一种双竖管式浮顶储罐机械清洗系统及装置

技术领域

本发明涉及储罐清洗技术领域，特别是涉及一种双竖管式浮顶储罐机械清洗系统及装置。

背景技术

近年来，在石油化工大发展的同时也不断的给石油储运的安全管理提出新的要求，石油储运的安全运营和管理都离不开储罐的清洗行业，这其中更以大型浮顶储罐的清洗工作最为复杂，也耗时最多。举例来说，使用现有的机械清洗设备，清洗一座10万方的原油浮顶储罐，整个施工工期至少需要2个月以上，极其耗时耗力。

浮顶储罐通常用来储存原油，在储罐经过一段时间的使用后，因为原油中含有的固体杂质、重组分等的不断累积，罐底油泥逐渐增加，势必影响到油品的质量。如不定期对储罐进行清洗，将严重影响罐内储存油品的质量，减少储罐有效容积，并降低储罐的加热效率，造成能源浪费。另外，当油罐在改储另一类油品时或者当油罐发生渗漏或其他损坏需要进行倒空检查或动火修理时，也必须进行清洗。对于原油储罐的清洗，现有技术主要有以下几个。

一、人工清罐法

人工清罐是目前一些地方仍在使用的油罐清洗方法，针对的大多为小型储油罐，如1000方以下的储罐，采用人工清罐的方法必须采用全套的防爆设备和工具，作业人员配备专业的防护用具，作业全过程对储罐保持强制通风，并实时监测罐内气体成分等措施。人员工作量大、作业环境差，针对人工清罐安全性问题，国家、行业及企业虽然制定了各项安全操作标准，但仍事故频发，同时人工清洗方法还存在清洗不彻底，被清洗储罐停业时间长等缺点，不符合现在倡导的安全、节能、环保的要求，现正在被机械清洗方法所取代。

二、击碎溶解机械清洗法

该方法以日本大凤COW技术为代表，其基本理论是利用喷射原理，将罐内的轻组分经过插入罐内的可自动旋转的喷射清洗机喷射出去，在罐内形成射流，使罐内的沉积物悬浮、扩散，与轻组分充分混合，从而实现了将流动性差甚至失去流动性的沉积物还原成可流动的分散相或混合油，然后将这些经过还原后的油品移送出去，从而实现了合理回收的目的。该工艺是目前国内使用最多的一种工艺，具有油品回收的目的，但由于装置单次驱动的喷射清洗机数量少(仅1-2台)，导致清洗机整体运转时间长，现场清洗作业时间过长。

三、大流量扰动机械清洗法

该方法以美国麦王技术为代表，其基本理论是利用扰动原理，通过2-3台大流量清洗炮的射流，在罐内形成强大的流体扰动，在扰动的作用下，罐底的沉积物不断地与轻组分相混合，从而达到了消除沉积物的目的。使用该工艺时，罐内需要有大量的可流动性的油品，通常使浮顶处于浮起的状态，罐内没有气相空间，也不需要向罐内注入氮气，安全性高，但由于国内油品性质较差，在油品旋转混合过程中不能保证将罐内所有区域的重组分都流动起来，因此清洗效果通常较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种双竖管式浮顶储罐机械清洗系统及装置，采用新的双竖管式机械清洗，在保证安全的基础上，能够大幅提高作业效率，从而可实现对大型浮顶储罐安全、智能、高效清洗。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种双竖管式浮顶储罐机械清洗系统及装置，包括真空抽吸装置、被清洗储罐、油品接收储罐以及油水分离器，所述的油品接收储罐上分别设置有抽吸管线、第一竖管和第二竖管，该油品接收储罐内布置有与第一竖管和第二竖管相连的罐顶清洗机喷射系统，所述的抽吸管线一端与真空抽吸装置相连，所述的真空抽吸装置上并联布置有移送管线、第一清洗管线和第二清洗管线；

所述的第一清洗管线一端与第一竖管相连，所述的第二清洗管线一端与第二竖管相连，所述的第一清洗管线一端与第二清洗管线一端之间设置有第一连通管线，该第一连通管线上设置有第一开关阀，所述的第一清洗管线上从真空抽吸装置往第一竖管方向依次设置有第二开关阀、第一清洗泵、第三开关阀和第一单向阀，所述的第二清洗管线上从真空抽吸装置往第二竖管方向依次设置有第四开关阀、第二清洗泵、第五开关阀和第二单向阀，所述的第一清洗管线与第二清洗管线之间设置有第二连通管线，第二连通管线一端的连接处位于第二开关阀与第一清洗泵之间，第二连通管线另一端的连接处位于第四开关阀与第二清洗泵之间，所述的第二连通管线上设置有第六开关阀；

所述的移送管线一端分叉成三条分支管线，一条分支管线与第二清洗管线一端相连，一条分支管线与油品接收储罐相连，另一条分支管线与油水分离器相连，每条分支管线上均安装有一第七开关阀，所述的移送管线上从真空抽吸装置往三条分支管线方向依次设置有排油泵、第三单向阀和第四单向阀，所述的第二清洗管线与移送管线之间设置有第三连通管线，第三连通管线上安装有第八开关阀，第三连通管线一端的连接处位于第三单向阀与第四单向阀之间，第三连通管线另一端的连接处位于第四开关阀与第二清洗泵之间，所述的油水分离器上连接有第四连通管线，该第四连通管线一端与第一清洗管线相连，所述的第四连通管线一端的连接处位于第二开关阀与第一清洗泵之间，该第四连通管线上安装有第九开关阀。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的抽吸管线上位于排油泵与真空抽吸装置之间以及排油泵与第三单向阀之间均设置有一第十开关阀。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的真空抽吸装置与抽吸管线之间并联布置有两台过滤器。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的真空抽吸装置与抽吸管线之间的每条并联管路上均设置有两个第十一开关阀，两个第十一开关阀分别位于对应过滤器的两侧。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的抽吸管线上设置有第十二开关阀。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的真空抽吸装置包括真空泵、真空罐及附属设备，真空泵与真空罐相连，通过真空泵的抽气作用将真空罐内的气体抽出，使真空罐内产生负压。只要打开过滤器的进出口阀门，被清洗储罐内的油品可通过抽吸管线自动进入真空罐内，从而实现了被清洗罐内油品的自动抽吸功能。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，还包括惰性气体置换系统，所述的惰性气体置换系统包括安装在被清洗储罐内的监测装置以及向清洗储罐注入惰性气体的注射装置，监测装置实时监测被清洗储罐罐内的氧气浓度。只有当罐内氧气浓度低于8％VOL之后，才能开启清洗机进行机械清洗，罐内氧气浓度数据与整个系统采取联锁控制，一旦罐内氧气浓度超标，在发出报警的同时，系统也会自动停止清洗泵的运行，完全保证了作业安全。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的罐顶清洗机喷射系统包括临时安装在被清洗储罐罐顶的清洗机、清洗环线和清洗机支线，所述的清洗环线分别与第一竖管和第二竖管相连通，所述的清洗环线上均匀分布有多个清洗机支线，每个清洗机支线的末端均安装有清洗机。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的清洗环线的口径大于清洗机支线的口径。

作为对本发明所述的技术方案的一种补充，所述的第一竖管上设置有第十三开关阀，所述的第二竖管上设置有第十四开关阀。

有益效果：本发明涉及一种双竖管式浮顶储罐机械清洗系统及装置，具有以下几个优点：

1、通过双竖管式系统，配合两台清洗泵的不同运行状态，实现了罐顶多台清洗机可同时运行的过程，大大提高了清洗效率；

2、为了最大限度的减少现场用电消耗，同时也可满足不同的使用工况要求，本发明中在一台清洗撬上布设了两台清洗泵和一台排油泵，清洗泵具有高扬程、低流量的特点，排油泵具有低扬程、高流量的特点，通过三台泵之间管线及阀门的开关切换，可实现三台泵的串联、并联、独立使用、一运行一备用等不同功能，从而可针对不同的现场工况以及被清洗罐内油品的不同性质采用不同的施工，既能提高效率、同时又可降低能耗；

3、罐顶清洗机可分区域运行的设计特点，通过双竖管系统和罐顶清洗环线以及相应的阀门开关，可实现每条竖管既能完全独立的供应各自负责区域的清洗机喷射所需的清洗介质，也可实现只使用一根竖管就可满足供应所有清洗机喷射所需的清洗介质的过程；

4、在保证安全的基础上，能够大幅提高作业效率，从而可实现对大型浮顶储罐安全、智能、高效清洗。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明所述的双竖管清洗系统的结构示意图；

图3是本发明所述的热水循环清洗系统的结构示意图；

图4是本发明所述的油品移送系统的结构示意图；

图5是本发明所述的罐顶清洗机喷射系统的结构示意图；

图6是本发明所述的油品抽吸系统的结构示意图。

图示：1、油品抽吸系统，2、油品移送系统，3、双竖管清洗系统，4、热水循环清洗系统，5、真空抽吸装置，6、过滤器，7、抽吸管线，8、被清洗储罐，9、排油泵，10、移送管线，11、油品接收储罐，12、第一清洗泵，13、第二清洗泵，14、油水分离器，15、第一竖管，16、第二竖管，17、清洗环线，18、清洗机支线，19、清洗机，20、第一清洗管线，21、第二清洗管线，22、第二开关阀，23、第三开关阀，24、第四开关阀，25、第五开关阀，26、第一单向阀，27、第一开关阀，28、第二单向阀，29、第一连通管线，30、第二连通管线，31、第六开关阀，32、第三连通管线，33、第八开关阀，34、分支管线，35、第四连通管线，36、第九开关阀，37、第三单向阀，38、第四单向阀，39、第十开关阀，40、第七开关阀，41、第十一开关阀，42、第十二开关阀，43、第十三开关阀，44、第十四开关阀。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

本发明的实施方式涉及一种双竖管式浮顶储罐机械清洗系统及装置，如图1所示，包括真空抽吸装置5、被清洗储罐8、油品接收储罐11以及油水分离器14，所述的油品接收储罐11上分别设置有抽吸管线7、第一竖管15和第二竖管16，该油品接收储罐11内布置有与第一竖管15和第二竖管16相连的罐顶清洗机喷射系统，所述的抽吸管线7一端与真空抽吸装置5相连，所述的真空抽吸装置5上并联布置有移送管线10、第一清洗管线20和第二清洗管线21；

所述的第一清洗管线20一端与第一竖管15相连，所述的第二清洗管线21一端与第二竖管16相连，所述的第一清洗管线20一端与第二清洗管线21一端之间设置有第一连通管线29，该第一连通管线29上设置有第一开关阀27，所述的第一清洗管线20上从真空抽吸装置5往第一竖管15方向依次设置有第二开关阀22、第一清洗泵12、第三开关阀23和第一单向阀26，所述的第二清洗管线21上从真空抽吸装置5往第二竖管16方向依次设置有第四开关阀24、第二清洗泵13、第五开关阀25和第二单向阀28，所述的第一清洗管线20与第二清洗管线21之间设置有第二连通管线30，第二连通管线30一端的连接处位于第二开关阀22与第一清洗泵12之间，第二连通管线30另一端的连接处位于第四开关阀24与第二清洗泵13之间，所述的第二连通管线30上设置有第六开关阀31；

所述的移送管线10一端分叉成三条分支管线34，一条分支管线34与第二清洗管线21一端相连，一条分支管线34与油品接收储罐11相连，另一条分支管线34与油水分离器14相连，每条分支管线34上均安装有一第七开关阀40，所述的移送管线10上从真空抽吸装置5往三条分支管线34方向依次设置有排油泵9、第三单向阀37和第四单向阀38，所述的第二清洗管线21与移送管线10之间设置有第三连通管线32，第三连通管线32上安装有第八开关阀33，第三连通管线32一端的连接处位于第三单向阀37与第四单向阀38之间，第三连通管线32另一端的连接处位于第四开关阀24与第二清洗泵13之间，所述的油水分离器14上连接有第四连通管线35，该第四连通管线35一端与第一清洗管线20相连，所述的第四连通管线35一端的连接处位于第二开关阀22与第一清洗泵12之间，该第四连通管线35上安装有第九开关阀36。

所述的抽吸管线7上位于排油泵9与真空抽吸装置5之间以及排油泵9与第三单向阀37之间均设置有一第十开关阀39。

所述的第一竖管15上设置有第十三开关阀43，所述的第二竖管16上设置有第十四开关阀44。

油品抽吸系统1、油品移送系统2、双竖管清洗系统3、罐顶清洗机喷射系统、热水循环清洗系统4以及惰性气体置换系统，各个系统之间实行联锁控制，保证了施工安全和效率。

如图6所示，油品抽吸系统1包括两台过滤器6、一套真空抽吸装置5、被清洗储罐8以及作业现场临时安装的抽吸管线7，所述的真空抽吸装置5包括真空泵、真空罐及附属设备，真空泵与真空罐相连，通过真空泵的抽气作用将真空罐内的气体抽出，使真空罐内产生负压，只要打开过滤器6的进出口阀门(即四个第十一开关阀41)，被清洗储罐8内的油品可通过抽吸管线7自动进入真空罐内，从而实现了被清洗罐8内油品的自动抽吸功能。抽吸管线7上设置有第十二开关阀42，正常情况下第十二开关阀42是一直打开状态的。

如图4所示，油品移送系统2包括真空抽吸装置5、排油泵9、第三单向阀37和第四单向阀38、油品接收储罐11以及作业现场临时安装的移送管线10，考虑到油品移送时，不需要将油品提升较大的高度，但需要保证油品移送速度，本着节能的目的，为了尽量减少施工现场用电消耗，排油泵9采用低扬程、高流量的离心泵，在移送管线10上安装单向阀可避免出现油品接收储罐11内油品倒流的现象。

如图2所示，双竖管清洗系统3包括真空抽吸装置5、第一清洗泵12、第二清洗泵13、第一竖管15和第二竖管16以及作业现场临时安装的串并联转换相应的管线阀门。

考虑到每台清洗机喷射时有其极限流量值，本着节能的目的，为了尽量减少施工现场用电消耗，两台清洗泵采用高扬程、低流量的离心泵，但其流量不少于单台清洗机喷射时的极限流量值。根据被清洗储罐8罐内油品的粘稠程度，通过管线切换功能，两台清洗泵可并联使用，可同时独立使用，也可实现一台使用一台备用的运行方式。

如被清洗储罐8罐内油品流动性比较好，油品的抽吸能力好，则可打开第二开关阀22、第三开关阀23、第四开关阀24、第五开关阀25、第十三开关阀43、第十四开关阀44，同时关闭第一开关阀27，此时第一清洗泵12、第二清洗泵13、第一竖管15和第二竖管16一一对应使用，从而实现了罐顶多台清洗机可同时运行的工艺过程，大大提高了清洗效率。如被清洗罐内油品较为粘稠，油品抽吸速度不能满足两台清洗泵同时运行时，此时可只运行一台清洗泵，另一台清洗泵可作为备用。这样完全可根据被清洗罐内油品的性质，采取不同的工艺过程，从而在大幅减少现场用电消耗的基础上，大大提高现场施工效率。

如图5所示，罐顶清洗机喷射系统包括临时安装在被清洗储罐8罐顶的清洗机19、清洗环线17和清洗机支线18，所述的清洗环线17分别与第一竖管15和第二竖管16相连通，所述的清洗环线17上均匀分布有多个清洗机支线18，每个清洗机支线18的末端均安装有清洗机19。清洗机19安装在浮顶的支柱套管内，宜均匀分布。清洗环线17与清洗机支线18要有口径变化，从而可实现为清洗机19增压的功能。

参照图5，清洗环线17分别与第一竖管15和第二竖管16相连通，清洗环线17上位于第一竖管15连接端的两侧分别设置有阀门13和阀门14，清洗环线17上位于第二竖管16连接端的两侧分别设置有阀门15和阀门16，通过阀门13、阀门14、阀门15、阀门16的开关组合，可实现每条竖管既能完全独立的供应各自负责区域的清洗机喷射所需的清洗介质，也可实现只使用一根竖管就可满足供应所有清洗机喷射所需的清洗介质的工艺过程，如打开阀门13和阀门16，关闭阀门14和阀门15时，第一竖管15内供应的清洗介质可满足清洗机Q1～Q8的喷射要求，第二竖管16内供应的清洗介质可满足清洗机Q9～Q15的喷射要求；如打开阀门13、阀门15、阀门16，关闭阀门14，第一竖管15内供应的清洗介质可满足所有清洗机的喷射要求；打开阀门13、阀门14、阀门15，关闭阀门16，第二竖管16内供应的清洗介质可满足所有清洗机的喷射要求。两条竖管不同的使用工艺过程与两台清洗泵的不同运行工艺过程能够完全匹配。

如图3所示，热水循环清洗系统4由真空抽吸装置5、排油泵9、第一清洗泵12、第二清洗泵13、油水分离器14及其相关管线阀门等组成。热水清洗主要是在储罐机械清洗的后期，利用热水将被清洗储罐8罐内表面进行最终的全面热水冲刷的过程，热水清洗时，应关闭第二开关阀22和第四开关阀24。被清洗储罐8罐内的含油污水通过油品抽吸系统1自动抽吸到真空抽吸装置5之后，首先利用排油泵9将含油污水输送到油水分离器14内，分离后的水由两台清洗泵抽吸后，通过双竖管清洗系统3和罐顶清洗机喷射系统，可实现罐内热水自动循环清洗的工艺过程。

包括惰性气体置换系统，清洗机喷射时，会有静电的产生，为了防止清洗机喷射时火灾爆炸事故的发生，需要向被清洗储罐8内注入惰性气体，并实时监测罐内氧气浓度。所述的惰性气体置换系统包括安装在被清洗储罐8内的监测装置以及向清洗储罐8注入惰性气体的注射装置，监测装置实时监测被清洗储罐8罐内的氧气浓度。只有当罐内氧气浓度低于8％VOL之后，才能开启清洗机进行机械清洗，罐内氧气浓度数据与整个系统采取联锁控制，一旦罐内氧气浓度超标，在发出报警的同时，系统也会自动停止清洗泵的运行，完全保证了作业安全。