石油储罐在使用过程中,原油中的杂质会沉积在罐底和罐壁,减小储油罐的有效容积,因此需要定期检修和清除淤渣。按照相关行业标准的规定,石油储罐的检修周期通常为5~7年,在检修前必须清洗储罐,储罐的清洗方式可以分为人工清洗和机械清洗,奥特隆机械清洗是当前世界上先进的储罐清洗技术。奥特隆科技根据大型原油储罐的机械清洗原理经过工艺改造进行浮顶罐的清洗,首先按照工艺要求的数量和位置将浮顶立柱抽出,然后安装喷嘴并连接管道,根据罐内油质与残渣的情况编制喷嘴运行计划,并据此运行喷嘴,运行过程中需要根据检尺情况随时调整运行方案以满足工艺要求。两种储罐虽然在清洗工艺方面基本一致,但因喷嘴安装位置不同,清洗工艺存在明显差异。
1喷嘴安装位
1.1罐顶部
1.1.1利用现有罐顶管口无论拱顶罐容积大小,罐顶中间部位均设有安全阀和呼吸阀,基本对称布置于罐顶中心板,通常情况下,容积不超过3000m3的拱顶罐需配置1个安全阀和1个呼吸阀,5000m3、10000m3的拱顶罐需配置1个安全阀和2个呼吸阀,20000m3、30000m3的拱顶罐需配置2个安全阀和2个呼吸阀(图1a~图1c)。按照设计规范,罐顶的呼吸阀和安全阀根据罐的容积确定规格,清洗时需要考虑的是罐顶开孔能否插入喷嘴(76mm),若喷嘴能够插入罐顶开孔,则可以考虑采用现有孔安装喷嘴。实际上,容积超过1000m3罐的呼吸阀和安全阀的安装孔直径均大于100mm,顺利安装喷嘴无任何问题。在安装喷嘴前,首先拆除呼吸阀和安全阀,然后按照法兰的规格预制喷嘴固定支座,支管直径108mm、长200mm,法兰规格依据呼吸阀或安全阀的连接口确定。将固定支座的法兰与罐顶的管口相连接,最后将喷嘴固定在喷嘴支座上。

1.1.2罐顶重新开孔若罐的容积不小于10000m3,则罐的直径通常超过30m,如果仅利用罐顶现有呼吸阀和安全阀的管口安装喷嘴,则喷嘴的清洗半径约15m,严重影响清洗效果,即便进行清洗作业,清洗周期和成本也随之增加,这时一般需要增加临时开孔安装喷嘴,增大喷嘴的布置密度。临时开孔通常对称布置,同时设定为双数且总数不少于4个(喷嘴运行时2个一组),安装在罐半径1/3(靠近罐壁)处,原因之一是罐底中心高于四周,清洗过程中的罐内淤渣易向四周移动,清洗工作量相对较大;原因之二是罐中心已经在安装呼吸阀和安全阀的管口上安装了喷嘴,内外圈喷嘴的有效清洗半径可以有效相接。故喷嘴的位置应靠近罐壁且相对密集,喷嘴间距一般不超过15m(图4)。由于罐内充满了大量有毒有害、易燃易爆气体,为了确保安全,罐顶开孔必须采用不动火密闭开孔作业,开孔前应做好准备工作:①选定开孔位置,确定开孔数量,编制施工方案,报业主审批;②确保作业规范,办理作业票证;③根据选定开孔位置的瓜皮形罐顶板的弧度,预制开孔短接管;④根据图2预制喷嘴固定支座,法兰规格依据开孔短接管法兰而定(图5,其中弧形板,即补强板,外径310mm,内径98mm,弧度与开孔部位的罐顶板吻合,厚度与罐顶板厚度相同),罐顶开孔短接管尺寸不低于GB50341-2003《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》中的要求;⑤准备密闭开孔机、开孔刀(DN100)和中心钻;⑥准备氮气和连接开孔机管道,实现气体保护。准备工作完成后,用砂轮、砂纸、钢丝刷等将选定位置的罐顶板防腐层清除干净,打磨粘接表面至金属本体,并进行适当粗化,将图5中的弧形板底面清理干净[5]。利用符合要求的金属粘结剂(如美特铁等[6])将短接管粘接到罐顶板上,待检查达到使用要求后,再安装手动开孔机,清洗结束后,用盲板密封开孔短接管,并永久保留。安装开孔机前,需要在开孔短接管内加入少量机油,以减少开孔阻力,防止在安装或开孔过程中因碰撞而产生火花。开孔时,在安装好开孔机后将氮气管道连接到开孔机的进气口,做好充气准备。计算开孔行程,在中心钻开通以后,立即打开氮气阀门,向开孔机内通入氮气进行气体保护。孔开通后关闭氮气阀门,并拆除氮气管道,将掉下的弧形板随开孔机一并取出,然后安装喷嘴固定支座,最后安装喷嘴并固定。检查开孔刀和中心钻有无损坏,若有损坏应立即更换,并按照同样程序实施下一个开孔作业。

1.2罐壁人孔当罐顶安装的喷嘴位置或数量达不到清洗作业要求时,可以考虑在罐壁人孔安装喷嘴,但务必确保罐内介质的液位在人孔以下。在人孔安装喷嘴前,应预制固定喷嘴的临时人孔盖(图7),支管规格108×5,临时人孔盖外径与罐壁人孔相同,厚度不小于20mm,螺栓孔与罐壁人孔法兰规格数量一致。拆下罐壁人孔盖后,将人孔法兰表面的油污和铁锈清理干净,更换密封垫,然后安装临时人孔盖,最后固定喷嘴。喷嘴安装到位后,手动旋转喷嘴,进行全方位检查,防止内部残渣损坏喷嘴。
2拱顶罐机械清洗作业
完成上述准备工作且确定了拱顶罐清洗机的安装方式后,首先根据储油罐机械清洗工艺设定合理的罐顶开孔位置,从而确定清洗机的安装高度、清洗作业半径、清洗机的布置数量、喷嘴的喷射清洗压力等清洗工艺参数,以满足清洗作业的需要。其次,根据待清洗拱顶罐的实际状况制定严密的清洗作业计划,通常将清洗机的清洗方式设定为底板清洗,先启动靠近吸口处的清洗机(拱顶开孔设置在吸口正上方),确保溶解油集中到吸口附近,再启动其他开孔处的清洗机,最后启动中间位置的清洗机。当油泥量变少时,将清洗机调至全面清洗,此时启动清洗机的顺序与上述开启顺序相反。由于拱顶罐的射程较远,为了保持清洗液量,需要注意控制喷嘴的旋转速度,以获得最佳清洗效果。
3注意事项
(1)开孔前,将施工方案报业主审批,批准后应办理相关作业票,如动火作业票、登高作业票、用电作业票,进入装置作业票等。
(2)清理罐顶指定位置防腐层时,必须采用手工方法而不能使用机械方法,以防止产生火花导致不可遇见的灾难性事故。
(3)安装开孔机前,应在开孔短接管内加注少量机油,以增加、消灭火花。手动开孔前,应确认中心钻完好,缓慢进行开孔作业,确保切割板能够被中心钻带出,以防止切割板掉进罐内撞击底板而产生火花或损坏底板。
(4)氮气注入需注意2个方面的问题:首先在手动开孔时,中心钻开通后应注入氮气,以确保工作环境处图 清洗拱顶储罐使用的开孔机连接示意图于安全状态;其次,罐内氮气(或者惰性气体)可以稀释氧气,应确保氧气的体积分数低于8%的安全标准。
(5)通常利用罐顶不安装喷嘴的呼吸阀和安全阀管口将氮气注入罐内,如果所有管口均按照工艺要求安装了喷嘴,则可以利用罐顶量油孔注入氮气,但需确保接头部位的密封。
(6)在整个操作过程中,应按照要求规范作业,并使用防爆工具,以防止产生火花。 |