傳統(tǒng)儲(chǔ)罐機(jī)械清洗設(shè)備的應(yīng)用研究

傳統(tǒng)儲(chǔ)罐機(jī)械清洗設(shè)備的應(yīng)用研究

1儲(chǔ)罐清洗設(shè)備檢測(cè)經(jīng)過幾年的儲(chǔ)存，原油的過程和雜質(zhì)將積聚在罐底和罐壁，從而減少了罐壁的有效體積，影響了罐壁的效率。同時(shí)，原油中的一些成分腐蝕了罐底腐敗層的下落，嚴(yán)重時(shí)甚至泄漏。因此，石油儲(chǔ)備庫應(yīng)定期檢查和清除罐內(nèi)的沉積物。石油儲(chǔ)罐的檢修周期一般為5~7年[1~3],檢修前必須進(jìn)行清洗。清洗方法分人工清洗、化學(xué)清洗、機(jī)械清洗等多種方法。目前,國內(nèi)已普遍采用儲(chǔ)罐機(jī)械清洗設(shè)備進(jìn)行機(jī)械清洗,相對(duì)于人工清洗和化學(xué)清洗方法,它具有安全、環(huán)保和高效的優(yōu)點(diǎn)。通過這種清洗,油罐內(nèi)油分基本被除掉,打開檢修孔后可以進(jìn)行最終清掃。但隨著國家對(duì)人員和設(shè)備的安全更加重視,環(huán)保要求的進(jìn)一步提高,傳統(tǒng)儲(chǔ)罐機(jī)械清洗設(shè)備清洗工藝的部分環(huán)節(jié)需要完善和提高,如敞口油水分離裝置的手動(dòng)撇油,有油氣,需戴防毒面罩;罐頂上留守人員手動(dòng)切換清洗機(jī)和觀察管路泄漏;現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)視和運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄,需要專人到每臺(tái)設(shè)備前人工記錄,費(fèi)時(shí)費(fèi)力等。這些操作時(shí)間長(zhǎng),環(huán)境不夠環(huán)保和安全,且對(duì)人員的體力也是一種考驗(yàn),因此需要對(duì)這些問題進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善,從而能更好地滿足各種儲(chǔ)罐的清洗工程施工要求。2等組成：置等組成儲(chǔ)罐機(jī)械清洗設(shè)備主要由油回收裝置、清洗裝置、清洗機(jī)、制氮機(jī)、氧氣檢測(cè)儀和油水分離裝置等組成。它的清洗流程(如圖1)是利用清洗裝置泵出的2種稀油經(jīng)清洗機(jī)加壓噴出,射出的同種原油通過油回收裝置回收并泵送至指定儲(chǔ)罐(如原油供給罐),然后再用熱水清洗附著在罐壁的油污,經(jīng)過油水分離裝置分離出原油,達(dá)到完全回收原油的目的。3改進(jìn)的工藝，儲(chǔ)存機(jī)械清潔設(shè)備的制造3.1現(xiàn)有油氣管理裝置的組成熱水清洗流程中,需要用到油水分離裝置,它是儲(chǔ)罐機(jī)械清洗成套設(shè)備中的污水處理裝置,當(dāng)油水混合物經(jīng)過油水分離裝置時(shí),由于油與水比重的不同,會(huì)自動(dòng)形成分層現(xiàn)象,利用氣動(dòng)隔膜泵將浮在上層的油污撇出并抽走,留下清洗水作為清洗介質(zhì)循環(huán)利用。目前國內(nèi)主要采用的油水分離裝置是矩形敞口水槽,利用油水密度不同,進(jìn)行人工撇油,其自動(dòng)化程度低,人員勞動(dòng)強(qiáng)度大;同時(shí)由于敞口表面積大,有一定的油氣揮發(fā),油氣中含有可燃?xì)怏w和硫化氫等有毒有害氣體,撇油人員需佩戴防毒面具,不夠環(huán)保。改進(jìn)后的油水分離裝置由矩形密閉容器、浮油回收系統(tǒng)和液位控制系統(tǒng)、內(nèi)部氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成,能實(shí)現(xiàn)含油污水的自動(dòng)密閉撇油。撇油流程如下:含油污水進(jìn)入油水分離裝置后,液位控制系統(tǒng)開始監(jiān)測(cè)液面,它采用防爆電動(dòng)浮球液位計(jì)來控制液面高低,其壓力傳感器直接感測(cè)液位壓力,不受介質(zhì)起泡、沉積的影響。將水位對(duì)壓力傳感器產(chǎn)生的壓力設(shè)為控制參數(shù),而該參數(shù)對(duì)應(yīng)的水液面低于集油槽上端面15mm,而實(shí)際液面的高低隨浮油多少的變化而變化,當(dāng)液面變化時(shí),通過控制調(diào)節(jié)閥來控制液體的流量,從而使容器內(nèi)的油水界面在允許的范圍內(nèi)變化,以確保進(jìn)入集油槽的完全是浮油。當(dāng)集油槽內(nèi)油面達(dá)到設(shè)定液面時(shí),浮油回收系統(tǒng)開始工作,即設(shè)置在罐外的防爆電磁閥開啟,氣動(dòng)隔膜泵供氣管路開通,氣動(dòng)隔膜泵開始運(yùn)行,浮油在集油槽內(nèi)經(jīng)泵被移送至指定地方,當(dāng)集油槽內(nèi)油面低于所設(shè)定的最低液位時(shí),防爆電磁閥關(guān)閉,氣動(dòng)隔膜泵停止工作。2個(gè)控制系統(tǒng)的共同作用實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)密閉撇油。內(nèi)部氣體監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)密閉空間內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度,如發(fā)現(xiàn)氣體超標(biāo),實(shí)時(shí)報(bào)警并采取充氮稀釋保護(hù),并將充氮后的合格氣體輸送至清洗罐內(nèi)。改進(jìn)后的自動(dòng)密閉撇油油水分離裝置,降低了作業(yè)成本,減少了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和對(duì)人體的危害,使得該成套設(shè)備比國內(nèi)同類型的傳統(tǒng)設(shè)備更經(jīng)濟(jì)環(huán)保,自動(dòng)化程度更高。3.2清洗管路設(shè)置通常在清洗機(jī)運(yùn)行過程中,需要安排一至兩名操作人員在罐浮頂上負(fù)責(zé)清洗機(jī)的切換工作,同時(shí)監(jiān)視浮頂上管路的運(yùn)行情況,防止因管路漏油造成不可預(yù)測(cè)的危害。目前清洗機(jī)切換普遍采用手動(dòng)方式,即依據(jù)事先檢尺得到的罐內(nèi)油泥分布情況確定清洗機(jī)的運(yùn)行編號(hào),每2h切換一次清洗機(jī),打開將要運(yùn)行的清洗機(jī)的支路閥門,關(guān)閉清洗結(jié)束的清洗機(jī)的支路閥門。但清洗時(shí)持續(xù)向罐內(nèi)注入99%以上的純氮?dú)?保持罐內(nèi)微正壓,罐內(nèi)氣體就會(huì)從浮頂支腿、呼吸閥、密封等多點(diǎn)向外泄露,如氮濃度略高時(shí),人員會(huì)有輕度頭痛、惡心、嘔吐、幻覺及興奮癥狀。此種情況,如發(fā)現(xiàn)早,及時(shí)呼吸新鮮空氣,患者會(huì)很快自行恢復(fù)。若氮?dú)夂坷^續(xù)增高至空氣中氧含量低于18%,人員吸入后不知不覺中就會(huì)窒息,稍有不慎就會(huì)死亡,因此呆在已落底的浮頂上不安全。同時(shí)如果操作人員每次切換完清洗機(jī)后都爬到約20m高罐外,對(duì)人員體力又是一個(gè)很大的考驗(yàn)。根據(jù)這種情況,將所有清洗機(jī)清洗管路的支路閥門換成了氣動(dòng)控制的閥門,而這些氣動(dòng)閥門的氣路通斷是由放在罐外的多路分氣缸的電控閥門控制的,而這些閥門開關(guān)是由控制柜內(nèi)的PLC自動(dòng)控制的,只需事先按編號(hào)接好電線即可。這樣就不需要每次切換清洗機(jī)操作人員都爬到罐內(nèi)浮頂上,節(jié)省了人員體力,保證了人身安全。為了保證沒有人員在罐內(nèi)浮頂或罐頂部走廊上時(shí)也能觀察到罐內(nèi)浮頂?shù)那闆r,在罐頂部的走廊上設(shè)置了防爆攝像頭,俯視罐內(nèi)一切,做到真正的安全清洗。同時(shí)由于不需要安排專門人員切換噴槍,節(jié)省了1~2名人員,降低了作業(yè)成本。3.3清洗過程監(jiān)控在傳統(tǒng)的清洗過程中,罐內(nèi)浮頂上需要操作和監(jiān)視人員,以便切換清洗機(jī)和監(jiān)視管路運(yùn)行情況;油回收設(shè)備處需要工作人員操作真空泵的開關(guān)和控制回收泵出口閥門的開度大小,維持真空罐內(nèi)的液位處于理想的位置;油水分離裝置需要人員進(jìn)行人工撇油及觀察液位情況。各個(gè)設(shè)備之間是相互關(guān)聯(lián)的,需要工作人員采用防爆對(duì)講機(jī)進(jìn)行溝通和聯(lián)絡(luò)。采用中央控制室遠(yuǎn)程監(jiān)控后,由中央控制系統(tǒng)對(duì)清洗設(shè)備各環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)控,如某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障,會(huì)自動(dòng)停止所有相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行。同時(shí)在清洗設(shè)備運(yùn)行時(shí),自動(dòng)記錄清洗數(shù)據(jù),如回收泵和清洗泵的流量、壓力、電流,油水分離裝置的液位、氣體濃度,換熱器內(nèi)液體的溫度,清洗罐內(nèi)的氧氣和可燃?xì)怏w濃度等。圖2為遠(yuǎn)程監(jiān)控清洗過程的管理系統(tǒng)。在傳統(tǒng)清洗過程中如果某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障,工作人員間未及時(shí)溝通,可能會(huì)發(fā)生不可預(yù)測(cè)的危險(xiǎn),不利于設(shè)備的安全運(yùn)行,同時(shí)浮頂上需長(zhǎng)期安排人員監(jiān)守。而采用遠(yuǎn)程監(jiān)控清洗后,數(shù)據(jù)采集及記錄實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,通過設(shè)置保護(hù)實(shí)現(xiàn)異常情況自動(dòng)停機(jī),亦可通過遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)現(xiàn)異常由中央控制室控制緊急停機(jī),避免了因人員長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)產(chǎn)生疲勞和松懈帶來人為不安全因素,同時(shí)大大降低了人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。4清洗效果的改進(jìn)2012年9月份在吐哈油庫18#原油儲(chǔ)罐(5萬m3浮頂罐)清洗中應(yīng)用了改進(jìn)后的設(shè)備,并開展了以設(shè)備驗(yàn)收和技術(shù)培訓(xùn)為目的油罐清洗工程。清洗結(jié)束后開孔進(jìn)罐檢查,發(fā)現(xiàn)清洗效果與改進(jìn)前基本一致,僅在罐底板靠近罐壁邊周圍沉積了少量幾乎不含油漬的鐵銹、砂泥等廢渣。但減少了撇油人員和專門的噴槍操作人員,使得整個(gè)工藝的自動(dòng)化水平得以提高,改進(jìn)前的設(shè)備操作人員每班需要六七人,采用改進(jìn)后的設(shè)備,操作人數(shù)減為四五人,節(jié)省了人力成本;由于增加了清洗過程的遠(yuǎn)程監(jiān)控管理系統(tǒng),安全性得到進(jìn)一步的提升。實(shí)踐證明改進(jìn)后的儲(chǔ)罐機(jī)械清洗設(shè)備及工藝能保證施工在正常、連續(xù)、高效的條件下進(jìn)行,為油庫的正常生產(chǎn)贏得了寶貴的時(shí)間,得到業(yè)主的好評(píng)