刘乃铭
中国石油锦西石化公司成品车间，辽宁省葫芦岛市 125000
摘要：随着现代炼化石化企业的发展，火车装车系统的选型，尤其是如何减少油品在火车槽车装载过程中的产生的油气排放，显得尤为重要。本论文通过介绍不同类型的鹤管工作机理，并对目前现有鹤管装载形式及密封效果进行对比，探讨不同类型鹤管油品装载的适用性。
关键词：密封、鹤管、装车、油气
1引言
石油化工产品作为一种重要的能源在现代社会中各领域中发挥着不可替代的作用。我国是石油炼制大国，我国石油化工液体物料的运输发挥着不可替代的作用。我国的石油化工运输方式主要以铁路槽车运输方式为主，一般石油化工炼厂均设有铁路装车设施。2012年以前我国因栈台装卸设施发展水平认识不足，大多数炼油厂装车栈台采用敞口装车，在火车罐车装载的过程中存在挥发性有机气体外溢的现象，对挥发性大、闪点低的物料在敞口装车时，极易达到可燃物品的爆炸极限，存在发生火灾爆炸隐患，且对环境造成污染。2015年新环保法实施后，如何较少大气污染、降低日常工业生产过程中产生的烃类气体排放显得尤为重要。因此在挥发性汽油、原油、化工类物料火车罐装时采用密闭装车鹤管，并将装车时产生的气体送至油气回收装置处理，密闭装车鹤管形式也应运产生。
2 密闭装车工艺技术路线
2.1 主流装车类型
目前装车主要类型分为密闭定量装车、敞口定量装车、下装鹤管装车。
密闭装车。采用浸没式液下装车鹤管，鹤管采用液相管、气相关管鹤管结构，鹤管配有密封帽对槽车罐口进行密封，装车时用气缸压紧，迫使装车时产生的气体沿气相线排出，根据需要进入油气回收系统进行收集。密闭装车还分为大鹤管装车和小鹤管装车。
敞口装车。该形式为敞口装车，未设置密闭装车设施，装车时采用手阀或者数控阀进行控制。目前收到国家环保的压力影响，现在该形式装车方式已很少采用。
下装鹤管装车，该装车形式目前主要应用在汽车装车系统，因此，本文不做阐述。
2.2 装车计量形式
装车计量形式可根据需要采取单鹤管单流量分成控制和PLC集成多台鹤管批量装车两组形式。
单台计量装车。主要为每个装车鹤管下设1台定量装车控制仪、流量计、电子阀。鹤管对位、下罐等操作完成之后，根据实际槽车罐大小，将装车定量数据录入到系统中去，对每台罐车进行每台定量装车。
PLC集成多台鹤管批量装车。与单台计量装车不同在于，该装车采用PLC集成控制，即在装车总管上设置多台流量计，将一批槽车分成多组，按照事先录入好的装车量，通过PLC系统采取分组分批次进行装车。该装车计量形式较前种装车优点为可以在装车前对批量装车内的罐车数据进行多次确认，减少了人工误差的出现，但也存在缺点，主要为批量装车耗时较单台计量装车时间长，需上一批次装完之后才能开始下一批次装车。
3. 不同鹤管类型的应用情况
（1）悬臂式（柴油装车鹤管）
柴油栈台装车悬臂式鹤管，该鹤管采用人工手动的形式与槽车口对位实现装车，密封盖形式为三爪卡位锁紧平盖密封，材质为耐油橡胶，通过调节密封橡胶盖下三爪卡位锁紧，确保油气不会有大量的气体挥发出来；鹤管现场占用栈台空间较大，员工操作不便，员工劳动强度大，密封盖三爪卡紧时不够灵活，容易卡住、打不开。
悬臂式装卸鹤管对位为人工手动调节，鹤管占用栈台空间较大（华兴石化栈台宽3.5米）员工劳动强度较大，鹤管头部为橡胶锥形密封盖，靠密封盖自重密封，未能彻底达到密封效果。
（2）桁架式鹤管（汽油装车鹤管）
桁架式鹤管，通过液压驱动桁架顶部的小车进行左右位移，待鹤管对位之后，先将鹤管出油管伸至槽车液面内，通过鹤管的密封锁紧装置，使鹤管密封盖彻底与槽车口锁紧压实，有效的减少装车过程中产生的油气挥发，鹤管对位、升降为液压控制，员工劳动强度低，员工操作控制简单，只需要进行左右对位，密封盖完全与槽车口锁紧密闭，密封效果好。
该液压站可以通过一台液压站，同时控制五个装车鹤管，装车现场每台鹤位处，有一台装车数控控制箱，通过现场录入装车数据，实现五台各管同时装运，压力为0.6-0.7MPa，电机功率为380v液压站。
（3）大鹤管栈台装车
大鹤管装车系统目前为国家型石化企业、铁路槽运、石油库应用的一项技术，大鹤管装车主要利用铁路槽车现场小趴车，将铁路罐车调至合适位置，通过现场液压系统，做好现场鹤管对位和降下鹤管操作，同时启动油气回收、接油斗等辅助收集设备和设施，做到提高装车精度、降低损耗，降低人员劳动强度，方便机械设备集中进行管理，尤其是针对汽油、柴油等油品单价较好，油品渗透强的介质，能有效的减少现场静密封点泄漏，降低油品损失。目前大鹤管技术在国内应用较为成熟，已逐渐取代小鹤管装车成为石化储运行业的主要装车形式。
4、总结
经过对不同类型鹤管进行对比分析，总结如下：
（1）从现场密闭装车情况来看，液压桁架鹤管、锁紧式密封盖对比其形式的装车鹤管，操作简单，鹤管对位方便，员工劳动强度不大，悬臂鹤管有旋转接头，接头密封存在泄漏问题，维修时工艺处理困难，影响环境，相比之下桁架式鹤管静密封点较少，效果好，主要应用在汽柴油等油品介质装车上，现场其他小品种如：苯、混合二甲苯等化工类产品，基本为汽车装车；相较之前的装车鹤管大鹤管存在密封盖不严的情况，一般需要增加油气回收最为配套和补充设施，防止油气和轻烃扩散。
（2）从现场装车鹤管管架排布情况来看，因悬臂式鹤管一般基础设置在操作平台上，较桁架式鹤管鹤位悬停在框架上，现场需要预留更大的空间；相较前两种，大鹤管栈台布置一般需要布置一个装车台面，前后预留10～15个铁路槽车走行区间，可缩短铁路罩棚施工量，但对大鹤管小趴车的能力有一定的要求，因此，针对现场平台空间较为紧张的位置，建议采用桁架式鹤管，以减少施工空间，若现场施工和建设空间较大，且自动化要求程度较高，宜选用大鹤管装车系统。
（3）受南北的环境影响，冬季山海关以北室外温度在-20℃一下，此时鹤管的形式更多的需要考虑室外防冻防凝方面的问题。悬臂式鹤管、大鹤管式鹤管和桁架式鹤管在北方均有设置，单从保温效果和装车操作性考虑，悬臂式鹤管保温性能更好一些。
（4）PLC批量装车系统较单鹤位计量装车，可以更加智能，节省现场流量计空间，但也存在一些不足，单鹤位装车空间可以更好的节约现场装车时间，尤其是针对大批量火车现场装车时（大于25台），单鹤管装车节省了车型录入、PLC与实际参数比对等步骤的时间、人工检尺测量等时间，但也存在缺陷，存在流量计拆卸检定工程量大、流量计标定繁琐、设备设施维修频次较高等弱点，从减少现场工作量方面考虑，PLC批量装车相较单鹤管计量装车存在节省施工成本，降低泄漏和施工风险等方面的优势。
参考文献
1燕莎，张强定量装车系统在沥青火车栈桥的应用[J]电子设计工程，2012，20(21)：88～90
2陈丽，薛海鸿等．基于PLC的火车定量装车控制统[J]．化工自动化及仪表，2010，37(11)
作者简介：刘乃铭，男，1986年出生，沈阳工业大学本科毕业，现在中国石油锦西石化公司成品车间工作，曾从事催化裂化FCC、烟气脱硫WGS、烟气脱硝SCR等装置的工艺管理工作。论文曾多次获得省市自然科学学术成果奖。