高黏度油品储油罐机械清洗系统

郭俊杰 大庆油田储运销售分公司

高黏度油品储油罐机械清洗系统

郭俊杰 大庆油田储运销售分公司

高黏度油品储油罐机械清洗系统包括正负压抽吸装置、清洗装置、油水分离模块、在线气体检测机构和氮热一体化装置。2012年，采用新研制的机械清洗系统清洗大庆油田采油六厂喇1—2联合站一座10 000 m3拱顶储油罐。储油罐清洗总共用时6 d，满足设计要求。在清洗模式上采用双枪运行，比以往单清洗机运行的清洗效率提高50%以上。

储油罐；高黏度油品；人工清洗；机械清洗

传统的储油罐机械清洗系统要求油品具有较好的流动性，而在实际生产中，罐底残余油黏性大，流动性差，采用离心泵直接进行残余油移送时会使移送系统超负荷运转，对泵体及机械密封极易造成损坏。另外，真空抽吸系统的抽吸量无法满足泵输出量，即使经过工艺改造，采用真空系统与离心泵结合的方式也不适宜在油田推广应用。因此，油田迫切需要研制适合高黏度油品移送、体积小、重量轻、配套功能完善、清洗能力强、操作方便的高黏度油品机械清罐系统。

1 系统组成及工作原理

原油储罐机械清洗系统主要包括正负压抽吸移送装置、清洗装置、油水分离模块、在线气体检测装置、氮热一体化装置。

工作原理：首先通过清洗机将具有一定温度、压力和射速的清洗介质喷射到储油罐内壁上，将储油罐内壁附着物击碎、溶解，利用抽吸移送装置将附着物进行回收；然后向储油罐内注入热水，通过油水分离槽反复多次回收储油罐内的油品；在清洗的同时，将惰性气体注入储油罐内，保证储油罐内氧气体积分数始终低于8%的安全界限。

2 系统功能

2.1 正负压抽吸移送装置

正负压抽吸移送装置包括真空泵和空气压缩机。真空泵负责将储油罐内的残余油抽吸至其他储油罐内，空气压缩机负责将容积罐内的油移送出去。由于整个清洗过程中没有油泵参与，只要介质具有一定的流动性就可以移送，因此该装置适用于各种黏度残余油的储油罐，解决了残余油无法移送、泵过载及配件损坏、系统功率过大等问题，回收能力达到40 m3/h。

装置主要包括：2个储油罐（容积为2 m3），承受压力不低于3 MPa；1台真空泵，额定功率不大于15 kW；1个气体压力预存罐（容积为4 m3），承受压力不小于3MPa。正负压抽吸移送装置流程见图1。

2.2 清洗装置

清洗装置的功能是抽取油水分离槽中的热水，经过加压后用清洗机喷射到储油罐内，同时向储油罐中加入热水。用抽吸移送装置抽出油水混合物，送到油水分离槽内，使油和水分离，用收油泵将油移送到其他储油罐。全自动清洗机体积小、重量轻，不需要动力驱动，它的动力来源于清洗液的压力，清洗液压力越大，清洗机打击力越大，清洗范围越大，能够延伸至拱顶罐内，从而能清洗全部储罐内部。在清洗过程中不需要过多调整，可以大大减轻工人的劳动强度。

装置主要包括清洗泵A：功率为75 kW，扬程为80 m，排量为150 m3/h；清洗泵B：功率为45 kW，扬程为50 m，排量为150 m3/h；清洗机喷射装置：电动，无极变速，喷射半径≥15 m，水平旋转360°，倾斜旋转140°，喷射量90 m3/h。

清洗流程：油水混合物—加热—过滤器—泵加压—清洗机—被清洗储油罐—收油泵—其他储油罐。

设单清洗机和双清洗机两种运行方式，每种方式可以选择加热与不加热：①单清洗机加热运行，阀1→阀2→换热器→阀5→过滤器2→泵B；②单清洗机不加热运行，阀1→阀3→过滤器2→泵B；③双清洗机加热运行，过滤器1→泵A→阀6→阀2→换热器→阀5→过滤器2→泵B；④双清洗机不加热运行，过滤器1→泵A→阀6→阀3→过滤器2→泵B。清洗装置流程见图2。

2.3 油水分离模块

油水分离模块包括油水分离槽及移送装置，储存容积为20 m3。采用重力原理对油水进行密闭式自动分离和液位控制；同时安装自动液位控制仪，当液面达到一定高度时，回收泵自动启动，将油品回收至接收油罐。

图1 正负压抽吸移送装置流程

图2 清洗装置流程

2.4 在线气体检测装置

在线气体检测装置的主要功能是对被清洗储油罐内部的氧气和可燃气体进行动态检测。新研制的在线检测系统为多点多路直吸检测运行方式，是以点对面进行数据监测，实时显示罐内各个监测点的监测数值，使清洗作业人员能够充分了解罐内气体浓度情况，确保清罐作业的安全运行；而且对气体抽吸模块进行了创造性的优化设计，简化了结构，解决了测量数据失真问题。

2.5 氮热一体化装置

氮热一体化装置主要包括高效换热器、蒸汽锅炉和锅炉尾气利用装置，为清洗过程提供蒸汽和氮气。该装置在为自身提供所需蒸汽的同时能够产生大量的惰性气体，在大幅度降低清罐成本的同时，实现软化水与烟箱冷却水热能互补利用，节约了大量能源，保证清洗过程安全。在现场不能提供热能的情况下，不仅可以解决清罐所需要的热量，还可以利用尾气解决氮气置换问题。

3 现场应用

2012年，采用新研制的机械清洗系统清洗大庆油田采油六厂喇1—2联合站一座10 000 m3拱顶储油罐。储油罐所存油品为采油六厂所产本地油，凝点为30℃，储油罐底油含聚合物量较多，导致黏度增大，罐壁较脏，液位为1.2 m。

在移送残余油初期，储油罐内的残余油流动性较好，移送速度较快，可移送油108 m3/h。随着残余油黏度的增加，正负压罐动作变慢，移送量为45 m3/h。清洗结束后，储罐壁板、罐顶及底板清洗干净，无附着物，通过回收泵自动将油水分离箱中的油抽走。在气体检测时，未发生冷凝水阻塞现象，各项指标如惰性气体产生量、蒸汽量、蒸汽压力和氧气体积分数等满足要求。储油罐清洗总共用时6 d，而按照储罐机械清洗作业规范规定，清洗储油罐标准时间为15 d，满足设计要求。

利用正负压抽吸移送装置，只要储油罐内的残留液体有流动性，都能将其输送出去。在清洗模式上采用双枪运行，比以往单清洗机运行的清洗效率提高50%以上。在安全保障方面，采用新型气体检测装置，有效防止冷凝水阻塞检测管现象，使气体检测值更真实无误；同时，大大提高了检测点间切换的时间，使操作者在很短的时间内，全面了解罐内气体体积分数分布状况。

（栏目主持樊韶华）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.072