鹤管流速.docVIP

《石油化工液体物料铁路装卸规范》中5.0.15条指出 装车流速宜满足VD≤0.8的要求，且最大流速不得大于7m/s 此条主要是避免装车流速过大，产生过高的静电电位和能量积累，引起火灾事故。 设计中最大装车流速能取7m/s吗？ 决定液体在管道里的最大流速有两方面因素 静电 水击作用 一、静电 多年来国内外石油工业的静电事故不断发生，造成了很大的经济损失和人身伤亡。有些事故，操作人员并未违反操作规程，所以较难查出事故的原因，致使人们对石油静电事故有一种神秘感。一些先进的国家，在接受事故教训后，加强了石油防静电的研究，取得了一些可喜成果，但石油静电事故并未能完全杜绝。在日本，火灾爆炸事故中约有10%属于静电事故。 我国石油工业近年来发展较快，伴随而来的静电事故也屡屡发生。近年来发生多起静电事故，主要原因是缺乏对石油静电知识的基本了解，以致操作和管理不够科学，存在较多事故隐患。 油品在管道内流动时与管壁摩擦，油品中便产生了静电荷。油品因摩擦带电，其静电量大约与流速的平方成正比。由于油品的电导率小，绝缘性能好，因此它能够良好地保持静电能，且短时间内不能消散。产生的静电荷将随着油品的流动进入油罐或铁路、公路油罐车内。 据统计，国内较大的石油储运静电事故中，铁路油罐车、公路油罐车事故占首位，其次 是油罐事故。因此对油罐车的静电规律更应重视。 静电的产生 国内公路轻油罐车均为上部装卸，此方法将产生大量的电荷。国内油罐车装油系统为泵送和自流二种形式。泵送装油系统的静电荷从泵入口处就开始大量产生，在过滤器处达到高峰，然后进入罐车。自流装油系统进入过滤器的初始电荷量较小。 铁路油罐车装油使用大鹤管和小鹤管进行装油作业。小鹤管按铁路油罐车车位布置，平均12m左右设置1 只，管径一般为100mm；大鹤管一般设置二个鹤位集中装油，管径大于100mm。小鹤管管径小，可多辆罐车同时装油，流速为3.5～4m/s，但由于操作和工艺上的原因，满车顺序总有先后，即各车位油品流速不均，有的可达6～8m/s，甚至高达13m/s。装车时间约需30～120min，作时特别要注意的工况。对于大鹤管，由于口径大，流量大，5～8min就可以装满两辆车，相对说其流速较高。大鹤管装车时罐车油面静电位较高。 上部装油除因喷溅产生静电荷外，还会促进油雾产生，使油气、空气混合物达到爆炸 浓度范围。此外上部装油还会使油品局部电荷较为集中，容易产生放电。汽车油罐车一般采用DN80 的小鹤管装油。装车时应把鹤管伸入罐底，防止喷溅装油，从而减少产生新的静电荷。 油罐车内静电分析 A油料的电导率较大时，车内各部分油料的电荷密度容易趋向均匀。同时因电荷有 同性相斥的作用，油中的电荷有流向油面的趋势；又因液体表面张力，油面电荷较多。 B采用鹤管装油，其管口末端形状对电荷密度及电位都有明显差异。实验表明以平 口形式为佳。 C在装车的整个过程中，油面电位是随着液面上升而变化。最高电位出现在1/2至 3/4 容积处。 石油静电的预防 防止石油静电灾害的措施较多。比如：减少静电的产生；采取接地等有效措施导走或 中和静电荷使其不能积聚；防止爆炸性气体混合物的形成等。因此对于防止石油静电灾 害，不是完全消除静电荷，而是控制各项指标值不致引起灾害。 1）控制流速 实验表明油品在管道中流动所产生的流动电流或电荷密度的饱和值与油品流速的二 次方成正比。可见，控制油品流速是减少静电荷产生的一个有效措施。见表 2）选择合适的静置时间 带电油品进入油罐后，由于油品的绝缘性能良好，静电荷消散很慢。只有经过一定的 静置时间才能基本消散完。也就是说，当需要直接进行测量液位或油温作业时，应该待罐 内静电荷基本消散完方可作业。 进油流速、静置时间和装（量）油方式，都应按《石油库管理制度》及有关规定执行。铁路罐车、汽车罐车的静置时间不得小于2min，50m3及以下油罐静置时间不得小于3min，，油罐进油初速不得大于1m/s，油罐车严禁喷溅式装车。 油品流速限制一览表 二、水击作用 水击的原理和危害就不罗嗦了，降低流速是降低水击作用的重要因素。 控制或减弱水击的有效办法是延长阀门的关闭和开启时间，这从间接水击估算公式 中可以看出，当关阀时间越长，水击压力越小。管道中的手动阀门应尽可能缓慢关阀。 另外，控制油品在管道中的流速也是减少或降低水击现象的重要手段之一。从理论 上分析，流速降低一半，水击压力也可减少一半。因此，设计输油管道工艺时，应尽可能采 用经济流速，油品输转流量应严格控制在《石油库设计规范》规定的4.5m/s之内。 还有在管道中加一段软管可以改变管道刚性，便于管道发生水击时能量的释放。在 加油站，加油枪的开关时间很短，而水击却不严重，其中原因之一就是因为加油枪前有软 管。 另外： 液态液化石油气在管内流速大时，摩阻损失增加