CN102553869B - 一种铁路罐车内壁清洗方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铁路罐车内壁清洗设备及方法，该设备包括供水加热系统，水射流清洗系统，抽残油系统，抽排污水系统，牵引系统，控制系统，鼓风烘干系统，呼吸防护系统，中水处理系统，废气回收系统；该方法是将铁路罐车内壁清洗过程划分为5个工序，以3或3的倍数辆铁路罐车为一个编组，罐车内壁清洗过程的五个工序分配到3个火车栈台上进行流水作业；第一清洗栈台完成罐车对位及抽残液、水射流清洗罐车内壁及同步抽污水、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测的全部五个工序；第二清洗栈台完成罐车对位及抽残液、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测四个工序；第三清洗栈台完成罐车对位及抽残液，鼓风吹干及擦拭、罐车检测三个工序。

Description

一种铁路罐车内壁清洗方法及设备

技术领域

本发明涉及一种铁路罐车内壁清洗方法及设备，具体而言是一种采用水射流清洗技术、自动寻位技术、变频技术、废气回收技术和中水处理技术，节能环保高效的清洗铁路罐车内壁方法及设备。属于铁路罐车清洗设备领域。

背景技术

目前国内化工品、油料的运输方式主要由海运、汽运、铁路运输三种为主。我国沿海城市的运输多采用海运为主，而内地城市则采用铁路运输为主，还有一些铁路交通不便的地区采用汽运为主。铁路运输主要以铁路罐车为载体，当罐车换装产品及检修时必须进行内壁清洗，因此全国铁路罐车的清洗量是非常大的。目前铁路罐车常见清洗方法有蒸汽蒸熏法、化学清洗法、水射流清洗法三种。蒸汽蒸熏法是抽出罐内剩余残液后，通入蒸汽蒸煮6～8小时，然后鼓风冷却，工人在下罐进行冲洗或刷洗工序，同时将污水抽走，最后热风烘干。此方法一是在蒸熏和烘干过程中产生大量有害有毒气体挥发于大气中，严重污染了大气环境。二是工人在有限危险区域作业时间长，劳动强度高，对人体伤害较大，清洗效率较低。化学清洗法需用大量化学清洗剂，在清洗作业中会产生大量二次污染的污水，污染环境。目前通常采用水射流清洗方法。通过水射流清洗设备将新鲜水或者中水增压，进行铁路罐车内壁清洗，有效的解决了化学清洗及蒸汽蒸煮法的一些弊端，但是还存在一些问题。水射流清洗工序安排不合理，罐口处定点清洗或罐体内定点清洗的分布点不合理，清洗机对位采用手动对位方式，增压泵仍采用传统的调压方式，在清洗过程及烘干过程中产生的废气无法回收，抽残液采用一洗一抽方式，抽污水工序采用一洗一排水方式，供水采用新鲜水耗费水资源等等，即降低了清洗效率，又提高了能耗，对环境依然有一定的污染。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术不足，发明一种铁路罐车内壁清洗方法及设备。

本发明一种铁路罐车内壁清洗设备，主要包括供水加热系统，水射流清洗系统，抽残油系统，抽排污水系统，牵引系统，控制系统，鼓风烘干系统，呼吸防护系统，中水处理系统，废气回收系统等构成；其中，所述的牵引系统由驱动电机，双排链条，链条支架，轧辊，张紧机构，轻轨道，小爬车等构成，可实现对铁路罐车的双向牵引功能；所述的抽残油系统用于对铁路罐车内残留的化工品、油料等进行初步抽吸，收集；供水加热系统用于给整个清洗设备提供适合温度的水源，并将水源输送到与其相连的水射流清洗系统；所述的水射流清洗系统包括三维定位机、水射流清洗机、增压泵、自动调压装置和三维洗罐器，用于对铁路罐车的清洗；所述的抽排污水系统包括污水罐及真空泵，用于将清洗后的污水抽出并输送至与其相连的中水处理系统；所述的鼓风烘干系统包括鼓风烘干控制装置、密闭式烘干装置、带加热装置的鼓风机、引风机，用于对清洗后的铁路罐车进行鼓风烘干；所述的呼吸防护系统包括空压机、储气罐、医用过滤器、气体分配器及长管呼吸器等，用于为下罐作业人员提供清洁安全的呼吸气体；所述的废气回收系统用于回收清洗、烘干过程中产生的废气以进行再次处理；所述的控制系统采用西门子S7-300为核心控制器，通过电缆与清洗设备的其他系统相连接，对整个清洗设备实现有序的集中控制；

其中，所述的供水加热系统，采用中水和新鲜水互用的模式，增压泵回流水和冷却水全部回流进水罐；该供水加热系统包括水罐、液位变送器、温度变送器、供水电动阀、加热电动阀、过滤器及供水管路等；其中液位变送器、温度变送器安装于水罐上，并通过屏蔽电缆与控制系统的PLC相连；供水电动阀安装于水罐入口供水管路上，并通过屏蔽电缆与控制系统的PLC相连；加热电动阀安装于水罐入口加热管路上，并通过屏蔽电缆与控制系统的PLC相连；在水罐入口的供水管路前端安装三通管件，两条支路分别为新鲜水管线及中水管线，并在两个管线上安装有阀门；水罐出口的供水管路通过阀门、前置过滤器与增压泵的进液口连接；增压泵的回流管线与水罐连接，增压泵的冷却水管线通过止回阀与回流管线连接，回流水及冷却水均回到水罐，这样有效降低洗车的耗水量，达到节能减排的目的；水罐的加热采用工业蒸汽混合加热法，高温蒸汽通过设有加热电动阀的管路与水罐连接，并与温度变送器联锁，当水温高于设定值时则自动关闭加热阀，当水温低于设定值时则自动打开加热阀，实现自动加热功能。

其中，所述的水射流清洗系统进一步包括水射流清洗机自动寻位装置，该自动寻位装置由防爆红外摄像头、防爆红外测距探头、自动寻位控制装置及行走驱动伺服电机等组成；所述的防爆红外摄像头安装于水射流清洗机的机座旁；防爆红外测距探头选用3～6个，均匀安装于水射流清洗机底座四周；自动寻位控制装置主要由工业计算机、图像采集卡、数据采集卡及运动控制卡等组成，图像采集卡、数据采集卡及运动控制卡安装于工业计算机的扩展插槽内，图像采集卡通过视频线与防爆红外摄像机连接，数据采集卡通过屏蔽电缆与防爆红外测距探头连接，运动控制卡通过屏蔽电缆、伺服驱动器与三维定位机上设置的三个行走驱动伺服电机连接。

其中，所述的鼓风烘干系统，包括鼓风烘干控制装置、密闭式烘干装置、带加热装置的鼓风机、引风机等；所述的鼓风烘干控制装置进一步包括PLC、按钮、指示灯、中间继电器等元件。按钮通过电缆与PLC输入模块端子连接。指示灯通过电缆与PLC输出模块端子连接。压力变送器通过屏蔽电缆与PLC模拟量输入模块端子连接。鼓风机、密闭式烘干装置、引风机的控制元件通过中间继电器与PLC输出模块端子连接；所述的密闭式烘干装置进一步包括罐口密封盖、伸缩式进风筒、伸缩式出风筒、光解催化氧化装置、自动升降装置、压力变送器、压力安全阀。罐口密封盖可与铁路罐车的罐口配合并进行密封，并于自动升级装置紧固连接，伸缩式进风筒通过法兰与鼓风机出风口管线连接，另一端通过罐口密封盖与自动升降装置连接，伸缩式出风筒一端通过法兰与罐口密封盖连接，另一端与光解催化氧化装置进口管线连接，光解催化氧化装置的出口管线与引风机进口管线连接，引风机出口管线至高空对处理后的其他进行排放，压力变送器及压力安全阀分别安装在罐口密封盖的一侧，检测铁路罐车内烘干气压；所述的自动升降装置包括导轨、导轮、滑动支撑座、两级伸缩杆及进风筒固定托架等构成，导轨固定于烘干站台上方。导轮与导轨配合安装，可在导轨内滑动。滑动支撑座一端固定在导轮上，另一端与伸缩式出风筒和伸缩式进风筒固定。两级伸缩杆一端固定安装在滑动支撑座上，另一端穿过圆锥式罐盖后，末端固定于进风筒固定托架上。

本发明一种铁路罐车内壁清洗方法，是将铁路罐车内壁清洗过程总体划分为5个工序，分别是罐车对位及抽残液、水射流清洗罐车内壁及同步抽污水、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测。在罐车执行清洗作业时，则各工序进行有序作业，有效的提高工作效率，降低能耗。该铁路罐车内壁清洗方法以3辆铁路罐车(或3的倍数)为一个编组，罐车内壁清洗过程的五个工序分配到3个火车栈台上进行流水作业。其中，第一清洗栈台可完成罐车对位及抽残液、水射流清洗罐车内壁及同步抽污水、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测的全部五个工序；第二清洗栈台可完成罐车对位及抽残液、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测四个工序；3第三清洗栈台可完成罐车对位及抽残液，鼓风吹干及擦拭、罐车检测三个工序。

本发明方法的具体步骤如下：

步骤一：由牵引系统将一个编组的3辆罐车牵引至3个清洗栈台，即第一罐车置于第一清洗栈台清洗位置，第二罐车置于第二清洗栈台清洗位置，第三罐车置于第三清洗栈台清洗位置，然后统一进行罐车对位及抽残液工序，既节省了分别抽残液时间，又节省了真空泵抽吸的运行时间达到了节能的目的。

步骤二：待抽残液完毕由牵引系统将编组的第三罐车牵引至第一清洗栈台清洗位置，由栈台操作人员启动自动寻位装置，将水射流清洗机安放于罐口后，执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗，待清洗结束后，自动提起水射流清洗机，收起抽污水管至安全高度。

步骤三：由牵引系统将第三罐车牵引至第二清洗栈台，同时将第二罐车牵引至第一清洗栈台，第一清洗栈台由操作人员启动自动寻位装置，将水射流清洗机安放于罐口后，执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗，同时第二清洗栈台执行人工清扫残留物工序，清理完毕后放下鼓风烘干系统，进行鼓风吹干及擦拭工序，等待第一清洗栈台清洗完毕后，自动提起水射流清洗机，收起抽污水管至安全高度，同时第二清洗栈台收起密闭式烘干装置至安全高度。

步骤四：由牵引系统将第三罐车牵引至第三清洗栈台，第二罐车牵引至第二清洗栈台，第一罐车牵引至第一清洗栈台，第一清洗栈台由操作人员启动自动寻位装置，将水射流清洗机安放于罐口后，执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗，同时第二清洗栈台执行人工清扫残留物工序，清理完毕后放下鼓风烘干系统，进行鼓风吹干及擦拭工序，待鼓风工序结束后自动提起鼓风烘干系统至安全高度，等待罐车检测，同时第三清洗栈台放下密闭式烘干装置继续进行鼓风吹干及擦拭工序，待鼓风吹干及擦拭工序结束后自动提起密闭式烘干装置至安全高度，等待罐车检测。第一清洗栈台完成水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序后，进行人工清扫残留物工序，清理完毕后放下鼓风烘干系统，进行鼓风吹干及擦拭工序，待鼓风吹干及擦拭工序结束后自动提起密闭式烘干装置至安全高度，等待罐车检测，至此完成一组铁路罐车水射流清洗全过程。

其中，所述水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗采用定点清洗的方式，并将清洗点设置成5点，以铁路罐车罐口为界，长端清洗3点，而短端清洗2点。

在实际操作中，洗罐站只要将待清洗铁路罐车编组为3的倍数编组，就可以满足流水式作业清洗过程，优点在于可以节省清洗工序的重叠时间，有效减少清洗作业时间，清洗设备工作时间减少，大大提高工作效率，达到节能的目的。

本发明的优点及功效在于：本发明针对目前铁路罐车清洗存在的不足之处，发明了流水式清洗作业的新方法。改进了目前的清洗工序，由原来的分别抽残液改为同时抽残液工序，由原来的4点定点清洗改为5点定点清洗，由原来单一的新鲜水供水模式改为新鲜水与中水互用模式，由原来的一洗一抽一排的抽排水工艺改为一洗一抽不排的方式；本发明所采用的中水处理系统，可将清洗所产生的污水进行处理，到达中水水质，重复清洗罐车，达到节省水资源的目的；本发明所采用的废气回收系统可将水射流清洗罐车过程中所产生的废气进行回收处理，有效的降低了对环境的污染，达到环保的目的；本发明的水射流清洗机自动寻位装置取代了目前人工操作水射流清洗机进行罐车对位的模式，有效的降低了工人的劳动强度，提高了生产效率。本发明的密闭式烘干装置取代了目前铁路罐车敞开式鼓风烘干的模式，采用密闭式鼓风烘干形式，不仅提高了罐车烘干效率，降低了工人劳动强度，改善了工人的工作环境，而且采用光解催化氧化技术，将烘干风进行无害化处理，达标排放，大大降低了对周围环境的污染。总之本发明的新方法、新工艺和清洗设备有效的提高了生产效率，降低了工人的劳动强度，改善了工人的工作环境，有效的降低了清洗作业能耗，大大降低了对环境的污染，实现了节能减排的目的。

附图说明

图1本发明3辆罐车射流清洗流水作业示意图

图2本发明工艺连接关系示意图图

图3本发明罐车内清洗点布局图

图4本发明自动抽排水新工艺连接关系示意图

图5本发明定点清洗流程图

图6a本发明的密闭式烘干装置结构图一

图6b本发明的密闭式烘干装置结构图二

图中序号说明：

1、水罐              2、温度变送器            3、液位变送器

401、供水电动球阀    501、502、手动球阀

503、504、505、506、507、手动阀门             6、过滤器

7、增压泵            801、止回阀              9、加热阀组

10、压力变送器       11、水射流清洗机         12、C形管

13、三维洗罐器       14、三维定位机           15、空压机

16、储气罐           161、气压表              162、排气阀

163、排液阀          17、医用过滤器           18、气体分配器

19、长管呼吸器       20、电动三通球阀         21、视镜

22、第一污水罐       221、负压表              222、差压液位变送器

223、真空阀组        224、氮气阀组            225、排污水阀组

23、第一真空泵       24、残油罐               25、第二污水罐

241、251、负压表     242、252、差压液位变送器

26、第二真空泵       27、油水分离装置         28、密闭式烘干装置

281、罐口密封盖      282、鼓风机              2821、加热装置

283、伸缩式进风筒    284、伸缩式出风筒        285、光解催化氧化装置

286、压力变送器      287、压力自泄阀          2881、导轨

2882、导轮           2883、滑动支撑座         2884、两级伸缩杆

2885、进风筒固定托架

RG、废气回收系统       RW、中水处理系统

P1、第一清洗栈台       P2、第二清洗栈台     P3、第三清洗栈台

C1、第一罐车           C2、第二罐车         C3、第三罐车

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。

结合图2所示，本发明一种铁路罐车内壁清洗设备，主要包括供水加热系统，水射流清洗系统，抽残油系统，抽排污水系统，牵引系统，控制系统，鼓风烘干系统，呼吸防护系统，中水处理系统RW，废气回收系统RG等构成；其中，所述的牵引系统(图中未示)由驱动电机，双排链条，链条支架，轧辊，张紧机构，轻轨道，小爬车等构成，可实现对铁路罐车的双向牵引功能；所述的抽残油系统用于对残留在铁路罐车内壁的化工品、油料等进行初步抽排；供水加热系统用于给整个清洗设备提供适合温度的水源，并将水源输送到与其相连的水射流清洗系统；所述的水射流清洗系统包括三维定位机14、水射流清洗机11和三维洗罐器13，用于对铁路罐车的清洗；所述的抽排污水系统包括污水罐及真空泵，用于将清洗后的污水抽出并输送至与其相连的中水处理系统；所述的鼓风烘干系统包括鼓风烘干控制装置、密闭式烘干装置、带加热装置的鼓风机、引风机，用于对清洗后的铁路罐车进行鼓风烘干；所述的呼吸防护系统包括空压机、储气罐、医用过滤器、气体分配柜及长管呼吸器等，用于为下罐作业人员提供清洁安全的呼吸气体；所述的废气回收系统用于回收清洗、烘干过程中产生的废气以进行再次的处理；所述的控制系统采用西门子S7-300为核心控制器，通过电缆与清洗设备的其他系统相连接，对整个清洗设备实现有序的集中控制；

供水加热系统中温度变送器2及液位变送器3通过法兰安装于水罐1的相应位置，并通过屏蔽电缆与控制系统PLC的模拟量输入模块接线端子连接。供水电动球阀401与一个手动球阀501串联安装于一条供水管路上，另一个手动球阀502并联安装于另一条供水管路上，形成供水阀组，供水电动球阀通过电缆与控制装置内的端子排连接，控制系统PLC输出模块下达指令，通过中间继电器控制供水电动球阀的开/关并与水罐的液位变送器联锁，当水位低于预设位置时供水电动球阀自动打开，当水位高于预设位置时供水电动球阀自动关闭。在水罐入口的供水管路前端安装三通管件，两条支路分别为新鲜水管线及中水管线，并在两个管线上安装手动阀门503、504。当用户检测中水处理装置的水质符合洗车用水要求时，则关闭新鲜水管线手动阀门504，打开中水管线阀门503，由中水进行清洗罐车。当用户检测中水出来装置的水质不符合洗车用水要求时，则打开新鲜水管线手动阀门504，关闭中水管线阀门503，由新鲜水进行清洗罐车，采用这样工艺即可最大可能节省新鲜水资源，又可保证罐车的清洗效果，达到节能的目的。水罐出口的供水管路通过手动阀门505，前置过滤器6与增压泵7进液口连接。增压泵7的回流管线与水罐1连接，增压泵的冷却水管线通过止回阀801与回流管线连接，回流水及冷却水均回到水罐，这样有效降低洗车的耗水量，达到节能减排的目的。水罐1的加热采用工业蒸汽混合加热法，高温蒸汽通过设有加热阀组9的管路与水罐1连接，并与水罐1安装的温度变送器2联锁，当水温高于设定值时则自动关闭加热阀，当水温低于设定值时则自动打开加热阀，实现自动加热功能。增压泵7出液口通过高压软管与高压管路连接，高压管路上安装压力变送器10，在与水射流清洗机11连接处又采用高压软管进行连接，并通过C形管12与三维洗罐器13连接。供水系统通过增压泵将常压水变成中高压水，并通过高压软件及高压管路，最终到达三维洗罐器，实现洗罐器的喷射功能，以达到清洗罐车内壁的作用。

呼吸防护系统包括空压机15、储气罐16、医用过滤器17、气体分配器18及长管呼吸器19等，通过空压机15从高空取较洁净的空气，经过空压机加压，通过手动阀门506及气路连接于储气罐16进气口，储气罐16上安装气压表161，排气阀162，排液阀163，储气罐出气口通过气路连接于4个医用过滤器17，将压缩空气进行净化，通过气路与清洗栈台的气体分配器18连接，并通过长管呼吸器19供给下罐作业人员呼吸使用。

抽排污水系统包括第一污水罐22及第一真空泵23等，用于将清洗后的污水抽出并输送至与其相连的中水处理系统；抽排污水系统通过栈台抽污水软管与一视镜21连接，视镜21与抽污水管路连接，并通过手动阀门507连接于第一污水罐22的进液口，第一污水罐22上安装负压表221、差压液位变送器222、氮气管路、真空线管路、排污水管路及其电动阀组。真空线管路与第一真空泵出口连接，氮气管路与氮气总线管网连接，排污水管路与中水处理系统RW连接，经过中水处理系统处理后，污水变成可利用的中水，并通过管路输送给供水加热系统的水罐以循环利用。第一真空泵排放口通过管路与废气回收系统RG连接，将第一真空泵产生废气全部由废气回收系统进行回收处理。

水射流清洗系统进一步包括自动寻位装置(图中未示)，该自动寻位装置由防爆红外摄像头、防爆红外测距探头、自动寻位控制装置及行走驱动伺服电机等组成；所述的防爆红外摄像头安装于水射流清洗机的机座旁；防爆红外测距探头选用4个，均匀安装于水射流清洗机底座四周；自动寻位控制装置主要由工业计算机、图像采集卡、数据采集卡及运动控制卡等组成，图像采集卡、数据采集卡及运动控制卡安装于工业计算机的扩展插槽内，图像采集卡通过视频线与防爆红外摄像机连接，数据采集卡通过屏蔽电缆与防爆红外测距探头连接，运动控制卡通过屏蔽电缆、伺服驱动器与三维定位机14上设置的三个行走驱动伺服电机连接。

抽残油系统系统则通过栈台抽液软管与抽残液管路连接，并通过电动三通球阀20分别连接残液罐24和第二污水罐25的进口，残液罐24及第二污水罐25上安装负压表241、251、差压液位变送器242、252、氮气管路、真空线管路、排污水管路及其电动阀组。真空线管路与第二真空泵26出口连接，氮气管路与氮气总线管网连接，排污水管路与中水处理系统RW连接，经过中水处理系统处理后，污水变成可利用的中水，并通过管路输送给供水加热系统的水罐以循环利用。排污油管路与油水分离装置27连接。第二真空泵26排放口通过管路与废气回收系统RG连接，将第二真空泵26产生废气全部由废气回收系统进行回收处理。

鼓风烘干系统则由密闭式烘干装置28通过气路与鼓风机282连接，在气路上加装加热装置2821，可实现冷热风切换的功能。其中，如图6a、6b所示，所述的密闭式烘干装置，包括鼓风烘干控制装置(图中未示)、罐口密封盖281、带加热装置的鼓风机282、自动升降装置、伸缩式进风筒283、伸缩式出风筒284、光解催化氧化装置285、引风机、压力变送器286及压力自泄阀287等；所述的鼓风烘干控制装置主要包括PLC、鼓风机、自动升降装置及引风机的控制元件通过中间继电器与PLC输出模块端子连接；所述的罐口封闭盖281可与铁路罐车的罐口配合并进行封闭；所述的自动升降装置由导轨2881、导轮2882、滑动支撑座2883、两级伸缩杆2884及进风筒固定托架2885等构成，导轨2881固定于烘干站台上方。导轮2882与导轨2881配合安装，可在导轨内滑动。滑动支撑座2883一端固定在导轮2882上，另一端与伸缩式出风筒284和伸缩式进风筒283固定。两级伸缩杆2884一端固定安装在滑动支撑座2883上，另一端穿过罐口密封盖281后，末端固定于进风筒固定托架2885上。

其中，所述的鼓风烘干系统，包括鼓风烘干控制装置、密闭式烘干装置、带加热装置的鼓风机、引风机等；所述的鼓风烘干控制装置进一步包括PLC、按钮、指示灯、中间继电器等元件。按钮通过电缆与PLC输入模块端子连接。指示灯通过电缆与PLC输出模块端子连接。压力变送器通过屏蔽电缆与PLC模拟量输入模块端子连接。鼓风机、密闭式烘干装置、引风机的控制元件通过中间继电器与PLC输出模块端子连接；所述的密闭式烘干装置进一步包括罐口密封盖、伸缩式进风筒、伸缩式出风筒、光解催化氧化装置、自动升降装置、压力变送器、压力安全阀。罐口密封盖可与铁路罐车的罐口配合并进行密封，并于自动升级装置紧固连接，伸缩式进风筒通过法兰与鼓风机出风口管线连接，另一端通过罐口密封盖与自动升降装置连接，伸缩式出风筒一端通过法兰与罐口密封盖连接，另一端与光解催化氧化装置进口管线连接，光解催化氧化装置的出口管线与引风机进口管线连接，引风机出口管线至高空对处理后的其他进行排放，压力变送器及压力安全阀分别安装在罐口密封盖的一侧，检测铁路罐车内烘干气压；所述的自动升降装置进一步包括导轨、导轮、滑动支撑座、两级伸缩杆及进风筒固定托架等构成，两级伸缩杆一端与进风筒固定托架相连，另一端与滑动支撑座相连，滑动支撑座上安装有导轮，该导轮可在导轨内滑动，整个自动升降装置通过两级伸缩杆固定在罐口密封盖上，使进风筒固定托架伸入罐体内部；

废气回收系统由冷凝装置和活性炭吸附装置。冷凝装置由多级冷凝热换器、升温装置、气液分离器等组成。苯经过密闭收集装置进入到一级冷凝换热器中进行预冷，首先由常温冷凝到5℃，液态成分进入集液器，气态成分进入二级冷凝换热器继续进行冷凝，温度达到-15℃。经气液分离器，液体流入集液器内，并最终流到储油罐内储存，尚未冷凝下来的气体则由排放口进入活性炭吸附装置，经过再次处理，达到回收利用环保的目的。活性炭吸附装置：由冷凝器排放口排出的气体，进入到活性炭炭罐进行吸附，大部分的苯成分被活性炭吸附，排空气体中苯的含量达到国家相关标准。在整个过程中，两个活性炭炭罐交替进行吸附、脱附工作，当一个炭罐进行吸附时，另一个炭罐则进行脱附再生；工作一个吸附周期后，两个吸附罐切换工作状态，以实现装置连续工作。经真空泵脱附后的物质经集液罐，到冷凝装置进行下一次冷凝液化过程。

控制系统采用西门子S7-300为核心控制器，采用组态软件为人机界面。系统采集信号通过电缆线与西门子输入模块端子连接，系统执行机构通过电缆与中间继电器及西门子输出模块端子连接。控制系统通过电缆与自动寻位装置，密闭式烘干装置，废气回收系统，呼吸防护系统，三维定位机，水射流清洗机，真空泵，增压泵，引风机，牵引系统等连接，控制装置实现有序的集中控制。

三维定位机则采用链条与链轮的传动机构代替原来丝杠的传动方式，设备运行更加平稳可靠，在驱动方式上将原三相异步电动机改为伺服电机，以配合自动寻位装置精确定位，使清洗机能准确安放于罐车罐口处。

真空泵，增压泵，引风机，储水罐，视镜，残油罐，污水罐，中水处理系统，泵前的过滤器等均采用目前化工行业现有成熟设备。

三维洗罐器采用德国产品，可实现360度公转加自转，清洗轨迹为网络球面，以满足罐车内壁圆柱面的清洗要求。

牵引系统由驱动电机，双排链条，链条支架，轧辊，张紧机构，轻轨道，小爬车等构成，可实现双向牵引功能。

现场防爆仪表及电动球阀均采用目前石油化工企业入网的品牌产品。

结合图1所示，一种铁路罐车内壁清洗方法，是将铁路罐车内壁清洗过程总体划分为5个工序，分别是罐车对位及抽残液、水射流清洗罐车内壁及同步抽污水、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测。在罐车执行清洗作业时，则各工序进行有序作业，有效的提高工作效率，降低能耗。该铁路罐车内壁清洗方法以3辆铁路罐车(或3的倍数)为一个编组，罐车内壁清洗过程的五个工序分配到3个火车栈台上进行流水作业。其中，第一清洗栈台可完成罐车对位及抽残液、水射流清洗罐车内壁及同步抽污水、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测的全部五个工序；第二清洗栈台可完成罐车对位及抽残液、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测四个工序；第三清洗栈台可完成罐车对位及抽残液，鼓风吹干及擦拭、罐车检测三个工序。

本发明方法的具体步骤如下：

步骤一：由牵引系统将一个编组的3辆罐车牵引至3个清洗栈台，即第一罐车C1置于第一清洗栈台P1清洗位置，第二罐车C2置于第二清洗栈台P2清洗位置，第三罐车C3置于第三清洗栈台P3清洗位置，然后统一进行罐车对位及抽残液工序，既节省了分别抽残液时间，又节省了真空泵抽吸的运行时间达到了节能的目的。

步骤二：待抽残液完毕由牵引系统将编组的第三罐车牵引至第一清洗栈台清洗位置，由栈台操作人员启动自动寻位装置，将水射流清洗机安放于罐口后，执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗，待清洗结束后，自动提起水射流清洗机，收起抽污水管至安全高度。

步骤三：由牵引系统将第三铁路罐车牵引至第二清洗栈台，同时将第二罐车牵引至第一清洗栈台，第一清洗栈台由操作人员启动自动寻位装置，将水射流清洗机安放于罐口后，执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗，同时第二清洗栈台执行人工清扫残留物工序，清理完毕后放下鼓风烘干系统，进行鼓风吹干及擦拭工序，等待第一清洗栈台清洗完毕后，自动提起水射流清洗机，收起抽污水管至安全高度，同时第二清洗栈台收起鼓风烘干系统至安全高度。

步骤四：由牵引系统将第三铁路罐车牵引至第三清洗栈台，第二铁路罐车牵引至第二清洗栈台，第一铁路罐车牵引至第一清洗栈台，第一清洗栈台由操作人员启动自动寻位装置，将水射流清洗机安放于罐口后，执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗，同时第二清洗栈台执行人工清扫残留物工序，清理完毕后放下鼓风烘干系统，进行鼓风吹干及擦拭工序，待鼓风工序结束后自动提起鼓风烘干系统至安全高度，等待罐车检测，同时第三清洗栈台放下鼓风烘干系统继续进行鼓风吹干及擦拭工序，待鼓风吹干及擦拭工序结束后自动提起鼓风烘干系统至安全高度，等待罐车检测。第一清洗栈台完成水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序后，进行人工清扫残留物工序，清理完毕后放下鼓风烘干系统，进行鼓风吹干及擦拭工序，待鼓风吹干及擦拭工序结束后自动提起鼓风烘干系统至安全高度，等待罐车检测，至此完成一组铁路罐车水射流清洗全过程。

结合图3，在执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水的工序时，根据G60型罐车的结构，在清洗时，采用了定点清洗的方式，并将清洗点设置成5点，以铁路罐车罐口为界长端清洗3点，而短端清洗2点。通过安装于水射流清洗机底座处的长短端限位，通过电缆线，将信号传输至控制系统的PLC的输入模块，内置于PLC的CPU控制程序则自动触发相应的长短端清洗程序，流程如图5所示。如接收罐车长端信号，控制程序首先下达C型管前进指令，前进运行时间结束，下达第1点清洗指令，清洗时间结束后，再下达C型管后退指令，后退运行时间结束，下达第2点清洗指令，清洗时间结束后，下达C型管后退指令，后退运行时间结束，下达第3点清洗指令，清洗时间结束后，下达后退到位指令，在进行罐车短端清洗，首先下达C型管前进指令，前进运行时间结束，下达第4点清洗指令，清洗时间结束后，下达C型管后退指令，后退运行时间结束后，下达第5点清洗指令，清洗时间结束后，下达C型管后退到位指令，完成罐车5点清洗的过程。如接收罐车短端信号，则控制程序先下达4，5点清洗指令，再下达1，2，3点清洗指令完成罐车5点定点清洗的过程。采用此5点定点清洗的工艺不仅有效提高清洗的覆盖面积的同时，又最大可能降低清洗作业时间，此清洗工艺即可满足清洗罐车质量要求，又可减少清洗作业时间，充分体现工艺的节能环保的特点。

结合图4，抽排污水工艺由原来的一洗一抽一排的工艺，改变为一洗一抽不排水工艺，排水则与第一污水罐22的差压液位变送器222联锁，当液位高于设定值时才进行自动排水，当液位低于设定值时则自动停止排水。第一污水罐22安装于清洗栈台下，抽污水管线一端连接清洗栈台抽污水软管，另一端与第一污水罐上端相应开口管线法兰连接，抽污水管线通过法兰安装手动阀门。差压液位变送器222通过法兰安装于第一污水罐侧面，并通过屏蔽2芯电缆连接与控制装置的PLC模拟量输入模块端子排。第一污水罐上端安装现场显示负压表221。真空管线一端通过法兰与第一污水罐上端相应开口管线连接，并安装1个支路手动阀门和1个自动控制阀组成真空阀组223，真空管线另一端连接真空泵23抽空线。氮气管线一端通过法兰与第一污水罐上端相应开口管线连接，另一端安装1个支路手动阀门及1个自动控制阀组成氮气阀组224，并与氮气总管线通过法兰连接。排污水管线一端与第一污水罐下端开口管线通过法兰连接，另一端安装1个支路手动阀门及1个自动控制阀组成排污水阀组225，并通过管线与中水处理系统RW连接。在自动控制阀与中水处理系统之间的污水管线上安装一个止回阀225。

具体实施过程为，当水射流清洗罐车内壁的工序启动时，则同时启动同步抽污水工艺，控制装置发送控制指令，启动真空泵，打开真空阀，关闭氮气阀和排污水阀，进行抽污水作业。当水射流清洗罐车内壁作业结束后，关闭真空阀，关闭真空泵。控制装置在实时检测污水罐液位值，当液位值达到预设的高位值时，不管水射流清洗罐车内壁的工序是否进行或者停止，控制装置发出指令，关闭真空阀，打开氮气阀和排污水阀，将污水罐的污水通过氮气顶至中水处理装置中，当污水罐液位值到达预设低位值时，控制装置在发出指令，关闭氮气阀和排污水阀，打开真空阀，进行抽污水作业。采用此抽排污水工艺，抽排污水工艺完全由控制装置自动完成，自动化程度高。排污水工艺与液位联锁，最大可能利用污水罐的空间储存污水，同时也压缩了氮气的压缩空间，大大降低了氮气的消耗，达到节能环保的目的。

Claims (5)

1.一种铁路罐车内壁清洗设备，包括供水加热系统、水射流清洗系统、抽残油系统、抽排污水系统、牵引系统、控制系统、鼓风烘干系统、呼吸防护系统、中水处理系统及废气回收系统；所述的牵引系统由驱动电机、双排链条、链条支架、轧辊、张紧机构、轻轨道及小爬车构成，实现对铁路罐车的双向牵引功能；所述的抽残油系统用于对铁路罐车内残留的化工品和油料进行初步抽吸、收集；供水加热系统用于给整个清洗设备提供适合温度的水源，并将水源输送到与其相连的水射流清洗系统；所述的水射流清洗系统包括三维定位机、水射流清洗机、增压泵、自动调压装置和三维洗罐器，用于对铁路罐车的清洗；所述的抽排污水系统包括污水罐及真空泵，用于将清洗后的污水抽出并输送至与其相连的中水处理系统；所述的鼓风烘干系统包括鼓风烘干控制装置、密闭式烘干装置、带加热装置的鼓风机及引风机，用于对清洗后的铁路罐车进行鼓风烘干；所述的呼吸防护系统包括空压机、储气罐、医用过滤器、气体分配器及长管呼吸器，用于为下罐作业人员提供清洁安全的呼吸气体；所述的废气回收系统用于回收清洗、烘干过程中产生的废气以进行再次处理；所述的控制系统采用西门子S7‐300为核心控制器，通过电缆与清洗设备的其他系统相连接，对整个清洗设备实现有序的集中控制；其特征在于：

所述的供水加热系统，采用中水和新鲜水互用的模式，增压泵回流水和冷却水全部回流进水罐；该供水加热系统包括水罐、液位变送器、温度变送器、供水电动阀、加热电动阀、过滤器及供水管路；其中液位变送器、温度变送器安装于水罐上，并通过屏蔽电缆与控制系统的PLC相连；供水电动阀安装于水罐入口供水管路上，并通过屏蔽电缆与控制系统的PLC相连；加热电动阀安装于水罐入口加热管路上，并通过屏蔽电缆与控制系统的PLC相连；在水罐入口的供水管路前端安装三通管件，两条支路分别为新鲜水管线及中水管线，并在两个管线上安装有阀门；水罐出口的供水管路通过阀门、前置过滤器与增压泵的进液口连接；增压泵的回流管线与水罐连接，增压泵的冷却水管线通过止回阀与回流管线连接，回流水及冷却水均回到水罐；水罐的加热采用工业蒸汽混合加热法，高温蒸汽通过设有加热电动阀的管路与水罐连接，并与温度变送器联锁，当水温高于设定值时则自动关闭加热阀，当水温低于设定值时则自动打开加热阀，实现自动加热功能；

所述的水射流清洗系统进一步包括水射流清洗机自动寻位装置，该自动寻位装置由防爆红外摄像头、防爆红外测距探头、自动寻位控制装置及行走驱动伺服电机组成；所述的防爆红外摄像头安装于水射流清洗机的机座旁；防爆红外测距探头选用3～6个，均匀安装于水射流清洗机底座四周；自动寻位控制装置由工业计算机、图像采集卡、数据采集卡及运动控制卡组成，图像采集卡、数据采集卡及运动控制卡安装于工业计算机的扩展插槽内，图像采集卡通过视频线与防爆红外摄像机连接，数据采集卡通过屏蔽电缆与防爆红外测距探头连接，运动控制卡通过屏蔽电缆、伺服驱动器与三维定位机上设置的三个行走驱动伺服电机连接；

所述的鼓风烘干系统，包括鼓风烘干控制装置、密闭式烘干装置、带加热装置的鼓风机及引风机；所述的鼓风烘干控制装置包括PLC、按钮、指示灯及中间继电器；按钮通过电缆与PLC输入模块端子连接；指示灯通过电缆与PLC输出模块端子连接；压力变送器通过屏蔽电缆与PLC模拟量输入模块端子连接；鼓风机、密闭式烘干装置、引风机的控制元件通过中间继电器与PLC输出模块端子连接。

2.根据权利要求1所述的一种铁路罐车内壁清洗设备，其特征在于：所述的密闭式烘干装置进一步包括罐口密封盖、伸缩式进风筒、伸缩式出风筒、光解催化氧化装置、自动升降装置、压力变送器及压力安全阀；罐口密封盖与铁路罐车的罐口配合并进行密封，并于自动升级装置紧固连接，伸缩式进风筒通过法兰与鼓风机出风口管线连接，另一端通过罐口密封盖与自动升降装置连接，伸缩式出风筒一端通过法兰与罐口密封盖连接，另一端与光解催化氧化装置进口管线连接，光解催化氧化装置的出口管线与引风机进口管线连接，引风机出口管线至高空对处理后的其他进行排放，压力变送器及压力安全阀分别安装在罐口密封盖的一侧，检测铁路罐车内烘干气压。

3.根据权利要求2所述的一种铁路罐车内壁清洗设备，其特征在于：所述的自动升降装置包括导轨、导轮、滑动支撑座、两级伸缩杆及进风筒固定托架，导轨固定于烘干站台上方；导轮与导轨配合安装，在导轨内滑动；滑动支撑座一端固定在导轮上，另一端与伸缩式出风筒和伸缩式进风筒固定；两级伸缩杆一端固定安装在滑动支撑座上，另一端穿过圆锥式罐盖后，末端固定于进风筒固定托架上。

4.一种铁路罐车内壁清洗方法，是将铁路罐车内壁清洗过程总体划分为5个工序，分别是罐车对位及抽残液、水射流清洗罐车内壁及同步抽污水、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测；该铁路罐车内壁清洗方法以3或3的倍数辆铁路罐车为一个编组，罐车内壁清洗过程的五个工序分配到3个火车栈台上进行流水作业；其中，第一清洗栈台完成罐车对位及抽残液、水射流清洗罐车内壁及同步抽污水、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测的全部五个工序；第二清洗栈台完成罐车对位及抽残液、人工清扫残留物、鼓风吹干及擦拭、罐车检测四个工序；第三清洗栈台完成罐车对位及抽残液，鼓风吹干及擦拭、罐车检测三个工序；其特征在于：

该方法的具体步骤如下：

步骤一：由牵引系统将一个编组的3辆罐车牵引至3个清洗栈台，即第一罐车置于第一清洗栈台清洗位置，第二罐车置于第二清洗栈台清洗位置，第三罐车置于第三清洗栈台清洗位置，然后统一进行罐车对位及抽残液工序；

步骤二：待抽残液完毕由牵引系统将编组的第三罐车牵引至第一清洗栈台清洗位置，由栈台操作人员启动自动寻位装置，将水射流清洗机安放于罐口后，执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗，待清洗结束后，自动提起水射流清洗机，收起抽污水管至安全高度；

步骤三：由牵引系统将第三罐车牵引至第二清洗栈台，同时将第二罐车牵引至第一清洗栈台，第一清洗栈台由操作人员启动自动寻位装置，将水射流清洗机安放于罐口后，执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗，同时第二清洗栈台执行人工清扫残留物工序，清理完毕后放下鼓风烘干系统，进行鼓风吹干及擦拭工序，等待第一清洗栈台清洗完毕后，自动提起水射流清洗机，收起抽污水管至安全高度，同时第二清洗栈台收起密闭式烘干装置至安全高度；

步骤四：由牵引系统将第三罐车牵引至第三清洗栈台，第二罐车牵引至第二清洗栈台，第一罐车牵引至第一清洗栈台，第一清洗栈台由操作人员启动自动寻位装置，将水射流清洗机安放于罐口后，执行水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗，同时第二清洗栈台执行人工清扫残留物工序，清理完毕后放下鼓风烘干系统，进行鼓风吹干及擦拭工序，待鼓风工序结束后自动提起鼓风烘干系统至安全高度，等待罐车检测，同时第三清洗栈台放下密闭式烘干装置继续进行鼓风吹干及擦拭工序，待鼓风吹干及擦拭工序结束后自动提起密闭式烘干装置至安全高度，等待罐车检测；第一清洗栈台完成水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序后，进行人工清扫残留物工序，清理完毕后放下鼓风烘干系统，进行鼓风吹干及擦拭工序，待鼓风吹干及擦拭工序结束后自动提起密闭式烘干装置至安全高度，等待罐车检测，至此完成一组铁路罐车水射流清洗全过程。

5.根据权利要求4所述的一种铁路罐车内壁清洗方法，其特征在于：所述水射流清洗罐车内壁及同步抽污水工序，对铁路罐车内壁进行清洗采用定点清洗的方式，并将清洗点设置成5点，以铁路罐车罐口为界，长端清洗3点，短端清洗2点。

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