加油站埋地油罐機械清洗系統技術方案

本發明專利技術公開了一種加油站埋地油罐機械清洗系統，包括低壓噴射清洗設備、空氣置換設備、氣體氛圍監測設備、清洗產物分離處理與循環利用設備、含油污水外排達標處理設備和油氣回收處理設備；低壓噴射清洗設備包括通過管路依次連接的儲水罐、增壓泵、加熱器、渦輪流量計和清洗機；空氣置換設備包括氮氣發生器、空氣加熱器、無油空氣壓縮機；油氣回收處理設備包括相互連接的預冷器和活性炭吸附罐；清洗產物分離處理與循環利用設備包括過濾器、真空抽吸罐、抽吸泵、軸向入口水力旋流器；含油污水外排達標處理設備包括緊湊型立式旋流氣浮分離罐和碟式離心機。系統本質安全、全程封閉、高效環保、結構緊湊，可滿足相關排放要求。

【技術實現步驟摘要】
加油站埋地油罐機械清洗系統
本專利技術涉及一種油罐機械清洗及污水和油氣回收處理技術，尤其涉及一種加油站埋地油罐的機械清洗系統。
技術介紹
加油站是石油產業鏈和價值鏈的重要環節，通常每個加油站至少有2個以上的埋地油罐(Underground Storage Tank, UST)。根據《油罐清洗安全技術規程》(Q/SH039-013-1998)，為了保證產品質量、定期檢查與維護儲罐內部設施，同時也為復測儲罐重新編制容積計量表創造條件，加油站埋地油罐一般每隔3-5a需定期清洗I次；除此之外，加油站埋地油罐還存在非定期清洗，例如，油罐改儲另一類油品而二者的性質相差較大時，油罐發生滲漏或者有其他損壞需要進行倒空檢查或動火修理時，等等。目前，國內對包括加油站埋地油罐在內的一些小容量儲油罐及沉積物較少的輕質油料儲罐,均采用人工清洗的方式。由清洗作業人員在抽完罐內殘液后佩戴呼吸器直接進入油罐內部，用銅鏟、木質刮板和棉質拖把等防爆工具將罐內污物手工清洗干凈，單罐清洗時間通常需要2h左右。人工清罐方法存在作業危險性高、清洗效率低、清洗效果差、工作強度大和油氣及有毒有害氣體無組織排放等問題。隨著儲運生產要求縮短油罐清洗時間以及行業法規對人員進罐條件的嚴格限制，西方發達國家自20世紀80年代以來開始推出無人入罐的機械化清洗設備，專利US4721127介紹了一種名為TANKLEEN0R的埋地油罐清洗系統，該系統主要包括自吸式離心泵、卷軸、噴嘴、文丘里噴管、電動機、儲液桶、連接管線和閥門等。從埋地油罐人孔處插入豎直導向管，導向管與罐底接觸端為楔形開口。纏繞在卷軸上的抽吸管沿導向管進入罐中，其末端連接噴嘴，在罐底水平移動。利用自吸式離心泵在文丘里噴管內形成真空，從而通過噴嘴將罐底油泥抽提出并移送至儲液桶中。該清洗系統的作用只是抽吸移除罐底油泥，并不能對罐壁進行沖洗。而且位于被清洗罐內的只有抽吸管一條單向管路，整個系統并未構成閉式循環。因此，無法達到最終清洗罐壁的目的。隨著機械清洗技術的不斷發展，出現了基于高壓水射流的機械化清洗技術與設備，其本質是將具有一定壓力和流速的清洗介質通過專用的清洗組件(如噴嘴、噴頭或噴槍)產生多角度、強度各異、能量集中的沖擊射流，進而對罐底油泥、罐壁附著物及鐵銹進行打擊、沖蝕、切割、楔劈和移除。目前，滿足加油站機械清洗要求的主要有美國Gamajet公司的移動式清洗系統(UST Mobile Cleaning System,簡稱UST-MCS)和英國Non Entry Systems公司(NESL)的Petrack系統,前者基于旋轉射流技術，后者基于遙操作履帶式移動機器人+噴嘴射流技術。相比較而言，美國Gamajet公司移動式清洗系統的結構更為緊湊，實際操作和運行維護更為簡單，一個清洗周期僅需lOmin，因此被廣泛應用。但該系統也存在一些不足之處:(I)三維旋轉噴頭通過固定安裝于人孔的支撐柱放置于油罐內部，僅能在豎直方向上調整其在罐內的深度。由于加油站埋地油罐人孔開口不在罐中心位置處，導致噴頭在旋轉射流過程中，因噴射距離不同而對罐兩端內壁的清洗不均勻，從而影響了清洗效果。(2)該系統對清洗過程中產生的含油污水并未進行有效處理，只是籠統而含糊地聲稱將含油污水儲存于污水箱中送至污水處理廠處理。此夕卜，該系統對于清洗過程中產生的大量油氣等揮發性有毒有害氣體則簡單地采取了直接排放的措施。國內關于加油站埋地油罐機械清洗的研究才剛起步，相關研究單位較少，總體受關注程度不高，相比于國外先進技術水平和認識存在較大差距。國內某清洗設備代理公司在其對外宣傳中聲稱能夠利用“COWS-加油站”型機械清洗設備完成加油站的清洗作業，但主要面向大型地上立式原油儲罐的COWS (Crude Oil Washing System)機械清洗技術存在系統組成復雜、占地面積過大以及對清洗過程中產生的油氣和污水未能實現達標排放等固有缺陷。專利CN103372561A中提出了一種車載式加油站埋地油罐機械清洗系統，該清洗系統通過伸縮機構實現了旋轉噴頭在罐內的水平移動以達到更好的清洗效果，并利用空氣置換單元置換出罐內可燃氣體，保證了清洗作業的安全性。但是，對于清洗過程中所產生的有毒有害氣體，僅僅是將其經過回氣管回注入被清洗油罐內，以暫時減少廢氣直接排放的持續時間和總排氣量，在清洗作業結束時仍然被新鮮空氣稀釋后排放，從本質上來講并未實現有毒有害氣體的達標排放；而且整個清洗過程未使用可燃氣體檢測器實時檢測罐內氧含量，無法準確判斷其是否處于安全濃度范圍；對于清洗過程中產生的含油污水，則僅說明通過油水分離器進行分離，將分離后的液體回注入儲水罐中，對于最終的污水達標排放問題只字未提。專利CN203508540U中提出了一種新型加油站油罐清洗設備，其特點在于使用換熱器對清洗介質加熱以達到更好的清洗效果，并利用內部安裝有隔板的水槽分別儲存經水力旋流器分離出的輕組分和重組分，進而在一定程度上減小了清洗設備的占地空間。但是，對于氣體達標排放問題，僅說明在清洗結束后向被清洗罐內通入熱空氣使殘余的油分充分揮發并被抽出，也未提及對含油污水的達標排放處理。尤其需要指出的是，無論是地上油罐還是埋地油罐的機械清洗，從清洗產物分離處理與循環利用這一關鍵設備來看，進口或國產化機械清洗裝置中最初都是采用長方形敞口撇油槽，基于最簡單的隔油池重力沉降原理進行污油回收，也有在長方形敞口撇油槽內加裝粗?；劢Y板。但此類設備在撇油過程中均存在控制不穩定、自動化程度低、勞動強度大、能耗大、露天作業和容易污染環境等缺陷。中國石油天然氣管道局維搶修分公司于2009年左右研制開發了由臥式容器罐、浮油回收系統和液位控制系統組成的自動密閉撇油裝置，雖然臥式容器罐內綜合應用了重力沉降和填料粗?；夹g，但仍然存在體積較大、分離效率較低等不足；該公司隨后于2011年左右提出了基于水力旋流技術的全密閉帶壓撇油工藝流程，無需另設排油泵，有效地提高了撇油速度。不過，客觀而言，所采用的常規水力旋流器二十多年前即在石油工業上游行業原油開采的采出液預脫水、采油污水除油作業中得到了成功應用，雖然具有結構簡單、無運動部件等優點，但單體結構的公稱直徑較小(一般為Φ35_)、單體處理量低，在工程實際中通常需要將多個單體結構按照一定方式并聯組合起來工作以滿足較大的處理量要求，從而導致設備最終的體積不夠緊湊。此外，常規水力旋流器還存在進出口壓差大、對油滴粒徑下限值要求較高(最小分離粒徑Φ 10-15 μ m)、易受:流量波動影響、分尚效率難以進一步提聞(最聞為90%左右)等不足。鑒于上述原因，有必要進一步研制開發新型的加油站埋地油罐機械清洗系統來克服現有機械清洗系統存在的諸多不足。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種本質安全、全程封閉、高效環保、結構緊湊的加油站埋地油罐機械清洗系統，以克服現有加油站埋地油罐機械清洗系統存在的揮發性有毒有害氣體(油氣等)無序排放或最終仍然集中放空、含油污水未能達標處理、清洗產物分離處理設備復雜、整套系統占地面積大等不足。為了實現上述目的，本專利技術通過以下技術方案來實現:本專利技術的加油站埋地油罐機械清洗系統，包括低壓噴射清洗設備、空氣置換設備、氣體氛圍監測設備、清洗產物分離處理與循環利用設備、含本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種加油站埋地油罐機械清洗系統，其特征在于，包括低壓噴射清洗設備、空氣置換設備、氣體氛圍監測設備、清洗產物分離處理與循環利用設備、含油污水外排達標處理設備和油氣回收處理設備；所述低壓噴射清洗設備包括通過管路依次連接的儲水罐(1)、增壓泵(2)、加熱器(3)、渦輪流量計(4)和清洗機(5)，所述清洗機(5)安裝在被清洗埋地油罐(6)的專用配套密封蓋(11)上，所述專用配套密封蓋(11)上集成有氣體注入管接頭(12)、供水管接頭(13)、氣體氛圍監測取樣管接頭(14)和抽吸管接頭(15)；所述空氣置換設備包括氮氣發生器(16)、空氣加熱器(17)、無油空氣壓縮機(18)，所述氮氣發生器(16)和空氣加熱器(17)分別與所述氣體注入管接頭(12)連接，所述無油空氣壓縮機(18)通過干式文丘里管(19)與所述油氣回收處理設備連接，所述抽吸管接頭(15)與所述干式文丘里管(19)的吸入口連接；所述油氣回收處理設備包括相互連接的預冷器(41)和活性炭吸附罐(42)；所述清洗產物分離處理與循環利用設備包括依次連接的過濾器(24)、真空抽吸罐(25)、抽吸泵(27)、軸向入口水力旋流器(28)，所述軸向入口水力旋流器(28)與臨時儲油罐(29)和所述儲水罐(1)分別連接，所述過濾器(24)的排污口與固相收集槽(30)連接，所述真空抽吸罐(25)頂部的廢氣出口連接有真空泵(26)，所述真空泵(26)的出口與所述氣體注入管接頭(12)連接，所述過濾器(24)的進口與所述抽吸管接頭(15)連接；所述含油污水外排達標處理設備包括緊湊型立式旋流氣浮分離罐(35)和碟式離心機(36)，所述儲水罐(1)底部的出口與所述緊湊型立式旋流氣浮分離罐(35)連接，所述緊湊型立式旋流氣浮分離罐(35)的油相出口與所述臨時儲油罐(29)連接、水相出口與所述碟式離心機(36)連接，所述碟式離心機(36)的油相出口與所述臨時儲油罐(29)連接、水相出口與市政污水管網連接；所述氣體氛圍監測設備包括安裝在所述氣體氛圍監測取樣管接頭(14)上的氣體檢測器(23)。...

【技術特征摘要】
1.一種加油站埋地油罐機械清洗系統，其特征在于，包括低壓噴射清洗設備、空氣置換設備、氣體氛圍監測設備、清洗產物分離處理與循環利用設備、含油污水外排達標處理設備和油氣回收處理設備； 所述低壓噴射清洗設備包括通過管路依次連接的儲水罐(I)、增壓泵(2)、加熱器(3)、渦輪流量計(4)和清洗機(5)，所述清洗機(5)安裝在被清洗埋地油罐(6)的專用配套密封蓋(11)上，所述專用配套密封蓋(11)上集成有氣體注入管接頭(12)、供水管接頭(13)、氣體氛圍監測取樣管接頭(14)和抽吸管接頭(15)； 所述空氣置換設備包括氮氣發生器(16)、空氣加熱器(17)、無油空氣壓縮機(18)，所述氮氣發生器(16)和空氣加熱器(17)分別與所述氣體注入管接頭(12)連接，所述無油空氣壓縮機(18)通過干式文丘里管(19)與所述油氣回收處理設備連接，所述抽吸管接頭(15)與所述干式文丘里管(19)的吸入口連接； 所述油氣回收處理 設備包括相互連接的預冷器(41)和活性炭吸附罐(42)； 所述清洗產物分離處理與循環利用設備包括依次連接的過濾器(24)、真空抽吸罐(25)、抽吸泵(27)、軸向入口水力旋流器(28)，所述軸向入口水力旋流器(28)與臨時儲油罐(29)和所述儲水罐(I)分別連接，所述過濾器(24)的排污口與固相收集槽(30)連接，所述真空抽吸罐(25)頂部的廢氣出口連接有真空泵(26)，所述真空泵(26)的出口與所述氣體注入管接頭(12)連接，所述過濾器(24)的進口與所述抽吸管接頭(15)連接； 所述含油污水外排達標處理設備包括緊湊型立式旋流氣浮分離罐(35)和碟式離心機(36)，所述儲水罐(I)底部的出口與所述緊湊型立式旋流氣浮分離罐(35)連接，所述緊湊型立式旋流氣浮分離罐(35)的油相出口與所述臨時儲油罐(29)連接、水相出口與所述碟式離心機(36)連接，所述碟式離心機(36)...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳家慶，石熠，劉美麗，
申請(專利權)人：北京石油化工學院，
類型：發明
國別省市：北京;11