CN107477369A - 一种防止储罐量油导向管凝油的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种防止储罐量油导向管凝油的方法及装置，涉及高凝油凝油的技术领域。本发明的防止凝油的方法包括以下步骤：在量油导向管的内部设置供热源进出的加热套管，将热源通过该加热套管引入到量油导向管的内部，使热源与量油导向管内的凝油进行热量交换，完成量油导向管内凝油的快速熔化。本发明还提供了上述方法所用的装置，在量油导向管的内部设置加热套管，采用支座将加热套管与量油导向管固定连接。本发明耗能小，能即时、快速解决量油导向管凝油而引发的不能检尺、取样和仪表采集数据失真的生产运行问题；本发明的方法所用的装置安装、更换和拆除方便、简单，不需要在储罐本体上进行焊接和开孔作业，即使储罐在生产运行中也能实施。

Description

一种防止储罐量油导向管凝油的方法及装置

技术领域

本发明涉及高凝油凝油的技术领域，特别是指一种防止储罐量油导向管凝油的方法及装置。

背景技术

高凝油包括高凝原油、高凝燃料油以及高凝的化合物(如：工业乙酸、工业用苯)等，高凝原油、高凝燃料油是一种粘稠且易凝固的油品，高凝原油、高凝燃料油以及高凝化合物容易在较低的温度下凝结成晶体、类固态形式，从而失去流变性。当今，国内外对于高凝油的储存方式通常采用立式钢制储罐(如：外浮盘钢制储罐、拱顶内浮盘钢制储罐等)，这种带有浮盘的立式钢制储罐都配套有两根量油导向管。储罐的量油导向管是用来控制浮盘的上下运动、防止浮盘旋转或倾覆的，一般来说，储罐的两根量油导向管中，一根量油导油管安装采样器，用作检尺、采样和测温计量，另外一根用来安装控制仪表(如雷达或伺服液位计)，用于储罐充装物料液位数据测量、采集后并远传DCS系统，便于监控和指导储罐区的生产和运行。因此，量油导向管在计量、采样和数据采集也起到很重要的作用。

对于储存高凝油的储罐来说，量油导向管内部的高凝油随着储罐上部物料温度的降低而降低，特别是在低温季节；当油温降到物料的凝点以下时，量油导向管内部的高凝油即很容易凝结。量油导向管形成凝油后，不能正常进行检尺、取样等工作，DCS系统通过安装在量油导向管上部的雷达(或伺服等)液位计采集的液位数据已不是真实数据，如以此数据来指导储罐区的生产和运行，极易形成隐患甚至造成严重的事故。

目前，解决高凝油凝油的办法通常是对储罐内高凝油整体加热升温，使量油导向管凝油融化，使凝油恢复正常的流动性，从而保证检尺、取样和数据采集的进行。这种防止高凝油凝油的方法需要消耗大量的能量(如蒸汽、电等)，导致生产过程能耗大量增加，而且，对储罐内高凝油整体加热升温，升温速度缓慢，升温持续时间长，不能满足即时操作和即时数据采集的要求，有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的是提出一种防止储罐量油导向管凝油的方法及装置，解决了现有技术中防止高凝油凝油的方法存在能耗大、升温效率低和不能满足即时生产要求的问题。

本发明的一种防止储罐量油导向管凝油的方法，其技术方案是这样实现的：包括以下步骤：在量油导向管的内部设置供热源进出的加热套管，将热源通过该加热套管引入到量油导向管的内部，使热源与量油导向管内的凝油进行热量交换，完成量油导向管内凝油的快速熔化。

本发明的防止储罐量油导向管凝油的方法耗用能量小，能够即时、快速地解决储罐的量油导向管凝油而引发不能检尺、取样和仪表采集数据失真的生产运行问题，解决了现有的凝油处理技术每次耗用大量蒸汽并产生大量凝结水且处理用时长久使储罐库区能耗剧增、生产运行成本增大、企业的抗风险能力减弱的问题，不仅有着明显的经济效益，节省了大量的时间，符合节能减排、可持续性发展的社会整体要求，有着明显节能减排意义，具有很大的社会效益。

作为一种优选的实施方案，所述热源为工业蒸汽、工业热水、电伴热带、加热电阻丝或导热油中的任意一种。原油、燃料油是多种不同的化合物的混合物，其凝点是指在规定的冷却条件下油品停止流动的最高温度，油品的凝固和纯化合物的凝固有很大的不同；油品并没有明确的凝固温度，所谓“凝固”只是作为整体来看失去了流动性，并不是组成油品的所有的组分都变成了固体。

作为一种优选的实施方案，所述热源与所述量油导向管内的凝油进行热量交换的时间小于60min。热交换就是由于温差而引起的两个物体或同一物体各部分之间的热量传递过程，热交换一般通过热传导、热对流和热辐射三种方式来完成，本发明的热交换时间短，节省了大量的时间，提高了经济效益。

作为一种优选的实施方案，所述工业蒸汽的进料温度大于140℃，压力大于0.3MPa，出料温度小于80℃，蒸汽全部凝结成水，压力为常压，热量交换的时间不大于10min。采用工业蒸汽为热源可以直接通过厂区的蒸汽管道引入，其引入方便，成本低，蒸汽温度高，效果高。

作为一种优选的实施方案，所述工业热水和所述导热油的进料温度均为60-80℃，压力均小于0.3MPa，出料温度均为30-40℃，压力为常压，热量交换的时间为40-50min。工业热水和导热油的压力小，使用安全，可循环使用。

作为一种优选的实施方案，所述的电伴热带和所述加热电阻丝的加热功率均为30-40w/m，最高温度限值为80-105℃，热量交换的时间为20-30min。电伴热带和加热电阻丝主要是利用电力提供热源，其干净卫生，不会产生废弃物，热量利用率高。

本发明的一种防止储罐量油导向管凝油的装置，其技术方案是这样实现的：包括储罐，所述储罐的内部设有量油导向管，所述量油导向管的内部设有加热套管，所述加热套管内设有热源，所述加热套管包括紧靠所述量油导向管的内壁上的侧管和位于所述量油导向管的底部的圆环形底管。

本发明所用的装置仅仅安装在量油导向管的内部，利用量油导向管的管壁上固有的许多圆孔作为安装孔，加热套管的通过圆孔进出量油导向管，加热套管的侧管紧贴量油导向管的管壁并呈竖向布置，底管呈圆环形设置，安装加热套管后，量油导向管的内部空间不会影响其他正常的操作，也不会影响原有控制仪表的正常运行，其安装、更换和拆除方便、简单，不需要在储罐本体上进行焊接和开孔作业，即使储罐在生产运行中也能实施；其用量少，节约耗材，同时，其换热效率高，大大提高了经济和社会效益。

作为一种优选的实施方案，所述底管的底部还设有支座，所述支座与所述储罐的底板接触连接。加热套管的底管通过支座支撑在储罐的底板上，支座与底管固定连接，侧管与底管可拆卸式连接，其连接简单，支撑牢固，不影响量油导向管及其内部的原有控制仪器和仪表的正常安装和工作。

作为一种优选的实施方案，所述侧管包括若干支管，相邻的所述支管之间通过螺纹连接。侧管为若干支管通过螺纹连接而成，侧管与底管也为螺纹连接，这种设置的加热套管安装方便，能够确保足够的传热面积，满足换热需要，同时，其安装、拆卸和固定不影响正常的检尺、取样、测温等相关操作的进行，也不会影响量油导向管原有控制仪器和仪表的正常安装和工作。、

作为一种优选的实施方案，所述量油导向管的上部设有第一固定板，所述第一固定板用于将所述量油导向管的顶部固定于所述储罐的顶板上；所述量油导向管的下部设有第二固定板，所述第二固定板用于将所述量油导向管的底部固定于所述储罐的底板上。量油导向管在第一固定板和第二固定板的作用下牢固地固定在储罐的内部，使其结构稳固，使用方便。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的防止储罐量油导向管凝油的方法耗用能量小，能够即时、快速地解决储罐的量油导向管凝油而引发不能检尺、取样和仪表采集数据失真的生产运行问题，解决了现有的凝油处理技术每次耗用大量蒸汽并产生大量凝结水且处理用时长久使储罐库区能耗剧增、生产运行成本增大、企业的抗风险能力减弱的问题，不仅有着明显的经济效益，节省了大量的时间，符合节能减排、可持续性发展的社会整体要求，有着明显节能减排意义，具有很大的社会效益。本发明所用的装置仅仅安装在量油导向管的内部，其安装、更换和拆除方便、简单，耗材少，换热效率高，不需要在储罐本体上进行焊接和开孔作业，即使储罐在生产运行中也能实施。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一个实施例的平面结构示意图；

图2为图1所示加热套管的俯视结构示意图；

图3为图1所示加热套管的主视结构示意图；

图4为本发明另一个实施例的平面结构示意图；

图中：1-底板；2-量油导向管；3-加热套管；4-第一固定板；5-第二固定板；6-圆孔；7-支座；8-蒸汽来料管道；9-蒸汽控制阀；10-出料控制阀；11-蒸汽疏水器；12-闭合回路；13-电伴热电源；14-电伴热防爆开关；15-电伴热温度控制器；31-侧管；32-底管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参阅附图1、附图2和附图3，本发明的防止储罐量油导向管2凝油的装置，包括储罐，储罐的内部设有量油导向管2，量油导向管2的内部设有加热套管3，加热套管3内设有热源，加热套管3包括紧靠量油导向管2的内壁上的侧管31和位于量油导向管2的底部的圆环形底管32。利用量油导向管2的管壁上固有的许多圆孔6作为安装孔，加热套管3的通过圆孔6进出量油导向管2，加热套管3的侧管31紧贴量油导向管2的内壁并呈竖向布置，底管32位于量油导向管2的底部。本实施例中的热源为工业蒸汽，蒸汽来料管道8与加热套管3的进料端连接，蒸汽来料管道8上设有蒸汽控制阀9，加热套管3的出料端也设有出料控制阀10，该出料控制阀10为两个，两个出料控制阀10之间还设有蒸汽疏水器11。

本实施例中，底管32的底部还设有支座7，支座7与储罐的底板1接触连接。侧管31包括若干支管，相邻的支管之间通过螺纹连接。加热套管3的底管32通过支座7支撑在储罐的底板1上，支座7与底管32固定连接，侧管31与底管32可拆卸式连接，其连接简单，支撑牢固。量油导向管2的上部设有第一固定板4，第一固定板4用于将量油导向管2固定于储罐的顶板上，以方便量油导向管2的安装；量油导向管2的下部设有第二固定板5，第二固定板5用于将量油导向管2固定于储罐的底板1上，使量油导向管2的安装牢固。

在上述防止储罐量油导向管2凝油的装置进行凝油处理的方法包括以下步骤：储罐储存高凝原油48000立方，遇天气变化，气温降温10℃以上，高凝原油存放3天后，上部原油降温较快，导致凝油，已不能检尺和取样，而且，仪表采集数据失真；此时，随即启动以蒸汽为热源的量油导向管2防止凝油装置，蒸汽经阀门控制从储罐蒸汽管网进入蒸汽来料系统；蒸汽在蒸汽来料系统显示数据为0.6MPa，150℃，蒸汽由蒸汽来料管道8经过蒸汽控制阀9控制后进入加热套管3，这里的加热套管3为特制的钢管组成的换热器，即支管为钢管，该加热套管3是钢管通过螺纹连接而成的，其连接简单，逐段连接，分步安装，而不是先连成一个整体后进行安装；蒸汽在这种换热器中充分放热与储罐的量油导向管2内的凝油进行热交换，使凝油融化恢复良好的流动性，蒸汽充分放热交换后，降温后的蒸汽(或凝水)经过换热器进入蒸汽疏水系统，全部凝结成凝结水，进入凝水管网。

从调节阀门将蒸汽放入系统到凝油彻底熔化，能够进行检尺、取样作业和仪表采集数据保真，前后用时9min，消耗蒸汽0.013吨，一次费用为10元。

实施例二

在实施例一的防止储罐量油导向管2凝油的装置进行凝油处理的方法包括以下步骤：储罐储存高凝燃料油35000立方，高凝燃料油存放30天后，由于处于冬季，气温持续-5℃以下，上部燃料油降温较快，导致凝油，已不能检尺和取样，并且，仪表采集数据失真；为确保有关作业进行，启动以蒸汽为热源的量油导向管2防止凝油装置。蒸汽经阀门控制从蒸汽管网来进入蒸汽来料系统，蒸汽在蒸汽来料系统显示数据为0.5MPa，140℃，蒸汽经蒸汽来料管道8经过蒸汽控制阀9控制后进入特制的钢管组成的换热器中；蒸汽在这种换热器中充分放热与储罐的量油导向管2内的凝油进行热交换，使凝油融化恢复良好的流动性，蒸汽充分放热交换后，降温后的蒸汽(或凝水)经过换热器进入蒸汽疏水系统，全部凝结成凝结水，进入凝水管网。

从调节阀门将蒸汽放入系统到凝油彻底熔化，能够进行检尺、取样作业和仪表采集数据保真，前后用时7min，消耗蒸汽0.01吨，一次费用为8元。

实施例三

参阅附图4，本发明的防止储罐量油导向管2凝油的装置，在实施例一的基础上将热源更换为电伴热带，储罐的内部设有量油导向管2，量油导向管2的内部设有加热套管3，加热套管3内设有热源即电伴热带，该电伴热带连接有电伴热电源13，其闭合回路12上还设有电伴热防爆开关14和电伴热温度控制器15。

在上述防止储罐量油导向管2凝油的装置进行凝油处理的方法包括以下步骤：储罐储存高凝原油5500立方，高凝原油存放90天时间后，上部原油缓慢降温，导致凝油，不能检尺和取样，而且，仪表采集数据失真；为确保有关作业进行，启动以电伴热为热源的量油导向管2防止凝油装置，打开电伴热装置的电伴热电源13的开关，给电伴热带通电，电伴热带功率为40w/m；电伴热带升温，放出热量，电伴热带最高温度显示80℃；热量在特制的钢管组成的换热器中与储罐的量油导向管2内的凝油进行热交换，使凝油融化恢复良好的流动性；进行相关检尺和取样作业后，确认仪表采集数据正常，关闭电伴热装置的电伴热电源13的开关，前后用时36min，用电消耗3Kwh，一次费用为5元。

实施例四

在实施例三的防止储罐量油导向管2凝油的装置进行凝油处理的方法包括以下步骤：储罐储存高凝原油45000立方，高凝原油存放6个月后，上部原油缓慢降温，导致凝油，不能检尺和取样，而且，仪表采集数据失真，为确保有关作业进行，启动以电伴热为热源的量油导向管2凝油的电伴热装置；打开电伴热装置的电伴热电源13的开关，给电伴热带通电，电伴热带功率为40w/m；电伴热带升温，放出热量，电伴热带最高温度显示85℃；热量在特制的钢管组成的换热器中与储罐量油导向管2内的凝油进行热交换，使凝油融化恢复良好的流动性；进行相关检尺和取样作业后，确认仪表采集数据正常，关闭电伴热装置的电伴热电源13的开关；前后用时56min，消耗用电6Kwh，一次费用为10元。

因此，采用本发明的防止凝油方法，若热源采用实施例一和实施例二的工业低压蒸汽，只需蒸汽不足0.015吨，加温时间不超过10min，一次费用不超过10元；若热源采用实施例三和实施例四的电伴热带，耗电量小于10度，加温时间不超过60min，一次费用不超过10元。

而现有技术中利用储罐本身的蒸汽伴热系统需要对储罐内高凝油整体加热升温，需耗费大量蒸汽(或热能)，以一个50000方的外浮盘储罐为例，储存30000方的高凝原油时，若使这30000方的高凝原油升温10℃，需要消耗低压蒸汽180吨以上，以5吨/时的速度供汽加温，加温时间长达36小时，低压蒸汽价格以320元/吨计算，则加温一次总费用为57600元。

安装和拆卸流程：当以电伴热带或加热电阻丝作为热源时，其安装过程如下：将两个半圆环形钢管通过三向密封管接头(即三通接头)首尾依次连接，形成圆环形底管32，将电伴热带或加热电阻丝沿着三通接头的一端穿过环形底管32，并从其另一端穿出，两个三通接头的出口处留出足够的电伴热带或加热电阻丝；将电伴热带或加热电阻丝穿入一段支管，支管的下部与三通接头通过螺纹紧固连接，将支管内电伴热带或加热电阻丝固定好，在支管的上部连接两向密封管接头(即直线二通接头，其为180度开孔相通)，并使电伴热带或加热电阻丝穿入二通接头；二通接头上部通过螺纹紧固连接另一端支管，将已安装好的部分加热套管3从量油导向管2的内部慢慢下放到一定位置，用卡箍暂时固定，如上述所述，继续连接其它支管，并逐步下方安装好的部分加热套管3，直至加热套管3上的支座7支撑在储罐的底板1上；最后，将内已固定好电伴热带或加热电阻丝的部分加热套管3采用两向直角密封管接头(即直角二通接头，其为90度开孔相通)从量油导向管2的管壁上的圆孔6中引出，并在量油导向管2的外部安装其它设施的安装，从而完成加热套管3的安装工作；按照相反的方法即可完成加热套管3的拆除工作。

当采用导热油、热水或蒸汽等流体作为热源时，安装过程如下：将两个半圆环形钢管通过三向密封管接头(即三通接头)首尾依次连接，形成圆环形底管32；取一段支管，将支管的下部与三通接头通过螺纹紧固连接，在支管的上部连接两向密封管接头(即直线二通接头，其为180度开孔相通)通过螺纹紧固连接另一端支管，将已安装好的部分加热套管3从量油导向管2的内部慢慢下放到一定位置，用卡箍暂时固定；如上述所述，继续连接其它支管，并逐步下方安装好的部分加热套管3，直至加热套管3上的支座7支撑在储罐的底板1上；最后，将量油导向管2内部的部分加热套管3采用两向直角密封管接头(即直角二通接头，其为90度开孔相通)从量油导向管2的管壁上的圆孔6中引出，并在量油导向管2的外部连接其它设施，从而完成加热套管3的安装工作；按照相反的方法即可完成加热套管3的拆除工作。

因此，与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的防止储罐量油导向管2凝油的方法耗用能量小，能够即时、快速地解决储罐的量油导向管2凝油而引发不能检尺、取样和仪表采集数据失真的生产运行问题，解决了现有的凝油处理技术每次耗用大量蒸汽并产生大量凝结水且处理用时长久使储罐库区能耗剧增、生产运行成本增大、企业的抗风险能力减弱的问题，不仅有着明显的经济效益，节省了大量的时间，符合节能减排、可持续性发展的社会整体要求，有着明显节能减排意义，具有很大的社会效益。本发明所用的装置仅仅安装在量油导向管2的内部，其安装、更换和拆除方便、简单，耗材少，换热效率高，不需要在储罐本体上进行焊接和开孔作业，即使储罐在生产运行中也能实施其安装、更换和拆除，即不必要求储罐在空罐或检修状态。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防止储罐量油导向管凝油的方法，其特征在于：包括以下步骤：

在量油导向管的内部设置供热源进出的加热套管，将热源通过该加热套管引入到量油导向管的内部，使热源与量油导向管内的凝油进行热量交换，完成量油导向管内凝油的快速熔化。

2.根据权利要求1所述的防止储罐量油导向管凝油的方法，其特征在于：

所述热源为工业蒸汽、工业热水、电伴热带、加热电阻丝或导热油中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的防止储罐量油导向管凝油的方法，其特征在于：

所述热源与所述量油导向管内的凝油进行热量交换的时间小于60min。

4.根据权利要求2所述的防止储罐量油导向管凝油的方法，其特征在于：

所述工业蒸汽的进料温度大于140℃，压力大于0.3MPa，出料温度小于80℃，蒸汽全部凝结成水，压力为常压，热量交换的时间不大于10min。

5.根据权利要求2所述的防止储罐量油导向管凝油的方法，其特征在于：

所述工业热水和所述导热油的进料温度均为60-80℃，压力均小于0.3MPa，出料温度均为30-40℃，压力为常压，热量交换的时间为40-50min。

6.根据权利要求2所述的防止储罐量油导向管凝油的方法，其特征在于：

所述的电伴热带和所述加热电阻丝的加热功率均为30-40w/m，最高温度限值为80-105℃，热量交换的时间为20-30min。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的防止储罐量油导向管凝油的装置，其特征在于：

包括储罐，所述储罐的内部设有量油导向管，所述量油导向管的内部设有加热套管，所述加热套管内设有热源，所述加热套管包括紧靠所述量油导向管的内壁上的侧管和位于所述量油导向管的底部的圆环形底管。

8.根据权利要求7所述的防止储罐量油导向管凝油的装置，其特征在于：

所述底管的底部还设有支座，所述支座与所述储罐的底板接触连接。

9.根据权利要求8所述的防止储罐量油导向管凝油的装置，其特征在于：

所述侧管包括若干支管，相邻的所述支管之间通过螺纹连接。

10.根据权利要求7所述的防止储罐量油导向管凝油的装置，其特征在于：

所述量油导向管的上部设有第一固定板，所述第一固定板用于将所述量油导向管的顶部固定于所述储罐的顶板上；所述量油导向管的下部设有第二固定板，所述第二固定板用于将所述量油导向管的底部固定于所述储罐的底板上。