汽車和火車油罐車頂部裝車鶴管密封型種類分析
汽車和火車油罐車頂部頂部裝車鶴管密封型種類分析，分析了目前國內(nèi)汽車和火車油罐車頂部裝車密封的現(xiàn)狀，以及油罐車頂部裝車鶴管密封帽裝置的型式及其優(yōu)缺點(diǎn)，提出了采用鎖緊式密封帽裝置能夠滿足油氣排放的標(biāo)準(zhǔn)，能夠極大改善現(xiàn)場付油作業(yè)環(huán)境及作業(yè)安全，為后端的油氣回收裝置提供了保障。
鶴管是付油過程的重要設(shè)備，頂部裝車鶴管密封帽裝置關(guān)系到裝車過程的密閉效果，也決定著油氣回收系統(tǒng)的運(yùn)行效果及回收率等重要指標(biāo)。隨著國內(nèi)環(huán)保形勢的嚴(yán)峻，減排的要求越來越嚴(yán)格，相應(yīng)的無組織排放將要求增設(shè)氣體回收系統(tǒng)。而鶴管密封帽裝置作為氣體回收系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，凸顯其重要性。
1國內(nèi)頂部裝車鶴管現(xiàn)狀
1.1頂部裝車鶴管型式
目前國內(nèi)的頂部裝車鶴管主要有旋臂式和桁架式，旋臂式頂部裝車鶴管見圖1,主要應(yīng)用于火車、汽車裝車；桁架式頂部裝車鶴管見圖2,主要應(yīng)用于火車裝車。
1.2頂部裝車鶴管的密封型式
頂部裝車鶴管由鶴管本體和密封帽裝置組成。目前密封帽裝置的型式主要有以下幾種。
圖1旋臂式頂部裝車鶴管
圖2桁架式頂部裝車鶴管
1.2.1平面密封
該密封型式是利用插入鶴管時(shí)的重力壓緊進(jìn)行密封或利用壓緊氣缸進(jìn)行壓緊密封。該密封型式的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，主要由壓緊氣缸、密封平蓋板等組成，但由于鐵路槽罐車型號(hào)不同，車口尺寸不同，該密封型式會(huì)受到人孔蓋鉸軸等附件的阻礙而無法密封。另外重車/空車時(shí)罐車自身高度變化對密封影響較大，平蓋板密封面受力不均也會(huì)導(dǎo)致密封不嚴(yán)，油氣溢出。平面密封見圖3。
1.2.2錐形密封
錐形密封見圖4。該密封型式的優(yōu)點(diǎn)是適用罐口的范圍寬，并可以使用氣缸輔助壓緊，密封性較好。但該密封型式?jīng)]有考慮到不同類型的槽車罐口存在的形狀公差，普遍存在接觸不嚴(yán)的問題，同時(shí)該密封型式也沒有解決重車/空車時(shí)罐車自身高度變化、液體高速流動(dòng)產(chǎn)生的低液位時(shí)鶴管晃動(dòng)、高液位時(shí)鶴管上下竄動(dòng)等各種外力對密封面的干擾，在使用中很容易使油氣溢出，惡化作業(yè)環(huán)境及安全，且橡膠容易老化破損，影響密封使用壽命。
1.2.3氣囊式密封
該密封型式在密封集氣帽上蓋的背面安裝有氣囊支承筒，垂管位于氣囊支承筒內(nèi)，在氣囊支承筒的外壁安裝有環(huán)形氣囊，見圖5。該密封型式不僅重量輕，密封效果也較好，而且使用方便，有一定的市場應(yīng)用。但該密封型式也沒有解決重車/空車時(shí)罐車自身高度變化、液體高速流動(dòng)產(chǎn)生的低液位時(shí)鶴管晃動(dòng)、高液位時(shí)鶴管上下竄動(dòng)等各種外力對密封面的干擾，使氣囊容易破損、老化，嚴(yán)重影響密封的使用壽命。
1.2.4磁力密封
上裝磁力密封見圖6。該密封型式是利用磁力吸住槽罐車口，實(shí)現(xiàn)密封帽裝置與槽車罐口緊密接觸的目的。但在操作的過程中，因沒有考慮現(xiàn)場槽罐車口材質(zhì)和形狀，致使磁力難以抵消裝車過程中的外力，導(dǎo)致密封效果差，氣體容易逸出。
1.2.5有密封
該密封型式是根據(jù)罐口尺寸特定設(shè)計(jì)加工而成，密封性雖然較好，但適用罐口范圍窄，需對汽車槽罐車口進(jìn)行改造。由于社會(huì)車輛復(fù)雜，罐口尺寸千差萬別，造成改造難度較大，工期也較長，難以大范圍推廣，見圖7。
1.2.6頂部裝車鶴管鎖緊式密封
該密封型式為中國石化青島安全工程研究院的利產(chǎn)品，產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)原理如圖8,密封帽裝置主要包括鎖舌機(jī)構(gòu)、蓋板及鎖緊氣缸等組件，以槽罐車口凸緣作為密封面，在垂管軸上安裝有獨(dú)特的鎖舌機(jī)構(gòu)，在氣缸的作用下鎖緊舌塊伸出鎖住罐口下沿，使密封面鎖緊。
該密封型式的特點(diǎn)：
①在壓縮空氣的作用下，獨(dú)特的氣缸、鎖舌機(jī)構(gòu)既保證了密封的鎖緊力，又保證了在低液位時(shí)液體高速流動(dòng)不會(huì)造成鶴管晃動(dòng)、高液位時(shí)鶴管不會(huì)上下竄動(dòng)，避免了各種外力對密封面的干擾，實(shí)現(xiàn)了槽車罐體與頂部裝車鶴管的完整鎖位；
②裝車時(shí)，密封帽裝置能夠隨罐車自身高度變化調(diào)整，有效解決了現(xiàn)有密封型式不能根據(jù)罐車自身高度變化調(diào)整壓緊力的技術(shù)難題；
③特制的密封橡膠墊能夠適用不同車口尺寸，能夠有效補(bǔ)償車口的不平整誤差，保證密封性能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
鎖緊式密封產(chǎn)品分為汽車型(圖9)、火車型(圖10)及火車桁架型(圖11),在現(xiàn)場實(shí)際應(yīng)用中密封性能優(yōu)異，泄漏檢測值在0.006%(體積分?jǐn)?shù)),遠(yuǎn)低于GB20950-2007《儲(chǔ)油庫大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定油氣密閉收集系統(tǒng)任何泄漏點(diǎn)排放的油氣體積分?jǐn)?shù)不超過0.05%的要求，一方面為客戶提高了油氣回收效率，另一方面極大地改善了裝車作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，也避免了油氣積聚帶來的危險(xiǎn)，在中國石化行業(yè)應(yīng)用廣受好評(píng)。
2現(xiàn)有頂部裝車鶴管密封型式性能比較
對現(xiàn)有頂部裝車鶴管密封型式從壓緊方式、密封面型式、密封性能、罐口的適應(yīng)性等方面進(jìn)行比較(見表1),可以看出現(xiàn)使用的頂部裝車鶴管密封型式大部分存在密封不嚴(yán)的狀況，根據(jù)現(xiàn)場檢測，現(xiàn)有密裝置的泄漏值在0.006%,密封性能遠(yuǎn)高于其他密封帽裝置裝車的泄漏值在5%～67%,而鎖緊式密封封裝置。
表1現(xiàn)有頂部裝車鶴管密封型式性能比較
密封型式 壓緊方式 密封面 密封性能 缺點(diǎn) 罐車的適應(yīng)性
錐形帽密封 自重或氣缸壓緊 罐車口內(nèi)沿 較差 密封不能隨槽罐車沉降調(diào)節(jié) 適用范圍較寬
平面密封 自重或氣缸壓緊 罐車口凸緣 差 密封不能隨槽罐車沉降調(diào)節(jié) 適用范圍小
氣囊密封 充氣膨脹 罐車口內(nèi)壁 一般 氣囊老化、易破裂損壞 適用范圍較寬
磁力密封 磁力 罐車口凸緣 差 壓緊力不足 適用范圍小
有密封 快開接頭 特制密封面 好 投資高，改動(dòng)大 適用范圍小
鎖緊式密封 氣缸鎖舌機(jī)構(gòu) 罐車口凸緣 好 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 適用范圍寬
選擇何種密封型式能夠保證頂部裝車的密閉性將成為各企業(yè)考慮的要條件，氣缸鎖舌鎖緊式密封帽裝置以其獨(dú)特的設(shè)計(jì)理念，完美的密封性，可能會(huì)成為市場的選。不僅能夠消除現(xiàn)場裝車作業(yè)環(huán)境污染及安全問題，而且能夠給企業(yè)回收大量的油氣資源，使企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益雙豐收。
