高黏度油品儲油罐機械清洗系統

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

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、在線氣體檢測機構和氮熱一體化裝置。2012年，采用新研制的機械清洗系統清洗大慶油田采油六廠喇1—2聯合站一座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

傳統的儲油罐機械清洗系統要求油品具有較好的流動性，而在實際生產中，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超負荷運轉，對泵體及機械密封極易造成損壞。另外，真空抽吸系統的抽吸量無法滿足泵輸出量，即使經過工藝改造，采用真空系統與離心泵結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。

1 系統組成及工作原理

原油儲罐機械清洗系統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噴射到儲油罐內壁上，將儲油罐內壁附著物擊碎、溶解，利用抽吸移送裝置將附著物進行回收；然后向儲油罐內注入熱水，通過油水分離槽反復多次回收儲油罐內的油品；在清洗的同時，將惰性氣體注入儲油罐內，保證儲油罐內氧氣體積分數始終低于8%的安全界限。

2 系統功能

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的殘余油抽吸至其他儲油罐內，空氣壓縮機負責將容積罐內的油移送出去。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，經過加壓后用清洗機噴射到儲油罐內，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，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，從而能清洗全部儲罐內部。在清洗過程中不需要過多調整，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360°，傾斜旋轉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部的氧氣和可燃氣體進行動態檢測。新研制的在線檢測系統為多點多路直吸檢測運行方式，是以點對面進行數據監測，實時顯示罐內各個監測點的監測數值，使清洗作業人員能夠充分了解罐內氣體濃度情況，確保清罐作業的安全運行；而且對氣體抽吸模塊進行了創造性的優化設計，簡化了結構，解決了測量數據失真問題。

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生大量的惰性氣體，在大幅度降低清罐成本的同時，實現軟化水與煙箱冷卻水熱能互補利用，節約了大量能源，保證清洗過程安全。在現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 現場應用

2012年，采用新研制的機械清洗系統清洗大慶油田采油六廠喇1—2聯合站一座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，未發生冷凝水阻塞現象，各項指標如惰性氣體產生量、蒸汽量、蒸汽壓力和氧氣體積分數等滿足要求。儲油罐清洗總共用時6 d，而按照儲罐機械清洗作業規范規定，清洗儲油罐標準時間為15 d，滿足設計要求。

利用正負壓抽吸移送裝置，只要儲油罐內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，全面了解罐內氣體體積分數分布狀況。

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.072