阻旋器在公路卸油过程中的应用

张 鹏

〔中国石化山东石油分公司 山东济南 250014〕

目前，石化销售企业油库汽油、柴油、乙醇入库的方式主要有管输、船运、铁路槽车、公路罐车等几种方式。个别油库成品油公路罐车入库比例超过了入库量的60 %，而变性燃料乙醇目前基本上均采用公路罐车入库的方式。当前油库成品油公路罐车接卸方式多采用正压下卸式卸油工艺：油品自罐车下卸口流入集油管，经卸油泵加压、卸入油罐的卸油流程。油库的接卸泵房多为地上泵房或泵棚，接卸泵大多采用卧式离心泵或立式管道泵。根据卸油工况的不同及离心泵的特性，卸油时会不同程度地存在气、液混合入泵的情况，尤其是临近卸油结束时，罐车内液面不断降低，在罐车出口管道液面中心产生漩涡，大量的气体夹杂在液体介质中进入泵腔，一是使离心泵发生抽空现象，出口压力趋近为零，造成离心泵的性能下降，甚至不能正常工作；二是泵内接触油的零件和机械密封会因干摩擦或半干摩擦产生磨损失效，造成机封损坏，设备渗漏；三是在卸油过程中空气不断搅拌油品产生大量静电，造成油品静电荷增加，存在较大危险因素；四是在离心泵抽空后，需要重复引油，影响正常的卸车作业，甚至影响油库正常的运行；五是为了将泵入口处的气体排出，需尽量避免抽空掉泵现象的发生，可能会发生容积泵伴随作业的情况。

为了解决公路卸油过程中产生离心泵抽空掉泵的问题，保证油库接卸作业的正常进行，笔者经过长期的观察及深入的研究，发明了一种安装于油库接卸管线快速接头与油泵之间、可有效防止气体进入接卸管路的设备——阻旋器，并取得了国家发明专利(专利号：ZL 2011 1 0449897.2)。

该阻旋器能够适合于多种工作状况，如闭路循环、扫仓作业、负压条件，能够在第一时间内解决大量气体进入管线的问题。

1 阻旋器的结构

该阻旋器包括筒体、进口和出口，筒体内设置有上隔仓板和下隔仓板，上隔仓板和下隔仓板将筒体内部分割为排气仓、气液仓和集液仓，出口设在位于筒体下部的集液仓的筒体上，进口设在位于筒体中部的气液仓的筒体上。下隔仓板上设置有浮球开关和浮子开关。上隔仓板上设置有一级排气阀和回油阀，回油阀的下部设有导流板。气液仓内上隔仓板和下隔仓板之间设置有导向柱，浮球开关的浮球沿导向柱上下移动；气液仓的上部设置有过滤网，该过滤网与筒体内壁构成封闭空间；排气仓内设置有除沫器，在排气仓的顶部设置有二级排气阀。导向柱由至少三根立柱构成，浮球开关的浮球位于该导向柱内。浮球开关由浮球和通孔构成，利用浮球自重及浮力实现开关。浮球开关包括浮球、通孔及连杆或索链构成，利用浮球的自重及浮力通过带动连杆或索链实现开关。集液仓侧壁设置有真空压力表。进口管处设置有测水仪。筒体上设有眩窗。阻旋器如图1所示。

图1 阻旋器结构示意1—筒体；2—进口；3—出口；4—上隔仓板；5—下隔仓板；6—排气仓；7—气液仓；8—集液仓；9—浮球开关；10—浮子开关；11—导向柱；12—过滤网；13—除沫器；14—一级排气阀；15—二级排气阀；16—回油阀；17—导流板；18—眩窗；19—测水仪；20—真空压力表

2 阻旋器的工作原理

在卸车开始前，连接管线，开启罐车阀门，气液混合体经阻旋器进口2进入其气液仓7内，液体在重力作用下处于气液仓7的下方，气体处于气液仓7的上方，浮球开关9、浮子开关10在重力作用下处于关闭状态，一级排气阀14开启，气体及部分含泡沫的液体经一级排气阀14进入排气仓6内，超过一定压力的气体经二级排气阀15排出装置，此时处于排气状态。气体及部分含泡沫的液体进入排气仓6，经除沫器13液化后，通过回油阀16经导流板17沿筒体1壁返回气液仓7。气液仓7进入一定量的液体后，浮子开关10首先开启，液体缓慢进入集液仓8，随着液位的升高，浮球开关9在浮力的作用下打开，液体快速进入集液仓8，集液仓8中的气体经浮球开关9返回气液仓7。液体通过出口3不断的排出，当进口2产生气漩时，气液仓7内液位下降，浮球开关9逐渐关闭，切断进入集液仓8的主通道，浮子开关10则保持打开状态，液体经浮子开关10进入集液仓8中，随着气液仓7内液位不断上升，一级排气阀14打开，气体排出到排气仓6；在液体浮力作用下，浮球开关9逐渐开启，一级排气阀14逐渐关闭，当浮球开关9、浮子开关10同时开启时，装置达到最大流量。根据气液进入气液仓7的比例不同，液位产生升降，浮球开关9、浮子开关10、一级排气阀14不断重复上述动作，实现了在线排气，集液仓8始终保持充满状态。

随着集液仓8中油液逐渐减少，浮子开关10逐渐自动关闭。至此浮球开关9、浮子开关10全部关闭，集液仓8内、出口3至管道泵管线保持充满油品，并始终保持一定的真空度，提高了管路使用效率。

3 阻旋器的多种功能

该阻旋器预留了多种应用组合的接口模块，可实现多种功能的组合应用，可有效提高油库的作业效率。

(1)预留了油混水报警仪的接口，安装油混水报警仪后可自动检测混入油品中的水分，实现现场声光报警或通过远传的485报警信号实现与接卸泵的联锁，可有效发现入库油品掺杂使假的情况。

(2)可根据接卸现场的工况，安装不同密度的过滤网，实现油品的初级过滤功能，保持液体的洁净，有效防止异物进入生产系统造成生产事故。

(3)作业现场可根据阻旋器眩窗内气液比及真空表的示值，现场控制油罐车阀门的开度，减少气体的进入。

4 阻旋器的工作特点

该阻旋器具有如下特点：①该设备自动运行，自行排气、输液，动作灵敏，工作可靠，可充分避免违章操作；②该设备能够根据液体流量及气体的多少自适应调节，不需人为干预；③鉴于柴油等易产生泡沫液体的特性，排气时会产生泡沫(气液混合体)及雾状气体，该装置能够自动液化雾气、泡沫并收集，使液体返回装置；④能够检测混入油品中的水，并现场(或远传)声光报警，亦可加装部分设备后实现远传及联锁；⑤能够自动过滤通过装置的液体，保持液体洁净；⑥通过视窗可随时查看阻旋器的工作运行状况，及时发现过滤网阻止的异物，确保接卸作业的正常运行；⑦可用于汽油、煤油、柴油、变性燃料乙醇等其他轻质无腐蚀性液体的输送系统。

5 阻旋器的应用情况

该阻旋器在某油库安装使用后，通过现场比较情况来看，汽运接卸过程中进入泵腔的气体大大减少，适合于正常接卸时负压吸入口的排气、接卸结束时小流量扫仓等多种工作状况。

由于消除了离心泵的抽空现象，批次接卸离心泵、引油泵的运行时间较之前减少了约50 min，能耗同步降低约46kwh，有明显的经济效益；批次接卸时间较之前降低了10 %～15 %左右，有效提高了公路罐车接卸的工作效率，减轻了员工的工作强度，降低了设备的故障率，达到了该发明的目的。