第4章石脑油卸车丁艺分析及优化
4．1可知，如果将集气罐抽真空后，集气罐内的压力大大降低，从而使鹤管最高点处的 压力也降低，效果等同于增大了卸油管路最高点与油罐车内油品液面之间的压差，从而 增大了鹤管虹吸管路中液流的自身能量，增大了液流流速。油品流速的提高，增大了油 流的挠流阻力，因而增大了油流携带气泡的能力，减少了气泡的析出及积聚，从根本上 避免了气阻的发生。
(2)通过调节集气罐的真空度，使离心泵入口处的绝对压力不低于允许的吸 入压力，保证离心泵的正常吸入性能。只有在保证离心泵吸入压力满足其工作要 求的前提下才能避免离心泵气蚀的问题。从图4．1可以看出，因为集气罐的出口处 直接连接真空系统，所以如果要想使离心泵在正常吸入性能下工作，必须要满足 如下公式4．1：
H>Pr／r-hf-Ahy
(4-1)
式中：H一一集气罐中的液面与离心泵入口轴线之间的高差； P，一一集气罐内的操作压力； R一一油品容重；
hv一一集气罐到泵入口处之间的管路摩阻；
△hy一一离心泵允许的吸入压力。
其中对集气罐液面与泵入口轴线间的高差H影响最大的因素是集气罐中的工 作压力P，，从公式中可知，在满足排气要求的前提下，适当的减小集气罐内空间 真空度，能使P，保持较大，从而减小高差H。齐鲁石化储运厂要求将石脑油卸车 系统管路的高差控制在2．3--一4．2m的范围内，因此必须将卸车泵设计在地下。
(3)当油流携带微小气泡快速流经泵入口管路时，压力和流速都会迅速降低， 使油流携带的微小气泡在集气罐中快速析出并且上浮聚集，然后通过真空线排出 集气罐外，因而不会有气体进入泵内，避免了卸车泵发生抽空现象。由于管路发 生气阻与离心泵的抽空是密切相关的，因此，消除管路的气阻在能有效的避免泵 的抽空。此外，在轻油真空辅助卸车工艺中通过增加虹吸管路的真空度，液体能 量增大，流速提高，也可避免高点处形成气阻。
4．2．1．3真空辅助卸车工艺与潜油泵正压卸车工艺的比较 正压卸车工艺大都是在鹤管卸油系统前端加潜油泵，作为离心泵卸车的动力
源。但是正压卸车工艺存在许多不足之处，采用真空辅助卸车工艺就可以有效弥 补正压卸车工艺的不足。
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中国石油大学(华东)工程硕士学位论文
(1)在正压卸车工艺流程中，如果采用压缩气体带动潜油泵，则气源管路难 以保证完全密封，泄露的气体加剧了槽车内轻油的搅拌、挥发，加剧了静电的积 聚。另外部分工程条件不足的系统会采用压缩空气代替氮气，加剧了发生火灾的 危险性。真空辅助轻油卸车工艺流程则可以有效地解决个问题。
(2)用潜油泵进行前置加压的正压卸车系统，一般采用压力为0．6MPa的压 缩氮气作为动力气源。例如在石脑油卸车系统中，因氮气的消耗、潜油泵运行维 护而多余消耗的成本约2．57元／t。但是由于在卸车过程中，真空辅助卸车工艺是利 用真空系统来抽底油，因而降低了能耗，降低了卸车的成本。
相比常用的其它卸车工艺来说，真空辅助轻油卸车工艺除了可以有效地消除 因泵抽空和管路发生气阻现象而导致的卸车困难、保证卸车效率外，在降低能耗、 增大卸车的安全性、操作方便程度等方面都明显优于其他卸车工艺。
4．2．2潜油泵正压卸车工艺 该系统的核心部件是潜油泵和卸车离心泵，潜油泵加设在鹤管前端，采用液
压站输出的高压液压油作为动力源带动潜油泵卸车也可采用气动潜油泵代替液压 油驱动液压马达。这种卸车工艺基本上消除了气阻和汽蚀现象的发生，卸车速度 也有了提高，不但保证了离心泵的正常运行状态，而且明显地缩短了卸车时间， 提高了卸车效率，减少了能耗和物耗。但该系统卸车结束时离心泵的运行状态不 能有效地保证，同时气动潜油泵的运行会加剧了油品的扰动，加剧了静电积聚， 给整个卸车系统带来了严重的安全隐患，增加了火灾、爆炸的危险性。
目前使用的独立液压潜油泵动能有了更大改进(结构见下图4．2)，其主要优 点体现在如下几个方面：
第4章石脑油卸车工艺分析及优化
图4-2 独立液压潜油泵
Fi94-2
Independent oil pump hydraulic dive
(1)核心设备以德国原有旋转接头为基础，半自动卸车鹤管的升降、装卸油、扫底仓等工作都通过液压系统的控制完成，可大大节省操作工人的体力劳动。配备液压动力的防漩涡的潜油泵，同时鹤管也可以同时担任卸车和扫仓的任务。在潜油泵的下端同轴安装一台扫仓泵。启动液压泵工作之前，先要保证鹤管垂直插入油罐车中，这样通过液压系统的控制便可以依次完成卸车和扫底仓。它能解决卸车的气阻问题，提高工作效率，减少作业时间，减少残余损耗。鹤管密封帽可自动升降，可密封各种槽车罐口，实现密闭装车，密封范围为3050\。鹤管的密封帽由液压系统控制，可自动升降，能密封各种标准槽车罐口，密封帽由改性氟橡胶制成，可适应石脑油、苯等各种介质，抗老化、耐腐蚀，它可使卸车在密封状态下进行，消除安全、环保隐患，保护工人健康。密封帽上有一液位显示钮，卸车时缩于补气阀内，卸完油后该钮可自动弹出，显示卸车完毕。消静电补气系统，保证空气中的静电不进入槽车罐内。鹤管密封帽上有一消静电补气阀，只能进气不能出气，是单向的，空气在通过补气阀进入槽车内时可被消除静电成为中性气体，保证卸车的安全进行。无回流，扫仓完毕后扫仓管线内的残液不会回流造成浪费和污染。分油头鹤管顶端设有分油头，可使鹤管液压管线在鹤管转动时不缠绕，保障液压系统的正常使用寿命。鹤管具有自动复位锁定装置，可使鹤管在恶劣天气、狂风骤雨情况下不自动漂移，对设备起到良好的保护和安全作
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中国石油人学(华东)T程硕上学位论文
用。
(2)液压潜油泵采用独立的液压站系统，每个鹤位都对应一台液压站，较其 它多鹤位共用液压站比较，操作方便、节约了卸车动力能源，减少了能源消耗。
(3)针对有毒有害气体的性质，正压密闭卸车技术，使槽车口保持每时每刻 都有指向槽车内部的压力，减少了有毒有害气体向外部的溢出。
4．2．3卸油工艺的选择原则 铁路轻油的卸车系统具体采用哪种卸车工艺，应该根据具体的实际卸车工艺
的特点和要求，对多种卸车工艺从经济、安全、操作等方面进行综合比较，以求 达到最好的卸车效果。
(1)在经济性上，滑片泵输油工艺具有一定优势，如果使用经验成熟，可着 重推广。
(2)在饱和蒸汽压较小的地区，可采用真空系统卸车，比如平原地区，饱和 蒸汽压小于40℃的车用油品。
(3)南方和高原地区，油罐车内最高油温超过30℃时，在没有辅助系统的条 件下，应用移动潜油泵卸车。
在真空系统和移动潜油泵均可使用时，工艺方案的选择有以下原则： (1)鹤管数超过5时，移动潜油泵卸车由于扬程高以至于经济性较差，不考
虑选用。
(2)真空卸车系统使用的前提是各种设备可以露天布置，不满足的情况下应 选用低扬程潜油泵工艺。
(3)10个鹤管为以下时，选用露天布置的液动潜油泵卸车工艺；超过10个 鹤管位时，选用泵房内布置的真空系统卸车位；
(4)鹤管数在7以下时，且各方案均要求设置泵房，优先选用低扬程液动潜 油泵卸车工艺；鹤管位数超过7时，优先选用真空系统卸车工艺。 4．2．4改进的真空辅助正压卸车工艺
4．2．4．1工艺概况
在潜油泵正压卸车工艺的基础上改进后，该系统的核心部件是设在鹤管前端 的潜油泵、卸车离心泵和在泵入口管线的适当位置增设的串联的中间缓冲罐。该 系统是在离心泵直接卸车工艺的基础上，泵入口管线的适当位置增设一串联的中 间缓冲罐和卸车离心泵，中间缓冲罐上部开口与真空系统相连。卸车过程中首先
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通过潜油泵和离心泵进行卸车，在卸车临近结束抽罐车内残液时，通过真空系统 对集气罐抽真空使系统保持一定负压，使泵入口管路的气体得以聚集和抽排，从 而避免了卸车量不足时气阻和离心泵抽空现象的发生。该卸车工艺除有效地克服 了因气阻和离心泵抽空造成的卸车困难，保证了生产要求的卸车速度外，在改善 卸车操作的安全性、节能降耗和降低操作强度等方面都有明显的优势。
4．2．4．2改进效果 现将改造后2009年8月份石脑油密闭卸车情况统计如下表4．1：
表4-1 卸车数据统计
Tab4—1
Unloading data statistics
卸车
总用时
卸车效率 卸车时间段
卸车数(节)
时间
(小时／h)
(节／h)
3日
12：00～16：00 4 12 3
5日
10：30～16：00
5．5 1 6 2．9
5／6日
16：00\：00
14 39 2．78
6日
10：OO～16：00
6 l 8 3
6／7日
l 9：30～2l：00 1．5 4 2．7
7／8日
10：00'-'-\：00 3 1 0 3．3
8日
14：00\：00
2 7 3．5
8／9日 16：00～17：00
1 3 3
8／9日
23：00\：30
5．5 14 2．5
10日 10：30～16：00
5．5 14 2．5
21／22日
16：00\：00
16 45 2．8
22日
8：00,-一16：00 8 26 3．25
22／23日
16：00,--一8：00 16 34 2．1
26／27日
18：00\：00
14 45 3．2
28日
10：00\：00 6 1 5 2．5
29／30日
18：00\：30
5．5 1 5 2．7
合计
113．5
3 1 7
2．8
从以上数据看出，真空辅助J下压卸车改造后，解决了卸车速度慢、有毒气体
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