包穎

（中國石油遼寧丹東銷售分公司，遼寧丹東118000）

罐區(qū)自動排水裝置設計*

包穎

（中國石油遼寧丹東銷售分公司，遼寧丹東118000）

介紹罐區(qū)排水對油庫安全的重要性，針對罐區(qū)自動排水的要求，開發(fā)研制了自動排水器裝置，并介紹了自動排雨水裝置的技術特點、結構和工作原理，探討該裝置在油品罐區(qū)中的應用。

罐區(qū)；自動排水裝置；水封井；開發(fā)

隨著石油化工工業(yè)的迅速發(fā)展，國家石油戰(zhàn)略儲備的興起，油品罐區(qū)的跑、冒油現(xiàn)象，含油污水和含油雨水的排放污染問題已不容忽視。它不但給國家的財產造成了極大損失，還給整個系統(tǒng)的操作安全帶來了隱患，而且給環(huán)境帶來了越來越嚴重的污染。

油罐區(qū)排水閥大多數(shù)都安裝在防火墻外面，雖然這類閥門都是常閉的，但在下雨天就必須開閥放水，如果這時遇雷擊油罐爆炸著火，油品流到防火墻內或油罐中的油品從排水口排出罐區(qū)從而擴大火災的面積，熱輻射會造成巨大的人員傷亡。所以操作人員幾乎沒有可能關閉閥門，造成油品外流擴大火災面積，造成難以估量的損失。為了避免此類現(xiàn)象的發(fā)生故設計了自動排雨水器來解決問題。

1 工作原理

利用水和油的比重不同使排水而不排油。即ρ油gV＜G球＜ρ水gV。自動排雨水器利用一個其密度介于油和水之間（如0.97）的球形浮體和圓孔的開合來控制排水通道的開通與關閉。

罐區(qū)自動排水器要求如下：

（1）流入緩沖室內介質為水或含極少量浮油的水時，由于浮體的密度小于水的密度，所以浮體浮起，通道打開，水被排放出去。

（2）當流入緩沖室內介質為油時，由于油的密度小于浮體的密度，即使緩沖室內注滿油，也不能使浮體浮起，通道不開，所以油不能流出。

（3）在緩沖室內為水和油情況下，當水將要把浮體浸沒時，浮體浮起，管道打開，開始排水。當水面下降到一定高度時浮力小于浮體自重，浮體下落，管道封閉，所以油不能流出。且緩沖室內水位總保持一定高度。

（4）當緩沖室內無介質時，由于裝置內保持一定的水位，裝置內浮體處于常浮狀態(tài)，使油品罐區(qū)內的水隨時能正常排出。緩沖室內保持一定的水位．能保證通道的正常開通，可確保區(qū)域安全。自動排雨水器適用于油品密度≤970 kg/m3的排水管道。這基本上滿足所有貯油罐區(qū)。該裝置設置于罐區(qū)放火墻外?？梢宰詣臃乐巩惓Ｇ闆r下罐區(qū)內油品向外流散，實現(xiàn)區(qū)域內雨水和污水的自動排放，不需要人工的控制。

2 罐區(qū)排水結構要求[1]

罐區(qū)排水器與水封井配合使用，確保了水始終在水封井下部，油在水封井的上部，這樣增加了安全系數(shù)。具體結構見圖1。

自動排雨水器設有一個緩沖室、一個進液通道和一個出水通道。緩沖室側面有一個進液通道，底部有一圓孔與出水通道相通，內部有球形浮體，球形浮體的平均密度介于油和水之間。進液口高于緩沖室底部的圓孔，且與圓孔的高差大于球形浮體的直徑。平時，緩沖室內能保持一定的水，但球形浮體靜止于圓孔上，見圖2。

當管道內介質為水時，水從進液口流入緩沖室下部，由于緩沖室內的球形浮體浮于水上，水能經(jīng)緩沖室的底部圓孔向下流入出水通道，并經(jīng)出水口流出。當管道內介質為油時，油從進液口流入緩沖室下部，由于不能使浮體浮起。所以球形浮體堵住圓孔，使油不能流入出水通道。當管道內介質為水和少量油時，油浮于水面上而不能流入緩沖室，水仍然能被排出。

3 自動排水器設計計算[2]

選用0cr18Ni9的不銹鋼管，在≤20℃許用應力為137 MPa。

選用公式

4 應用范圍

事故狀態(tài)下的油品罐區(qū)，極易形成大量油品漫流。雖然有防火堤的阻隔和閥門井切斷油品外泄，但由于閥門井為了滿足平時雨水的排出，常期處于開啟狀態(tài)，機械生銹操作不靈活。加之人工關閉不及時。往往導致油品沿排水溝外流。一旦遭遇明火，極易燃燒爆炸，造成環(huán)境污染和重大事故發(fā)生[3]。自動排雨水器根據(jù)油品的密度范圍在0.71～0.96，而水的密度為1.0的特點。利用其裝置室內一個密度在0.97～1.0的浮體，依據(jù)浮力原理自動開啟和關閉。當事故狀態(tài)時，由于浮體的密度大于油品的密度，浮體下沉自動封堵油品罐區(qū)與外界的通道，使油品被局限于罐區(qū)防火堤內，防止了油品的不安全外流和污染環(huán)境[4]。

5 結束語

自動排雨水器避免了事故跑、冒油時關閉通道，下雨時排水的正常功能。該裝置結構緊湊、有一定技術含量、投資小、實用性好；不需要能源，自行運作，雖不是通常的自動控制系統(tǒng)卻能達到完善的控制，但卻是解決排水管道的排水與隔油問題較理想的設備。自動排雨水器解決了油品罐區(qū)阻隔油品外泄和雨水排放之間的矛盾。其自動控制開啟和關閉的特性，避免了人工操作，節(jié)約了能源。

[1]鄭津洋.長輸管道安全[M].北京：化學工業(yè)出版社，2004：164－167.

[2]張德姜.工藝管道安裝設計手冊[M].北京：中國石化出版社，1994.

[3]張穎.近年罐區(qū)火災事故原因分析及安全預防[J].安全、健康和環(huán)境，2002，2（11）：28-30.

[4]牟善君.輕柴油儲罐火災過程及安全性評價[J].中國安全科學學報，2003，13（2）：49-54.

Design of automatic water drainage Equipments in Tanks Field

BAO Ying

（Petro-china Liaoning Dandong Sale Branch Company，Liaoning Dandong 118000，China）

Importance of automatic water drainage in tanks field to oil depot safety was introduced.Aiming at automatic water drainage demand of tanks field，automatic water drainage equipment was developed.Technique characteristics，structure and work principle of the automatic water drainage equipment were introduced，and its application in tanks field was discussed.

Tanks；Automatic water drainage equipment；Water well；Development

TE 45

A

1671-0460（2010）02-0156-04

2010-01-19

包穎（1968-），女，工程師，1991年畢業(yè)于撫順石油學院儲運專業(yè)，目前從事儲運安全與設備管理工作。

E-mail：ddby@petrochina.com.cn。