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汽车和火车油罐车顶部装车鹤管密封型种类分析

2024/1/29 11:59:27 字体:  浏览 144

汽车和火车油罐车顶部装车鹤管密封型种类分析

      汽车和火车油罐车顶部顶部装车鹤管密封型种类分析,分析了目前国内汽车和火车油罐车顶部装车密封的现状,以及油罐车顶部装车鹤管密封帽装置的型式及其优缺点,提出了采用锁紧式密封帽装置能够满足油气排放的标准,能够极大改善现场付油作业环境及作业安全,为后端的油气回收装置提供了保障。
      鹤管是付油过程的重要设备,顶部装车鹤管密封帽装置关系到装车过程的密闭效果,也决定着油气回收系统的运行效果及回收率等重要指标。随着国内环保形势的严峻,减排的要求越来越严格,相应的无组织排放将要求增设气体回收系统。而鹤管密封帽装置作为气体回收系统的关键部分,凸显其重要性。
1国内顶部装车鹤管现状
1.1顶部装车鹤管型式
      目前国内的顶部装车鹤管主要有旋臂式和桁架式,旋臂式顶部装车鹤管见图1,主要应用于火车、汽车装车;桁架式顶部装车鹤管见图2,主要应用于火车装车。
1.2顶部装车鹤管的密封型式
      顶部装车鹤管由鹤管本体和密封帽装置组成。目前密封帽装置的型式主要有以下几种。
图1旋臂式顶部装车鹤管
图2桁架式顶部装车鹤管
1.2.1平面密封
      该密封型式是利用插入鹤管时的重力压紧进行密封或利用压紧气缸进行压紧密封。该密封型式的优点是结构简单,主要由压紧气缸、密封平盖板等组成,但由于铁路槽罐车型号不同,车口尺寸不同,该密封型式会受到人孔盖铰轴等附件的阻碍而无法密封。另外重车/空车时罐车自身高度变化对密封影响较大,平盖板密封面受力不均也会导致密封不严,油气溢出。平面密封见图3。
1.2.2锥形密封
      锥形密封见图4。该密封型式的优点是适用罐口的范围宽,并可以使用气缸辅助压紧,密封性较好。但该密封型式没有考虑到不同类型的槽车罐口存在的形状公差,普遍存在接触不严的问题,同时该密封型式也没有解决重车/空车时罐车自身高度变化、液体高速流动产生的低液位时鹤管晃动、高液位时鹤管上下窜动等各种外力对密封面的干扰,在使用中很容易使油气溢出,恶化作业环境及安全,且橡胶容易老化破损,影响密封使用寿命。
1.2.3气囊式密封
      该密封型式在密封集气帽上盖的背面安装有气囊支承筒,垂管位于气囊支承筒内,在气囊支承筒的外壁安装有环形气囊,见图5。该密封型式不仅重量轻,密封效果也较好,而且使用方便,有一定的市场应用。但该密封型式也没有解决重车/空车时罐车自身高度变化、液体高速流动产生的低液位时鹤管晃动、高液位时鹤管上下窜动等各种外力对密封面的干扰,使气囊容易破损、老化,严重影响密封的使用寿命。
1.2.4磁力密封
      上装磁力密封见图6。该密封型式是利用磁力吸住槽罐车口,实现密封帽装置与槽车罐口紧密接触的目的。但在操作的过程中,因没有考虑现场槽罐车口材质和形状,致使磁力难以抵消装车过程中的外力,导致密封效果差,气体容易逸出。
1.2.5有密封
      该密封型式是根据罐口尺寸特定设计加工而成,密封性虽然较好,但适用罐口范围窄,需对汽车槽罐车口进行改造。由于社会车辆复杂,罐口尺寸千差万别,造成改造难度较大,工期也较长,难以大范围推广,见图7。
1.2.6顶部装车鹤管锁紧式密封
      该密封型式为中国石化青岛安全工程研究院的利产品,产品的结构原理如图8,密封帽装置主要包括锁舌机构、盖板及锁紧气缸等组件,以槽罐车口凸缘作为密封面,在垂管轴上安装有独特的锁舌机构,在气缸的作用下锁紧舌块伸出锁住罐口下沿,使密封面锁紧。
该密封型式的特点:
      ①在压缩空气的作用下,独特的气缸、锁舌机构既保证了密封的锁紧力,又保证了在低液位时液体高速流动不会造成鹤管晃动、高液位时鹤管不会上下窜动,避免了各种外力对密封面的干扰,实现了槽车罐体与顶部装车鹤管的完整锁位;
      ②装车时,密封帽装置能够随罐车自身高度变化调整,有效解决了现有密封型式不能根据罐车自身高度变化调整压紧力的技术难题;
      ③特制的密封橡胶垫能够适用不同车口尺寸,能够有效补偿车口的不平整误差,保证密封性能达到排放标准的要求。
      锁紧式密封产品分为汽车型(图9)、火车型(图10)及火车桁架型(图11),在现场实际应用中密封性能优异,泄漏检测值在0.006%(体积分数),远低于GB20950-2007《储油库大气污染物排放标准》规定油气密闭收集系统任何泄漏点排放的油气体积分数不超过0.05%的要求,一方面为客户提高了油气回收效率,另一方面极大地改善了装车作业现场环境,也避免了油气积聚带来的危险,在中国石化行业应用广受好评。
2现有顶部装车鹤管密封型式性能比较
      对现有顶部装车鹤管密封型式从压紧方式、密封面型式、密封性能、罐口的适应性等方面进行比较(见表1),可以看出现使用的顶部装车鹤管密封型式大部分存在密封不严的状况,根据现场检测,现有密装置的泄漏值在0.006%,密封性能远高于其他密封帽装置装车的泄漏值在5%~67%,而锁紧式密封封装置。
表1现有顶部装车鹤管密封型式性能比较
密封型式 压紧方式 密封面 密封性能 缺点 罐车的适应性
锥形帽密封 自重或气缸压紧 罐车口内沿 较差 密封不能随槽罐车沉降调节 适用范围较宽
平面密封 自重或气缸压紧 罐车口凸缘 差 密封不能随槽罐车沉降调节 适用范围小
气囊密封 充气膨胀 罐车口内壁 一般 气囊老化、易破裂损坏 适用范围较宽
磁力密封 磁力 罐车口凸缘 差 压紧力不足 适用范围小
有密封 快开接头 特制密封面 好 投资高,改动大 适用范围小
锁紧式密封 气缸锁舌机构 罐车口凸缘 好 结构较复杂 适用范围宽
      选择何种密封型式能够保证顶部装车的密闭性将成为各企业考虑的要条件,气缸锁舌锁紧式密封帽装置以其独特的设计理念,完美的密封性,可能会成为市场的选。不仅能够消除现场装车作业环境污染及安全问题,而且能够给企业回收大量的油气资源,使企业经济效益及社会效益双丰收。

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