大型外浮顶原油储罐机械清洗方案优化

大型外浮顶原油储罐机械清洗方案优化

摘要：针对华德石化有限公司在役的大型外浮顶原油储罐运用cows机械清洗技术，进行机械清洗方案的优化，使cows清洗技术在大型油罐的清洗上运用更成熟，不断提高清罐效率和安全系数。关键词：大型油罐cows 技术优化

一、前言

华德石化拥有在役储油罐14座，其中马鞭洲首站12座5×104m3外浮顶储油罐，南边灶油库2座10×104m3外浮顶储油罐，为提高储运能力，南边灶油库正在建设的10×104m3外浮顶储油罐2座，5.5×104m3外浮顶储油罐2座（预计2013年8月份投产），为满足广州石化接卸原油多元化需求，还会有一些储油罐建成投产，华德石化1997年投产至今储运设备安全平稳运行，根据sy/t5921-2000标准中规定大型油罐检修周期为5～7年，2004年首次制定清罐检修方案，并委托茂名众合公司对第1台罐进行了机械清洗，取得了较好效果，截止2013年5月，已完成了16座储油罐机械清洗作业。由于马鞭洲首站地处孤岛，公用工程设施有限，不能为清罐提供驱动用电源和蒸汽，所以对cows(crude oil washing system)清罐技术的运行又提出了更高要求。

二、清洗技术原理及清洗过程

1.清洗技术原理

cows机械清洗是利用高压油喷射流将沉积、附着的油渣、蜡质等

有机物击碎、溶解，并将其还原成接近标准的原油，最大限度地将罐底残油予以回收。清洗过程分为同种油清洗和温水清洗，利用同种类油品为清洗油，由清洗泵增压，通过清洗机冲射罐顶顶板、罐壁和罐底，溶解一切可溶性附着物，将过滤后的油品全部回收，最后利用温水进行全方位的清洗。详见原油罐机械清洗施工原理流程图：原油罐机械清洗施工原理流程图

2.cows清洗设备组成

2.1回收装置a：利用液环真空泵提供动力将清洗油罐内剩余油抽吸出来，在用泵移送到回油罐；在进行油水分离时，将油水混合液送到油水分离槽。

2.2清洗装置b：提供同种清洗油加压给清洗机，对清洗油罐进行同种油清洗；在油水分离及温水清洗时，将油水槽内的温水抽出加压给清洗机对清洗油罐进行温水清洗。

2.3油水分离槽：包括20m3水箱一个和0.5 m3的收油槽一个。

2.4过滤器2台：尺寸dn 200，pn1.6，用于油移过程中的油过滤，将油渣及杂物滤出。

2.5清洗枪：清洗油及温水通过清洗装置b加压后，经清洗枪产生喷射流击碎、溶解清洗罐内的淤渣。

2.6惰性气体装置（锅炉、制氮机）：锅炉燃烧产生的废气和制氮机产生的n2作为惰性气体加注进清洗罐，降低罐内的氧含量和可燃气体含量。

2.7气体浓度检测装置：自动检测清洗油罐内的氧气浓度和可燃

气体浓度，并指示和记录其测试值。

2.8柴油发电机：为cows的设备运转提供电源。

3.cows清洗施工过程

3.1临时设置工程，制定施工方案、工艺处理方案、按照施工方案进行设备及管道、电气系统、惰性气体装置、可燃气检测系统等设备的安装，进行系统整体的气密性试验。

3.2清罐前工艺处理工作：确定好供油罐和回油罐的液位控制，用油泵进行抽低位操作，为加装盲板和安装供、回油管做准备，工艺处理后将油罐交出检修。

3.3同种油清洗工程：由清洗装置提供动力，用清洗机喷射供油罐提供的干净油，击碎、溶解油罐内的油渣。

3.4温水清洗工程：通过同种油清洗后，基本上除掉了油罐内的凝油和淤渣，但为了进一步进行脱油，要进行温水（冷水在油水分离槽内加热到50~60℃）清洗。这种清洗，是用清洗装置b抽取油水分离槽中温水，加压后用清洗机喷射打到油罐各个部位，再用回收装置a抽出油水混合物打回油水分离槽内，使油和水分离，将浮油用外加收油泵移送给接收油罐，如此循环，边加热边进行清洗，最终把残油移送干净。

3.5安全防爆工程：本作业作为安全措施，往油罐内的空间部分注入氮气，将氧气浓度保持在8%以下的惰性环境，氮气的注入应从同种油清洗一直持续到热水清洗结束。

3.6内部最终清扫：打开油罐检查孔，足够时间的通风排掉罐内

残留可燃气体，经检测合格后，清扫局部清洗不良部位，把残余积水、淤渣等清除到罐外。清洗程度可达到直接动火条件。

三、cows清洗施工过程中的技术问题及优化

以马鞭洲首站2#罐清罐为例，对每个步骤提出优化。

1.cows地面装置设置优化

1.1供油口选择2#罐和相邻1#罐的抽罐底油管线盲端（共2处）连接供油软管，使供油量充足，提高供油能力。

1.2清洗油罐抽吸口的设定要尽可能多，并沿油罐外周分布要均匀，这样就能从油罐各个部位均匀抽吸，提高抽吸效果，能够避免罐底板不平造成的抽吸不均匀现象。2#罐抽吸口设定在3个人孔和2个排污门，共5处。

1.3降低抽吸口高度，在保证清洗效果的同时就可以减少单次供油量，单次运转更灵活，2#人孔处抽吸口采用向下延伸设置，管口距离底板面为30mm，排污门处抽吸管设置为直管，管口距离底板面设置为40mm。

1.4抽吸移送管道与原有设备连接时，为了避免因热膨胀、收缩、振动而导致设备损伤，要使用挠性软管，其后安装阀门。为了在抽吸管道因淤渣等堵塞时，能通过清洗液倒流来清除堵塞而敷设倒洗管道。

1.5可燃性气体采样设3个插入点进行监测，取平均值，由经验得出，一般插入深度控制在单盘下30~40mm，可以与可燃气体充分接触，插入太深容易吸出油。

2.工艺处理方案优化

将2#罐输至低位2.5m（单盘起伏高度为1.7m），选择轻质原油（9#罐阿曼油，密度867kg/m3,50℃时粘度为12.7mm2/s）作为清洗油的供油，选择好回油罐（5#罐，液位控制在8m，给出足够的空间回油）。用油泵对清洗油罐进行抽低位作业，抽至油泵抽空（使剩余液位满足打开人孔安装回油管的液位要求）。要在油罐抽低位作业与注氮时间上进行紧密接合，一旦浮盘支柱着底，便会产生油气空间，应立即开启惰性气体装置进行惰性气体的加注，使油气空间中氧含量降低，破坏危险环境。

3.清洗机在单盘上的位置布置优化

3.1清洗机采用大凤am型喷射清洗机，驱动使用气动马达，喷嘴驱动角度水平方向0~360℃，垂直方向0~140℃，进行全面清洗，将罐顶部分支拔出（支柱拔出数控制在支柱总数的20%以下，5×104m3罐单盘支柱总数160根），利用罐顶支柱口安装固定清洗机，3.2清洗机的安装要避开管内软管和加热盘管等附件，在清洗罐底板时，喷嘴设置高度距底板1.3m，清洗底板最大有效清洗半径为17m，清洗顶板时，要放低喷嘴位置，设定距底板高度1m为宜，清洗顶板最大有效清洗半径13m，喷嘴的旋转速度设定为1分45秒～2分，全面清洗油罐时，以顶板清洗有效距离13m为基准设定。3.3由于油罐的外周部底板比其他部位低，故残油、淤渣多集中在外周部，集中在进油口对面位置的淤渣最多。另外，由于外周部罐壁刮板及一次密封处结构复杂，加热盘管也沿外周底板设置，有