加油站埋地油罐机械清洗系统技术方案

本发明专利技术公开了一种加油站埋地油罐机械清洗系统，包括低压喷射清洗设备、空气置换设备、气体氛围监测设备、清洗产物分离处理与循环利用设备、含油污水外排达标处理设备和油气回收处理设备；低压喷射清洗设备包括通过管路依次连接的储水罐、增压泵、加热器、涡轮流量计和清洗机；空气置换设备包括氮气发生器、空气加热器、无油空气压缩机；油气回收处理设备包括相互连接的预冷器和活性炭吸附罐；清洗产物分离处理与循环利用设备包括过滤器、真空抽吸罐、抽吸泵、轴向入口水力旋流器；含油污水外排达标处理设备包括紧凑型立式旋流气浮分离罐和碟式离心机。系统本质安全、全程封闭、高效环保、结构紧凑，可满足相关排放要求。

【技术实现步骤摘要】
加油站埋地油罐机械清洗系统
本专利技术涉及一种油罐机械清洗及污水和油气回收处理技术，尤其涉及一种加油站埋地油罐的机械清洗系统。
技术介绍
加油站是石油产业链和价值链的重要环节，通常每个加油站至少有2个以上的埋地油罐(Underground Storage Tank, UST)。根据《油罐清洗安全技术规程》(Q/SH039-013-1998)，为了保证产品质量、定期检查与维护储罐内部设施，同时也为复测储罐重新编制容积计量表创造条件，加油站埋地油罐一般每隔3-5a需定期清洗I次；除此之外，加油站埋地油罐还存在非定期清洗，例如，油罐改储另一类油品而二者的性质相差较大时，油罐发生渗漏或者有其他损坏需要进行倒空检查或动火修理时，等等。目前，国内对包括加油站埋地油罐在内的一些小容量储油罐及沉积物较少的轻质油料储罐,均采用人工清洗的方式。由清洗作业人员在抽完罐内残液后佩戴呼吸器直接进入油罐内部，用铜铲、木质刮板和棉质拖把等防爆工具将罐内污物手工清洗干净，单罐清洗时间通常需要2h左右。人工清罐方法存在作业危险性高、清洗效率低、清洗效果差、工作强度大和油气及有毒有害气体无组织排放等问题。随着储运生产要求缩短油罐清洗时间以及行业法规对人员进罐条件的严格限制，西方发达国家自20世纪80年代以来开始推出无人入罐的机械化清洗设备，专利US4721127介绍了一种名为TANKLEEN0R的埋地油罐清洗系统，该系统主要包括自吸式离心泵、卷轴、喷嘴、文丘里喷管、电动机、储液桶、连接管线和阀门等。从埋地油罐人孔处插入竖直导向管，导向管与罐底接触端为楔形开口。缠绕在卷轴上的抽吸管沿导向管进入罐中，其末端连接喷嘴，在罐底水平移动。利用自吸式离心泵在文丘里喷管内形成真空，从而通过喷嘴将罐底油泥抽提出并移送至储液桶中。该清洗系统的作用只是抽吸移除罐底油泥，并不能对罐壁进行冲洗。而且位于被清洗罐内的只有抽吸管一条单向管路，整个系统并未构成闭式循环。因此，无法达到最终清洗罐壁的目的。随着机械清洗技术的不断发展，出现了基于高压水射流的机械化清洗技术与设备，其本质是将具有一定压力和流速的清洗介质通过专用的清洗组件(如喷嘴、喷头或喷枪)产生多角度、强度各异、能量集中的冲击射流，进而对罐底油泥、罐壁附着物及铁锈进行打击、冲蚀、切割、楔劈和移除。目前，满足加油站机械清洗要求的主要有美国Gamajet公司的移动式清洗系统(UST Mobile Cleaning System,简称UST-MCS)和英国Non Entry Systems公司(NESL)的Petrack系统,前者基于旋转射流技术，后者基于遥操作履带式移动机器人+喷嘴射流技术。相比较而言，美国Gamajet公司移动式清洗系统的结构更为紧凑，实际操作和运行维护更为简单，一个清洗周期仅需lOmin，因此被广泛应用。但该系统也存在一些不足之处:(I)三维旋转喷头通过固定安装于人孔的支撑柱放置于油罐内部，仅能在竖直方向上调整其在罐内的深度。由于加油站埋地油罐人孔开口不在罐中心位置处，导致喷头在旋转射流过程中，因喷射距离不同而对罐两端内壁的清洗不均匀，从而影响了清洗效果。(2)该系统对清洗过程中产生的含油污水并未进行有效处理，只是笼统而含糊地声称将含油污水储存于污水箱中送至污水处理厂处理。此夕卜，该系统对于清洗过程中产生的大量油气等挥发性有毒有害气体则简单地采取了直接排放的措施。国内关于加油站埋地油罐机械清洗的研究才刚起步，相关研究单位较少，总体受关注程度不高，相比于国外先进技术水平和认识存在较大差距。国内某清洗设备代理公司在其对外宣传中声称能够利用“COWS-加油站”型机械清洗设备完成加油站的清洗作业，但主要面向大型地上立式原油储罐的COWS (Crude Oil Washing System)机械清洗技术存在系统组成复杂、占地面积过大以及对清洗过程中产生的油气和污水未能实现达标排放等固有缺陷。专利CN103372561A中提出了一种车载式加油站埋地油罐机械清洗系统，该清洗系统通过伸缩机构实现了旋转喷头在罐内的水平移动以达到更好的清洗效果，并利用空气置换单元置换出罐内可燃气体，保证了清洗作业的安全性。但是，对于清洗过程中所产生的有毒有害气体，仅仅是将其经过回气管回注入被清洗油罐内，以暂时减少废气直接排放的持续时间和总排气量，在清洗作业结束时仍然被新鲜空气稀释后排放，从本质上来讲并未实现有毒有害气体的达标排放；而且整个清洗过程未使用可燃气体检测器实时检测罐内氧含量，无法准确判断其是否处于安全浓度范围；对于清洗过程中产生的含油污水，则仅说明通过油水分离器进行分离，将分离后的液体回注入储水罐中，对于最终的污水达标排放问题只字未提。专利CN203508540U中提出了一种新型加油站油罐清洗设备，其特点在于使用换热器对清洗介质加热以达到更好的清洗效果，并利用内部安装有隔板的水槽分别储存经水力旋流器分离出的轻组分和重组分，进而在一定程度上减小了清洗设备的占地空间。但是，对于气体达标排放问题，仅说明在清洗结束后向被清洗罐内通入热空气使残余的油分充分挥发并被抽出，也未提及对含油污水的达标排放处理。尤其需要指出的是，无论是地上油罐还是埋地油罐的机械清洗，从清洗产物分离处理与循环利用这一关键设备来看，进口或国产化机械清洗装置中最初都是采用长方形敞口撇油槽，基于最简单的隔油池重力沉降原理进行污油回收，也有在长方形敞口撇油槽内加装粗粒化聚结板。但此类设备在撇油过程中均存在控制不稳定、自动化程度低、劳动强度大、能耗大、露天作业和容易污染环境等缺陷。中国石油天然气管道局维抢修分公司于2009年左右研制开发了由卧式容器罐、浮油回收系统和液位控制系统组成的自动密闭撇油装置，虽然卧式容器罐内综合应用了重力沉降和填料粗粒化技术，但仍然存在体积较大、分离效率较低等不足；该公司随后于2011年左右提出了基于水力旋流技术的全密闭带压撇油工艺流程，无需另设排油泵，有效地提高了撇油速度。不过，客观而言，所采用的常规水力旋流器二十多年前即在石油工业上游行业原油开采的采出液预脱水、采油污水除油作业中得到了成功应用，虽然具有结构简单、无运动部件等优点，但单体结构的公称直径较小(一般为Φ35_)、单体处理量低，在工程实际中通常需要将多个单体结构按照一定方式并联组合起来工作以满足较大的处理量要求，从而导致设备最终的体积不够紧凑。此外，常规水力旋流器还存在进出口压差大、对油滴粒径下限值要求较高(最小分离粒径Φ 10-15 μ m)、易受:流量波动影响、分尚效率难以进一步提闻(最闻为90%左右)等不足。鉴于上述原因，有必要进一步研制开发新型的加油站埋地油罐机械清洗系统来克服现有机械清洗系统存在的诸多不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种本质安全、全程封闭、高效环保、结构紧凑的加油站埋地油罐机械清洗系统，以克服现有加油站埋地油罐机械清洗系统存在的挥发性有毒有害气体(油气等)无序排放或最终仍然集中放空、含油污水未能达标处理、清洗产物分离处理设备复杂、整套系统占地面积大等不足。为了实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案来实现:本专利技术的加油站埋地油罐机械清洗系统，包括低压喷射清洗设备、空气置换设备、气体氛围监测设备、清洗产物分离处理与循环利用设备、含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种加油站埋地油罐机械清洗系统，其特征在于，包括低压喷射清洗设备、空气置换设备、气体氛围监测设备、清洗产物分离处理与循环利用设备、含油污水外排达标处理设备和油气回收处理设备；所述低压喷射清洗设备包括通过管路依次连接的储水罐(1)、增压泵(2)、加热器(3)、涡轮流量计(4)和清洗机(5)，所述清洗机(5)安装在被清洗埋地油罐(6)的专用配套密封盖(11)上，所述专用配套密封盖(11)上集成有气体注入管接头(12)、供水管接头(13)、气体氛围监测取样管接头(14)和抽吸管接头(15)；所述空气置换设备包括氮气发生器(16)、空气加热器(17)、无油空气压缩机(18)，所述氮气发生器(16)和空气加热器(17)分别与所述气体注入管接头(12)连接，所述无油空气压缩机(18)通过干式文丘里管(19)与所述油气回收处理设备连接，所述抽吸管接头(15)与所述干式文丘里管(19)的吸入口连接；所述油气回收处理设备包括相互连接的预冷器(41)和活性炭吸附罐(42)；所述清洗产物分离处理与循环利用设备包括依次连接的过滤器(24)、真空抽吸罐(25)、抽吸泵(27)、轴向入口水力旋流器(28)，所述轴向入口水力旋流器(28)与临时储油罐(29)和所述储水罐(1)分别连接，所述过滤器(24)的排污口与固相收集槽(30)连接，所述真空抽吸罐(25)顶部的废气出口连接有真空泵(26)，所述真空泵(26)的出口与所述气体注入管接头(12)连接，所述过滤器(24)的进口与所述抽吸管接头(15)连接；所述含油污水外排达标处理设备包括紧凑型立式旋流气浮分离罐(35)和碟式离心机(36)，所述储水罐(1)底部的出口与所述紧凑型立式旋流气浮分离罐(35)连接，所述紧凑型立式旋流气浮分离罐(35)的油相出口与所述临时储油罐(29)连接、水相出口与所述碟式离心机(36)连接，所述碟式离心机(36)的油相出口与所述临时储油罐(29)连接、水相出口与市政污水管网连接；所述气体氛围监测设备包括安装在所述气体氛围监测取样管接头(14)上的气体检测器(23)。...

【技术特征摘要】
1.一种加油站埋地油罐机械清洗系统，其特征在于，包括低压喷射清洗设备、空气置换设备、气体氛围监测设备、清洗产物分离处理与循环利用设备、含油污水外排达标处理设备和油气回收处理设备； 所述低压喷射清洗设备包括通过管路依次连接的储水罐(I)、增压泵(2)、加热器(3)、涡轮流量计(4)和清洗机(5)，所述清洗机(5)安装在被清洗埋地油罐(6)的专用配套密封盖(11)上，所述专用配套密封盖(11)上集成有气体注入管接头(12)、供水管接头(13)、气体氛围监测取样管接头(14)和抽吸管接头(15)； 所述空气置换设备包括氮气发生器(16)、空气加热器(17)、无油空气压缩机(18)，所述氮气发生器(16)和空气加热器(17)分别与所述气体注入管接头(12)连接，所述无油空气压缩机(18)通过干式文丘里管(19)与所述油气回收处理设备连接，所述抽吸管接头(15)与所述干式文丘里管(19)的吸入口连接； 所述油气回收处理 设备包括相互连接的预冷器(41)和活性炭吸附罐(42)； 所述清洗产物分离处理与循环利用设备包括依次连接的过滤器(24)、真空抽吸罐(25)、抽吸泵(27)、轴向入口水力旋流器(28)，所述轴向入口水力旋流器(28)与临时储油罐(29)和所述储水罐(I)分别连接，所述过滤器(24)的排污口与固相收集槽(30)连接，所述真空抽吸罐(25)顶部的废气出口连接有真空泵(26)，所述真空泵(26)的出口与所述气体注入管接头(12)连接，所述过滤器(24)的进口与所述抽吸管接头(15)连接； 所述含油污水外排达标处理设备包括紧凑型立式旋流气浮分离罐(35)和碟式离心机(36)，所述储水罐(I)底部的出口与所述紧凑型立式旋流气浮分离罐(35)连接，所述紧凑型立式旋流气浮分离罐(35)的油相出口与所述临时储油罐(29)连接、水相出口与所述碟式离心机(36)连接，所述碟式离心机(36)...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈家庆，石熠，刘美丽，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，
类型：发明
国别省市：北京;11