傳統(tǒng)儲罐機(jī)械清洗設(shè)備的應(yīng)用研究

傳統(tǒng)儲罐機(jī)械清洗設(shè)備的應(yīng)用研究

1儲罐清洗設(shè)備檢測經(jīng)過幾年的儲存，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，原油中的一些成分腐蝕了罐底腐敗層的下落，嚴(yán)重時甚至泄漏。因此，石油儲備庫應(yīng)定期檢查和清除罐內(nèi)的沉積物。石油儲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)已普遍采用儲罐機(jī)械清洗設(shè)備進(jìn)行機(jī)械清洗,相對于人工清洗和化學(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撇油,有油氣,需戴防毒面罩;罐頂上留守人員手動切換清洗機(jī)和觀察管路泄漏;現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行狀況的監(jiān)視和運(yùn)行數(shù)據(jù)的記錄,需要專人到每臺設(shè)備前人工記錄,費(fèi)時費(fèi)力等。這些操作時間長,環(huán)境不夠環(huán)保和安全,且對人員的體力也是一種考驗(yàn),因此需要對這些問題進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善,從而能更好地滿足各種儲罐的清洗工程施工要求。2等組成：置等組成儲罐機(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,由于油與水比重的不同,會自動形成分層現(xiàn)象,利用氣動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,其自動化程度低,人員勞動強(qiáng)度大;同時由于敞口表面積大,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)測系統(tǒng)組成,能實(shí)現(xiàn)含油污水的自動密閉撇油。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)測液面,它采用防爆電動浮球液位計(jì)來控制液面高低,其壓力傳感器直接感測液位壓力,不受介質(zhì)起泡、沉積的影響。將水位對壓力傳感器產(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,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,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,氣動隔膜泵供氣管路開通,氣動隔膜泵開始運(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,防爆電磁閥關(guān)閉,氣動隔膜泵停止工作。2個控制系統(tǒng)的共同作用實(shí)現(xiàn)了自動密閉撇油。內(nèi)部氣體監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時監(jiān)測密閉空間內(nèi)的可燃?xì)怏w濃度,如發(fā)現(xiàn)氣體超標(biāo),實(shí)時報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,減少了人員的勞動強(qiáng)度和對人體的危害,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)測的危害。目前清洗機(jī)切換普遍采用手動方式,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,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,人員會有輕度頭痛、惡心、嘔吐、幻覺及興奮癥狀。此種情況,如發(fā)現(xiàn)早,及時呼吸新鮮空氣,患者會很快自行恢復(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窒息,稍有不慎就會死亡,因此呆在已落底的浮頂上不安全。同時如果操作人員每次切換完清洗機(jī)后都爬到約20m高罐外,對人員體力又是一個很大的考驗(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控制的閥門,而這些氣動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自動控制的,只需事先按編號接好電線即可。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。各個設(shè)備之間是相互關(guān)聯(lián)的,需要工作人員采用防爆對講機(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,會自動停止所有相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行。同時在清洗設(shè)備運(yùn)行時,自動記錄清洗數(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,工作人員間未及時溝通,可能會發(fā)生不可預(yù)測的危險,不利于設(shè)備的安全運(yùn)行,同時浮頂上需長期安排人員監(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)自動化,通過設(shè)置保護(hù)實(shí)現(xiàn)異常情況自動停機(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),避免了因人員長時間作業(yè)產(chǎn)生疲勞和松懈帶來人為不安全因素,同時大大降低了人員的勞動強(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,使得整個工藝的自動化水平得以提高,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)贏得了寶貴的時間,得到業(yè)主的好評