郭俊杰 大慶油田儲(chǔ)運(yùn)銷售分公司

高黏度油品儲(chǔ)油罐機(jī)械清洗系統(tǒng)

郭俊杰 大慶油田儲(chǔ)運(yùn)銷售分公司

高黏度油品儲(chǔ)油罐機(jī)械清洗系統(tǒng)包括正負(fù)壓抽吸裝置、清洗裝置、油水分離模塊、在線氣體檢測(cè)機(jī)構(gòu)和氮熱一體化裝置。2012年，采用新研制的機(jī)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(chǔ)油罐。儲(chǔ)油罐清洗總共用時(shí)6 d，滿足設(shè)計(jì)要求。在清洗模式上采用雙槍運(yùn)行，比以往單清洗機(jī)運(yùn)行的清洗效率提高50%以上。

儲(chǔ)油罐；高黏度油品；人工清洗；機(jī)械清洗

傳統(tǒng)的儲(chǔ)油罐機(jī)械清洗系統(tǒng)要求油品具有較好的流動(dòng)性，而在實(shí)際生產(chǎn)中，罐底殘余油黏性大，流動(dòng)性差，采用離心泵直接進(jìn)行殘余油移送時(shí)會(huì)使移送系統(tǒng)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)泵體及機(jī)械密封極易造成損壞。另外，真空抽吸系統(tǒng)的抽吸量無(wú)法滿足泵輸出量，即使經(jīng)過(guò)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(yīng)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(qiáng)、操作方便的高黏度油品機(jī)械清罐系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)組成及工作原理

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

工作原理：首先通過(guò)清洗機(jī)將具有一定溫度、壓力和射速的清洗介質(zhì)噴射到儲(chǔ)油罐內(nèi)壁上，將儲(chǔ)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(jìn)行回收；然后向儲(chǔ)油罐內(nèi)注入熱水，通過(guò)油水分離槽反復(fù)多次回收儲(chǔ)油罐內(nèi)的油品；在清洗的同時(shí)，將惰性氣體注入儲(chǔ)油罐內(nèi)，保證儲(chǔ)油罐內(nèi)氧氣體積分?jǐn)?shù)始終低于8%的安全界限。

2 系統(tǒng)功能

2.1 正負(fù)壓抽吸移送裝置

正負(fù)壓抽吸移送裝置包括真空泵和空氣壓縮機(jī)。真空泵負(fù)責(zé)將儲(chǔ)油罐內(nèi)的殘余油抽吸至其他儲(chǔ)油罐內(nèi)，空氣壓縮機(jī)負(fù)責(zé)將容積罐內(nèi)的油移送出去。由于整個(gè)清洗過(guò)程中沒有油泵參與，只要介質(zhì)具有一定的流動(dòng)性就可以移送，因此該裝置適用于各種黏度殘余油的儲(chǔ)油罐，解決了殘余油無(wú)法移送、泵過(guò)載及配件損壞、系統(tǒng)功率過(guò)大等問(wèn)題，回收能力達(dá)到40 m3/h。

裝置主要包括：2個(gè)儲(chǔ)油罐（容積為2 m3），承受壓力不低于3 MPa；1臺(tái)真空泵，額定功率不大于15 kW；1個(gè)氣體壓力預(yù)存罐（容積為4 m3），承受壓力不小于3MPa。正負(fù)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(guò)加壓后用清洗機(jī)噴射到儲(chǔ)油罐內(nèi)，同時(shí)向儲(chǔ)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(chǔ)油罐。全自動(dòng)清洗機(jī)體積小、重量輕，不需要?jiǎng)恿︱?qū)動(dòng)，它的動(dòng)力來(lái)源于清洗液的壓力，清洗液壓力越大，清洗機(jī)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?jī)?chǔ)罐內(nèi)部。在清洗過(guò)程中不需要過(guò)多調(diào)整，可以大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

裝置主要包括清洗泵A：功率為75 kW，揚(yáng)程為80 m，排量為150 m3/h；清洗泵B：功率為45 kW，揚(yáng)程為50 m，排量為150 m3/h；清洗機(jī)噴射裝置：電動(dòng)，無(wú)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(guò)濾器—泵加壓—清洗機(jī)—被清洗儲(chǔ)油罐—收油泵—其他儲(chǔ)油罐。

設(shè)單清洗機(jī)和雙清洗機(jī)兩種運(yùn)行方式，每種方式可以選擇加熱與不加熱：①單清洗機(jī)加熱運(yùn)行，閥1→閥2→換熱器→閥5→過(guò)濾器2→泵B；②單清洗機(jī)不加熱運(yùn)行，閥1→閥3→過(guò)濾器2→泵B；③雙清洗機(jī)加熱運(yùn)行，過(guò)濾器1→泵A→閥6→閥2→換熱器→閥5→過(guò)濾器2→泵B；④雙清洗機(jī)不加熱運(yùn)行，過(guò)濾器1→泵A→閥6→閥3→過(guò)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(chǔ)存容積為20 m3。采用重力原理對(duì)油水進(jìn)行密閉式自動(dòng)分離和液位控制；同時(shí)安裝自動(dòng)液位控制儀，當(dāng)液面達(dá)到一定高度時(shí)，回收泵自動(dòng)啟動(dòng)，將油品回收至接收油罐。

圖1 正負(fù)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(cè)裝置

在線氣體檢測(cè)裝置的主要功能是對(duì)被清洗儲(chǔ)油罐內(nèi)部的氧氣和可燃?xì)怏w進(jìn)行動(dòng)態(tài)檢測(cè)。新研制的在線檢測(cè)系統(tǒng)為多點(diǎn)多路直吸檢測(cè)運(yùn)行方式，是以點(diǎn)對(duì)面進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，實(shí)時(shí)顯示罐內(nèi)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)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(yùn)行；而且對(duì)氣體抽吸模塊進(jìn)行了創(chuàng)造性的優(yōu)化設(shè)計(jì)，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，解決了測(cè)量數(shù)據(jù)失真問(wèn)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(guò)程提供蒸汽和氮?dú)?。該裝置在為自身提供所需蒸汽的同時(shí)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(shí)，實(shí)現(xiàn)軟化水與煙箱冷卻水熱能互補(bǔ)利用，節(jié)約了大量能源，保證清洗過(guò)程安全。在現(xiàn)場(chǎng)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?dú)庵脫Q問(wèn)題。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2012年，采用新研制的機(jī)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(chǔ)油罐。儲(chǔ)油罐所存油品為采油六廠所產(chǎn)本地油，凝點(diǎn)為30℃，儲(chǔ)油罐底油含聚合物量較多，導(dǎo)致黏度增大，罐壁較臟，液位為1.2 m。

在移送殘余油初期，儲(chǔ)油罐內(nèi)的殘余油流動(dòng)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(fù)壓罐動(dòng)作變慢，移送量為45 m3/h。清洗結(jié)束后，儲(chǔ)罐壁板、罐頂及底板清洗干凈，無(wú)附著物，通過(guò)回收泵自動(dòng)將油水分離箱中的油抽走。在氣體檢測(cè)時(shí)，未發(fā)生冷凝水阻塞現(xiàn)象，各項(xiàng)指標(biāo)如惰性氣體產(chǎn)生量、蒸汽量、蒸汽壓力和氧氣體積分?jǐn)?shù)等滿足要求。儲(chǔ)油罐清洗總共用時(shí)6 d，而按照儲(chǔ)罐機(jī)械清洗作業(yè)規(guī)范規(guī)定，清洗儲(chǔ)油罐標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間為15 d，滿足設(shè)計(jì)要求。

利用正負(fù)壓抽吸移送裝置，只要儲(chǔ)油罐內(nèi)的殘留液體有流動(dòng)性，都能將其輸送出去。在清洗模式上采用雙槍運(yùn)行，比以往單清洗機(jī)運(yùn)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(cè)裝置，有效防止冷凝水阻塞檢測(cè)管現(xiàn)象，使氣體檢測(cè)值更真實(shí)無(wú)誤；同時(shí)，大大提高了檢測(cè)點(diǎn)間切換的時(shí)間，使操作者在很短的時(shí)間內(nèi)，全面了解罐內(nèi)氣體體積分?jǐn)?shù)分布狀況。

（欄目主持樊韶華）

10.3969/j.issn.1006-6896.2014.5.072