欢迎访问本站!
行业头条  >  行业知识  >  加油站油气回收管道,能用镀锌管吗
加油站油气回收管道,能用镀锌管吗
1 小时前   浏览:0   作者:管道

皖北一座民营加油站,去年做二次油气回收改造,四台加油机换了带回收功能的油枪,管线从加油机接到后台的油气处理装置。施工队图省事,回收管线用镀锌管,直径五十毫米,丝口连接,装完用肥皂水试了一遍,没看出漏。

验收的时候出了问题。检测机构测气液比,一台枪一点四,一台零点八,都不在一点零到一点二的范围内。查了两天,到头来在一个丝口上找到原因:用便携式检测仪靠近,读数往上跳,说明负压状态下空气被吸进去了。

油气回收管线是负压管,这一点跟普通输油管完全不同。负压管的泄漏方向是往里吸,外面看不见渗油,只能靠仪器测。这个特性决定了它对管材和接头的要求比正压管更高。

下面把系统、规范、密封、静电、锌层五段讲清。

加油站油气回收负压管线泄漏与锌粉堵塞示意

一、油气回收分三段,压力各不相同

一次回收是卸油时把油罐车里的油气置换回地下油罐,靠的是平衡管,压力接近常压,靠液位变化推动。

二次回收是加油时把汽车油箱里被挤出的油气吸回地下油罐,靠加油机内的真空泵,管线处于负压状态,真空度通常在负二十到负五十千帕之间。

三次回收是把地下油罐里的油气处理达标后排放,或者回收成油,这一段有冷凝、吸附、膜分离几种工艺,压力根据工艺不同。

三段里,二次回收的管线最长、接头最多、工况最复杂。它要求气液比控制在一点零到一点二,也就是每加一升油,回收一点零到一点二升油气。这个比例靠真空泵和管线阻力共同决定,管线一漏,比例就飘。

二、规范对管材怎么要求

GB 50156-2021《汽车加油加气加氢站技术标准》是加油站设计的主规范,对油品管道的材质、连接、敷设、检漏都做了规定。油气回收管道属于油品工艺管道的一部分,材质要求和油品管道一致,通常指明用无缝钢管或者不锈钢管,连接以焊接为主,法兰和螺纹只用在设备接口。

GB 20952-2020《加油站大气污染物排放标准》管的是排放和检测,包括系统密闭性、气液比、油气处理装置排放浓度。这份标准不管你用什么管,只管结果达不达标。

两份文件合起来看,结论是:管材的取向是无缝或者不锈钢,连接方式的取向是焊接。镀锌焊接钢管不在推荐之列,原因有三条,下面分开说。

三、第一条:负压管最怕微漏

正压管漏了,油往外渗,地上有痕迹,看得见。负压管漏了,空气往里吸,外面干干净净,什么痕迹都没有。

吸进去的空气有两个后果。第一个后果是回收效率下降:真空泵抽的是油气和空气的混合物,空气多了,油气的分压就低,冷凝或者吸附的效率跟着掉,气液比就偏离一点零到一点二。

第二个后果更严重:油气和空气混合,可能进入爆炸极限。汽油蒸气的爆炸下限是体积分数百分之一点四,上限百分之七点六。正常回收时管内是过浓油气,氧含量低,不会炸;一旦吸入空气把浓度稀释到爆炸范围,管内就变成了可爆混合气。这时候如果有静电放电或者高温点,就是事故。

螺纹接头是微漏的高发点。生料带在负压下会被吸进管内,密封脂会被油气溶解,丝口的牙型本身不密封,靠填充物。装的时候不漏,运行几个月,压力波动和温度循环让填充物蠕变,缝就开了。

四、第二条:静电,油气的伴生问题

汽油的电导率很低,通常在五十皮西门子每米以下,属于低导电液体。低导电液体的意思是,电荷产生以后不容易消散,会在液面或者管壁上积聚。

油气在管内高速流动、油品在管内冲刷、过滤器处的分离,都会产生静电。GB 13348-2009《液体石油产品静电安全规程》给出的控制思路是:限制流速、管道接地、法兰跨接、避免喷溅装油。

流速的限制,一般按初始流速不超过一米每秒,浸没管口以后可以提到四点五米每秒。油气回收管里走的是气体,流速比液体高,静电产生更明显。

镀锌管在静电这一项上的问题,跟螺纹有关。生料带是绝缘体,缠上以后两段管子的电气连接被切断,等电位被破坏,接头两侧产生电位差,放电就发生在缝隙口。而缝隙口恰好是油气浓度最容易进入爆炸范围的位置。

正确做法是管道全程接地,法兰和螺纹接头做跨接,跨接线用不小于六平方毫米的黄绿线,接头处打磨到见金属。焊接的无缝钢管天然等电位,这一项省事得多。

五、第三条:锌和硫,会生成黑粉

汽油里含有微量硫化物,包括硫化氢、硫醇、硫醚。国六标准把硫含量压到每公斤十毫克以下,但这是总量,具体到某些组分,浓度仍然够跟锌反应。

硫化氢与锌反应生成硫化锌,黑色粉末;硫醇与锌反应生成硫醇锌,白色到浅黄色粉末。两种产物都疏松,附在管壁上不牢固,被气流一吹就脱落。

脱落的粉末去哪儿?顺着负压管走,进真空泵、进阀门、进流量计、进冷凝器。真空泵的旋片间隙只有几十微米,一颗粉末就能卡住;电磁阀的阀芯行程只有几毫米,粉末积在阀座上就关不严;冷凝器的翅片间距几毫米,积粉以后换热效率掉。

现场的表现往往是:系统运行一年,回收效率慢慢下降,拆开真空泵发现内腔一层黑泥,清洗以后恢复,过半年又下降。用户以为是泵的质量问题,其实是管道在掉粉。

同样的问题在含硫天然气、沼气、焦炉煤气上都出现过。沼气管道能用镀锌管吗 里算过一笔账:一百五十克每平方米的锌层,能中和的硫化氢按化学计量算下来只有几十克,管径小的时候,每米管子对应的气体量很少,几个月就把锌层消耗光。

六、乙醇汽油这一层,还得另算

很多地区推广乙醇汽油,E10 里含百分之十的乙醇。乙醇本身对锌的腐蚀不强,但乙醇有亲水性,容易把水分带进油品,形成油水分层。

水层在管底积聚,溶入二氧化碳和微量有机酸,pH 掉到五左右。锌在水层里持续溶解,产物是白色的碱式碳酸锌或者醋酸锌。这个机制跟前面讲过的冷凝水、木材干燥窑是同一类。

乙醇汽油还有一个特点是清洗作用强。老加油站改乙醇汽油,会把油罐和管壁上的沉积物洗下来,这些沉积物进到回收管和真空泵里,堵的概率上升。这个现象在行业里叫清洗效应,改造初期特别明显。

所以乙醇汽油地区的油气回收管线,管材上更倾向于不锈钢,连接上更倾向于焊接,中间少一道丝口就少一个隐患。

七、真要施工,这六步不能省

第一步,管材进场核对。无缝钢管的材质单、炉批号、壁厚实测,不锈钢管还要查材质光谱。镀锌管如果非要用在非关键段,至少确认是热镀锌、锌层达标、壁厚没有负偏差。

第二步,焊接。无缝钢管用氩弧焊打底、手工电弧焊填充盖面,焊缝要探伤或者至少做煤油渗透。镀锌管焊接要把焊缝两侧的锌层磨掉,焊后补锌,镀锌管接法兰,焊完怎么补锌 里的做法可以照搬,但油气管道上补锌层的可靠性要打折扣。

第三步,试压。强度试验按设计压力的一点五倍,气密试验按设计压力,保压二十四小时。负压管还要做真空试验,抽到工作真空度,关阀看压力回升速度。

第四步,惰化。管道投用前用氮气置换,把氧含量降到安全值以下,防止首次通气时形成爆炸性混合气。

第五步,接地。管道全程接地,法兰跨接,接地电阻按防静电不大于一百欧、防雷不大于十欧控制。接地极的位置要避开油罐和管线,别把杂散电流引进来。

第六步,标识。油气回收管要在图上和现场都标清楚,用不同颜色的标识带或者标签,跟油品管、水管区分开。改造项目里最容易出的错是把回收管接到别的地方去。

八、结论和替代方案

油气回收管线,推荐用无缝钢管或者不锈钢管,焊接连接,设备接口处用法兰或者专用卡套。镀锌管不建议用,理由不是锌层不耐汽油,而是三件事:螺纹在负压下微漏,绝缘的生料带破坏等电位,锌与硫化物生成粉末堵下游设备。

成本上,DN50 的镀锌管每米三十元,无缝钢管每米四十五元,三百零四不锈钢管每米一百二十元。一条三十米的管线,差价从四百五十元到两千七百元。相比一次验收不合格的整改费用,这个差价不算什么。

已经装了镀锌管的站,怎么处理?先做密闭性检测,看压降是否超标;再做气液比检测,看是否在一点零到一点二之间。两项都合格,可以继续用,但要每年复检,并且在丝口处加跨接线。任一项不合格,把丝口段改成焊接或者整段更换。

还有一个折中:把镀锌管只用在正压段和常压段,也就是一次回收的平衡管和油罐通气部分,负压的二次回收段用无缝或者不锈钢。这个分段的思路,在可燃气体和腐蚀介质共存的场合很实用,跟 燃气管道能用镀锌管吗 里按压力分段的做法一致。

如果站里正在做油气回收改造,把加油机数量、枪数、管线长度、真空泵参数、油品类型(是否乙醇汽油)整理一下,发到钢管动力。做无缝钢管、不锈钢管和加油站管件的厂能按系统给出管径和连接方案,也能把检漏、接地、标识的配套一起报出来。钢标控公众号里有几份油气回收的管材对照,可以先看看再定。

油气回收管为什么不能用丝口连接?

因为这段管是负压管,漏的方向是往里吸,外面看不见。丝口靠生料带或密封脂填充,运行几个月就蠕变开缝,空气被吸进管内,油气浓度被稀释到爆炸范围,同时气液比偏离一点零到一点二。生料带还是绝缘体,会切断接头两侧的等电位。

镀锌管里的锌层会被汽油腐蚀吗?

汽油本身对锌的作用很弱,问题在汽油里的杂质。硫化物与锌生成硫化锌黑粉或者硫醇锌白粉,粉末脱落后堵真空泵、阀门和冷凝器。乙醇汽油带水,油水分层后水层呈酸性,锌在水层里持续溶解。所以不是汽油腐蚀锌,是杂质在腐蚀锌。

气液比不合格,一定是管道漏吗?

不一定是。气液比偏高,常见原因是真空泵抽力过大、回收管阻力小、油枪密封圈老化;偏低,常见原因是管线漏气、真空泵效率下降、油气管堵塞、油罐背压高。先做系统密闭性检测,压降合格再查泵和枪,别一上来就怀疑管子。

油气回收管的接地怎么做才算到位?

管道全程等电位,法兰和丝口处加跨接线,跨接线截面不小于六平方毫米,接头打磨到见金属再压接。管道两端和每隔一段距离接地,防静电电阻不大于一百欧,防雷接地不大于十欧。接地做完要实测,不能只看装没装。

已经用镀锌管装了,必须全部换掉吗?

看检测结果。系统密闭性和气液比两项都合格,可以继续用,丝口加跨接、每年复检;任一项不合格,把丝口段改成焊接,或者整段换成无缝管。二次回收的负压段是重点,一次回收的平衡管压力接近常压,风险小一些。

数据来源:来自公开网络。

钢管动力,关联公众号:钢标控。

头条号
管道
介绍
行业从业人员
推荐头条