储油罐机械清洗原理

储油罐机械清洗原理

以同种原油形成油射流依次破碎大型原油储罐罐底油泥，将其泵送、分离和回收，再用热水清洗罐壁的这一系列封闭作业流程称之为原油储罐清洗与回收技术。

“以油洗油”是采用清洗泵机组从另一供油罐中抽吸原油加热并供给安装在待清洗储罐顶部的清洗喷枪，形成油射流，以此依次破碎大罐罐底油泥，油射流破碎油泥的全过程是以油洗油工艺的关键环节，只有这样，固态油泥才能变成液态油流，由回收泵机组抽吸并输送到回收罐或供油罐中。作业过程中，两套泵机组可以依次用于破碎和抽吸，也可以并联用于破碎或抽吸。配管阀门的开闭可灵活变换工况，服务于作业效率。这是一个全封闭管道化的作业，液态击碎固态、固态变成液态，循环流动，必须以24小时连续作业保证温度和液化状态，否则，原油凝固就会使作业链断开。在泵源头采用换热器对液态（原油或清水）加温是一个有效手段。

当油泥被破碎并输送结束后，喷枪群转而对罐内的顶部、侧壁、底部陆续以加热清水清洗残余油污，这时的液态物质以水为主，流动性好，此阶段为作业后期。

合肥通用机械研究院10万m3储油罐油泥清洗回收成套设备由清洗系统，回收系统及清洗喷枪组成核心设备，配套油水分离装置、制氮机、气体检测仪、管线阀门等辅助设备即构成完整的施工设备，在工程应用中通过临时管道、阀门的连接形成一个有机整体。成套设备的研发重点包括油回收系统、清洗系统、清洗喷枪及油水分离装置的研制，及制氮机、气体检测仪、压缩机及其一些部件的设计与选型。

回收与清洗系统是成套设备的核心与重要组成部分。其主要功能是利用回收系统真空泵、真空罐产生的负压条件，引入清洗罐内的液态原油，然后使用回收泵输送至另一个储罐（称作回收罐），再利用清洗系统清洗泵以供油罐原油为介质经换热器的加热有压供给清洗喷枪，形成油射流，击碎和溶解清洗罐内的沉积油泥，进而实现回收泵的油回收。

各系统采用模块化设计，对各种方便运输、现场安装及适于户外作业。在保证功能的前提下尽量降低成套设备的复杂性，进而降低设备造价，提高市场竞争力。模块化设计，模块化试验，首先保证单独模块的功能与可靠性，再对多个模块进行技术连接，测试整套设备性能及参数的合理匹配。

回收系统的功能是抽吸清洗罐中的油进入真空罐，并移送到回收罐或供油罐。在残油回收过程中，清洗罐中的油混合了原油和油泥，在真空罐负压条件下流到真空罐中，该真空罐由真空泵产生230-340mmHg真空度的负压条件。从真空泵排放的气体返回到清洗罐，维持清洗罐的正压平衡。

真空罐内的液位和真空度可以通过真空泵的开启和停止控制，通过真空罐中液位开关和真空度传感器信号控制回收泵的启停。同时液位开关和真空度传感器信号可以保护并防止真空罐内的油溢入真空泵，以及回收泵抽空产生气蚀。

清洗系统的主要功能为将清洗介质（油或清水）抽送至清洗喷枪，按照一定的顺序开启清洗喷枪，用清洗介质喷射油泥，达到将油泥破碎溶解液化的目的。因此，清洗系

统由清洗泵、泵前过滤器、换热器与空压机等部分组成。

清洗喷枪是清洗工作的执行部件，根据目标区域不同，喷嘴的角度设计分为三个：直角、钝角、锐角，清洗模式设置为两种：反复清洗（底部和浮顶清洗）、全方位清洗。清洗介质由入口进入，经喷嘴喷出，得到集中的流束。

对于10万m3罐顶部清洗喷枪群的布置设计方案，每支喷枪由罐顶支腿孔进入，25~30只喷枪呈同心圆布置，每两支喷枪依次作业，对80m直径大罐罐底形成由点到面到整体的油层破碎工程。

三维清洗喷枪由气动马达驱动。齿轮箱双轴传动实现了喷嘴的公转和自转；中心传动轴通过一对伞齿轮驱动喷嘴自转，伞齿轮的偏置角度使得喷嘴自转时，形成了喷嘴喷射方向与中心轴角度在0~135°之间的变化；加上喷嘴绕中心轴的公转复合，最终形成了喷嘴喷射方向全方位立体覆盖即三维旋转射流场。齿轮箱的齿轮啮合变化决定了喷嘴的公转转速和自转转速；两者转速比的大小决定了射流轨迹的密度，而转速比设计成互为质数则保证了射流轨迹的不重复、不遗漏。当喷嘴上倾（105°~135°）可覆盖罐顶；喷嘴下倾（45°~105°）可覆盖直径达15m的罐底区域及罐壁；喷嘴全方位转动（0°~135°）则实现全方位清洗。当清洗喷枪依次循环作业后，喷枪群的三维射流场就将完全击碎罐底油泥。