接管和呼吸管组成。其特征在于：在平面圆形安装法兰的中心孔下部焊接有一个圆形的筒体，在筒体内焊接有一个横隔板，横隔板与筒体底板之间形成积液室，积液室的作用是：当液压安全动作呼出时储存密封液，防止密封液吹出。横隔板中心孔上部焊接一个顶部有螺纹的固定管，在固定管的顶部螺纹固定一个连接管，连接管的顶部有法兰，连接管的顶部法兰连接阻火器，阻火器在筒体内；阻火器的结构为圆筒形，在圆筒内有金属网；在阻火器的顶部法兰连接一个呼吸管，呼吸管有竖管和横管，竖管下端与阻火器连接，竖管的上端连接横管，横管的另一端开口向下；在安装法兰的上部通过防风罩固定组件固定有圆筒形的防风罩，防风罩的顶部为弧面形；防风罩的作用是：阻止冷风进入换热室，保持换热室内温度。在防风罩内壁上固定有隔热棉；所述的呼吸管的横管穿过防风罩壁，呼吸管的横管开口端在防风罩外。
筒体的底板有中心孔，在筒体底板中心孔的周围焊接有支撑杆，在支撑杆的顶部焊接有弧面形的防冲板；防冲板在积液室内；防冲板的作用是：当液压安全动作时，防冲板改变由中心管来的液流方向，防止密封液进入阻火器。
在筒体底板中心孔的下部焊接有中心液导管；中心液导管的下端外壁焊接有金属板，金属板的下端焊接在液体储存盒的底部；液体储存盒是采用钢板焊接成圆柱形盒，液体储存盒有底；在液体储存盒内壁上焊接有一个弧形钢板，弧形钢板的上端与液体储存盒顶部高度相同，弧形钢板的下端与液体储存盒底平面之间有间隙，弧形钢板与液体储存盒内壁之间有间隙。在弧形钢板外侧的液体储存盒壁有一个豁口，豁口的作用为控制密封液液面、保持压力恒定的固定堰板。
为了检查液体储存盒内液面的高度，在筒体的内壁上固定有一个密封液液面检测装置，密封液液面检测装置由金属管和有韧性的金属棒（测量尺）组成，金属管固定在筒体的内壁上，金属管顶部高于安装法兰上平面，金属管的下端穿过横隔板和筒体的底部，金属管的下端在液体储存盒内。有韧性的金属棒插入在金属管内；金属棒插入到密封液存储盒内。用来检测密封液体的液面，金属棒的上端有外螺纹，金属棒螺纹固定在金属管内，起到密封作用。金属管可做为密封液的加注导管。
防冻型石油储罐液压安全阀的安装：参阅图1。通过储罐顶部的储罐顶板16的透光孔，安装法兰9固定在储罐顶板16的上平面上。将液压安全阀沉入储罐内部，筒体8与储油罐内顶部的高温油蒸气进行热交换。利用储罐内高温介质对液压安全阀进行保温，达到冬季液压安全阀不冻结的目的。
简述防冻型石油储罐液压安全阀的工作原理及工作过程，有助于理解本发明。参阅图1。工作原理：当原油储罐内的介质压力升高或者降低超过规定值时自动开启，通过向储罐外排放或者补充介质来防止储罐内介质压力超过或者低于规定数值从而达到保护储罐的目的。防冻型石油储罐液压安全阀的工作过程：
正向呼出：当石油储罐内压力升高超过规定值时，压强作用在储液盒2内密封液液面上，密封液经中心管1上行进入积液室4；当储液盒2内密封液液面下降至中心管1底部时，储罐内气体通过中心液导管1的下端入口进入中心液导管1，然后气体经阻火器13和呼吸管15排入大气。储罐内压力泄放后，积液室4内液体经中心液导管1进入液体储存盒2，储罐内的压力恢复正常状态，呼出过程完毕。
反向吸入过程：当石油储罐内真空度（负压）超过规定值时，液体储存盒2内密封液由堰板3上边沿溢出泄入储罐内，当中心液导管1内液面下降至底部时，外部空气经阻火器13进入储罐内，压力为液体储存盒内的液柱高度，安全阀吸入动作后须补充密封液。密封液采用清水或-35#轻柴油。
本发明的有益效果：本发明防冻型石油储罐液压安全阀，改变液压安全阀与阻火器安装位置，将液压安全阀沉入储罐内，利用储罐内产品温度对其保温，不冻结。能使储罐内保持压力恒定。在环境温度-20～-40℃进行储罐收、发作业试验，液压安全阀工作正常，不会发生冻结现象。
附图说明
图1是本发明防冻型石油储罐液压安全阀结构剖面示意图。
图中，1-中心液导管，2-液体储存盒，3-堰板，4-积液室，5-防冲板，6-密封液液面检测装置，7-横隔板，8-筒体，9-安装法兰，10-防风罩，11-隔热棉，12-防风罩固定组件，13-阻火器，14-连接管，15-呼吸管，16-储罐顶板。
具体实施方式
实施例：以一个总高1300mm，直径425mm，安装法兰外径620mm的防冻型石油储罐液压安全阀为例，进一步详细说明。
参阅图1。防冻型石油储罐液压安全阀，主要由中心液导管1、液体储存盒2、防冲板5、密封液液面检测装置6、筒体8、安装法兰9、防风罩10、阻火器13、连接管14和呼吸管15组成。
安装法兰外径620mm，在平面圆形安装法兰9的中心孔下部焊接有一个圆形的筒体8，筒体8的内径415mm，外径425mm，高度750mm。在筒体8内焊接有一个5mm厚的横隔板7，横隔板7与筒体8底板之间形成积液室4，积液室4的高度250mm。横隔板7中心孔上部焊接一个顶部有螺纹的固定管，在固定管的顶部螺纹固定一个连接管14，连接管14的顶部有法兰，连接管14的顶部法兰连接一个阻火器13，阻火器13在筒体8内；阻火器13的结构为圆筒形，在圆筒内有金属网。在阻火器13的顶部法兰连接一个内径为150mm的呼吸管15，呼吸管15有竖管和横管，竖管下端与阻火器13连接，竖管的上端连接横管，横管的另一端开口向下。在安装法兰9的上部通过防风罩固定组件12固定有圆筒形的防风罩10，防风罩固定组件12采用固定螺栓和蝶形螺母。防风罩10的顶部为弧面形。在防风罩10内壁上固定有30mm厚的隔热棉11。所述的呼吸管15的横管穿过防风罩10壁和隔热棉11，呼吸管15的横管开口端在防风罩10外。
筒体8的底板有150mm的中心孔，在筒体8底板中心孔的周围焊接有支撑杆，在支撑杆的顶部焊接有弧面形的防冲板5；防冲板5在积液室4内。
在筒体8底板中心孔的下部焊接有一个中心液导管1。中心液导管1的下端外壁沿轴向焊接有四块金属板，四块金属板的下端焊接在液体储存盒2的底部上平面上。液体储存盒2是采用钢板焊接成圆柱形盒，液体储存盒2的内径380mm，高度250mm。液体储存盒2有底。在液体储存盒2内壁上焊接有一个弧形钢板，弧形钢板的上端与液体储存盒2顶部高度相同，弧形钢板的下端与液体储存盒2底平面之间有20mm距离，弧形钢板与液体储存盒2内壁之间最大间隙为20mm。在弧形钢板外侧的液体储存盒2壁有一个20mm高的豁口（堰板），豁口的作用为控制密封液液面、保持压力恒定。
在筒体8的内壁上固定有一个密封液液面检测装置6。密封液液面检测装置6由内径20mm的金属管和18mm的有韧性的金属棒（测量尺，能自由弯曲）组成，金属管固定在筒体8的内壁上，金属管顶部高于安装法兰9上平面50mm。金属管的下端穿过横隔板7和筒体8的底部，金属管的下端在液体储存盒2内。有韧性的金属棒插入在金属管内。金属棒插入到密封液存储盒2内。金属棒的上端有外螺纹，金属棒螺纹固定在金属管内，起到密封作用。
本发明安装于某油田公司采油厂北三台联合站，2000m3 的油罐顶部投光孔处，投光孔距罐底12000mm，密封液存储盒2底部沉入储罐内900mm， 阻火器采用150 ZGB-1波纹阻火器。
Claims (2)
1.一种防冻型石油储罐液压安全阀，主要由中心液导管(1)、液体储存盒(2)、防冲板(5)、密封液液面检测装置(6)、筒体(8)、安装法兰(9)、防风罩(10)、阻火器(13)、连接管(14)和呼吸管(15)组成；其特征在于：在平面圆形安装法兰(9)的中心孔下部焊接有一个圆形的筒体(8)，在筒体(8)内焊接有一个横隔板(7)，横隔板(7)与筒体(8)底板之间形成积液室(4)，横隔板(7)中心孔上部焊接一个顶部有螺纹的固定管，在固定管的顶部螺纹固定一个连接管(14)，连接管(14)的顶部有法兰，连接管(14)的顶部法兰连接阻火器(13)，阻火器(13)在筒体(8)内；阻火器(13)的结构为圆筒形，在圆筒内有金属网；在阻火器(13)的顶部法兰连接一个呼吸管(15)，呼吸管(15)有竖管和横管，竖管下端与阻火器(13)连接，竖管的上端连接横管，横管的另一端开口向下；在安装法兰(9)的上部通过防风罩固定组件(12)固定有圆筒形的防风罩(10)，防风罩(10)的顶部为弧面形；在防风罩(10)内壁上固定有隔热棉(11)；所述的呼吸管(15)的横管穿过防风罩(10)壁，呼吸管(15)的横管开口端在防风罩(10)外；
筒体(8)的底板有中心孔，在筒体(8)底板中心孔的周围焊接有支撑杆，在支撑杆的顶部焊接有弧面形的防冲板(5)；防冲板(5)在积液室(4)内；
在筒体(8)底板中心孔的下部焊接有中心液导管(1)；中心液导管(1)的下端外壁焊接有金属板，金属板的下端焊接在液体储存盒(2)的底部；液体储存盒(2)是采用钢板焊接成圆柱形盒，液体储存盒(2)有底；在液体储存盒(2)内壁上焊接有一个弧形钢板，弧形钢板的上端与液体储存盒(2)顶部高度相同，弧形钢板的下端与液体储存盒(2)底平面之间有间隙，弧形钢板与液体储存盒(2)内壁之间有间隙；在弧形钢板外侧的液体储存盒(2)壁有一个豁口。
2.根据权利要求1所述的防冻型石油储罐液压安全阀，其特征是：在筒体(8)的内壁上固定有一个密封液液面检测装置(6)，密封液液面检测装置(6)由金属管和有韧性的金属棒组成，金属管固定在筒体(8)的内壁上，金属管顶部高于安装法兰(9)上平面，金属管的下端穿过横隔板(7)和筒体(8)的底部，金属管的下端在液体储存盒(2)内；有韧性的金属棒插入在金属管内；金属棒插入到液体储存盒(2)内；用来检测密封液体的液面，金属棒的上端有外螺纹，金属棒螺纹固定在金属管内。
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