工業(yè)設計論文發(fā)表罐區(qū)油品蒸發(fā)損耗及其控制
摘要：本文提出了油品蒸發(fā)損耗的危害，闡述了油品在儲運過程中蒸發(fā)損耗的幾種形式及影響因素，介紹了幾種油品蒸發(fā)損耗的測量方法及相應的計算公式。提出了降低罐區(qū)油品蒸發(fā)損耗的幾種措施。
關鍵詞：油品蒸發(fā),損耗,測量方法,措施
一、油品蒸發(fā)的危害
油品在儲運過程中，始終存在著油品損耗問題。油品儲運系統(tǒng)損耗量約占加工量的0.3%—0.5%，其中各種儲罐蒸發(fā)損耗量占總損耗量的70%—75%。蒸發(fā)損耗不僅造成嚴重的經濟損失，污染環(huán)境，使油品質量下降，更嚴重的是增加了罐區(qū)發(fā)生火災的危險性。因此，有效降低油品的蒸發(fā)損耗，一直是油品儲運專業(yè)需要研究和解決的重要課題之一。
二、油品蒸發(fā)損耗的分類及影響因素
油品的蒸發(fā)損耗和油品的物性、油品儲存溫度、液面面積、油面壓力、儲罐容積大小、氣體空間大小、作業(yè)環(huán)境和管理水平等因素有關。油品的蒸發(fā)損耗分為：自然通風損耗、“小呼吸”損耗、“大呼吸”損耗3種。
（一）自然通風損耗：
自然通風損耗主要是由于儲罐罐頂不嚴密或有孔眼造成的，如果容器頂部有孔眼，且兩個孔眼間存在高差，由于混合氣密度比空氣大，致使在罐內引起自然對流。在外界有風的情況下，由于容器周圍壓力分布不均勻，迎面風壓力高，背面風壓力低，自然通風損耗將更加嚴重。
自然通風損耗多發(fā)生在容器破損，頂板腐蝕，消防系統(tǒng)泡沫室玻璃破損，呼吸閥未安裝閥盤，液壓閥未安裝油封或油封被吹掉，量油孔、采光孔漏氣等情況下。因此，對于一般容器來說，只要加強管理，及時維修，提高設備完好率，自然通風損耗是可以降低到最小限度。
�。ǘ�“小呼吸”損耗：
油罐未進行收發(fā)油作業(yè)時，油面處于靜止狀態(tài)，白天因太陽輻射使油品溫度升高，引起罐內上部空間混合氣體膨脹和油面蒸發(fā)加劇，從而使混合氣體的壓力增加。當罐內壓力超過呼吸閥的控制壓力時，油蒸氣隨著混合氣體通過呼吸閥呼出罐外。夜晚氣溫下降使罐內氣體收縮，油氣凝結，罐內壓力隨之下降，當壓力降到呼吸閥允許真空值時，空氣進入罐內，使氣體空間的油氣濃度降低，又為溫度升高后油氣蒸發(fā)創(chuàng)造條件。這樣反復循環(huán)，就形成了油罐的小呼吸損失。這種在油罐靜止儲油時，由于罐內氣體空間溫度和油氣濃度的晝夜變化而引起的損耗稱為油罐的“小呼吸”損耗。在油品蒸發(fā)損耗中，“小呼吸”損失約占10％。影響儲罐“小呼吸”損耗的因素主要有：油品物性;晝夜溫差變化；油品儲存溫度；儲罐容積大��；氣體空間大小等有關。
�。ㄈ�“大呼吸”損耗：
油罐收油時，隨著油面上升，氣體空間的混合氣體受到壓縮，壓力不斷升高，當罐內混合氣體的壓力上升到呼吸閥的控制壓力時，壓力閥盤打開，呼出混合氣體。油罐發(fā)油時，隨著油面下降，氣體空間壓力降低，當氣體空間壓力降至呼吸閥的控制真空度時，真空閥盤打開，吸入空氣。吸入的空氣沖淡了罐內混合氣的濃度，加速油品的蒸發(fā)，因而發(fā)油結束后，隨著蒸發(fā)的繼續(xù)進行，罐內氣體空間壓力迅速回升，直至打開壓力閥盤，呼出混合氣。這種油品收發(fā)作業(yè)中由于液面高度變化而造成的油品損耗稱為動液面損耗，又稱為“大呼吸”損耗。影響儲罐“大呼吸”損耗的因素主要有：油品物性；油罐周轉次數；收發(fā)油速度；罐內壓力等級。
三、油品蒸發(fā)損耗的測量
�。ㄒ唬┝坑头�
量油法是通過測量儲罐內油品的液面高度、油品的密度和溫度，利用油罐容積表，計算靜止儲存前后油品的數量，并以此作為油品靜止儲存損耗（量油法只能用來測量損耗率不小于0.6%的陣法損耗）。
—儲油過程中的蒸發(fā)損耗量,kg;
F1—開始時儲油罐的橫截面積,m2;
F2—一段時間后儲油罐的橫截面積,m2;
H1—儲油開始時的油品液位,m;
H2—儲油一段時間后的油品液位,m;
ρ1—儲油開始時油品的密度，kg/m3；
ρ2—儲油一段時間后油品的密度，kg/m3；
（二）體積—濃度法
體積—濃度法是用氣體流量計測出容器呼出的混合器體積（V），再用氣體分析儀測出呼出混合氣的油氣濃度（C），從而計算出油品的蒸發(fā)損耗量。
—儲油過程中的蒸發(fā)損耗量,kg;
Vh—容器呼出混合氣的體積；m3；
Cy—呼出混合氣的平均油氣濃度；
ρy—油蒸汽平均密度，kg/m3；
四、油品蒸發(fā)損耗的計算
�。ㄒ唬┳匀煌L造成的油品損耗計算公式為：
—油品自然通風損耗量,kg/d;
Q—混合氣體溢出量，m3/s;
ρZ—油蒸汽的密度，kg/m3
μ—通風孔氣體流量校正系數；
f—通風孔面積；
H—兩孔間的垂直距離,m;
ρh—混合氣體的密度,kg/m3;
ρk—空氣的密度,kg/m3;
g—重力加速度,m/s2。
（二）“小呼吸”造成油品損耗的經驗公式（API）
Ly＝0.024K1K2(
五、降低油品蒸發(fā)損耗的措施
�。ㄒ唬┖侠聿捎脙雀№斢凸�
浮盤漂浮在油罐的液面上，隨液面的升降而升降，由于浮盤與液面之間基本無氣體空間存在，即浮盤將液面與空氣隔開，液面的蒸發(fā)表面減小，油品蒸發(fā)量也就相應減少。故利用浮盤可以大幅度減少油品的蒸發(fā)損耗。浮頂罐多用于原油和高揮發(fā)性油品的存儲，它兼有固定頂罐和浮頂油罐的優(yōu)點，即能降低蒸發(fā)損耗，又能防止雨雪沙塵侵入。
�。ǘ﹥�(yōu)化操作方式
盡量將油品集中儲存，避免多個儲罐同時進行操作，這樣可以減少氣體空間的總體積。油罐的量油檢尺作業(yè)盡可能在清晨和傍晚進行。因為這時候沒有溫度急劇升降，且有關內外的溫度和壓力基本接近，打開量油孔不會有嚴重的呼吸現象。盡量在降溫時收油，油罐內氣體收縮，蒸汽分子凝結加快，這樣液面上升時從油罐內排出的氣體體積將小于進油體積，損耗將減小。在發(fā)油操作中，作業(yè)應進行的慢些，這樣可使罐內氣體濃度下降較為緩慢，以避免或減少發(fā)油結束后出現的回逆呼出損耗。
�。ㄈ┙档凸迌葰怏w溫度
1、不斷的對儲罐進行淋水降溫，讓冷卻水蒸發(fā)帶走罐體所吸收的輻射熱。但是在日照的白天，應保持噴淋狀態(tài)，而不得采取斷續(xù)性的噴淋方法，否則將造成罐內的油溫波動較大，不僅起不到降耗的作用，還可能加劇呼吸損耗問題。
2、正確選擇儲罐罐頂和罐壁涂料的顏色，可以減少儲罐罐體對太陽輻射熱的吸收，有助于降低罐內溫度及其變化，從而減少油品損耗。白色涂料對降低油品損耗最有利，鋁粉漆次之。
3、在罐頂和罐壁上安裝反射隔熱板（如兩層石棉水泥板），或一定厚度的保溫層，以降低罐內氣體溫度的變化，減少呼吸閥損耗。
�。ㄋ模⿵娀芾泶胧�
1、定期檢查油罐的密封狀況,特別是機械呼吸閥、消防泡沫室、量油口及計量裝置等。
2、強化操作人員的技術考核與培訓，提高員工的技術水平和責任心。
3、不斷提升油品罐區(qū)的自動化管理水平，實時跟蹤油罐液位的動態(tài)變化,根據油罐的高度、壓力、溫度等參數的變化,及時采取防止罐內油品的跑、冒、漏等意外情況發(fā)生的措施,降低油品的損耗。
4、做好各項數據的統(tǒng)計工作，及時匯總數據，分析數據，通過報表中的數據及時發(fā)現問題，反映問題，并及早處理問題,減少損耗。
六、結束語
降低油品儲存損耗的工作是一項長期性、復雜性的工程，需要更多的技術型人才支持，全面科學地了解和掌握油品損耗的相關規(guī)律、原因，有針對性地采取防范措施；充分運用計量知識、油品儲運的技術、計算機技術、統(tǒng)計知識等，處理好儲運過程各個環(huán)節(jié)的損耗問題，有針對性地制定和完善各項規(guī)章制度并嚴格執(zhí)行,才能真正降低油品損耗,為企業(yè)創(chuàng)造效益,并減少大氣污染,保護環(huán)境。
[參考文獻]
[1]潘丕武等:石油計量技術基礎,海洋出版社(北京),2001。
[2]中國石油天然氣總公司勞資局編:綜合計量工,石油工業(yè)出版社
(北京),1998。
[3]郭光臣、董文蘭、張志廉：油庫設計與管理，中國石油大學出版社，1990。
[4]壽德章．儲運油料學．山東：石油大學出版社，1994：101。
[5]劉劍鋒;王文娟;馬建偉油品的蒸發(fā)損耗及控制方法2007(04)。
[6]徐文琪油品的蒸發(fā)損耗及降耗措施2004(11)。
[7]譚力文，敬加強，陳其，等.油罐區(qū)降低油品蒸發(fā)損耗工藝研究[J].油氣儲運，2008（4）。
[8]賈東良.油品儲運系統(tǒng)降耗分析[J].環(huán)球市場信息導報，2012（2）。
[9]張闖.淺析油品損耗原因、分類、危害和措施[J].東方企業(yè)文化，2012（11）。
[10]董紅智，孫濱，蘭海云等.油品蒸發(fā)損耗在儲運過程的危害及措施[J].中國新技術新產品，2010（4）。
