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加油站油罐操作井油气泄漏治理方法研究1

作者:友和化工点击:323 发布时间:2023-11-16

      加油站是具有储油设施,使用加油机为机动车加注汽油、柴油等车用燃料的场所。汽油、柴油分别储存在加油站埋地油罐内,通过工艺管线、加油机、卸油装置等设备设施完成油品接卸、储存、加注等功能。汽油属于危险化学品,且易挥发,汽油在储罐内的储存状态为液态与气态共存。加油站油罐操作井是供操作人员、维修人员开展油品计量、安全检测、设备维修的设施,井内设置有油罐法兰、工艺管线法兰、设备        法兰等大量工艺法兰接口和电气线路。若法兰接口密封不严,极易造成储罐内油气泄漏至操作井内,致使操作井内油气浓度超标,形成油气混合的爆炸危险空间,存在安全隐患。通过对加油站油罐操作井内工艺法兰接口进行密封处理,可有效减少储罐内油气泄漏至操作井内,大幅降低安全风险,为加油站营造安全的运营环境。

      随着中国工艺安装技术和水平的持续提高,加油站工艺安装工艺和质量也在持续提升,但受时间、腐蚀、环境等因素影响,在加油站运行过程中,由于关键密封件的老化、工艺安装质量问题等,加油站油罐操作井内油气泄漏问题时有发生,给加油站安全运营带来一定的风险。鉴于以上情况,山西销售公司对油气泄漏问题开展了排查、分析和治理,取得了一定的效果,从导致油气泄漏的关键原因入手,在治理方案选择、材料选用、实施过程控制等方面探索研究了一些方法,用以解决油罐操作井内油气泄漏问题,为加油站营造安全运营环境。

   一汽油特性介绍及油气泄漏

汽油在常温下为无色至淡黄色的易流动液体,很难溶解于水,易燃,易挥发,馏程为30℃至220℃,空气中含量为74~123 g/m3时遇火爆炸,属于低闪点易燃液体,火灾危险性类别为甲B。

储罐内油气泄漏主要发生在储罐操作井内,主要表现是打开操作井盖后油气味较大,且使用可燃气体检测仪检测显示油气浓度超标。

   二加油站油罐操作井油气泄漏排查

(一)油罐操作井油气泄露情况排查

对加油站油罐操作井内油气味大的操作井开展油气泄露情况排查,使用可燃气体检测仪对操作井内油气浓度进行检测,油气浓度大于500μmol/mol 的证明操作井内油气浓度超标。

(二)油罐操作井油气泄露原因排查方法

1、可燃气体检测仪检测

检测设备:FID氢离子火焰vocs检测仪、可燃气体检测仪。

检测方法:使用检测仪对油罐操作井内油罐法兰、潜油泵螺纹连接处、各工艺管线法兰连接处、液位仪穿线口进行逐个检测,检测仪探头应沿法兰、螺纹连接处顺时针或逆时针缓慢移动检测。

油气泄漏点判定:可燃气体检测仪报警点为油气泄露点;FID氢离子火焰vocs检测仪数值高于环境数值点为油气泄漏点。

本检测方法为推荐检测方法。

2、工艺系统气密性试验检测

检测介质:氮气。

检测设备:氮气瓶、压力表、输气管线、发泡剂。

检测方法:同密封后气密性试验方法一致。

油气泄漏点判定:法兰、螺纹连接处、线路接口处、焊缝处发泡剂起泡为油气泄漏点。


三操作井油气浓度超标原因分析

(一)加油站操作井内油气泄漏原因

操作井内油罐、管线、仪表等法兰连接处密封不严是导致油气泄漏的原因。可能发生油气泄漏部位包括:油罐法兰连接处、工艺管线法兰连接处、潜油泵与工艺管线螺纹连接处、液位仪等电气线路接口处等。

(二)导致泄漏部位泄漏的原因

工艺管线施工时管道材料、法兰、螺栓及螺母、法兰密封垫片未按设计和规范要求选用;施工质量存在缺陷,具体表现在管道焊接质量不合格、管道法兰轴向和平行度安装偏差较大、油罐法兰螺栓紧固顺序不符合规定、法兰螺栓未紧固导致密封垫未均匀密封等;管线防腐缺陷:管道防腐未按设计及规范要求进行防腐,防腐质量不合格。

(三)油气泄漏加油站类型

加油站汽油销量较大的加油站较汽油销量小的加油站发生油气泄漏的比例较大;油罐内油品存量较少较油品存量多时油气泄漏的可能性较大。

(四)导致油气泄漏的影响因素

油罐内油气压力、操作井内各法兰、螺纹连接口耐压能力等均会影响油气泄漏。

法兰泄漏与密封结构型式、被连接件的刚度、密封件的性能、操作、安装和配合等许多因素有关。垫片作为法兰连接的主要元件,对密封起着重要作用。

(五)确定主要原因

加油站操作井内油气浓度超标,主要原因是操作井内油罐、管线、仪表等法兰连接处密封不严,油气泄漏所致。


四油气泄漏治理方案

(一)治理方案选用

各油气泄漏点不同,分别按照以下方案进行选用,可单独选用也可多方案选用。

1)法兰螺栓松动未紧固。对法兰螺栓按照螺栓紧固顺序进行重新紧固,螺栓一次紧固后对螺栓一次紧固情况进行复验。

2)法兰垫片未使用设计要求垫片或垫片老化密封不严。将油罐和管线法兰打开,拆除原有垫片,清理法兰表面,重新安装垫片和法兰螺栓,按照螺栓紧固顺序进行重新紧固,螺栓一次紧固后对螺栓一次紧固情况进行复验。

3)潜油泵、液位仪等电气线路接口处密封不严。将原密封胶清理,连接处的接触面应清洁,重新涂抹密封胶或生料带密封。

4)管线法兰不平整、不同轴。将连接管件短节拆卸,运至指定动火区,重新进行加工制作。如果无法拆卸(管线在操作井内无短节连接),且问题较严重的,对油罐进行转油、清罐、注水,检查油气浓度合格并做好各项安全措施后在操作井内进行切割焊接制作。

5)管线材质或焊接处泄漏。管道因材质问题造成本体有渗漏点,或因管道防腐有瑕疵造成管道锈蚀而渗漏,或焊缝存在锈蚀漏点,将存在漏点的管线全部更换,并对整站的管道全部进行排查处理。

(二)材料选用

1、材料使用范围

加油站操作井油气浓度超标治理使用材料主要包含法兰、垫片和紧固件(螺栓及螺母)。

2、材料选用条件

加油站工艺管道系统设计压力0.4MPa,设计温度常温,法兰、阀门公称压力等级1.0MPa。

3、材料选用要求

垫片按密封面型式分四种类型,垫片密封面型式应依据法兰密封面形式选用。加油站操作井内油罐使用法兰密封面为平面法兰,油罐口垫片密封面型式宜选用平面型(FF型);加油站操作井内工艺管线使用法兰密封面均为突面型式,工艺管线垫片密封面型式宜选用平面型(FF型)。垫片的尺寸和厚度应符合HG/T20614-2009规范要求,其中,工艺管线选用垫片厚度1.5mm,油罐法兰选用垫片厚度3mm、5mm。垫片的使用温度升高、垫片的许用工作压力降低。

4、法兰选用

带颈平焊法兰;带颈对焊法兰。加油站油罐人孔法兰采用平焊平面法兰;加油站工艺管线法兰采用突面带颈对焊法兰。

5、螺栓选用

(1)六角头螺栓、六角螺母,材质:镀锌钢螺栓。密封采用非金属垫片时选用。中强度、高强度螺栓。

(2)双头螺柱、六角螺母,材质:镀锌钢螺栓。密封采用金属垫片时选用。中强度、高强度螺栓。

6、垫片选用

1)聚四氟乙烯垫片。性能:具有优良的耐腐蚀性、耐热性、耐寒性、耐油性,不易老化、不燃烧、吸水性几乎为零。该垫片用于接触面可做到平整光滑,对金属法兰不黏附;除受熔融碱金属以及含氟元素气体侵蚀外,能耐多种酸、碱、盐、油脂类溶液介质的腐蚀;使用温度一般小于200℃,不能用于压力较高的场合。

应用:工艺管线法兰垫片选用、油罐人孔法兰选用。

2)金属缠绕垫片。性能:金属缠绕垫片压缩、回填性能好,具有多道密封和一定的自紧功能,对于法兰压紧面的表面缺陷不太敏感,不粘接法兰密封面,易对中,拆卸便捷。该垫片在高温、低压、高真空、冲击振动等循环交变的各种苛刻条件下,保持优良的密封性能,广泛用于石油化工工艺管道上。

选用型式:缠绕垫片分为基本型、带外环型、带内环型、带内外环形。依据加油站法兰使用形式,选用带外环型,垫片厚度4.5mm。

垫片要求:金属带表面应光滑、洁净,不允许有粗糙不平、裂纹、划伤和锈斑等缺陷。

应用:油罐罐孔法兰垫片选用。

3)垫片技术要求。垫片应平整、无翘曲变形,不允许有夹渣、裂缝、气泡、外来杂质及其他可能影响使用的缺陷。边缘应整齐切割。垫片一般应由整张板制成,不允许拼接。


五油气泄漏治理实施

(一)实施程序与过程

实施程序分为方案选择、承包商选择、施工准备、现场作业、完工验收、运营与观测6个程序。

1、方案选择

1)现场踏勘。依据加油站报告的加油站操作井油气浓度超标情况,治理人员到站检查油罐操作井内油气泄漏情况,并对操作井法兰、螺栓、垫片及管线连接情况进行观察、检查。

踏勘的内容是:查看操作井内油罐及管线法兰螺栓是否紧固;法兰垫片是否完好;管道两端的法兰是否平整一致、同轴;潜油泵、液位仪设备上电气线路连接处密封是否完好。更换垫片后油气泄漏依然严重的,可在油罐内注入氮气用发泡液查找操作井内渗漏点。

2)编制项目治理方案。依据踏勘情况,分析操作井内油气泄漏点,结合加油站工艺管线改造时间,按照技术可行、经济合理原则选用治理方案并编制相应预算。

2、承包商选择

治理人员依据各自加油站油罐操作井油气泄漏数量、各加油站治理方案和预算,按照招标与非招标管理制度选择有工艺管线施工经验的承包商,签订工程施工合同。加油站油罐操作井油气泄漏治理采用更换操作井内所有法兰垫片治理的,项目采购文件和合同中应明确质量保证期5年,其余方案为2年。

3、施工准备

施工前,施工单位应编制施工方案,明确施工材料、施工工艺等质量控制措施及施工安全控制措施,施工方案应经建设单位批准。

施工前,按要求办理相关作业票证,对作业现场进行隔离围护并安排专人值守,无关人员严禁进入作业区域。

现场作业前,建设单位应组织承包商人员开展安全教育培训和安全技术交底,承包商应对其入场作业人员开展安全教训培训和方案、安全、质量技术交底。

4、现场作业

1)人员检查。加油站应检查承包商人员接受安全教训培训、技术交底情况,核查特殊作业票(管线打开、进入受限空间)和特殊人员作业证书。

2)材料验收。检查施工用垫片、螺栓、静电跨接线类型、规格型号是否与方案描述一致,盲板规格和数量是否满足施工需要。

3)机具检查。油罐操作井为爆炸危险区域,使用工具应为铜制或碰撞不产生火花的工具和器具,手持工具安全附件完好。

4)作业条件确认。打开操作井作业前,应断开操作井内设备、仪表等供电、控制线路,其中,安装潜油泵的操作井应停止响应加油枪加油。

5)操作井油气检测及通风。打开操作井盖,对操作井内油气浓度进行检测,检测应使用两台同型号检测仪器。检测油气浓度合格,可开展后续作业;检测油气浓度不合格,应对操作井进行强制或自然通风,当采用强制通风时,风机应选用防爆风机。

6)管线打开。管线打开时,应顺序松动法兰螺栓,其中,输油管线宜首先缓慢松动底部螺栓,以利于排出管线内油品,在打开输油管线前,应提前准备好接油器具,管线打开后,应立即用盲板封堵,以防止油品及油气散发至操作井,油罐法兰拆除前应确认操作井内所有工艺管线已用盲板封堵。更换油管法兰垫片时,应依次保护性拆除潜油泵、渗漏检测等设备仪表。

7)法兰面清理。作业现场外应设立法兰面清理区,可移动至清理区清理的法兰,须移动至清理区清理。法兰面清理后应洁净、无浮锈、污渍、浮尘等附着物。

8)垫片法兰安装。

垫片安装前检查内容:垫片应是全新垫片,应复核垫片类型、规格尺寸是否与法兰匹配,垫片应干净、干燥、不应有缺陷或毁坏,垫片一般仅使用一次,不重复利用。

安装前法兰检查内容:安装前检查法兰面是否有损坏,是否存在划痕、刻痕、污泥、腐蚀和毛刺,如径向穿过法兰密封面水纹线的凹痕、划痕深度超过0.2mm,且覆盖面超过垫片密封面宽度一半时,必须重新更换法兰或者重新加工法兰密封面;法兰背面螺母支撑面位置应平整、光滑。

安装前螺栓和螺母检查内容:检查螺栓直径和长度是否与原设计、规范要求一致,且是否满足法兰紧固需求;螺纹和接触面不得有污垢、铁锈、重皮、刻痕、毛刺、碎屑和其它在紧固过程中影响扭矩的外部物质;如螺栓存在缺陷,不允许用焊接或机加工方法修补螺栓。

螺栓和螺母润滑:螺栓和螺母使用前应进行润滑处理,使螺栓紧固时有较低的摩擦系数及提高螺栓螺母的抗滑丝、抗腐蚀性能;螺柱螺纹、螺母螺纹和接触面在涂润滑油前必须脱脂和干燥;对螺栓螺纹、螺母螺纹、螺母承载面、垫圈、法兰上的螺母支撑面应使用同样的润滑油;螺杆润滑油涂抹应不少于2个螺帽的宽度。

垫片安装时,可在垫片两面涂抹黄油,进一步提高其密封性;垫片安装应定位准确,法兰安装时应注意定位及螺栓孔定位对中;螺栓紧固顺序及紧固力应符合要求,螺栓紧固后,应更换人员进行复验。紧固操作井内水平、垂直法兰的顺序是先紧固水平法兰,后紧固垂直法兰。螺栓紧固后,螺杆外露长度应为2—3丝扣为宜,法兰安装时应同时安装法兰跨接(小于5个螺栓的法兰)。


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