自动出油排水装置设计理念与应用实验

1、自动出油排水装置设计理念与应用实验摘要：提出了自动出油排水装置的设计理念；通过对原有收油装置与本设计装置的工艺流程比照分析，验证了此装置设计理念的高效性与环保性及科学性与先进性；通过工业应用实验与统计分析，验证了装置的实用节能性。从而为油田、炼厂、化工厂污水处理或油水储罐系统提供了一种高效、节能、环保的输油设备，该设备可以应用在沉降罐或沉降池中收取油水混合物或两种不溶液体别离后的上层漂浮液体。论文关键词：收油装置,浮子,油水别离,污水处理,储罐目录1.引言 12.自动出油排水装置设计理念 22.1 自动出油排水装置主要结构 22.2 根本设计计算方法 32.3 自动出油排水装置工艺原理 52.

2、4模型展示 62.5动态模拟仿真 73.原有收油工艺流程与新收油工艺流程比照分析 83.1 原有收油工艺流程 83.2自动出油排水工艺流程 83.3自动出油排水装置与原收油装置比照分析 94.自动出油排水装置应用实验节能统计分析 95.结论 11参考文献 11附录 121.引言污水处理是油品生产及储运过程中的一个重要环节。在油品生产及储运过程中，不可防止地会产生大量的含油污水，而对含油污水进行处理，那么既可以保护环境，又满足了油品生产和储运场所的防火防爆的平安要求。污水沉降罐是油水初步别离的主要设备之一，它是将含油污水收集在沉降罐中，然后利用油水密度的不同，通过重力沉降的方式进行油水的初步别离

3、。在处理油水别离过程中，经一、二级沉降，分别有大量的油水别离出，形成浮油。现有污水罐及沉降罐，设有固定收油槽，污水罐工作时收油槽浸没在浮油层里，收油时只要翻开收油阀门就可把油收出来。但是，由于固定收油槽是设置在罐内的一定高度，只有当油高于收油槽时方可收取，低于收油槽时，油无法排除，即收油槽以下油品无法收净，剩余的油将随污水的排放一并排出，给后序的水处理造成了很大的困难。如果污油量大，罐内上层易形成老化油，这对油品的收取存在很大的影响，特别是在冬季温低季节或寒冷地区，罐内的温度较低时，罐内的浮油会形成大量的老化油，无法排出，老化油的厚度会随着温度的降低而逐渐增大，当老化油到达一定厚度时，会将固定

4、收油槽堵死，使其储罐无法正常使用【3】。根据资料及市场调研，目前中国石油行业储罐或沉降池中大局部还在使用固定收油槽收取浮油，有少量使用浮动出油装置，但目前的浮动出油装置在使用过程中误差过大，容易在液外表留有大量的油品而无法排出；在国际市场上，一些周边国家在建罐时，大局部还是采用原有的收油方式。本文论述的设计理念与应用实验成功地解决了目前生产实际中存在的上述问题。即设计了一种自动出油排水装置，安装于罐体或容器内部。在污水罐或沉降罐中采用自动出油排水装置，可以收取罐内任意高度层面上的漂浮液体，可以最大量地收取浮油，不受液位限制，有效地解决了油品排放不及时或排油受液位限制的问题，做到有油即排，对环保

5、、平安起到了一定保证。2.自动出油排水装置设计理念2.1 自动出油排水装置主要结构自动出油排水装置根本结构主要由主浮子、伴热盘、平衡浮子及收油口、回转接头、输油管、限位线、热源管、进热口、出热口等构件组成，并且伴热盘设置在收油口处。当罐内液体液位发生变化时，整体装置在主浮子浮力作用下，绕回转接头上下运动。并且收油图2.1自动出油排水装置主要构件口始终处于油层中收取外表浮油。详见图2.1浮动伴热收油装置主要构件，图2.1(a)反映了储罐内无油水混合液时装置的静平衡状态；图2.1(b)反映了储罐内注入油水混合液时装置的动平衡状态。2.2 根本设计计算方法自动出油排水装置的根本设计计算包括：中部转动

6、点受力, 收油口处平衡浮子浮力, 主浮子浮力, 伴热盘传热面积S及热流体流速。回转接头采用通用产品。设计初始数据为：存储介质及密度，储罐高度，储罐内径，液位工作范围，出油口公称直径，出油口中心距罐底高度。首先将装置处于浮动平衡的状态抽象为图.2的设备结构简图，图2.3的下输油臂AB杆件的受力图，图2.4的上浮动臂受力图。在图2.2中A、B为回转接头部位；在图2.3中，为下输油臂等构件的重力，为下输油臂的重力点距转动部位A的距离，为下输油臂总长。为支撑点B受力。A点为罐底转动支撑点；在图2.4中，为上浮动臂的长度，为上输油臂的重力，为其重力点距转动部位B的距离，为收油口及其伴热盘与附件重力。那么

7、：(1)计算中部转动点受力 =(2)计算收油口处平衡浮子浮力=(-)x/此浮力计算按油水混密度计算，即=gv式中，v为平衡浮子体积(4) 计算伴热盘传热面积及热流体流速：(4.1)根据传热公式：=-，=-式中，为传热系数，/式中，为将油品溶化所需的能量；为油品的比热容，/式中，为热流体质量流量(4.5)如果伴热盘面积一定，可根据调节热流体流量进行凝固油溶化，计算流量：根据能量守恒定律得：= ，C-= -2.3 自动出油排水装置工艺原理根据液体阿基米德浮力原理，当罐内充有油水混合液体时，整体装置受浮子的浮力作用，绕回转接头作上下运动。并且收油口始终浸在油层中收取外表浮油，通过回转接头、输油管、出

8、油管排出罐外。其工艺原理如图2.5所示：图2.5自动出油排水装置工艺原理图3.1固定收油槽污水处理收油工艺流程示意图3.2自动出油排水工艺流程自动出油排水装置工艺流程：该装置安装于储罐内部，当罐内液体液位发生变化时，整体装置受主浮子的浮力作用下而绕回转接头做上下运动，并且收油口始终浸在别离后的油层中。收取外表浮油通过回转接头、输油管、出油管排出罐外。当温度下降出现老化油形成时，可由本装置的伴热系统对其加热，将凝固油层溶化成液态再次收取。其污水处理收油工艺流程示意图如图3.2所示。图3.2自动出油排水装置污水处理收油工艺流程示意图3.3自动出油排水装置与原收油装置比照分析合计合计节省清水费2.2

9、5300026，400.005670节省无效注水费3.55节省热能3.0以上三项合计8.8元/m3，每年节省供水供热费用约合人民币5670万元。充分表达了节能型设计理念。图4.1为自动出油排水装置在储罐内安装现场；图4.2为装置中的平衡浮子及收油口；图4.3为工业应用实验中的主浮子与平衡浮子；图4.4为工业应用实验中平衡浮子收油一角。图4.1 自动出油排水装置在储罐内安装现场 图4.2装置中的平衡浮子及收油口图4.3工业实验中的主浮子与平衡浮子 图4.4工业实验中平衡浮子收油一角5.结论:本文论述的自动出油排水装置设计理念以及对工艺流程比分析和工业应用实验，验证了新装置的合理性和有效性。该装置可随液位的变化而上下浮动，不受液体液位限制，随时收油；