實(shí)際應(yīng)用中儲罐液壓安全閥的液封高度計算
液壓安全閥和機(jī)械呼吸閥是保證儲罐安全運(yùn)行的重要設(shè)備，前者可在后者失靈時工作。液壓安全閥液封的高度若按正確的計算結(jié)果確定，
則既可減少輕油氣的揮發(fā)損耗，又能防止儲罐產(chǎn)生超壓和負(fù)壓，保證儲罐的安全運(yùn)行。給出了液封高度的計算公式，介紹了公式的推導(dǎo)過程和
計算結(jié)果應(yīng)用于生產(chǎn)的實(shí)際效果。
一、確定液壓安全閥液封高度的重要性
目前在石油儲運(yùn)系統(tǒng)中 , 在用儲罐都安裝兩套呼吸閥來保證儲罐的運(yùn)行安全 , 一套為機(jī)械呼吸閥，另一套為液壓安全閥。液壓安全閥設(shè)
在機(jī)械呼吸閥的一側(cè)，當(dāng)機(jī)械呼吸閥失靈時，液壓安全閥可立即代替其工作。液壓安全閥的壓力和真空調(diào)節(jié)度比機(jī)械呼吸閥大10%，當(dāng)
罐內(nèi)油氣與空氣壓力達(dá)到1961.3Pa時才動作。當(dāng)罐內(nèi)真空度達(dá)到637.4Pa時，液壓安全閥開始進(jìn)入氣體，所以液壓安全閥可以起到安全
保護(hù)作用。
表 1 為某石化公司芳烴廠儲罐安裝的幾種液壓安全閥的有關(guān)數(shù)據(jù)。
表1幾種液壓安全閥的有關(guān)數(shù)據(jù)
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儲罐位號 |
規(guī)格 |
型號 |
重量(kg) |
技術(shù)條件 |
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V — 3007 |
DN80 |
GYA — 80 |
38. 0 |
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V — 3011 |
DN80 |
GYA — 80 |
38.0 |
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V — 3008 |
DN100 |
GYA — 100 |
42.0 |
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V — 3009 |
DN100 |
GYA — 100 |
42.0 |
1961.3pa |
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V — 3010 |
DN80 |
GYA — 80 |
38.0 |
-637.4pa |
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V — 3001A/B |
DN250 |
GYA — 250 |
140.2 |
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FB — 3601A/B |
DN150 |
GYA — 150 |
66.0 |
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1989年10月19日凌晨,一座12000m3的歧化進(jìn)料罐（拱頂罐）發(fā)生爆裂事故。事后查明，呼吸閥內(nèi)的瓦楞紙將閥片卡死，自力式氮?dú)?
調(diào)節(jié)閥泄漏氮?dú)猓瑢?dǎo)致罐內(nèi)超壓，儲罐爆裂。該罐為國外設(shè)計，國內(nèi)安裝，未設(shè)液壓安全閥。事故教訓(xùn)說明，為了保證儲罐的運(yùn)行安
全，必須對機(jī)械呼吸閥各部件進(jìn)行定期拆檢，防止銹蝕。冬季要注意閥片的防凍，保證起落靈活。對安全閥作經(jīng)常性的巡檢、測量液
封高度，并根據(jù)季節(jié)變化定期更換、補(bǔ)充液封等，是一項必須要做好的日常工作。
對于油封高度，許多廠都是依靠經(jīng)驗來確定。例如將油封高度定位于液壓安全閥內(nèi)標(biāo)桿高度的1/3～2/3。但依靠經(jīng)驗也會產(chǎn)生不安全
問題，主要體現(xiàn)在加油量不易掌握。加的多罐內(nèi)壓力達(dá)到液壓安全閥的控制壓力時就不工作，加的少油封很快就會被吹出來，空氣進(jìn)
入罐內(nèi)油品的質(zhì)量就受到影響，油氣揮發(fā)使得油品損耗加大，嚴(yán)重時還會使儲罐超壓而爆裂，或因儲罐產(chǎn)生負(fù)壓而被抽癟。為保證儲
罐的運(yùn)行安全，就必須正確確定液壓安全閥的液封高度。
二、液封高度的計算和計算實(shí)例
1、 液壓安全閥的結(jié)構(gòu)
液壓安全閥的結(jié)構(gòu)示意圖見圖 1 。
得到：
(5)
液壓安全閥的盛油直徑可以根據(jù)這樣的關(guān)系來確定，即同體積的液體在內(nèi)環(huán)空間應(yīng)產(chǎn)生hz高的液封，在外環(huán)空間應(yīng)產(chǎn)生hy高的液封，
也即受壓時液壓安全閥在內(nèi)環(huán)壓出的密封液的體積應(yīng)等于液壓安全閥在外環(huán)得到的體積：
由此得到：
(6)
設(shè)hm為隔板浸入密封液內(nèi)的深度，根據(jù)以上同樣的道理可以得出：
(7)
將式(4)和式 (6)代入式(7)，
可以得到：
(8)
式(8)即為確定液壓安全閥隔板浸入密封液高度的計算公式。
4、計算實(shí)例
根據(jù)表1給出的數(shù)據(jù)計算液封高度。 py=1961.3Pa，pz=637.4Pa，25號變壓器油的容重
γ≈0.85。將數(shù)據(jù)代入式(1)、式(2)和式(8)中，得到hm=57mm。
計算結(jié)果表明，當(dāng)液壓安全閥的隔板浸入油面的深度為57mm時，才能保證油罐的運(yùn)行安全。
三、使用液壓安全閥應(yīng)注意的問題
在使用液壓安全閥時應(yīng)注意下列問題。
(1)在計算隔板浸入深度時，一定要將用水柱高度表示的壓力和真空度換算成密封液的液柱高度hy和hz。
(2)如果液壓安全閥操作不當(dāng)，密封液極易吹出，如果發(fā)生這種情況，應(yīng)及時補(bǔ)充密封液，否則，油罐和大氣就會直接相通而大大增加油品
的蒸發(fā)損耗，尤其是要特別注意苯罐和二甲苯罐，防止造成環(huán)境污染。
(3)正確選擇密封液，防止其被吹出。對于液壓安全閥使用的潤滑油，必須選用其凝點(diǎn)低于當(dāng)?shù)刈畹蜌鉁囟植灰讚]發(fā)的油品。
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