【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种储罐结垢与清垢过程的模拟平台装置，特别是采用射流冲刷方式对储罐进行清垢的模拟平台装置。
技术介绍
1、石油石化领域拥有大量的储罐，如某石化企业原油储罐总容积约有4592万立方米，同时各类石化、商业、运输、油田等企业还拥有大量的原料罐、中间罐、产品罐等各类储罐。储罐的积垢与储存介质有较大影响，但大部分储罐都存在储罐积垢问题，其中以原油储罐、污油储罐、重油储罐等积垢影响较为严重。
2、以原油为例，原油储存过程中由于原油与外界环境存在温度差而向环境散热，原油中蜡质析出并形成油垢。据统计，我国储罐等设备平均年产油垢三百余万吨。油垢是一种量大而面广的污染源，法律要求必须对其进行无害化处理。同时，油垢的堆积、附着会极大的影响原油质量，减少储罐的有效容积，威胁储罐的运行安全。
3、目前，针对储罐的结垢、清垢过程的研究，仍采用现场实验的方式，对测试储罐进行机械清垢操作。但是实际储油罐的清垢操作十分困难且清垢流程十分复杂，清垢间隔时间较长，很难系统性、全方位的研究清垢过程。同时也缺少一种模拟储罐结垢、清垢过程的平台装置，对油垢清除技术的研究提升，具有较大的限制作用。
4、cn201720406379.5公开了一种硫酸钡锶垢定点除垢室内模拟装置，包括箱体，箱体内设有混合区、结垢场和缓冲区，箱体的侧壁设有与混合区相通的入口管线接口，结垢场位于混合区和缓冲区之间，与缓冲区对应的箱体侧壁上设有出口管线接口。混合区位于箱体长度方向的中部下方，混合区靠近左右两端的部位分别设有孔板支撑架，孔板支撑架的顶部设
5、上述模拟装置针对特定应用场景垢物进行除垢模拟，模拟的工艺方式、工艺条件、应用场景等均较有限，无法模拟射流冲刷方式对储罐进行清垢的模拟。因此，建立一套可以模拟储油罐结垢、清垢的实验平台装置，模拟不同工况下清垢过程，总结清垢规律的实验平台装置是十分有必要的。
技术实现思路
1、针对本领域的技术情况，本专利技术提出一种模拟储油罐结垢与清垢过程的平台装置，特别是射流冲刷方式的储罐清垢模拟平台装置。该实验装置结构合理，实验条件易于控制，模拟工况多，测试数据准确，并且能够实现实验储罐结垢、清垢过程可视化以及直观反映清垢效果。
2、本专利技术储罐结垢与清垢过程的模拟平台装置包括：
3、储罐，包括罐底、筒体，以及可选择的罐顶；
4、可选择的储罐温度调节单元，调节罐底、筒体和罐顶至少一处的温度；
5、射流冲刷单元，包括机械臂和安装在机械臂上的射流管，射流管一端与第一输送泵相连，射流管另一端安装射流喷嘴，机械臂从罐顶伸入储罐，机械臂驱动和控制系统设置在储罐外部；
6、可视化单元，包括安装在机械臂上的小型激光照相机，照相机通过数据传输系统将拍摄的影像输送至显示装置或数据处理装置；
7、工况模拟控制单元，包括射流物料温度控制系统、射流物料流量控制系统、机械臂运动控制系统等；
8、排料单元，包括依次连通的吸污管、第二输送泵、排料储罐。
9、本专利技术装置中，储罐的罐底、筒体和罐顶最优选设计为夹层结构，夹层内通入温度调节介质，用于模拟储罐不同实际使用温度时的场景。夹层结构可以是整体联通的方式，也可以是分区域相互隔开的结构，以便于分区域控制温度，优选罐底设置独立控制温度的夹层结构，优选筒体从上至下设置2~4个独立控制温度的夹层结构。储罐温度调节单元可以选择水浴结构装置（温度调节介质可以是水、加入添加剂的水、凝点较低的物质如油等），温度调节可以根据需要设置在-50~80℃，模拟实际工况的环境温度。储罐温度调节单元可以设置多个，控制不同夹层区域的温度。另外，储罐温度调节单元也可以采用电加热方式，储罐外部包覆电热带等加热设施，并与温度控制系统连接。
10、本专利技术装置中，罐顶可以采用浮顶结构。浮顶可以移动，浮顶与罐壁间通过密封结构相连，浮顶与罐壁的材料相同；浮顶中心存在一个贯穿的测试孔，机械臂穿过测试孔伸入储罐内。罐底可以设置排液口，用于排净储罐内污水等物料。
11、本专利技术装置中，射流冲刷单元中射流喷嘴为可拆卸结构，便于更换不同结构射流喷嘴以测试喷嘴形状对清垢效果影响；射流管为抗腐蚀性、耐高温、易延展等性质的材质，如铂金硫化钢丝硅胶管、特氟龙软管、cjan复合软管、有机硅树脂管等材质，避免射流物料中存在的化学药剂对射流管的影响，同时射流管具有的良好延展性可以固定在机械臂上随机械臂运动。机械臂可以选择现有的具备升降、平移、回转、伸缩等功能的可程序控制机械臂，驱动方式优选为电驱动或液压驱动。射流冲刷单元包括射流物料储存装置并与第一输送泵入口连通，射流物料储存装置具备温度调节功能，如采用加热箱方式，调节射流物料使用时的温度。
12、本专利技术装置中，可视化单元的小型激光照相机具有实时拍照、录像功能。小型激光照相机拍得图像，要求图片中所呈现出的油垢颗粒形态结构清晰，边缘轮廓分明等要求。小型激光照相机获得的数据实时传输到显示终端或数据储存处理装置。
13、本专利技术装置中，工况模拟控制单元包括射流物料中添加化学药剂单元，测试化学药剂对油垢的冲刷效果；包括射流物料温度、流量控制单元，用于模拟不同的清垢工况条件；机械臂控制系统为数据储存处理装置控制方式，通过数据储存处理装置程序编制控制机械臂的运动方式，机械臂的运动方式包括且不限于水平、竖直移动、沿中轴线圆周运动、旋转、升降、伸缩等，用于模拟不同射流冲刷方式的清垢效果。
14、本专利技术装置中，排料单元的吸污管也有耐腐蚀、延展性好的特点；第二输送装置选择适应小的固态油垢颗粒以及高粘的污水混合物的工况的设备；污水收集箱体积满足污水回收要求且箱体耐腐蚀。
15、本专利技术储罐结垢与清垢过程的模拟平台装置在研究储油罐结垢、清垢过程具体使用方法如下：
16、1．对射流管和吸污管安装预定类型的喷嘴；
17、2．使用水浴（油浴）将水浴介质加热至预定温度，输送至实验储罐筒体、罐底和罐顶夹层；
18、3．将调制成预定物性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储罐结垢与清垢过程的模拟平台装置，包括：
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：储罐的罐底、筒体和罐顶设计为夹层结构，夹层内通入温度调节介质，用于模拟储罐不同实际使用温度时的场景。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：夹层结构是整体联通的方式，或者是分区域相互隔开的结构，以便于分区域控制温度。
4.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：储罐温度调节单元选择水浴结构装置，温度调节可以根据需要设置为-50~80℃，模拟实际工况的环境温度。
5.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：储罐温度调节单元采用电加热方式，储罐外部包覆电热带加热设施，并与温度控制系统连接。
6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：罐顶采用浮顶结构，浮顶与罐壁间通过密封结构相连；浮顶中心存在一个贯穿的测试孔，机械臂穿过测试孔伸入储罐内。
7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：射流冲刷单元中射流喷嘴为可拆卸结构，射流管为抗腐蚀性、耐高温、易延展性质的材质。
8.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：机械臂选择
9.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：射流冲刷单元包括射流物料储存装置并与第一输送泵入口连通，射流物料储存装置具备温度调节功能。
10.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：可视化单元的小型激光照相机具有实时拍照、录像功能，小型激光照相机获得的数据实时传输到显示终端或数据储存处理装置。
11.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：工况模拟控制单元包括射流物料中添加化学药剂单元，测试化学药剂对油垢的冲刷效果；包括射流物料温度、流量控制单元，用于模拟不同的清垢工况条件；机械臂控制系统为数据储存处理装置控制方式，通过数据储存处理装置程序编制控制机械臂的运动方式，机械臂的运动方式包括且不限于水平、竖直移动、沿中轴线圆周运动、旋转、升降、伸缩等，用于模拟不同射流冲刷方式的清垢效果。
12.一种权利要求1所述储罐结垢与清垢过程的模拟平台装置在研究储油罐结垢、清垢过程的应用方法，其特征在于包括如下过程：
...【技术特征摘要】
1.一种储罐结垢与清垢过程的模拟平台装置，包括：
2.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：储罐的罐底、筒体和罐顶设计为夹层结构，夹层内通入温度调节介质，用于模拟储罐不同实际使用温度时的场景。
3.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：夹层结构是整体联通的方式，或者是分区域相互隔开的结构，以便于分区域控制温度。
4.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：储罐温度调节单元选择水浴结构装置，温度调节可以根据需要设置为-50~80℃，模拟实际工况的环境温度。
5.按照权利要求2所述的装置，其特征在于：储罐温度调节单元采用电加热方式，储罐外部包覆电热带加热设施，并与温度控制系统连接。
6.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：罐顶采用浮顶结构，浮顶与罐壁间通过密封结构相连；浮顶中心存在一个贯穿的测试孔，机械臂穿过测试孔伸入储罐内。
7.按照权利要求1所述的装置，其特征在于：射流冲刷单元中射流喷嘴为可拆卸结构，射流管为抗腐蚀性、耐高温、易延展性质的材质。
8.按照权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊阳，王佳楠，李明，王晓霖，瓮子文，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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