陳玉潔，王銀強(qiáng)，欒翔，張釘國(guó)，劉霞，馮晶，唐杰，王亞敏

中國(guó)石油新疆油田分公司 油氣儲(chǔ)運(yùn)分公司（新疆 克拉瑪依 834000）

清管器收發(fā)球裝置對(duì)管線檢測(cè)及清洗具有重要的作用[1]，其上部設(shè)有用于收發(fā)球后管線內(nèi)泄壓放空的放氣閥[2]。塔7 站發(fā)送清管器主要是為了清除其外輸管線內(nèi)壁上的積蠟，降低管輸能耗，確保管道安全運(yùn)行[3]。冬季運(yùn)行時(shí)，塔7站外輸量會(huì)有所下降，管輸溫降增大，原油析蠟嚴(yán)重，清管頻次增加[4]。

1 現(xiàn)狀

1.1 清管放空現(xiàn)狀

目前，塔7 站共有4 條原油輸送管線且均有清管作業(yè)。塔7 站發(fā)送清管器的過程中，在倒發(fā)球流程向發(fā)球筒內(nèi)充油時(shí)，發(fā)球筒內(nèi)含有氣體，由于充壓，整個(gè)發(fā)球筒內(nèi)帶壓，易產(chǎn)生水擊，這可能會(huì)導(dǎo)致管段出現(xiàn)變形甚至爆裂。此時(shí)，若發(fā)球筒上部的放氣閥開度過大，則易使筒內(nèi)原油從放氣閥噴出而造成環(huán)境污染和原油浪費(fèi)，如圖1所示；若閥門開度過小，則泄壓時(shí)間長(zhǎng)，這也給清管作業(yè)帶來不便。因此，此問題的解決很有必要。

圖1 放空作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)

1.2 現(xiàn)狀數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

1）清管頻次見表1。

表1 清管作業(yè)頻次統(tǒng)計(jì)結(jié)果 /次

由表1可以看出，塔7-塔8線、塔7-塔9線及塔5-塔7線的全年清管作業(yè)頻次較高。

2）噴濺量見表2。

表2 清管作業(yè)放空噴濺量統(tǒng)計(jì)結(jié)果 /g

由表2可知，塔7站4條輸油管線全年清管作業(yè)產(chǎn)生的噴濺量約為2.876 kg。

3）大布使用量見表3。

表3 清管作業(yè)大布使用量統(tǒng)計(jì)結(jié)果 /匹

由表3 可知，塔7 站在全年清管作業(yè)過程中因放空造成的大布使用量為147匹。

2 方案的選擇

2.1 可行性分析

針對(duì)塔7站在發(fā)送清管器過程中放空操作時(shí)油污的噴濺問題，提出3 種解決方案并對(duì)其可行性進(jìn)行分析，具體見表4。

表4 可行性對(duì)比

可以看出，理論上采用加裝防噴濺裝置的方式可以有效解決放空操作時(shí)油污的噴濺問題，減少環(huán)境污染和原油浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)工藝需求。

2.2 防噴濺方式

防噴濺方式對(duì)比見表5。

表5 防噴濺方式對(duì)比

通過對(duì)比，此次采用在放氣口處加裝帶彎頭的輕便容器的方式來解決清管作業(yè)放空操作時(shí)的原油噴濺問題。

2.3 各部件的對(duì)比與選擇

防噴濺裝置各部件的材質(zhì)、形狀及尺寸的選擇如圖2所示。筒體材質(zhì)對(duì)比見表6。

表6 筒體材質(zhì)對(duì)比

圖2 防噴濺裝置各部件的構(gòu)成

通過對(duì)比，筒體選用Q345R鋼。由于敞口筒體與環(huán)境接觸面積大，優(yōu)先考慮封閉性容器。根據(jù)ρ=m/V，按塔7 站噴濺量的最大值考慮筒體尺寸，選用Φ100 mm×L320 mm。同時(shí)，考慮到清管作業(yè)時(shí)需要進(jìn)氣，根據(jù)S扇=LR/2，經(jīng)計(jì)算封閉性容器的開口采用高5 mm、直徑50 mm的半弧。容器的連接桿選用密封性好，不易變形且受環(huán)境影響小的鋼管。為了使進(jìn)排氣方便，采用直管段。塔7 站最大發(fā)球筒直徑273 mm，放氣口直徑為15 mm，故連接桿選用15 mm×300 mm。

連接方式對(duì)比見表7。

表7 連接方式對(duì)比

本著安全、經(jīng)濟(jì)的原則[5]，經(jīng)上述比選，最終確定的防噴濺裝置各部件形狀、材質(zhì)及尺寸如圖3所示。

圖3 防噴濺裝置各部件

3 方案實(shí)施及效果驗(yàn)證

3.1 繪制圖紙

防噴濺裝置的部件圖及裝配圖如圖4、圖5 所示，將防噴濺裝置各部件組裝好后，安裝于發(fā)球筒放氣閥處，在發(fā)送清管器作業(yè)時(shí)，倒通發(fā)球流程后，打開放氣閥，此時(shí)發(fā)球筒內(nèi)氣體經(jīng)防噴濺裝置的半弧形開口泄出，噴濺出的原油則進(jìn)入防噴濺裝置筒體內(nèi)。當(dāng)防噴濺裝置筒體內(nèi)原油過多時(shí)，可輕松拆卸將其內(nèi)原油倒出。

圖4 防噴濺裝置部件（單位：mm）

圖5 防噴濺裝置裝配

3.2 制作及組裝

防噴濺裝置各部件制作完成后，按要求將其組裝，并檢測(cè)氣密性（圖6）。

圖6 防噴濺裝置組裝及安裝

3.3 效果驗(yàn)證

發(fā)球筒安裝防噴濺裝置后，為了驗(yàn)證其效果，現(xiàn)場(chǎng)按照發(fā)送清管器的放空操作規(guī)程進(jìn)行如下操作：放入清管器→倒通發(fā)球流程→緩慢打開放空閥→觀察排氣情況→觀察原油噴濺情況→待泄壓完成后關(guān)閉放氣閥。

經(jīng)過對(duì)2018 年9 月到12 月清管作業(yè)時(shí)放氣閥處的放空噴濺量和大布使用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)（在此期間，塔7站清管作業(yè)共計(jì)40次），統(tǒng)計(jì)結(jié)果均為0。

可知塔7 站發(fā)球筒上安裝防噴濺裝置后，發(fā)送清管器放空操作時(shí)油污的噴濺量降為0，故其有效地解決了放空操作時(shí)的原油噴濺問題。同時(shí)，因放空操作造成的大布使用量降為0，故節(jié)約了物料。

綜上可知，在發(fā)球筒放氣閥處加裝防噴濺裝置，可以有效地解決清管作業(yè)放空操作時(shí)出現(xiàn)的污油噴濺及處理問題[6-8]。這不僅能使收發(fā)球區(qū)保持干凈整潔，實(shí)現(xiàn)美麗場(chǎng)站的建設(shè)，同時(shí)還減輕了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，減少了資源浪費(fèi)。此外，還增強(qiáng)了員工的創(chuàng)新意識(shí)和解決生產(chǎn)難題的信心，有效地提高了員工解決實(shí)際問題的能力[9-13]。

4 結(jié)論

防噴濺裝置有效地解決了現(xiàn)場(chǎng)直接放空時(shí)消耗布料，污染環(huán)境的問題。同時(shí)，防噴濺裝置還降低了員工的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，在同類型的工作環(huán)境中值得推廣。此外，防噴濺裝置的應(yīng)用也為以后發(fā)球筒放空口的改造與設(shè)計(jì)提供了一定的參考經(jīng)驗(yàn)。