具有自动灭火功能的自适应浮盘密封圈的制作方法

本发明涉及一种具有自动灭火功能的自适应浮盘密封圈。

背景技术：

当前浮顶储罐因密封圈处存在油气泄漏，遇到雷击、明火后易发生闪爆事故，形成密封圈火灾。

当前的密封圈多数采用软密封，少数采用充液密封。许多储罐在运行几年后，罐壁因罐基础沉降往往发生不规则变形，导致储罐圆度大大降低。罐壁变形后，浮盘密封装置与罐壁之间出现缝隙，导致浮盘密封圈密封不严，造成油气泄漏，形成可燃气。发生闪爆事故后，密封圈被烧毁，形成局部或整体密封圈火灾。

本专利旨在提高一次密封与二次密封的密封性能，减少或消除油气泄漏，消除密封圈雷击起火事故隐患，实现浮盘密封圈的本质安全。

杨扬等在《大型储油罐一次机械密封改造的安全效果》(《安全健康与环境》期刊，2009年第9卷第10期，第45-48页)中介绍到当前一次机械密封结构存在缺陷，在储罐运行中存在密封不严的情况，导致密封圈内油气浓度较高，在2006年至2007年三次发生密封圈燃爆事故。主要原因是一次密封因罐壁变形、弹性降低等原因导致密封不严，使得储罐一次密封与二次密封之间存在大量可燃气，其油气浓度处于爆炸范围之内，遇到雷击等点火源时发生爆炸火灾事故。

偶国富等在《大型双排浮顶原因储罐密封泄漏损耗分析》(《油气储运》期刊，2008年第27卷第6期，第58-61页)中分析了浮顶密封装置结构特征，指出由于储罐沉降变形、施工精度、罐壁内表面质量等因素造成储罐的一次与二次密封之间存在油气，损耗严重，存在燃爆风险，主要原因是软密封的填充材料运行一段时间后因受罐壁变形挤压导致变形，软密封与罐壁间存在缝隙，无法密封油面油气。

张晓东等在《浮顶油罐的密封及密封装置》(《石油化工设备技术》期刊2001，22(2)11-13页)介绍了当前浮盘密封圈的结构特点，其成为浮顶储罐油气损耗、污染及引发火灾的主要途径。其提出了弹性填充密封、唇型密封等方式，在一定程度上提高了密封效果，但是在储罐变形、地基下沉等情况仍然不能解决储罐有效密封问题，而且不具备自动灭火功能，无法在第一时间实施灭火。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是现有技术中油气泄漏而导致的安全性较差的问题，提供一种新的具有自动灭火功能的自适应浮盘密封圈，具有安全性较好的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种具有自动灭火功能的自适应浮盘密封圈，包括一次密封与挡雨板，一次密封是由金属靴板、靴板支撑板、靴板支撑轴、配重液囊、泡沫预混液、油气隔膜组成。

上述技术方案中，优选地，一次密封的金属靴板紧贴油罐壁面，金属靴板上半部分设靴板支撑板，靴板与支撑板之间采用插销式连接，支撑板的另一端固定在浮仓边缘上部，其之间采用插销式连接。

上述技术方案中，优选地，靴板与支撑板的上部设置配重液囊，该液囊内注入泡沫预混液体，靴板在液囊的重力作用下紧贴油罐壁面，到达密封作用。

上述技术方案中，优选地，金属靴板的下半部分设靴板支撑轴，支撑轴的另一端固定在浮盘边缘下部，其与浮仓采用插销式连接。

上述技术方案中，优选地，油气隔膜将油气隔离在膜下部空间。

上述技术方案中，优选地，浮仓边缘上部通过插销方式固定挡雨板，挡雨板上部搭接在金属靴板边缘下部，金属靴板上部边缘高于挡雨板上部边缘。

上述技术方案中，优选地，油气隔膜的固定方式为油气隔膜顶部固定在浮仓上部，下部固定在靴板支撑板下部。

上述技术方案中，优选地，泡沫预混液体为水成膜泡沫液或氟蛋白泡沫液。

采用本发明的方法，无论罐壁变形程度有多大，该一次密封装置均可完全适应所有罐壁，保证一次密封装置与罐壁紧密贴合，消除了一次密封与罐壁之间的油气空间。即使密封圈发生爆炸后，其液囊内流出的泡沫混合液可起到灭火和控火的作用，降低火灾风险，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1浮盘密封装置组成示意图。

图2油气隔膜固定方式示意图。

图1、图2中，1金属靴板2配置液囊3挡雨板4靴板支撑板5油气隔膜6靴板支撑轴7浮仓8螺栓9橡胶压条。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

以10万m³浮顶储罐为例说明该浮盘密封装置的实施方式。

如图1、图2所示，该浮顶储罐的浮仓边缘高度1200mm，浮仓与罐壁平均间距取250mm，考虑到罐壁变形，设罐壁与浮仓的最大间隙达400mm，则最小间隙为100mm。

靴板的高度取1800mm，单块靴板的宽度取2000mm，靴板厚度去取4mm，碳钢材质。

先在浮盘侧面边缘焊接插销孔，相邻插销孔间距1000mm，插销孔距离浮仓底部边缘500mm，靴板支撑轴长度取700mm，再在浮盘边缘上部安装插销孔，相邻插销孔间距1000mm，靴板支撑板的宽度取700mm，长度取2000mm，厚度取4mm。油气隔膜采用丁氰橡胶，厚度取2mm，宽度取600mm，长度取2000mm。

先将靴板临时固定在罐壁内侧，在浮盘边缘安装靴板支撑轴，将该支撑轴与靴板连接后，将油气隔膜的上部用橡胶压条和螺栓固定在浮盘边缘，保证油气隔膜与浮盘边缘密封。油气隔膜另一端固定在靴板上，采用橡胶压条和螺栓将其固定在靴板上。然后再将靴板支撑板依次安装在靴板和浮盘边缘顶部。液囊采用丁氰橡胶材质，壁厚3mm，每段液囊长度2000mm，直径300mm，每段液囊顶部设一个注液孔。向该液囊内注入耐低温预混型泡沫混合液，混合液体积为液囊标准体积的50％，注液后将液囊注液孔阀门关闭，将液囊平放在在支撑板上。最后将挡雨板底部固定在浮盘边缘顶部，上部搭接在金属靴板上，完成密封装置的安装。金属靴板在液囊重力作用下，将金属靴板紧贴在罐壁上，实现密封。罐内储存轻质原油，运行6个月后，每日检测2次密封圈内油气浓度，持续监测30天。检测结果显示，油气隔膜上部空间的油气浓度在0-0.05％范围内，即使在罐壁变形的区域，其密封圈内油气浓度也在0-0.05％范围内，说明该密封装置可完全适应罐壁变形，保持持久的良好密封。

若密封圈底部发生闪爆，则靴板支撑板将被破坏，造成液囊破裂，液囊内的泡沫混合液将流出，在冲击作用下，进行初步发泡，形成泡沫层覆盖在着火液面上，完成灭火或火灾抑制。

该储罐区另外一个与本储罐完全相同的储罐，其在发生雷击起火事故后，仍然安装了常规使用的软密封装置及二次密封装置，所储存的油品也是轻质原油。运行6个月后，每日检测2次密封圈内油气浓度，持续监测30天。检测结果显示，软密封装置与油气隔膜之间的空间内集聚油气浓度范围在3-6％之间，油气浓度较高的区域主要出现在罐壁变形的区域，主要原因是该软密封装置无法适应罐壁变形严重的区域，无法持久的保持良好密封状态。若油气浓度较高的区域发生了因雷击等造成的燃爆事故，密封圈自身不具有自动灭火功能，只能依靠固定式消防系统或其他手段实施灭火。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种具有自动灭火功能的自适应浮盘密封圈，主要解决现有技术中油气泄漏而导致的安全性较差的问题。本发明通过采用一种具有自动灭火功能的自适应浮盘密封圈，包括一次密封与挡雨板，一次密封是由金属靴板、靴板支撑板、靴板支撑轴、配重液囊、泡沫预混液、油气隔膜组成的技术方案较好地解决了上述问题，可用于浮盘密封中。

技术研发人员：郎需庆;尚祖政;吴京峰;谈龙妹;刘娟;刘全桢
受保护的技术使用者：中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院
技术研发日：2017.10.17
技术公布日：2019.04.23