储油罐机械清洗技术安全管理探讨
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，但是，随之而来的却是机械清洗技术所带来的新的安全隐患的增多。
如何找出并且制定措施控制危险，是如今新的研究方向。
通过分析清洗设备的组成以及清洗过程中存在的问题，解决了一些储油罐机械清洗可能存在的安全管理问题。
标签：机械清洗；安全管理
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，淘汰人工清洗是必然的选择。
但是，随之而来的却是机械清洗技术所带来的新的安全隐患的增多。
如何找出并且制定措施控制危险，是如今新的研究方向。
1 清洗设备组成
（1）移送装置。
主要由真空泵、回收泵、抽吸槽、冷却水系统、气水分离罐等设备组成。
它主要用于抽吸和移送清洗油罐中的油。
工作时，用真空泵将抽吸槽保持在真空状态，被清洗机溶解的淤渣及油被抽吸到抽吸槽中，在通过回收泵移送到接收油罐中。
同时，被真空泵抽吸的可燃性气体，又被送回到清洗油灌中。
（2）清洗装置。
主要由清洗泵，热交换器等设备组成。
它主要用于压送清洗油给清洗机。
其原理是用清洗泵给罐顶清洗机提供一定压力的清洗油和水，同时用热交换器给油、水加温，这样能提高清洗效果。
（3）喷射清洗机。
主要由喷嘴、齿轮箱、喷嘴角度指示盘等部分组成，机械清洗时，喷嘴可在水平方向进行360°旋转，垂直方向0-1400之间上下移动，顶板、底板、壁板均能被自动清洗。
（4）油水分离、回收装置。
它属于国内配套设备，由一台油水分离器和一台浮油回收泵组成，主要用于温水清洗后的油水分离和浮油回收。
（5）氮气注人装置。
主要由氮气罐、汽化器等设备组成。
它主要用于向罐内注人氮气，使作业油罐罐内氧气浓度保持在8%以下，保证整个施工作业都在惰性气体环境下进行。
（6）气体浓度监测装置。
自动测试清洗油罐内6个部位的氧气浓度和可燃烧气体浓度，并指示和记录其测试值，是清洗施工的重要安全监测设备。
2 技术原理和过程
2.1 技术原理
原油储罐机械清洗工艺是利用喷射清洗机将清洗介质在一定温度、压力和流量下喷射到被清洗表面，除去被清洗表面的凝结物和淤渣，并进行回收的一种工艺方法。
清洗介质是原油或同种油。
根据施工要求和现场状况，热水和柴油也可以作为清洗介质在原油清洗后使用。
原油清洗工艺须借助较纯净的原油，通常要一个与被清洗罐相邻的储油罐作为原油回收罐。
原油清洗设备与清洗罐是用工艺管线连接到一起，组成一个清洗系统。
在清洗机工作过程中，适时地注人适量的氮气，以使油罐内的氧气浓度被控制在8%以下，达到防火、防爆的安全条件。
最后打开检修孔做最终清扫。
2.2 工作过程
（1）原油移送过程。
是指在清洗机开动之前，将进行清洗油罐中有流动性的油，移送到其他油罐中的过程。
通常从油罐下部的排放管口抽吸移送。
为了防止清洗机作业时的静电等导致火灾，向气层部分注人惰性气体（通常使用氨气），在这一过程中，将有流动性的油全部移送到其它油罐。
（2）油中搅伴过程。
在罐底淤渣堆积高度较高，致使罐顶支柱不能着底时（通常为Zm以上），为了降低淤渣的高度而进行该作业。
该作业有两种施工方法：循环式油中搅拌作业，主要用于淤渣的总量不多，但局部堆积很高的情况；对流式油中搅拌作业，主要用于淤渣量多，罐顶支柱不能着底的情况。
从实际作业情况看，两种搅拌方式相比，对流方式效果好。
（3）同种油清洗过程。
即用清洗机喷射干净的原油，打碎、溶解油罐内的淤渣，使其分散、流动化，并将其排出到油罐外的过程。
（4）热水清洗工程。
通过同种油清洗工程后，基本上除掉了油罐内的淤渣及凝油，但为了进一步进行脱油进行热水清洗。
这种清洗，是用清洗装置抽取油水分离槽中热水，加压后用清洗机喷射打到油罐的各个部位，在向油罐中加入一定量的热水后，用移送装置抽出油水混合物打回油水分离槽内，使油和水分离，将浮油用外加收油泵移送给接收油罐。
如此循环，边加热边进行清洗，最终把残油移送干净。
（5）油罐内部清扫过程。
在热水清洗过程结束后，就可打开储油罐人孔、清扫孔，通过强制通风，确定罐内无任何有毒及可燃气体后人工人罐清扫，把残留在油罐内部的土砂、铁锈、固态物、残存淤碴清除到油罐外，达到动火条件。
3 清洗过程存在的问题
（1）清洗机在单盘上的布置每台清洗机的设计有效作业半径为：顶板为14m，底板为15m。
因为是首次使用该技术，为了确保清洗效果，施工方以有效
半径12m为基准，确定出外周部清洗机的配置数量及位置。
这样2*104m3的储罐共布设9台清洗机以满足清洗要求。
（2）热水清洗过程中温度过高会导致原油乳化，温度过低又会造成清洗效果不佳，无法彻底祛除罐壁油污。
一般情况油罐内壁上油污溶解温度为60℃，油罐一次密封耐热温度80℃，清洗的热水温度应控制在70℃左右。
（3）清洗机出口压力控制为了更有效地发挥清洗机的油中搅拌、击碎、溶解淤渣，实施清洗的功效，其出口压力应控制在0.6MPa左右为好。
（4）防爆措施的选择在实施油中搅拌，残油移送，温水清洗施工中，由于清洗机不间断地动作，油罐内的空间充满着氧气和可燃性气体的混合气，所以要适时、适量地混人氮气来置换、降低可燃气体和氧气浓度，达到防爆、防火目的。
4 安全控制措施
（1）防爆炸措施。
浮顶油罐在清洗时,静电火花引起点火的可能性很小，根据ICS油罐清洗准则，若有二套或少于二套的清洗机同时使用，不控制空气层也能进行操作，所以只要妥当和仔细操作清洗机时，不会发生爆炸，但为了防止万一，仍要采取防爆措施。
防止爆炸最有效的方法是控制气体的浓度，可燃气体与氧气（空气）混合气体的燃烧爆炸发生于两者处于一定混合比例时。
偏离这种爆炸环境就可保证安全,非爆炸环境有：
①氧气的低浓度状态（小于等于11vol%）,惰性环境。
②过浓可燃气体（大于等于10vol%），过浓环境。
③低浓度可燃气体（小于等于1.5vol%），过缺环境。
不难发现，除非是过浓可燃气体，否则即使有点火源，也不会发生爆炸，在三种状态中，施工现场最能保证安全的是A中的惰性环境,通常把氧气浓度保持在8vol%以下。
但实际操作清洗机的过程中，油罐中的空气要保持双重安全环境,即惰性环境和过浓空气环境。
为了达到8vol%的惰性环境，通常采用注入惰性气体的方法。
（2）氧气浓度的控制。
氧气浓度是由带有报警的自动连续测量仪来测定，按氧气浓度的趋势，来控制罐内的惰性环境,油罐里各个方位的气体成分几乎是一致的，氧气浓度的差异也一般保持在1%以内，可以认为油罐里的气体成分均匀，因为清洗机运转时可将气体搅拌，如果外界气体进入油罐,其氧气浓度会上升。
外界空气进入油罐有以下两种情形:
①油罐中的温度因夜晚或冷空气而降低,罐里的空气收缩使外界空气进入；
②油罐上的开口使内部和外界的空气交换，它包括：清洗机安装处、浮船周围密封损坏等。
以上两种情形中,温度下降时外界的空气流入量较大，一般说来，罐内气体会因外部环境1℃的温度变化，而以1/273的比例膨胀或收缩。
目前进行的储罐清洗作业,是以惰性气体气为介质来进行安全保护的,既能保证安全、又能降低成本，这将为推广机械清洗设备创造更加有利的条件。
参考文献
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