收发球筒自动排气装置的研制

2022-09-12

1 概述

赤壁站现有收发球筒3台, 其中收球筒1台、发球筒2台。最初设计方式在收发球筒顶部安装DN50手动截止阀并连接排气管路排放至收发球区污油坑。大长线增输改造后拆除原有排气管路, 目前采用在压力表针型阀处排气, 每次排气需要拆卸压力表安装临时排气软管。两种方式都存在落地污油, 产生一定的原油损耗, 人工手动操作控制排气费时费力, 排气是否干净需要人工掌握, 排气效率低、效果差, 与油气近距离接触安全性差。为此专门研制了一套自动排气装置。该装置有以下特点: (1) 无落地油产生, 由于该装置不产生落地油, 无原油损失; (2) 劳动强度降, 以往收发球筒排气需要3~4人操作监护, 现在排气装置仅1人就能完成; (3) 工作效率提高, 以往收发球筒排气需要40分钟完成, 现在排气最多只需20分钟, 最快几分钟即可完成。 (4) 安全、环保, 满足承压能力, 开启关闭可靠。避免人工排气近距离接触油气和硫化氢等有毒气体。 (5) 排气充分, 避免人为因素的不确定性, 排气质量高。

2 收发球筒自动排气装置的结构与工作原理

该自动排气装置主要由排气阀, 排气筒及管路, 阀门, 压力表等组成, 结构如图1所示。

工作原理:收发球筒进原油后, 小开度截止阀, 气体经排气阀排出。当原油进入排气阀体内, 原油推动浮球关闭阀门。当收发球筒抽油时, 浮球阀在大气压和浮球自重作用下开启, 阀体内的原油又自流到收发球筒内。如果浮球阀故障, 关闭浮球阀排气管路阀门, 由备用进排气管路排气。

(1) 浮球阀浮球阀由浮球、不锈钢连杆、法兰、O型密封圈、阀座与法兰、螺栓连接、浮球阀阀座等组成

工作原理:筒体的介质推动浮球向上运动, 带动不锈钢连杆, 把力传递给浮球阀芯, 浮球阀芯向上封闭阀座上的通气孔, 完成排气过程。反之, 浮球因自重下降, 把力传递给浮球阀芯, 浮球阀芯向下, 释放阀座上的通气孔, 完成进气过程。

浮球阀是排气装置中最重要的工作部件, 根据工作压力、排气量、使用介质, 型号参数确定如下:

(1) 排气量计算V/t=m

V-收发球筒容积 (收球筒V=6M3、干线发球筒V=4M3、支线发球筒V=3M3) ;t-排气时间 (根据进油速度和以往经验确定不大于20分钟) ;

计算得浮球阀排气量m:每小时不小于18M3。

(2) 工作压力确定。排气阶段装置内压力很低;在0~1.0MPa下能自由开启即可。关闭后承压能力6.4MPa。

(2) 排气装置筒体及配套管路排气装置筒体及配套管路由筒体、大小头、法兰、耐震压力表、压力表截止阀、压力表取压管、DN20手动球阀、管路、备用泄压排气管路等组成。

(1) 筒体。筒体所需材料及尺寸如下:a.DN160, PN6.4法兰1个。b.筒体直径为160mm, 20#无缝钢管, 数量1个。c.无缝同心大小头DN160×60mm, 20#无缝钢管, 数量1个。d.DN60, PN6.4法兰, 数量1个。筒体总高度为550mm, 大小头高度为100mm.上部法兰, 高度25mm, 外径230mm, 内径160mm.

筒体直径根据浮球阀尺寸选取为φ159, 材质为20#高压流体无缝钢管, 筒体壁厚按公式计算如下:

δ=PD/2[σ]计算后考虑腐蚀余量选取壁厚为6mm。

P-设计压力取6.4MPa;D-管直径取159mm;σ-材料许用应力20#无缝管为245MPa、焊缝系数为1。

大小头确定为DN150X50 PN6.4无缝同心大小头20#钢。筒体与浮球阀连接法兰、螺栓与浮球阀配套, 筒体与阀门连接法兰为原有。

(2) 备用进排气管路。排气装置管路所需材料如下:a.单头丝和短接外径20mm, 内径3mm, 长度100mm, 20#无缝管, 数量1个。b.DN20不锈钢等径三通, 数量1个。双头丝扣智短接外径20mm, 内径3mm, 长度100mm, 数量6个。c.DN20, 90度不锈钢管, 数量2个。4.DN20, PN6.d, 快开式不锈钢内螺纹球阀, 数量2个。e.DN20, PN6.4, 压力表截止阀, 数量1个。f.DN100, 耐震压力表, 数量1个。