郭俊杰 大慶油田儲運銷售分公司

高黏度油品儲油罐機械清洗系統(tǒng)

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高黏度油品儲油罐機械清洗系統(tǒng)包括正負壓抽吸裝置、清洗裝置、油水分離模塊、在線氣體檢測機構(gòu)和氮熱一體化裝置。2012年，采用新研制的機械清洗系統(tǒng)清洗大慶油田采油六廠喇1—2聯(lián)合站一座10 000 m3拱頂儲油罐。儲油罐清洗總共用時6 d，滿足設(shè)計要求。在清洗模式上采用雙槍運行，比以往單清洗機運行的清洗效率提高50%以上。

儲油罐；高黏度油品；人工清洗；機械清洗

傳統(tǒng)的儲油罐機械清洗系統(tǒng)要求油品具有較好的流動性，而在實際生產(chǎn)中，罐底殘余油黏性大，流動性差，采用離心泵直接進行殘余油移送時會使移送系統(tǒng)超負荷運轉(zhuǎn)，對泵體及機械密封極易造成損壞。另外，真空抽吸系統(tǒng)的抽吸量無法滿足泵輸出量，即使經(jīng)過工藝改造，采用真空系統(tǒng)與離心泵結(jié)合的方式也不適宜在油田推廣應用。因此，油田迫切需要研制適合高黏度油品移送、體積小、重量輕、配套功能完善、清洗能力強、操作方便的高黏度油品機械清罐系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

原油儲罐機械清洗系統(tǒng)主要包括正負壓抽吸移送裝置、清洗裝置、油水分離模塊、在線氣體檢測裝置、氮熱一體化裝置。

工作原理：首先通過清洗機將具有一定溫度、壓力和射速的清洗介質(zhì)噴射到儲油罐內(nèi)壁上，將儲油罐內(nèi)壁附著物擊碎、溶解，利用抽吸移送裝置將附著物進行回收；然后向儲油罐內(nèi)注入熱水，通過油水分離槽反復多次回收儲油罐內(nèi)的油品；在清洗的同時，將惰性氣體注入儲油罐內(nèi)，保證儲油罐內(nèi)氧氣體積分數(shù)始終低于8%的安全界限。

2 系統(tǒng)功能

2.1 正負壓抽吸移送裝置

正負壓抽吸移送裝置包括真空泵和空氣壓縮機。真空泵負責將儲油罐內(nèi)的殘余油抽吸至其他儲油罐內(nèi)，空氣壓縮機負責將容積罐內(nèi)的油移送出去。由于整個清洗過程中沒有油泵參與，只要介質(zhì)具有一定的流動性就可以移送，因此該裝置適用于各種黏度殘余油的儲油罐，解決了殘余油無法移送、泵過載及配件損壞、系統(tǒng)功率過大等問題，回收能力達到40 m3/h。

裝置主要包括：2個儲油罐（容積為2 m3），承受壓力不低于3 MPa；1臺真空泵，額定功率不大于15 kW；1個氣體壓力預存罐（容積為4 m3），承受壓力不小于3MPa。正負壓抽吸移送裝置流程見圖1。

2.2 清洗裝置

清洗裝置的功能是抽取油水分離槽中的熱水，經(jīng)過加壓后用清洗機噴射到儲油罐內(nèi)，同時向儲油罐中加入熱水。用抽吸移送裝置抽出油水混合物，送到油水分離槽內(nèi)，使油和水分離，用收油泵將油移送到其他儲油罐。全自動清洗機體積小、重量輕，不需要動力驅(qū)動，它的動力來源于清洗液的壓力，清洗液壓力越大，清洗機打擊力越大，清洗范圍越大，能夠延伸至拱頂罐內(nèi)，從而能清洗全部儲罐內(nèi)部。在清洗過程中不需要過多調(diào)整，可以大大減輕工人的勞動強度。

裝置主要包括清洗泵A：功率為75 kW，揚程為80 m，排量為150 m3/h；清洗泵B：功率為45 kW，揚程為50 m，排量為150 m3/h；清洗機噴射裝置：電動，無極變速，噴射半徑≥15 m，水平旋轉(zhuǎn)360°，傾斜旋轉(zhuǎn)140°，噴射量90 m3/h。

清洗流程：油水混合物—加熱—過濾器—泵加壓—清洗機—被清洗儲油罐—收油泵—其他儲油罐。

設(shè)單清洗機和雙清洗機兩種運行方式，每種方式可以選擇加熱與不加熱：①單清洗機加熱運行，閥1→閥2→換熱器→閥5→過濾器2→泵B；②單清洗機不加熱運行，閥1→閥3→過濾器2→泵B；③雙清洗機加熱運行，過濾器1→泵A→閥6→閥2→換熱器→閥5→過濾器2→泵B；④雙清洗機不加熱運行，過濾器1→泵A→閥6→閥3→過濾器2→泵B。清洗裝置流程見圖2。

2.3 油水分離模塊

油水分離模塊包括油水分離槽及移送裝置，儲存容積為20 m3。采用重力原理對油水進行密閉式自動分離和液位控制；同時安裝自動液位控制儀，當液面達到一定高度時，回收泵自動啟動，將油品回收至接收油罐。

圖1 正負壓抽吸移送裝置流程

圖2 清洗裝置流程

2.4 在線氣體檢測裝置

在線氣體檢測裝置的主要功能是對被清洗儲油罐內(nèi)部的氧氣和可燃氣體進行動態(tài)檢測。新研制的在線檢測系統(tǒng)為多點多路直吸檢測運行方式，是以點對面進行數(shù)據(jù)監(jiān)測，實時顯示罐內(nèi)各個監(jiān)測點的監(jiān)測數(shù)值，使清洗作業(yè)人員能夠充分了解罐內(nèi)氣體濃度情況，確保清罐作業(yè)的安全運行；而且對氣體抽吸模塊進行了創(chuàng)造性的優(yōu)化設(shè)計，簡化了結(jié)構(gòu)，解決了測量數(shù)據(jù)失真問題。

2.5 氮熱一體化裝置

氮熱一體化裝置主要包括高效換熱器、蒸汽鍋爐和鍋爐尾氣利用裝置，為清洗過程提供蒸汽和氮氣。該裝置在為自身提供所需蒸汽的同時能夠產(chǎn)生大量的惰性氣體，在大幅度降低清罐成本的同時，實現(xiàn)軟化水與煙箱冷卻水熱能互補利用，節(jié)約了大量能源，保證清洗過程安全。在現(xiàn)場不能提供熱能的情況下，不僅可以解決清罐所需要的熱量，還可以利用尾氣解決氮氣置換問題。

3 現(xiàn)場應用

2012年，采用新研制的機械清洗系統(tǒng)清洗大慶油田采油六廠喇1—2聯(lián)合站一座10 000 m3拱頂儲油罐。儲油罐所存油品為采油六廠所產(chǎn)本地油，凝點為30℃，儲油罐底油含聚合物量較多，導致黏度增大，罐壁較臟，液位為1.2 m。

在移送殘余油初期，儲油罐內(nèi)的殘余油流動性較好，移送速度較快，可移送油108 m3/h。隨著殘余油黏度的增加，正負壓罐動作變慢，移送量為45 m3/h。清洗結(jié)束后，儲罐壁板、罐頂及底板清洗干凈，無附著物，通過回收泵自動將油水分離箱中的油抽走。在氣體檢測時，未發(fā)生冷凝水阻塞現(xiàn)象，各項指標如惰性氣體產(chǎn)生量、蒸汽量、蒸汽壓力和氧氣體積分數(shù)等滿足要求。儲油罐清洗總共用時6 d，而按照儲罐機械清洗作業(yè)規(guī)范規(guī)定，清洗儲油罐標準時間為15 d，滿足設(shè)計要求。

利用正負壓抽吸移送裝置，只要儲油罐內(nèi)的殘留液體有流動性，都能將其輸送出去。在清洗模式上采用雙槍運行，比以往單清洗機運行的清洗效率提高50%以上。在安全保障方面，采用新型氣體檢測裝置，有效防止冷凝水阻塞檢測管現(xiàn)象，使氣體檢測值更真實無誤；同時，大大提高了檢測點間切換的時間，使操作者在很短的時間內(nèi)，全面了解罐內(nèi)氣體體積分數(shù)分布狀況。

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.072