传统储罐机械清洗设备的应用研究

传统储罐机械清洗设备的应用研究

1储罐清洗设备检测经过几年的储存，原油的过程和杂质将积聚在罐底和罐壁，从而减少了罐壁的有效体积，影响了罐壁的效率。同时，原油中的一些成分腐蚀了罐底腐败层的下落，严重时甚至泄漏。因此，石油储备库应定期检查和清除罐内的沉积物。石油储罐的检修周期一般为5~7年[1~3],检修前必须进行清洗。清洗方法分人工清洗、化学清洗、机械清洗等多种方法。目前,国内已普遍采用储罐机械清洗设备进行机械清洗,相对于人工清洗和化学清洗方法,它具有安全、环保和高效的优点。通过这种清洗,油罐内油分基本被除掉,打开检修孔后可以进行最终清扫。但随着国家对人员和设备的安全更加重视,环保要求的进一步提高,传统储罐机械清洗设备清洗工艺的部分环节需要完善和提高,如敞口油水分离装置的手动撇油,有油气,需戴防毒面罩;罐顶上留守人员手动切换清洗机和观察管路泄漏;现场设备运行状况的监视和运行数据的记录,需要专人到每台设备前人工记录,费时费力等。这些操作时间长,环境不够环保和安全,且对人员的体力也是一种考验,因此需要对这些问题进行进一步的改进和完善,从而能更好地满足各种储罐的清洗工程施工要求。2等组成：置等组成储罐机械清洗设备主要由油回收装置、清洗装置、清洗机、制氮机、氧气检测仪和油水分离装置等组成。它的清洗流程(如图1)是利用清洗装置泵出的2种稀油经清洗机加压喷出,射出的同种原油通过油回收装置回收并泵送至指定储罐(如原油供给罐),然后再用热水清洗附着在罐壁的油污,经过油水分离装置分离出原油,达到完全回收原油的目的。3改进的工艺，储存机械清洁设备的制造3.1现有油气管理装置的组成热水清洗流程中,需要用到油水分离装置,它是储罐机械清洗成套设备中的污水处理装置,当油水混合物经过油水分离装置时,由于油与水比重的不同,会自动形成分层现象,利用气动隔膜泵将浮在上层的油污撇出并抽走,留下清洗水作为清洗介质循环利用。目前国内主要采用的油水分离装置是矩形敞口水槽,利用油水密度不同,进行人工撇油,其自动化程度低,人员劳动强度大;同时由于敞口表面积大,有一定的油气挥发,油气中含有可燃气体和硫化氢等有毒有害气体,撇油人员需佩戴防毒面具,不够环保。改进后的油水分离装置由矩形密闭容器、浮油回收系统和液位控制系统、内部气体监测系统组成,能实现含油污水的自动密闭撇油。撇油流程如下:含油污水进入油水分离装置后,液位控制系统开始监测液面,它采用防爆电动浮球液位计来控制液面高低,其压力传感器直接感测液位压力,不受介质起泡、沉积的影响。将水位对压力传感器产生的压力设为控制参数,而该参数对应的水液面低于集油槽上端面15mm,而实际液面的高低随浮油多少的变化而变化,当液面变化时,通过控制调节阀来控制液体的流量,从而使容器内的油水界面在允许的范围内变化,以确保进入集油槽的完全是浮油。当集油槽内油面达到设定液面时,浮油回收系统开始工作,即设置在罐外的防爆电磁阀开启,气动隔膜泵供气管路开通,气动隔膜泵开始运行,浮油在集油槽内经泵被移送至指定地方,当集油槽内油面低于所设定的最低液位时,防爆电磁阀关闭,气动隔膜泵停止工作。2个控制系统的共同作用实现了自动密闭撇油。内部气体监测系统实时监测密闭空间内的可燃气体浓度,如发现气体超标,实时报警并采取充氮稀释保护,并将充氮后的合格气体输送至清洗罐内。改进后的自动密闭撇油油水分离装置,降低了作业成本,减少了人员的劳动强度和对人体的危害,使得该成套设备比国内同类型的传统设备更经济环保,自动化程度更高。3.2清洗管路设置通常在清洗机运行过程中,需要安排一至两名操作人员在罐浮顶上负责清洗机的切换工作,同时监视浮顶上管路的运行情况,防止因管路漏油造成不可预测的危害。目前清洗机切换普遍采用手动方式,即依据事先检尺得到的罐内油泥分布情况确定清洗机的运行编号,每2h切换一次清洗机,打开将要运行的清洗机的支路阀门,关闭清洗结束的清洗机的支路阀门。但清洗时持续向罐内注入99%以上的纯氮气,保持罐内微正压,罐内气体就会从浮顶支腿、呼吸阀、密封等多点向外泄露,如氮浓度略高时,人员会有轻度头痛、恶心、呕吐、幻觉及兴奋症状。此种情况,如发现早,及时呼吸新鲜空气,患者会很快自行恢复。若氮气含量继续增高至空气中氧含量低于18%,人员吸入后不知不觉中就会窒息,稍有不慎就会死亡,因此呆在已落底的浮顶上不安全。同时如果操作人员每次切换完清洗机后都爬到约20m高罐外,对人员体力又是一个很大的考验。根据这种情况,将所有清洗机清洗管路的支路阀门换成了气动控制的阀门,而这些气动阀门的气路通断是由放在罐外的多路分气缸的电控阀门控制的,而这些阀门开关是由控制柜内的PLC自动控制的,只需事先按编号接好电线即可。这样就不需要每次切换清洗机操作人员都爬到罐内浮顶上,节省了人员体力,保证了人身安全。为了保证没有人员在罐内浮顶或罐顶部走廊上时也能观察到罐内浮顶的情况,在罐顶部的走廊上设置了防爆摄像头,俯视罐内一切,做到真正的安全清洗。同时由于不需要安排专门人员切换喷枪,节省了1~2名人员,降低了作业成本。3.3清洗过程监控在传统的清洗过程中,罐内浮顶上需要操作和监视人员,以便切换清洗机和监视管路运行情况;油回收设备处需要工作人员操作真空泵的开关和控制回收泵出口阀门的开度大小,维持真空罐内的液位处于理想的位置;油水分离装置需要人员进行人工撇油及观察液位情况。各个设备之间是相互关联的,需要工作人员采用防爆对讲机进行沟通和联络。采用中央控制室远程监控后,由中央控制系统对清洗设备各环节进行监控,如某一环节出现故障,会自动停止所有相关设备的运行。同时在清洗设备运行时,自动记录清洗数据,如回收泵和清洗泵的流量、压力、电流,油水分离装置的液位、气体浓度,换热器内液体的温度,清洗罐内的氧气和可燃气体浓度等。图2为远程监控清洗过程的管理系统。在传统清洗过程中如果某一环节出现故障,工作人员间未及时沟通,可能会发生不可预测的危险,不利于设备的安全运行,同时浮顶上需长期安排人员监守。而采用远程监控清洗后,数据采集及记录实现自动化,通过设置保护实现异常情况自动停机,亦可通过远程监控发现异常由中央控制室控制紧急停机,避免了因人员长时间作业产生疲劳和松懈带来人为不安全因素,同时大大降低了人员的劳动强度。4清洗效果的改进2012年9月份在吐哈油库18#原油储罐(5万m3浮顶罐)清洗中应用了改进后的设备,并开展了以设备验收和技术培训为目的油罐清洗工程。清洗结束后开孔进罐检查,发现清洗效果与改进前基本一致,仅在罐底板靠近罐壁边周围沉积了少量几乎不含油渍的铁锈、砂泥等废渣。但减少了撇油人员和专门的喷枪操作人员,使得整个工艺的自动化水平得以提高,改进前的设备操作人员每班需要六七人,采用改进后的设备,操作人数减为四五人,节省了人力成本;由于增加了清洗过程的远程监控管理系统,安全性得到进一步的提升。实践证明改进后的储罐机械清洗设备及工艺能保证施工在正常、连续、高效的条件下进行,为油库的正常生产赢得了宝贵的时间,得到业主的好评