裝車系統運行瓶頸問題分析與創新改造

張文彬，于義保

（中國石油吉林石化公司煉油廠，吉林吉林 132021；2.中糧生化能源（公主嶺）有限公司，吉林公主嶺 136100）

0 前言

火車大鶴管裝車是大型石化企業應用的一項技術，有自動化水平高、便于集中控制、裝車精度和效率高、工人勞動強度低等特點。但是，由于大鶴管設備成本高、技術要求高，控制系統的穩定性和控制精度顯得十分重要。多年來，吉林石化煉油廠不斷改進大鶴管定量裝車技術，突破了裝車過程中的許多技術瓶頸。

1 牽引系統的瓶頸故障及創新改造

1.1 爬車部分

1.1.1 故障原因

爬車部分的常見故障有推輪臂不張開、擋輪掉落、爬車掉道、鶴管不反彈等，原因主要是設備結構不合理、應用技術落后、運行程序復雜等。

（1）爬車推輪臂變形、推輪臂支撐架變形、推輪臂滑道內有雜物以及牽引機構故障：小付車不前行，鋼絲繩磨損或斷裂；尤其到了雨季、冬季，摩擦力較小，導致爬車推輪臂不張開。

（2）牽引機構的牽引力方向與爬車軌道中心線不同軸，導致爬車受力偏移。如：減速機、鏈輪、張緊輪不在爬車軌道的中心線上；拖輪與爬車軌道的中心線不垂直，導致鏈條運行偏移；2個推輪臂張開的角度不同；推輪、走輪的大小、結構或磨損的程度不一樣；爬車2個小軌道的水平度、垂直度不一樣。

（3）爬車經常掉道的原因有：擋輪掉下導致爬車側滑、掉道；爬車推輪臂沒有完全張開，推輪臂支撐到火車輪上而掉道；軌道局部變形，兩軌道之間的距離變大；爬車走輪及支撐架結構不合理。

1.1.2 解決措施

（1）更換變形的推輪臂、推輪臂支撐架；在推輪臂和推輪臂支撐架之間經常加注潤滑脂，這樣不僅減少了摩擦，而且在冬季雪水落到爬車上不會結冰、砂子等雜物也不容易把推輪臂掩死；增加推輪臂和推輪臂支撐架之間的間隙；在推輪臂和推輪臂支撐架之間加銅墊減少接觸面積；經常更換磨損的鋼絲繩或及時調整鋼絲繩的松緊度，增設走輪止動調節器來增大摩擦。

（2）調整減速機、鏈輪、張緊輪的位置，使它們在爬車軌道的中心線上（圖1）；調整拖輪位置，使拖輪與爬車軌道的中心線垂直；調整推輪臂支撐架的位置，使推輪臂張開角度相同；經常更換推輪、走輪，使大小、結構一樣；及時更換變形的小軌道，調整爬車2個小軌道的水平度、垂直度（圖 2）。

（3）改變爬車走輪支撐架結構，擋輪外移并且2個擋輪的間距大于2個走輪間距2 mm，這樣銅擋輪先接觸小軌道，減少走輪與小軌道之間的摩擦，防止產生火花。擋輪外移后容易觀察擋輪的運行情況而且結構改變后很難掉落，這樣爬車就不容易掉道；改變走輪支撐架結構，把走輪兩側加上10 mm的沿，這樣即使擋輪掉落爬車也不會掉道（圖3）經過對推輪臂和推輪臂支撐架的改造，推輪臂很少不張開，爬車也很少掉道（圖4）。

圖1 走輪止動調節器示意

圖2 新型可調節鏈輪支架

圖3 新型爬車走輪、擋輪

1.1.3 改造后運行情況和經濟效益

改造后爬車經過一個冬季的運行沒有發生過掉道和推輪臂不張開的情況，經濟效益明顯：改造前每月要更換擋輪20多個，每個擋輪800多元；改造后每年更換不到10個，每年可節約費用近20萬元，維護工作量大幅下降。

圖4 新型推輪臂

1.2 牽引系統潤滑部分

減速機、鏈輪、張緊輪、傳動鏈條、大齒輪等以前沒有使用防凍型潤滑油（脂）到了冬季易變質，影響設備使用壽命。研究后決定更換油脂牌號，保證設備冬季潤滑。同時對傳動軸進行了優化，利于油膜形成，提高設備潤滑性能。這樣，在不拆卸設備的情況下，就可以通過加注潤滑脂或用油槽噴射潤滑油的方式來潤滑設備（圖5）。

圖5 新型輪軸

1.3 爬車增設監視系統

改造前，爬車的前進和后退都是由操作工監視，既增加了員工的勞動強度也存在一定安全隱患。在爬車上增設了監視系統后，減少了操作工的工作量，同時也保證了爬車的運行安全（圖6）。

圖6 爬車監視系統

2 鶴管系統的瓶頸問題與創新改造

2.1 輸油管部分

原輸油管為旋轉體式，容易泄漏而且價格很高。后改為金屬軟管式，價格降低了，但是由于軟管支架設計不合理經常發生軟管損壞現象。研究設計出新型支架，解決了支架容易損壞的問題，每年平均節省費用5.5萬元（圖7）。

圖7 自重傳動式密封蓋

2.2 內液壓鶴管部分

內液壓鶴管原先需要觸底反彈才能裝車，由于頻發故障，經常裝不了車。為此，取消反彈，實現連續裝車。采用磁通量的微弱變化，經信號放大器，濾波電路來實現鶴管位置取樣點。大鶴管反彈消除控制方案主要由電源濾波器、活塞到位電磁傳感器、信號轉換模塊、PLC輸入輸出模塊、液壓泄壓閥控制模塊組成。當大鶴管下降到罐車設定的底部位置時，活塞到電磁位置傳感器，檢測到活塞到位的磁通變化信號，經電源濾波器—信號放大轉換器—PLC判斷輸出信號—液壓泄流閥打開—液壓系統泄壓，大鶴管到達一個指定的加油位置停止。

2.3 液位報警部分

液位報警采用過很多型式，有電容式、外嵌光纖式等，效果都不理想。現在改為內嵌光纖式：內置（探頭設定在升降管內部，不易受外界影響）江纖傳感液位監控儀，每套光纖配置了4個檢測點，同時升降管外部增設了平壓管，使平壓管內液面與油罐車液面在同一水平而，確保每種型號油罐車液面準確，并將信號準確發送到控制室。

2.4 靜電接地部分

靜電接地原先采用過破漆式、磁吸附式、聲光報警式，都沒有從根本上解決不懸掛靜電接地就不能裝車的問題。現在采用多回路靜電接地報警器，不懸掛靜電接地系統裝車閥門就打不開，防止由靜電產生的著火爆炸事故，保證了裝車安全。

2.5 汽油裝車實現了油氣回收

采用膜法回收技術對汽油裝車進行油氣回收（圖8）。密閉裝車避免了油氣污染環境，避免了油氣聚集引起爆炸。每年回收油氣大約800多萬元。

3 結束語

除了上述改進之外，還對其他裝置進行了優化，如汽油裝車閥門密封形式，由氟橡膠密封、硬密封等改用電液閥；密封蓋由原先的液壓傳動方式改為自重傳動式，實現了密閉裝車及長期穩定運行。通過改造，保證了油品裝車及時、安全環保、平穩高效、長周期運行，實現了裝車本質安全。

圖8 膜回收裝置

［1］張長花，翟秀艷，張國慶，等.火車裝車大鶴管控制系統［J］.中國化工貿易，2011（8）：172-175.

［2］王曉嶺.大鶴管裝車在石化公司應用［J］.內蒙古科技與經濟，2011（15）：73-74.

［3］喬海霞.洛陽石化外液壓大鶴管裝車油氣回收系統改造［J］.石油化工安全環保技術，2009，25（3）：18-19.