CN115504114A - 一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置，涉及油气储运技术领域，包括设置于内储罐与外储罐之间的环形夹层下端的环形的吹扫管，所述吹扫管上开设有出气孔，所述吹扫管的进气口连接有氮气供给装置。本发明公开了一种用于吊顶常压储罐的拔砂方法，S1、内储罐中液体排除干净；S2、内储罐气体置换完成；S3、各拔砂管上第一气体分析管线上检测甲烷浓度低于爆炸极限范围。本发明，通过采用外罐筒体不需要开孔的方式，能够有效地避免了对现场的动火，降低工人的劳动强度，避免砂崩、闪爆的风险，而且能够有效降低成本，安全又可靠。

Description

一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置及方法

技术领域

本发明涉及油气储运技术领域，更具体的是涉及一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置及方法。

背景技术

目前投放在市场中的吊顶常压储罐，在运行过程中，若出现大的质量问题而不得不对储罐进行拔砂时，对于低温的，易燃易爆的介质，其拔砂过程是一个非常棘手的问题。

在中国发明专利申请号：CN201921012849.5中公开有一种带拔砂装置的吊顶常压金属储罐，拨砂装置包括连接在外罐壁的内侧的套筒，储罐本体内设置有珠光砂层，套筒的一端开口，套筒的开口端与外罐壁连接，另一端与珠光砂层接触，套筒上连接有接管。虽然有效的防止直接打开底部次容器或蒸发器容器时的发生砂暴，使用更加安全，但是，该带拔砂装置的吊顶常压金属储罐，存在着现场的动火，对现场来说还是存在安全风险；因开孔位于外罐壁的下面，需要人工拔砂，劳动强度较大；在拔砂过程中，随着温度的升高，板结的珠光砂变得松软，随着下面的珠光砂被拔除，上层的珠光砂将会存在瞬间大量掉下来的可能，而存在砂崩的风险；拔砂过程中，若存在板结的珠光砂块，甲烷含量超标的可能性较大，如果有静电火花等因素，还是有闪爆的风险；此装置不适用于不能在混凝土外罐筒壁开孔的混凝土储罐。

因此，提出一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置及方法来解决上述问题很有必要。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于：为了解决带拔砂装置的吊顶常压金属储罐，存在着现场的动火，对现场来说还是存在安全风险；因开孔位于外罐壁的下面，需要人工拔砂，劳动强度较大；在拔砂过程中，随着温度的升高，板结的珠光砂变得松软，随着下面的珠光砂被拔除，上层的珠光砂将会存在瞬间大量掉下来的可能，而存在砂崩的风险；拔砂过程中，若存在板结的珠光砂块，甲烷含量超标的可能性较大，如果有静电火花等因素，还是有闪爆的风险；此装置不适用于不能在混凝土外罐筒壁开孔的混凝土储罐的问题，本发明提供一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置及方法。

(二)技术方案

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置，包括设置于内储罐与外储罐之间的环形夹层下端的环形的吹扫管，所述吹扫管上开设有出气孔，所述吹扫管的进气口连接有氮气供给装置，位于所述吹扫管上方的环形夹层里设置有拔砂管，所述拔砂管上沿圆周方向均匀开设有多个进砂孔，所述拔砂管上固定连接有多个穿过外储罐的立管，所述立管的上端固定连接有根部阀，位于所述根部阀与外储罐之间的管路上设置有第一气体分析管线，所述根部阀通过管路连接有连接件，所述连接件上可拆卸的连接有气体分离装置，所述气体分离装置的下端固定连接有软管，所述软管的下端设置有第二气体分析管线，所述第二气体分析管线和第一气体分析管线的另一端均连接有用于监测甲烷浓度的仪表。

与现有技术相比，本发明提供的拔砂装置的有益效果在于：

1、通过采用外罐筒体不需要开孔的方式，能够有效地避免了对现场的动火，降低工人的劳动强度，避免砂崩、闪爆的风险，而且能够有效降低成本，安全又可靠。

2、还通过设置的气体分析管线、气体分离装置等，降低软管排除的珠光砂中甲烷气体的含量。

进一步地，所述连接件为快速连接头或法兰。

进一步地，所述环形夹层的下端沿圆周方向固定连接有多个第一支撑架，所述吹扫管通过U型卡固定在第一支撑架上。

进一步地，所述第一支撑架上通过螺栓固定连接有第二支撑架，所述拔砂管通过U型卡固定在第二支撑架上。

进一步地，所述拔砂管可以是多边形，也可以是圆形。

进一步地，所述软管上的第一气体分析管线用于检测珠光砂刚出环形夹层时的甲烷含量。

进一步地，所述气体分离装置可以是一级气体分离，也可以是多级气体分离；气体分离装置可以是金属结构，也可以是非金属结构。

一种用于吊顶常压储罐的拔砂方法，包括前述的拔砂装置，

S1、将内储罐中液体排除干净；

S2、将内储罐气体通过吹扫管吹入氮气实现储罐内的气体置换；

S3、各拔砂管上第一气体分析管线检测甲烷浓度低于爆炸极限范围时，进入步骤S4；

S4、连接气体分离装置及将相关的软管引至外储罐外侧的下端；

S5、通过吹扫管向内储罐中充入纯氮气，憋压至10kPa以上；

S6、在软管末端准备好接砂袋；

S7、依次打开对应立管上的根部阀、气体分离装置和外接阀来使珠光砂输出，每接完一袋珠光砂后，用封口机将其封口，并堆放至指定地点；

S8、将堆放的珠光砂运走，并清理现场。

与现有技术相比，本发明提供的拔砂方法的有益效果在于：

该方法利用冲入10kPa的氮气将珠光砂压出环形夹层，并经过第一气体分析管线检测甲烷含量低于阈值下限，以提高安全性，适用于任何的不适宜于筒壁开孔的钢制吊顶储罐及混凝土储罐的拔砂，减少工人的劳动强度，减少生产事故的发生。

进一步地，在拔砂过程中，不定期对第一气体分析管线和第二气体分析管线处的甲烷含量进行检测，以确定拔砂人员的安全。

进一步地，拔砂时，多个立管上的根部阀可同时打开多个或只打开一个，在安装外接阀时，同一个软管的末端的外接阀可以外接一个或多个。

附图说明

图1为本发明结构的平面剖视示意图；

图2为本发明中外储罐结构的俯视示意图；

图3为本发明图1中A区结构的放大示意图。

附图标记：1、外储罐；2、内储罐；3、拔砂管；4、吹扫管；5、立管；6、根部阀；7、第一气体分析管线；8、气体分离装置；9、软管；10、快速连接头；11、第二气体分析管线；12、第一支撑架；13、第二支撑架。

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做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1

请参阅图1-3，包括设置于内储罐2与外储罐1之间的环形夹层下端的环形的吹扫管4，内储罐2和外储罐1的横截面均为圆形、且同轴心，吹扫管4上开设有出气孔，吹扫管4的进气口连接有氮气供给装置，在将珠光砂加入环形夹层中时，吹扫管4用于将珠光砂吹散，从而防止珠光砂结块，位于吹扫管4上方的环形夹层里设置有拔砂管3，拔砂管3上沿圆周方向均匀开设有多个进砂孔，拔砂管3的直径和进砂孔的数量、大小、直径、和分布根据现场的环形夹层的空间来确定，拔砂管3上固定连接有多个穿过外储罐1的立管5，立管5的上端固定连接有根部阀6，位于根部阀6与外储罐1之间的管路上设置有用于监测根部阀6处甲烷气体浓度的第一气体分析管线7，根部阀6通过管路连接有连接件，连接件上可拆卸的连接有气体分离装置8，气体分离装置8的下端固定连接有软管9，软管9的下端设置有第二气体分析管线11，第二气体分析管线11和第一气体分析管线7的另一端均连接有用于监测甲烷浓度的仪表，其中拔砂装置储罐本体部分：以快速连接头10为分界点，靠内储罐2和外储罐1侧的拔砂管3、吹扫管4、立管5、根部阀6和第一气体分析管线7作为储罐的附件永远附带于储罐上，外侧的气体分离装置8、软管9、第二气体分析管线11和外接阀作为可拆卸部分，根据现场的拔砂需求进行安装。

本实施例中，拔砂过程中，通过气泵将氮气通过吹扫管3进入内储罐2内，内储罐2压力升至能将珠光砂排出罐外，打开立管5上的根部阀6，内储罐2的氮气通过内罐通气孔，利用内储罐2中气体流动时所产生的动力将珠光砂排出罐外；

主要原理是：当外储罐1外根部阀6打开时，储罐内和储罐外存在一定的压力，内储罐2中气体会随着珠光砂一同从拔砂管3流出罐外，此时第一气体分体管线会监测珠光砂从罐内流出时的甲烷含量，珠光砂和气体通过气体分离装置8时，气体将与珠光砂分离，分离后的珠光砂将顺着软管9流动，打开对应软管9下端的外接阀，使珠光砂流入事先准备好的接砂袋中，在珠光砂流出时，通过第二气体分析管线11监测外接阀处的甲烷气体含量，从而顺利、省力、安全地进行储罐的拔砂，可以有效地避免了对现场的动火，降低工人的劳动强度，避免砂崩，闪爆的风险，而且能够有效降低成本。

具体的，连接件为快速连接头10或法兰。

具体的，环形夹层的下端沿圆周方向固定连接有多个第一支撑架12，吹扫管4通过U型卡固定在第一支撑架12上。

具体的，第一支撑架12上通过螺栓固定连接有第二支撑架13，拔砂管3通过U型卡固定在第二支撑架13上。

具体的，拔砂管3可以是多边形，也可以是圆形，通过设置拔砂管3上的进砂孔，环形夹层中的珠光砂可均匀地进入拔砂环管，从而可以将环形夹层中的珠光砂均匀地拔去。

具体的，软管9上的第一气体分析管线7用于检测珠光砂刚出环形夹层时的甲烷含量。

具体的，气体分离装置8可以是一级气体分离，也可以是多级气体分离；气体分离装置8可以是金属结构，也可以是非金属结构，目的是使珠光砂中的残存的气体和珠光砂分离，并有防止飞砂的功能。

实施例2

一种用于吊顶常压储罐的拔砂方法，包括实施例1中的拔砂装置，可以有效地避免了对现场的动火，降低工人的劳动强度，避免砂崩，闪爆的风险，而且有效降低成本，是一种安全又可靠的拔砂方法，

S1、将内储罐2中液体排除干净；

S2、将内储罐2气体通过吹扫管4吹入氮气实现储罐内的气体置换；

S3、各拔砂管3上第一气体分析管线7检测甲烷浓度低于爆炸极限范围时，进入步骤S4；

S4、连接气体分离装置8及将相关的软管9引至外储罐1外侧的下端；

S5、通过吹扫管4向内储罐2中充入纯氮气，憋压至10kPa以上；

S6、在软管9末端准备好接砂袋；

S7、依次打开对应立管5上的根部阀6、气体分离装置8和外接阀来使珠光砂输出，每接完一袋珠光砂后，用封口机将其封口，并堆放至指定地点；

S8、将堆放的珠光砂运走，并清理现场。

具体的，在拔砂过程中，不定期对第一气体分析管线7和第二气体分析管线11处的甲烷含量进行检测，以确定拔砂人员的安全。

具体的，拔砂时，多个立管5上的根部阀6可同时打开多个或只打开一个，在安装外接阀时，同一个软管9末端的外接阀可以外接一个或多个。

适用的储罐包括：LNG双金属储罐以及其他储存介质沸点在0℃～--165℃或液氨的所有吊顶的金属储罐及混凝土储罐。

以上，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置，其特征在于：包括设置于内储罐与外储罐之间的环形夹层下端的环形的吹扫管，所述吹扫管上开设有出气孔，所述吹扫管的进气口连接有氮气供给装置，位于所述吹扫管上方的环形夹层里设置有拔砂管，所述拔砂管上沿圆周方向均匀开设有多个进砂孔，所述拔砂管上固定连接有多个穿过外储罐的立管，所述立管的上端固定连接有根部阀，位于所述根部阀与外储罐之间的管路上设置有第一气体分析管线，所述根部阀通过管路连接有连接件，所述连接件上可拆卸的连接有气体分离装置，所述气体分离装置的下端固定连接有软管，所述软管的下端设置有第二气体分析管线，所述第二气体分析管线和第一气体分析管线的另一端均连接有用于监测甲烷浓度的仪表。

2.根据权利要求1所述的一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置，其特征在于：所述连接件为快速连接头或法兰。

3.根据权利要求1所述的一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置，其特征在于：所述环形夹层的下端沿圆周方向固定连接有多个第一支撑架，所述吹扫管通过U型卡固定在第一支撑架上。

4.根据权利要求3所述的一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置，其特征在于：所述第一支撑架上通过螺栓固定连接有第二支撑架，所述拔砂管通过U型卡固定在第二支撑架上。

5.根据权利要求4所述的一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置，其特征在于：所述拔砂管可以是多边形，也可以是圆形。

6.根据权利要求5所述的一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置，其特征在于：所述软管上的第一气体分析管线用于检测珠光砂刚出环形夹层时的甲烷含量。

7.根据权利要求6所述的一种用于吊顶常压储罐的拔砂装置，其特征在于：所述气体分离装置可以是一级气体分离，也可以是多级气体分离；气体分离装置可以是金属结构，也可以是非金属结构。

8.一种用于吊顶常压储罐的拔砂方法，包括权利要求1所述的拔砂装置，其特征在于：

S1、将内储罐中液体排除干净；

S2、将内储罐气体通过吹扫管吹入氮气实现储罐内的气体置换；

S3、各拔砂管上第一气体分析管线检测甲烷浓度低于爆炸极限范围时，进入步骤S4；

S4、连接气体分离装置及将相关的软管引至外储罐外侧的下端；

S5、通过吹扫管向内储罐中充入纯氮气，憋压至10kPa以上；

S6、在软管末端准备好接砂袋；

S7、依次打开对应立管上的根部阀、气体分离装置和外接阀来使珠光砂输出，每接完一袋珠光砂后，用封口机将其封口，并堆放至指定地点；

S8、将堆放的珠光砂运走，并清理现场。

9.根据权利要求8所述的一种用于吊顶常压储罐的拔砂方法，其特征在于：在拔砂过程中，不定期对第一气体分析管线和第二气体分析管线处的甲烷含量进行检测，以确定拔砂人员的安全。

10.根据权利要求8所述的一种用于吊顶常压储罐的拔砂方法，其特征在于：拔砂时，多个立管上的根部阀可同时打开多个或只打开一个，在安装外接阀时，同一个软管的末端的外接阀可以外接一个或多个。

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