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国内储油罐清洗技术进展

2019-11-22 09:29:59浏览:14 来源:清洗联盟   

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国内储油罐清洗技术进展

摘要:我国油罐清洗技术主要有人工清洗法、机械清洗法和目前正在开发利用的改进的机械清洗技术。随着大型油罐的建设和对清洗效率的要求,人工清罐已经逐渐被淘汰,机械清洗技术得到广泛应用,但仍需不断改进。

关键词:油罐机械清洗

根据国家规定,储罐大修间隔期限为5~7年,并且在检修或更换油品之前必须清洗。因此,在储罐运行5~7年后,需要对沉积在罐底的油泥进行彻底清理和回收,并将接触油泥的罐内壁清洗干净[1]

1、国内油罐清洗技术的发展

我国油罐清洗技术主要有人工清洗法、机械清洗法和目前正在开发利用的改进的机械清洗技术。

1.1传统的人工清罐方法

传统的人工清罐方法为蒸汽蒸罐清洗[2]。将罐内油品液位降至最低后,关闭进出油阀门或加盲板,之后通蒸汽蒸罐。蒸罐后冷却,待罐内油气浓度达标后,工人进罐挖出淤渣并将罐彻底擦干净。之后发展起来的热水或热油循环清洗储罐大大降低了劳动强度,但仍需人工挖出剩下的淤渣。人工清罐作业中,容易产生人员的油气中毒或者油气着火、爆炸事故,对人的健康和生命安全带来极大的威胁。同时,人工清罐的效率低下,清洗效果较差,环境污染和资源浪费严重,不符合环境和发展的客观要求,逐渐被淘汰。

1.2机械清洗技术

20世纪90年代,国内开始引进储油罐机械清洗技术,主要清洗1~15的原油储罐,如COWS储罐清洗技术。COWS(CrudeOilWashingSystem)是由日本大凤工业株式会研制的一种油罐机械清洗技术。该技术利用从油罐中抽取出来的同种油品通过喷射系统清洗罐内的油层和油渣,并全部回收罐底的油品,整个过程封闭式进行,不会改变油品质量。该技术经过了黄岛油库[3]、中海油湛江分公司涠洲终端厂、吐哈油库、华德石化等外浮顶原油储罐清洗应用的成功检验,取得了良好的效果,目前已得到广泛推广应用。

COWS设备主要由回收系统、清洗系统、喷枪、气体监测系统、惰性气体供给系统等组成。清洗工艺流程为:首先用惰性气体,一般为氮气,填充油罐,以防清洗枪喷射作业时产生静电引起罐内混合气体爆炸;然后进行同种油品清洗,清洗出来的油品需要抽送到过滤器过滤,之后加压升温后再由喷射系统喷出,冲洗油罐内残渣,不断循环清洗;当罐内油品基本回收后,需要进行添加清洗剂的温水清洗,之后对油水混合液进行分离回收和循环利用。清洗过程中要注意控制氧气浓度、清洗机的布置及安装深度、每个工序的开始与结束、抽吸口液位高度等。罐群清洗作业时,除常规清洗设备,还可能需要配备柴油发电机组、水处理系统及蒸汽锅炉等[1]。为了达到预定的喷射清洗压力,输油配管的长度不能过长,因此罐群清洗时更需注重管线的合理布置,减少设备和配管拆装次数,提高清洗效率。对于高凝点原油(凝点在-50~39℃),清洗时,需要用热水或蒸汽对刚停止工作喷枪连接的支配管内的积油及时进行扫线处理,防止凝固堵管。若发生过滤器堵塞,需要立即停泵清洗滤网,停车时间较长时,要通入蒸汽对清洗管线进行扫线。施工前一定要科学设计配管安装路线,预留吹扫口和切换阀门。

COWS储罐清洗技术具有周期短、安全环保、清洗效果好、原油回收率高等优点,大大提高了经济效益和社会效益,减少了资源浪费,符合HSE管理体系要求。但设备投资较大,占用场地大,准备和收尾工作量大,对专业技能要求高。

另外,还有高压射流清洗、喷丸清洗、浸没式喷射清罐器等机械清洗方式,但清洗效果都不是很理想,并未广泛使用。

1.3不断改进的机械清洗技术

经过十多年的发展,机械清洗逐渐应用普遍,但也暴露出许多不足之处,如油泥检测困难、撇油工艺落后、清洗机及喷头装置不够完善、大型储罐清洗及内浮顶罐清洗存在技术难题、清洗后开孔通风阶段外逸废气污染环境等等,制约着清洗施工的效率、适用范围及环境保护。

结合国外先进技术及我们多年的经验,可以对这些方面尝试进行改进及完善。

方舟等[9]利用Fluent软件,模拟研究了含中心体式喷嘴在大型储罐清洗中的清洗效果,结果显示,含中心体式的喷嘴能更好地解决圆柱形喷嘴清洗过程中射流发散严重、有效靶距过短、清洗效果差等问题。

高易等[10]总结得出将声纳探测法、新型密闭撇油装置、新型清洗机及喷头等应用于机械清洗,能够更好地解决储罐实际清洗过程中的问题。

黄崇林等[11]对机械清洗装置进行了国产化设计改造:采用国产ZA150-3000泵代替型号为1FWM150×100的日本进口回收泵和清洗泵;将卧式U形管换热器改造为立式螺旋板换热器;对原有的气体分析仪移动到清洗装置内,且增加了测量探头;SKH562真空泵替代原有的日本SKH562R水环真空泵;开发了国产型清洗机替代原有AMK76清洗机,使喷嘴实现360°立体喷射;采用星三角启动替代原有的直接启动等。通过这些方面的国产化改造,使装置更适合于我国石油储罐的清洗作业,提高了清洗效率,更加节能环保。

申晓黎[7]COWS清洗施工过程中的地面装置、工艺处理方案、清洗机在单盘上的位置布置、同种油清洗工程、温水清洗工程、防爆措施选择方面等存在的问题进行了解决,优化了工艺方案,并成功应用于华德石化大型储油罐的清洗作业,在确保安全的前提下,提高了清罐效率和质量。

为了安全高效地进行内浮顶罐的清洗,冯杰、*****等[12,13]开始将机械清洗技术应用于国内油田。针对内浮顶罐机械清洗存在的难点及风险开展了各项预防措施,并在清洗结束后,对清洗效果进行了评价,对存在的问题进行分析总结,提出了有效的改进措施。机械清洗在内浮顶罐清洗作业中有望得到广泛应用。

何桂英等[14]针对机械清洗中的废气、废水、废渣及噪声等环境污染问题,提出了相应的处理和改进措施。尤其是针对开孔通风阶段的外逸废气,要有组织收集,经充分燃烧或活性炭净化等无害化处理后再排放。

但上述改进设计能否有效地应用于实际清洗作业,是否适合所有国内油田,或者其中的不足如何弥补,还有待进一步研究。


2、清洗标准

目前大部分罐区都采用机械清洗方式,大大提高了经济性和安全性,但储罐清洗过程中的安全隐患仍不容忽视,需要一项全面规范的标准对储罐清洗作业进行规定,提高安全管理的水平。国内关于储罐清洗的相关标准[15]有:Q/SY165-2006《油罐人工清洗作业安全规程》、SY/T6696-2007《储罐机械清洗作业规范》、SY/T6820-2011《石油储罐的安全进入和清洗》和SY/T5921-2011《立式圆筒形钢制焊接储罐操作维护修理规程》。尽管有至少以上四个规范,但储罐清洗作业规程并非规范越多越好,而是需要全面系统地为清洗作业进行指导和安全规定。但上述规范主要是石*****业标准,执行力有限,且不能涵盖全部问题,相互之间又重复交叉,甚至部分细微处存在矛盾,给清洗作业的安全开展带来很多问题。而国外储罐清洗的标准则较为全面完整,如美国消防协会NFPA326-2010《储油罐和容器的进入、清洗和维修安全防护标准》。NFPA326-2010标准中对清洗人员资质、清洗前安全检查、罐内介质隔离措施、气体检测、气体置换方式、允许作业级别标识、储罐进入、清洗方式等都有细致明确的规定,值得我们借鉴。制定出全面系统的、适合国内油田的储罐清洗标准,加强储罐清洗的安全性管理,迫在眉睫。另外,在惰性气体、二氧化碳、燃油和化学物质移除可燃性蒸汽的适用性等方面,国内还需要加强研究,进一步提升储罐清洗技术。

3、静电的产生及控制

机械清洗较人工清洗更为安全,但仍存在产生静电的安全隐患。在清洗系统中,泵的叶轮与介质、空压机的皮带与皮带轮、喷枪喷嘴处的介质与空气、清洗介质与罐壁或罐底板、介质流经过滤网、介质在管段内流动,不断发生接触与分离,或者高速摩擦,都容易产生大量静电[16]。操作人员也会产生大量静电。如果不加以控制和排放,一旦放电,很容易引发安全事故。因此,对容易产生静电的设备,必须要使用防爆电器设备,而且要设置可靠的接地,人员须穿防静电服,施工时佩戴防静电手套,使用防静电工具,提高安全意识。要综合采取各项静电预防控制措施,从根本上减少静电的产生,并对已产生的静电采取中和、泄放等措施,杜绝安全事故,保证储罐清洗的顺利进行。

4、结论

随着我国大型油罐的建设和对清洗效率的要求,人工清罐已经逐渐被淘汰,机械清洗技术得到广泛应用。但各油田企业需要根据本油田油罐、油品的特点,开发出适合本油田的储罐清洗技术,从而进一步研发出适合我国的模块化、自动化、便捷化和设备国产化的油罐自动清洗技术。

 

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