CN110076162A - 一种储油罐清洗系统及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种储油罐清洗系统及其操作方法，包括用于清洗储油罐内壁的清洗系统、垂直设置在储油罐内的用于限制清洗系统移动轨迹的支撑系统和用于给清洗系统提供清洗介质的后勤系统。支撑系统包括底座和设在底座上的立柱，在平行于所述底座上表面的任意平面上，所述立柱的截面形状为矩形，立柱的其中一个垂直于底座上表面的侧面上设有齿条。清洗系统包括移动台、用于驱动所述移动台在立柱上往复运动的驱动装置和用于冲洗储油罐内壁的冲洗装置。本发明用于储油罐的清洗，具有操作更加简单，使用成本更低和清洗效率更高的特点。

Description

一种储油罐清洗系统及其操作方法

技术领域

本发明涉及大型储油罐清洗的技术领域，尤其是涉及一种储油罐清洗系统及其操作方法。

背景技术

储油罐是用于储存储油的且具有较规则形体的大型容器，按建造材料的不同可以分为金属储油罐和非金属储油罐。金属储油罐大多数是钢制储油罐，是目前油库中常用的一类；非金属储油罐又称“土储油罐”，由于安全隐患较差，1990年代后已经逐步淘汰。

油储罐使用一段时间后，原油中的杂质就会沉积在罐底和罐壁上，使储油罐有效容量减少，影响储油罐的效率，因此石油储罐需要定期进行检查维修和清除罐内淤渣。目前国内对油罐的清洗还是以人工清洗为主，人工清洗虽然施工费用低，但约占油罐容量3%-4%的罐底淤渣难以处理，需折价按渣油销售，以10万方油罐为例：人工清洗需折价处理的原油约1600吨， 平均每吨折价按500元计算，实际损失达80万元，如在加上难以处理的油泥和浪费的部分，实际损失还要增大。

从施工上考虑，人工清罐存在着劳动强度大，施工周期长、安全性差、原油回收率低、污染环境等问题。随着我国大型石油储罐的大量建设和对环境保护问题的日益重视，人工清罐已不符合环境和发展的客观要求，淘汰人工清罐是历史的必然。

从实际的施工经验上考虑，劳动力数量下降和油罐清洗风险客观存在，安全培训和现场管理需要花费大量的人力与物力，施工人员的思想松懈、麻痹以及现场管理不到位和违章作业等的潜在发生风险非常高，再加上储油有毒有害、易挥发、易扩散的特性，会在存储过程中释放大量的有毒有害介质，在油罐清罐作业过程中，现场的油气浓度通常超标几倍甚至几十倍，特别是在打开清扫孔、透光孔、人孔等时，超标的油气可致现场作业及监护人员中毒和窒息，严重的会直接影响到生命安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种储油罐清洗系统及其操作方法，该储油罐清洗系统及其操作方法具有结构简单，操作方便和安全性更高的特点，并且还能够有效降低清洗过程中储油的损耗。

本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种储油罐清洗系统，包括用于清洗储油罐内壁的清洗系统、垂直设置在储油罐内的用于限制清洗系统移动轨迹的支撑系统和用于给清洗系统提供清洗介质的后勤系统；

所述支撑系统包括底座和设在底座上的立柱，在平行于所述底座上表面的任意平面上，所述立柱的截面形状为矩形；

所述立柱的其中一个垂直于底座上表面的侧面上设有齿条；

所述清洗系统包括移动台、用于驱动所述移动台在立柱上往复运动的驱动装置和用于冲洗储油罐内壁的冲洗装置；

所述冲洗装置包括设在移动台上的工作台、设在工作台上的管道、设在管道一端的分水器和均布在分水器上的高压喷头；

所述管道的另一端与后勤系统的输出端连接。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种储油罐清洗系统，工作过程中清洗系统在储油罐内的立柱上缓慢移动，移动过程中将清洗介质喷射到储油罐的内壁上，将附着在储油罐内壁上的杂质冲洗下来。从工作效率考虑，清洗过程中，工作人员始终位于储油罐外，不再需要在储油罐内搭设脚手架，工作人员也不需要再进入储油罐内，节约了前期大量的准备时间和工作人员在脚手架上爬上爬下的时间，能够有效缩短工期。从安全性考虑，清洗过程中工作人员始终位于储油罐外，既能够避免高空坠落的风险，又能够避免吸入有毒介质，更加安全。使用本发明进行清洗时，仅需要设备安装人员和运维人员，现场施工人数下降明显，人工成本支出明显降低，尤其是带来的现场管理更加方便，人员调度更加容易等，能够有效降低现场的不可控因素，提高清洗作业的安全性。

本发明进一步设置为：所述移动台包括四个顺序固定连接的移动板，相邻的所述移动板垂直设置；

三块相邻所述移动板的内侧面上均设有移动轮，所述移动轮抵接在于其相对应的立柱的侧面上且其轴线均垂直于立柱的轴线；

第四块所述移动板上设有齿轮轴，所述齿轮轴与移动板转动连接并与齿条啮合；

所述工作台与至少一块移动板固定连接，所述工作台上设有用于驱动齿轮轴转动的气动式动力装置。

通过采用上述技术方案，本发明提供了一种移动台的具体结构，移动台上的三个移动轮抵接在立柱的侧面上，气动式动力装置带动齿轮轴转动，进而带动移动台在立柱上移动。该结构零部件少，运行更加稳定，装拆过程中，仅需要调整气动式动力装置与齿轮轴连接处一个位置即可，操作更加简单。

本发明进一步设置为：所述管道与工作台转动连接，所述管道的轴线垂直于其旋转轴；

所述工作台上设有气动马达，所述气动马达的输出轴上设有转盘，所述转盘上设有偏心轴，所述偏心轴插入到管道上的长槽内。

通过采用上述技术方案，气动马达在转动时能够通过偏心轴带动管道摆动，这样能够有效扩大高压喷头的清洗面积，既能够提高清洗效率，还能够降低立柱的移动次数。

本发明进一步设置为：所述后勤系统包括用于加热清洗介质的加热系统和与加热系统输出端连接的增压泵，所述增压泵的输出端与管道连接。

通过采用上述技术方案，本发明给出了一种后勤系统的具体结构，清洗过程中加热系统将清洗介质加热后通过增压泵输入到管道和分水器中并最终通过高压喷头喷出，高温度的清洗介质能够加快储油罐内壁上杂质的脱离速度，起到提高清洗效率的作用。

本发明进一步设置为：所述增压泵输出端与管道的连接处设有气动增压泵，所述气动增压泵固定安装在工作台上。

通过采用上述技术方案，启动增压泵能够降低清洗介质在运输过程中的压力损耗，增加高压喷头的工作压力，进一步提高清洗效率。

本发明进一步设置为：还包括循环系统；

所述循环系统包括与储油罐底部人孔连接的抽吸泵、与抽吸泵输出端连接的旋液分离器和与旋液分离器的上输出端连接的重力式油水分离器；

所述重力式油水分离器的上输出端与加热系统的输入端连接。

通过采用上述技术方案，从罐底流出的混合液经过分离和沉淀后，里面的水和部分轻质油能够重新返回到储油罐内作为清洗介质使用，返回的水具有一定的温度，能够缩短加热时间，降低加热过程中的能量消耗，返回的轻质油能够将储油罐内壁上的杂质溶解，起到缩短清洗时间，提高清洗效率的作用。

本发明进一步设置为：所述旋液分离器的下输出端上连接有螺旋挤压机。

通过采用上述技术方案，螺旋挤压机能够将旋液分离器分离出的沉淀中的储油挤压出来，降低杂质中的含油量。

本发明进一步设置为：所述重力式油水分离器的下输出端与螺旋挤压机的输入端之间设有运输管道，所述运输管道上有阀门。

通过采用上述技术方案，打开阀门，重力式油水分离器中沉淀出的含油杂质也能够进入到螺旋挤压机中进行挤压，操作更加方便，避免了人工搬运。

本发明进一步设置为：所述后勤系统还包括集装箱，所述加热系统、增压泵、循环系统、螺旋挤压机和重力式油水分离器均固定安装在集装箱内。

通过采用上述技术方案，本发明中后勤系统的各部分都集成在了集装箱内，集成度更高，运输和部署更加方便，尤其是避免了进驻现场后的安装与调试，能够有效缩短清洗前期的准备时间。

一种储油罐清洗系统的操作方法，包括以下步骤：

步骤1：根据储油罐的高度制作合适长度的立柱；

步骤2：打开储油罐上的人孔，将支撑系统放入到储油罐内，将清洗系统安装到支撑系统的立柱上；

步骤3：将后勤系统放置到规定的安全区域内并将抽吸泵连接到储油罐底部的人孔上；

步骤4：将增压泵与气动增压泵连接；

步骤5：加热系统、增压泵、抽吸泵和螺旋挤压机接通电源；

步骤6：气动马达、气动增压泵和气动式动力装置接通气源；

步骤7：各部分开始工作，对储油罐的内壁进行清洗，清洗完成后将本发明从储油罐上拆除。

通过采用上述技术方案，本发明给出了给出了一种储油罐清洗系统的操作方法，该方法明确了清洗系统各部分的操作顺序，能够给现场的清洗作业提供明确的操作指南。

综上所述，本发明的有益技术效果为：

1.本发明提供了一种储油罐清洗系统，工作过程中清洗系统在储油罐内的立柱上缓慢移动，移动过程中将清洗介质喷射到储油罐的内壁上，将附着在储油罐内壁上的杂质冲洗下来。

2.从工作效率考虑，清洗过程中，工作人员始终位于储油罐外，不再需要在储油罐内搭设脚手架，工作人员也不需要再进入储油罐内，节约了前期大量的准备时间和工作人员在脚手架上爬上爬下的时间，能够有效缩短工期。从安全性考虑，清洗过程中工作人员始终位于储油罐外，既能够避免高空坠落的风险，又能够避免吸入有毒介质，更加安全。

3.使用本发明进行清洗时，仅需要设备安装人员和运维人员，现场施工人数下降明显，人工成本支出明显降低，尤其是带来的现场管理更加方便，人员调度更加容易等，能够有效降低现场的不可控因素，提高清洗作业的安全性。

4. 清洗过程中，气动马达在转动时能够通过偏心轴带动管道摆动，这样能够有效扩大高压喷头的清洗面积，既能够提高清洗效率，还能够降低立柱的移动次数。

5. 本发明还能够对清洗出的混合液进行回收利用，从罐底流出的混合液经过分离和沉淀后，里面的水和部分轻质油能够重新返回到储油罐内作为清洗介质使用，返回的水具有一定的温度，能够缩短加热时间，降低加热过程中的能量消耗，返回的轻质油能够将储油罐内壁上的杂质溶解，起到缩短清洗时间，提高清洗效率的作用。

6.从混合液中沉淀出的杂质经过螺旋挤出机的挤压后，杂质中的储油含量下降，这样杂质的重量能够大幅度降低，运输需要的车辆数量更少，运输费用更低，存储区对车辆的管理也更加方便，避免了以往大量运输车辆进出导致的管理混乱，从安全的角度考虑，更少的运输车辆管理起来也更加方便，出现事故的概率更低。

附图说明

图1是本发明的使用状态结构示意图。

图2是本发明的立体结构示意图。

图3是本发明中清洗系统的立体结构示意图。

图中，11、底座；12、立柱；13、齿条；21、移动板；22、移动轮；23、齿轮轴；31、工作台；32、管道；33、分水器；34、高压喷头；35、气动马达；36、转盘；37、偏心轴；41、加热系统；42、增压泵；43、气动增压泵；51、抽吸泵；52、旋液分离器；53、重力式油水分离器； 61、螺旋挤压机；62、运输管道；63、阀门；64、集装箱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图2和图3，为本发明公开的一种储油罐清洗系统，储油罐清洗系统包括支撑系统、清洗系统、后勤系统和循环系统组成。

支撑系统由底座11、立柱12和齿条13等组成，其中底座11放置在储油罐底板上，立柱12的下端焊接或者螺栓连接在底座11上，上端从储油罐上的检修口伸出来，检修口附近安装有一个支架，将立柱12的上端固定住。立柱12采用方管制作，其中一个侧面上螺栓连接有齿条13。

清洗系统由移动台、驱动装置和冲洗装置三部分组成。移动台由四块移动板21拼接而成，相邻的移动板21互相垂直。

驱动装置安装包括安装在其中三块相邻移动板21的内侧面上的移动轮22、安装在第四块移动板21的齿轮轴23和气动式动力装置。齿轮轴23的两端分别安装有一个轴承座，轴承座螺栓固定在第四块移动板21上，该移动板21上还开有一个矩形孔，齿轮轴23上的一部分齿轮位于该矩形孔内并与齿条13啮合，齿轮轴23转动时，能够带动移动台在立柱12上移动，该过程中三个移动轮22分别贴合在立柱12的其中一个侧面上并随之一起转动。

气动式驱动装置由防爆气动式马达和防爆减速机组成，二者均安装在工作台31上，防爆减速机的输出轴与齿轮轴23之间为联轴器传动或者齿轮传动，防爆气动式马达工作时，通过防爆减速机带动齿轮轴23转动，齿轮轴23转动时会在齿条13上移动，从而带动移动台在立柱12上移动。

冲洗装置由工作台31、管道32、分水器33和高压喷头34等组成，其中工作台31与至少一块侧板32固定连接，工作台31与底座11平行。工作台31水平设置，其上开有一个圆孔，管道32上焊接有一截与圆孔相匹配的螺杆，螺杆的轴线垂直于管道32的轴线，管道32水平放置在工作台31上，螺杆插入到工作台31上的圆孔内，螺杆上拧有两个螺母并位于工作台31的另一侧，能够避免管道32从工作台31上掉落。管道32的一端焊接或者螺纹连接有一个分水器33，分水器33上连接有多个高压喷头34，清洗介质通过管道32进入到分水器33后，从高压喷头34中喷出。

工作台31上还安装有一个气动马达35，气动马达35的输出轴上键连接有一个转盘36，转盘36上焊接有一个偏心轴37，管道32的一侧焊接有一个长条状的板，板上开有一个长槽，偏心轴37插入到这个长槽内。气动马达35工作时通过转盘36带动偏心轴37转动，偏心轴37转动时带动管道32在水平方向上来回摆动。

工作台31上还安装有一个气动增压泵43，气动增压泵43的输出端与管道32连接，负责增大清洗介质在管道32内的压力。使用时，还可以在气动增压泵43后方增加一个缓冲箱，清洗介质首先进入缓冲箱，在由气动增压泵43注入到管道32内，这样能够起到有效的缓冲作用，避免气动增压泵43空转。

参考图1和图2，后勤系统的主体部分为集装箱64，加热系统41和增压泵42等均安装在集装箱64内。加热系统41优先选用电加热方式的加热器，增压泵42连接在加热系统41的输出端上，另一端与气动增压泵43的输出端连接，负责将加热好的清洗介质输入到气动增压泵43内。

循环系统由抽吸泵51、旋液分离器52和重力式油水分离器53 等组成，其中抽吸泵51的输入端连接在储油罐罐底处的排污口上。旋液分离器52和重力式油水分离器53等均安装在集装箱64内。抽吸泵51将清洗出来的混合物注入到旋液分离器52内进行初步分离，分离出的液体进入到重力式油水分离器53内进行二次分离，分离出的固态杂质进入到与之连接的螺旋挤压机61内，进行挤压式分离。

重力式油水分离器53分离出的油和水的混合物进入到加热系统41内，充当清洗介质，分离出的杂质等同样进入到螺旋挤压机61内进行挤压式分离。油水分离器53与螺旋挤压机61之间通过运输管道62连接，运输管道62上安装有一个阀门63，使用时打开，不用时关闭。

本发明中的气动马达35、增压泵42、气动增压泵43、抽吸崩51和螺旋挤出机61的动力部分等均为防爆规格，避免在使用过程中产生电火花和静电引燃油气。工作时耗电的设备、动力设备和空压机等都采用人工控制，即每一个设备都需要接一个空开，使用时人工闭合，不用时人工断开，保证工作时始终有工作人员在场。

本发明的操作方法，包括以下步骤：

步骤1：根据储油罐的高度制作合适长度的立柱12；

步骤2：打开储油罐上的人孔，将支撑系统放入到储油罐内，将清洗系统安装到支撑系统的立柱12上；

步骤3：将后勤系统放置到规定的安全区域内并将抽吸泵51连接到储油罐底部的人孔上；

步骤4：将增压泵42与气动增压泵43连接；

步骤5：加热系统41、增压泵42、抽吸泵51和螺旋挤压机61接通电源；

步骤6：气动马达35、气动增压泵43和气动式动力装置接通气源；

步骤7：各部分开始工作，对储油罐的内壁进行清洗，清洗完成后将本发明从储油罐上拆除。

本实施例的实施原理为：

清洗之前首先打开储油罐顶面上的检修孔，将底座11和立柱12用吊车吊起后放入通过检修孔放入储油罐内，该过程中在检修孔附近搭设支架，将立柱12的上端固定住并将清洗系统安装到立柱12上，然后将剩余的各部分部署在储油罐周围的安全区域内并将电路和气路等连接好。

清洗之前向加热系统41内注入足量的清水并加热，加热到合适的清洗温度后增压泵42开始工作，将热水注入到气动增压泵43处，气动增压泵43对热水进行二次增压，热水通过管道流入分水器33并通过高压喷头喷射到储油罐的内壁上，储油罐内壁上的杂质和油在热水的冲击下逐渐脱落。

该过程中，气动马达35同时动作，通过转盘36和偏心轴37带动管道32在水平面上摆动，扩大高压喷头34的覆盖面积。

气动式动力装置动作，驱动移动台在立柱12上做直线往复运动，将高压喷头34覆盖面积内的储油罐内壁上的杂质全部冲洗下来。

冲洗下来的杂质、油和水在储油罐的罐底积聚，被抽吸泵51抽出来后注入到旋液分离器52内进行一次分离，一次分离出的分离出的油、水和少量的杂质进入到重力式油水分离器53内进行二次分离，剩余的杂质进入到螺旋挤压机61内进行挤压式分离。

杂质、油和水等进入到旋液分离器52后，开始做圆周运动，因为杂质的重量重，因此会在离心力的作用下向靠近旋液分离器52内壁的方向运动，在与旋液分离器52内壁不断的摩擦在速度降低并沉淀到旋液分离器52的底部。重力式油水分离器53内的杂质在自身重力的作用下完成沉淀，在重力式油水分离器53的底部积聚。

重力式油水分离器53内分离出的油和水进入到加热系统41内，充当清洗介质使用，分离出的杂质在重力式油水分离器53的底面积聚，累计到一定数量后打开运输管道62上的阀门63，重力式油水分离器53底面上沉淀的杂质流入到螺旋挤压机61内。此处的阀门63使用手动阀门，因为手动阀门在使用时不需要使用电气控制部件，不会产生静电和电火花。

螺旋挤压机61工作时，通过不断转动的螺杆对进入的杂质施加一个巨大的压力，杂质内的水分和油被挤出，挤出的杂质收集后由运输车运到指定地点进行处理，挤出的水分和油可以返回到加热系统41内作为清洗介质使用，杂质过多时也可以当做渣油直接出售。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种储油罐清洗系统，其特征在于：包括用于清洗储油罐内壁的清洗系统、垂直设置在储油罐内的用于限制清洗系统移动轨迹的支撑系统和用于给清洗系统提供清洗介质的后勤系统；

所述支撑系统包括底座（11）和设在底座（11）上的立柱（12），在平行于所述底座（11）上表面的任意平面上，所述立柱（12）的截面形状为矩形；

所述立柱（12）的其中一个垂直于底座（11）上表面的侧面上设有齿条（13）；

所述清洗系统包括移动台、用于驱动所述移动台在立柱（12）上往复运动的驱动装置和用于冲洗储油罐内壁的冲洗装置；

所述冲洗装置包括设在移动台上的工作台（31）、设在工作台（31）上的管道（32）、设在管道（32）一端的分水器（33）和均布在分水器（33）上的高压喷头（34）；

所述管道（32）的另一端与后勤系统的输出端连接。

2.根据权利要求1所述的一种储油罐清洗系统，其特征在于：所述移动台包括四个顺序固定连接的移动板（21），相邻的所述移动板（21）垂直设置；

三块相邻所述移动板（21）的内侧面上均设有移动轮（22），所述移动轮（22）抵接在于其相对应的立柱（12）的侧面上且其轴线均垂直于立柱（12）的轴线；

第四块所述移动板（21）上设有齿轮轴（23），所述齿轮轴（23）与移动板（21）转动连接并与齿条（13）啮合；

所述工作台（31）与至少一块移动板（21）固定连接，所述工作台（31）上设有用于驱动齿轮轴（23）转动的气动式动力装置。

3.根据权利要求1所述的一种储油罐清洗系统，其特征在于：所述管道（32）与工作台（31）转动连接，所述管道（32）的轴线垂直于其旋转轴；

所述工作台（31）上设有气动马达（35），所述气动马达（35）的输出轴上设有转盘（36），所述转盘（36）上设有偏心轴（37），所述偏心轴（37）插入到管道（32）上的长槽内。

4.根据权利要求1所述的一种储油罐清洗系统，其特征在于：所述后勤系统包括用于加热清洗介质的加热系统（41）和与加热系统（41）输出端连接的增压泵（42），所述增压泵（42）的输出端与管道（32）连接。

5.根据权利要求4所述的一种储油罐清洗系统，其特征在于：所述增压泵（42）输出端与管道（32）的连接处设有气动增压泵（43），所述气动增压泵（43）固定安装在工作台（31）上。

6.根据权利要求4所述的一种储油罐清洗系统，其特征在于：还包括循环系统；

所述循环系统包括与储油罐底部人孔连接的抽吸泵（51）、与抽吸泵（51）输出端连接的旋液分离器（52）和与旋液分离器（52）的上输出端连接的重力式油水分离器（53）；

所述重力式油水分离器（53）的上输出端连与加热系统（41）的输入端连接。

7.根据权利要求6所述的一种储油罐清洗系统，其特征在于：所述旋液分离器（52）的下输出端上连接有螺旋挤压机（61）。

8.根据权利要求7所述的一种储油罐清洗系统，其特征在于：所述重力式油水分离器（53）的下输出端与螺旋挤压机（61）的输入端之间设有运输管道（62），所述运输管道（62）上有阀门（63）。

9.根据权利要求8所述的一种储油罐清洗系统，其特征在于：所述后勤系统还包括集装箱（64），所述加热系统（41）、增压泵（42）、循环系统、螺旋挤压机（61）和重力式油水分离器（53）均固定安装在集装箱（64）内。

10.一种储油罐清洗系统的操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：根据储油罐的高度制作合适长度的立柱（12）；

步骤2：打开储油罐上的人孔，将支撑系统放入到储油罐内，将清洗系统安装到支撑系统的立柱（12）上；

步骤3：将后勤系统放置到规定的安全区域内并将抽吸泵（51）连接到储油罐底部的人孔上；

步骤4：将增压泵（42）与气动增压泵（43）连接；

步骤5：加热系统（41）、增压泵（42）、抽吸泵（51）和螺旋挤压机（61）接通电源；

步骤6：气动马达（35）、气动增压泵（43）和气动式动力装置接通气源；

步骤7：各部分开始工作，对储油罐的内壁进行清洗，清洗完成后将本发明从储油罐上拆除。