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1、卸油鹤管的气阻问题及解决措施2009年第l7期内蒙古石油化工53卸油鹤管的气阻问题及解决措施周高,刘晓伟.(1.中海油能源发展股份有限公司销售服务分公司,天津300457}2.中石油北京天然气管道有限公司北京输气管理处,北京102188)摘要:油罐车在高温季节和高原地区接卸汽油时经常产生鹤管气阻,导致罐车下部的油料不能下卸.针对这一问题,分析了鹤管气阻产生的机理,提出了鹤管气阻的校核方法.根据分析和研究,提出了几种新的气阻防治措施.关键词:油罐车;鹤管;气阻;措施目前,国内铁路轻油罐车接卸油品均采用上部卸油法工艺,鹤管虹吸管路通常处于负压工作状态,当管路某一点的剩余压力小于油品操作温度下的饱
2、和蒸气压时,油品便大量汽化,造成不连续流或断流现象,这就是气阻.夏季高温或地处高原低气压地区,容易发生气阻.气阻产生后,不仅延长接卸时间,增大油品挥发损耗,严重时导致断流而无法卸油,严重影响了油库的正常工作及铁路运输.因此,在铁路油槽车上部卸油工艺设计中,防止气阻至关重要.1鹤管气阻产生的机理油液中含有溶解空气,在一定温度和大气作用下,这种溶解度还会增大,油品在输送过程中还会夹带空气.当卸油鹤管中某点的剩余压力低于大气压时,溶解在油液中的空气将析出,形成气泡.此外,由于鹤管中剩余压力低于大气压,油品将继续蒸发,特别是当剩余压力低于油品饱和蒸汽压时,这种蒸发现象会进一步加剧.这样油品中夹带的空
3、气,析出的空气和蒸发的汽油蒸汽聚集在鹤管的最高点形成气袋,产生气阻现象,阻断卸油L1].卸油工艺示意图如图1.图1卸油工艺示意图鹤管中最容易产生气阻的地方是其最高点C点,为防止气阻,必须使C点的剩余压力大于输送温度下油品的饱和蒸汽压[引.即Hsh>H(1)式中:H.——鹤管中C点的剩余压头,m液柱;H——油品的饱和蒸汽压头,m液柱.H.h可写成:H,h----H.一AZ—h一差式中:Ha——大气压头(Ha一),m液柱;△Z——油罐车右面到计算点的标高,m}h——鹤管吸入口到计算点间的水利摩阻损失;v——计算点的流速,m/s.(1)式H.h>H是理论分析应达到的要求.实际上产生气阻
4、的因素比较复杂,鹤管的密封条件,以及油品的组分变化都将使气阻提前发生,使理论校核与实际偏离.将(2)式代入(1)式,并对(1)式进行修正:H一△z—h一H+H△(3)其修正值AH,有专家推荐为2,----2.4m汽油柱.2鹤管气阻校核实例成都地区某油库接卸90号车用汽油,当地大气压101KPa,鹤管流量Q一100m./h,DN100的鹤管内径100mm,L一7.4m,Lbc一4m.夏季最高油温40”C,该温度下9O号车用汽油的饱和蒸汽压P一49996Pa,密度p一720kg/m.,运动粘度v=0.6×10m./s现进行鹤管气阻校核,鹤管气阻校核示意图见图1.鹤管最高点流速V.一4Q==收稿日
5、期:2009一O5—12作者简介:周高(1985年一),男(汉族),西南石油大学毕业,现就职于中海油能源发展股份有限公司销售服务分公司.54内蒙古石油4~_r--2009年第17期3.54m/s雷诺数Re=一=701000由工程流体力学知鹤管内油品的流动属于水力粗糙区,沿程阻力系数与管径和绝对粗糙度有关,与雷诺数无关口].沿程阻力系数=3.7d.2=3.7~0.1)3?2鹤管摩阻损失h一Ldvzog3h--o.022X7.4×3.542m则c点剩余压力一H.h=H一AZ—h一=一4-o.9一----9.5m饱和蒸汽压头H一一7.1m,取修正值AH为2.4m,H+△H为9.5m上述计算所得的鹤
6、管最高点C点是剩余压力低于H+△H,故判断油温为40”C时鹤管发生气阻.3鹤管气阻的预防措施从(3)式中可知,要解决气阻问题,只要对不等式中的各个因素进行调整,即提高H.,降低H,h,这些都是解决气阻的基本原理.3.1H提高的方法:3.1.1低气压辅助卸油.油罐车液面与大气连通时,该压力为P,如果将罐车口密闭,往油罐车内通入压缩空气,则可提高油罐车波面上的压力.本法也称为压力卸油或压力卸车,可从根本上防止气阻.3.1.2卸槽泵卸油.卸槽泵也称潜油泵,是一种将小型离心泵安装在鹤管吸入口,浸没在油液下雨卸油泵串联的设备.要求卸槽泵所提供的扬程不高,当油泵扬程大于Az+h+并留有余量时,便可使鹤管
7、处于正压状态,完全消除气阻.3.2降低H.的方法3.2.1降低油温.由于同种油料温度越低,饱不蒸气压越小,因而可通过降低油温的办法来降低饱和蒸气压值方法有淋水降温法,例如往油罐车上喷洒冷水;自然降温法,如夜间卸油.这两种方法虽能降温,但前者费时,费力,而且浪乡水,后者则易延误收油时间,耽搁油罐车周转.3.2.2倒序混层卸油法.该方法是根据油罐车内油料温度上万下低的分布规律,采用倒序混层卸油装置,首先卸油罐车上
