储罐清洗范文

储罐清洗范文（精选4篇）

储罐清洗 第1篇

1原油储罐清洗技术的发展现状

就我国目前的油罐清洗技术来说, 主要分为三种, 下面具体叙述。

人工清洗通常是工作人员亲自进入油罐内, 对油罐底部和侧壁存在的污泥等沉积物进行清洗。蒸汽蒸罐法是进行油罐清洗的常用方法。“蒸罐”结束以后需要进行通风、气检、测爆检验等一系列的操作[2]。罐内安全之后方可进人, 工作人员在罐内采用专业的工具对罐壁和罐底进行污物的清除。最后一步是对油罐进行烘干操作。这种方法清洗较为干净, 但对工作人员的人身安全有一定的威胁。同时也需要消耗大量的人力物力和时间。

化学清洗就是借助化学试剂来清除罐内的油污。化学试剂和油罐内部的淤泥等发生化学反应后会生成可溶性的液体, 并被排到油罐外部。化学试剂不仅能够溶解油污, 同时还可以将油罐中沉积的烃类物质吸收, 最后得到稳定的溶液。与传统的人工清洗相比, 这种方式可以节省大量的人力资源, 同时产生的残渣也较少。尤其是针对内部结构比较复杂的油罐来说较为方便。但化学试剂处理不当会造成严重的事故。

当前较为先进的油罐清洗技术就是借助原油清洗系统 (Crude Oil Washing System, COWS) 来完成。COWS清洗之前需要将清洗装置与油罐进行连接。接着向罐内喷射清洗介质, 将油罐内部的污物冲走。借助抽取系统将污泥抽出对可回收部分进行回收。最后工作人员进入罐内进行清理并烘干。这种方式可以实现较高的原油回收率, 同时可以大大减少人工劳动强度, 增加了安全性。但整套设备所占用的空间较大, 需要较多的资金投入, 并且对于工作人员的技术要求较高。

2原油储罐清洗存在的问题和解决方案

先进的原油储罐清洗技术可以提高原油的回收率, 并且缩短原油清洗所需的时间, 降低人力和物力等成本。但在实际的清洗过程中存在有安全问题。

首先, 原油储罐清洗对于现场的施工要求和安全系数要求比较高。尤其是针对大型油罐, 在残油传送的过程中, 油罐内部原油的液位逐渐下降。罐内气相空间逐渐增加。很容易结合罐内的蒸汽而形成爆炸性混合气体。另外, 原油储罐清洗和清扫环节会伴随有原油换热和流动、搅拌以及过滤、飞溅、冲刷等各种接触和分离的现象。这些都会促使油料产生静电, 当静电荷的数量积累到一定程度静电火花就会发生爆炸。

其次, 无论何种方式的原油储罐清洗, 最后都需要工作人员进行检查和收尾。清扫孔和人孔打开以后, 罐内大部分的轻质组分虽然已被清除, 但仍有少量的硫化氢以及碳氢等可燃性气体, 这可能会造成工作人员当场窒息或者身亡。

针对上述两种情况, 需要在清洗过程中加强安全保护措施。尽可能的降低罐内可燃气以及空气的浓度, 杜绝任何火源是防止爆炸发生的基本措施。另外, 用锅炉燃烧产生的尾气 (锅炉惰气) 来代替之前的保护惰气, 同时锅炉燃烧产生的热蒸汽也可以给清洗提供热源。不仅安全而且可以节约成本。为了避免工作人员受有毒气体的伤害, 可借助高灵敏度的检测仪器对罐内气体进行成分浓度的检测。当数检测到的数据稳定且确认无危险时人员方可进罐。

3原油储罐清洗技术未来的发展方向

降低成本和减少安全隐患是原油储罐清洗技术发展首要解决的问题。未来原油储罐的清洗将朝着全自动化的方向发展。随着科技的发展, 机器人越来越智能。借助专门的油罐清洗机器人来对罐内油污和淤泥进行清洗是下一步研究的焦点。磁吸附和真空吸附等技术是进行吸附操作最优选择。机器人在清洗的过程中可将用超声波、等离子以及机械力等方式结合到一起, 实现彻底、无死角的清洗。但由于罐内环境结构复杂, 机器人在罐内的移动是一个非常关键的问题。履带式移动方式是一种很好的选择, 但不能灵活的转向。车轮式和腿足式移动方式具有各自的优势和不足之处。因此, 如何平衡各项技术进而研制出具有较高的灵活性和可控性的机器人是一个值得深入研究的问题。

4结语

随着我国对石油需求量越来越大, 石油存储装置的重要性逐渐增加。环境问题、安全问题等都是在进行油罐清洗的过程中需要重点关注的问题。人工清洗、化学试剂清洗以及COWS等清洗方式均被应用。但这些清洗技术均存在这样活着那样的不足。为了克服种种缺陷, 提高清洗的安全性和环保性, 对清洗机器人的研究十分必要。

摘要：本文首先针对我国目前原油储罐清洗技术的现状进行分析。在此基础上分析了目前我国原油储罐清洗技术存在的问题, 并提出相应的解决方案, 指出原油储罐清洗技术未来的发展方向。

关键词：原油,油污,储罐清洗,安全性

参考文献

[1]何桂英, 肖学喜.原油储罐清洗的环境污染及环保对策[J].浙江化工, 2010, 01:28-31.

储罐清洗 第2篇

原油在储运过程中, 储罐底部会形成又黑又稠的胶状物质层俗称油泥, 影响储罐正常运行, 降低储运容量, 造成巨大安全隐患[1]。国际原油储罐一般5~7 年清洗一次[2,3]。目前我国普遍采取的储罐清洗方法是在罐顶均匀布置喷枪, 通过射流破碎、液化罐底油泥再回收, 这是一种全封闭, 无需人员进入的清洗工艺[4]。工艺中最关键的环节是射流破碎油泥, 因此掌握罐底油泥的沉积分布规律对油泥清洗有着重要意义。

1 罐底油泥的沉积机理

原油是各种低分子烃类和重有机质 (石蜡、沥青质、胶质等) 组成的混合物, 原油中烃类混合物因密度差异在重力作用下自罐底向上密度均逐渐递减。原油中胶体胶粒 (石蜡质、沥青质、细粒泥沙) 相互吸附, 质量与尺寸增大, 聚集沉积, 以及乳化水滴聚结下沉, 同时携带溶解其中的无机盐一并沉积形成油泥[5]。初生的油泥随时间推移, 温度的变化会反复溶解、重结晶变得更加板结。

2 罐底油泥沉积的试验分析

在储罐机械清洗油泥搅拌阶段, 从罐底抽出的浓度均匀的污油作为样本注入直径1 m、高度2 m的沉积罐中 (图1) , 罐沿高度方向设有5 个取样口。静置沉淀, 每隔一段时间, 分别从各个取样口采样分析, 测定油泥浓度, 计算各取样点的沉降百分率E。

式中c0———油泥初始浓度

ci———测量时间的油泥浓度

作出每一沉积时间t的试验沉积率E与取样口深度h的关系曲线 (图2) 。原油中油泥胶粒在沉降过程中, 由于相互吸附聚结, 胶粒直径变大, 其密度与原油的密度差增大, 加速了油泥的沉积, 沉降轨迹也在不断发生变化 (图3) 。胶粒A、B在沉降过程中互相碰撞后聚结成新的胶粒AB, 由于其尺寸增大, 故沉速vab明显大于A、B两颗粒各自的沉速va和vb, 并沿着新的轨迹下沉。由于大型原油储罐中水力特性的影响, 实际的油泥沉降过程远比图3 所示现象复杂。沥青质胶粒是聚集成胶团核的微粒之一, 在不同原油属性中的溶解度也不同, 具有不稳定性。原油黏度越高, 越不易沉积。水滴的直径与数量也能够影响胶粒的沉积。温度升高, 可降低黏度, 有利于水滴与固体颗粒的沉积。胶粒发生的微观结构运动可能有互相阻碍作用, 故在沉降期间, 胶粒向下运动的同时也可能向上运动。此外, 油泥初生时还会因液流的作用被破碎[6]。

3 影响罐底油泥沉积的因素

3.1 原油属性对油泥沉积总量的影响

油泥产生量由内外因素共同决定, 内在因素指原油自身属性, 反映在原油密度、凝固点与黏度等参数, 外在因素包括温度变化、停滞时间以及收发油次数。原油相对密度一般为0.75~0.95, 相对密度在0.9~1.0 的原油称为重质原油, <0.9 的称为轻质原油。密度大其中重组分含量就高, 尤其含蜡越多, 凝固点也越高。原油黏度变化较大, 一般为1~100 m Pa·s, 黏度大的原油 (俗称稠油) 因流动性差致使开采、储运及后期清洗难度增大。密度、黏度和凝点越大, 含胶质、沥青质、石蜡越多, 产生的油泥量也越多。

3.2 储运环境对油泥沉积总量的影响

石蜡在稳态下的原油中以胶体状溶于其中, 当温度降低时, 可从石油中析出。如果经过油温升高与降温的变化过程, 会导致石蜡晶体的反复溶解, 再结晶并吸收胶质-沥青质产生熔点更高、密度更大的粗粒重质石蜡, 增加油泥含量[7]。同时上层原油中重组分变少, 促使油泥分层清析。稳态下的原油可视为假均匀单相体系, 当油温升高再下降至析蜡点后, 高分子蜡晶首先析出, 逐渐形成双相体系, 原油为连续相, 蜡晶为分散相。由于蜡晶增多、聚集, 原油的凝胶化开始, 胶质长侧链进入蜡晶结构, 裹挟沥青质生成蜡晶三维网络结构。随蜡晶不断析出、生长与凝聚相互连结形成网络空间, 失去流动性, 产生大量油泥。

3.3 罐内水力特性对油泥沉积分布的影响

储罐每次收油时, 随原油涌入的液化油泥会在罐内沉降并淤积在罐底的固态胶质油泥之上, 另外罐内初始形态的油泥在进油冲刷作用下, 形成沟渠与缓坡, 随原油流态, 罐内油泥呈现如丘陵般地貌, 在罐壁滞留点油泥深度不连续激增。进油管口朝流动方向油泥被冲至对面以及两侧沉积下来, 发油时管口附近的油泥被卷携吸出, 远离油管口位置油泥上层初始淤积层会随原油悬浮流出, 使油泥高度缓慢变化达到稳定。油泥罐内分布见断面图4。

4 罐底油泥的清洗对策

4.1 传统清洗工艺的优化设计

传统的储罐清洗方法是在储罐顶部安装清洗喷枪, 升压旁接油罐供给的清洁原油来搅拌、稀释罐底沉积的油泥, 然后再将污油泥移送至其他储罐中, 油泥最终还是保留在罐内。为了消除油泥, 提高油品、恢复罐容、减少清洗用油的数量, 本文提出储罐清洗与油泥分离一体化工艺。该工艺将储罐清洗分离一体化设备通过管道与待清洗油罐连接, 形成一个全封闭的射流清洗、分离、回收循环系统。清洗过程罐中对抽出的油污实现三相分离, 实现罐底油泥的减量化与资源化利用。储油清洗与分离一体化工艺流程图见图5。

4.2 罐顶喷枪的合理布置与运行

喷枪清洗运行的时间占储罐清洗工程周期的40%, 因此合理布置喷枪, 优化运行管理, 可明显提高清洗效率[8]。在喷枪布置上首先依据油泥属性、储存环境, 判断清洗难度, 适当增减喷枪使用数量。根据对油泥分布的分析与检测, 在油泥密集区域增加喷枪数量。罐壁边缘因清洗面积大、难度高, 需要偏重布置喷枪。

喷枪使用时, 首先运行抽吸口位置的清洗喷枪, 以保证罐内流动通道的顺畅。再沿抽口两侧依次运行喷枪, 促使混合的油泥流向抽吸口, 每次运行喷枪时间约2 h。喷枪运行模式顺序为罐底清洗 (45°~105°) 、罐顶清洗 (105°~135°) 和全方位模式 (0°~135°) 。罐低清洗时, 喷枪安装高度抬高, 罐顶清洗时, 安装高度降低, 可以扩大清洗面积, 提高效率。

4.3 罐底油泥分离装置的设计

罐底沉积油泥经过清洗喷枪的射流冲洗搅拌, 恢复良好流动性后, 泵送至油泥分离系统的加热、调质装置后送至三相离心机进行油、水、渣三相分离, 分离后的油用油泵提升至储油罐或甲方指定位置, 水用水泵提升至污水罐或甲方指定位置, 渣用螺旋输送器送出装袋或装车。油泥处理装置以卧螺离心机为核心, 配套有进料泵机组、加药泵系统, 调质装置, 泥饼输送装置、控制系统与集装箱体等设备 (图6) 。通过对油泥的液化、加热、破乳等调质处理, 达到了泥干、水清、油净的分离效果, 实现罐底油泥减量化、资源化目标。

5 结束语

储罐油泥清洗与油泥分离一体化工艺可根本消除油泥, 提高油品、恢复罐容, 减少清洗用油的数量, 实现罐底油泥的减量化与资源化利用, 该工艺对我国现在储罐清洗施工具有重要参考意义。研究油泥沉积规律, 分析清洗喷枪设置与运行管理, 可有效提高清洗效率, 具有实际指导意义。

参考文献

[1]刘涛.大型石油储罐的自动化机械清洗[J], 广东化工, 2011, 38 (6) :174-175.

[2]鲁飞, 庞雷, 张的等.三维旋转喷枪射流分析及机械和控制研究[J], 流体机械, 2014, 42 (1) :47-50.

[3]帅健, 许学瑞, 韩克江等.原油储罐检修周期[J], 石油学报, 2012 (1) :157-163.

[4]薛胜雄, 王永强, 巴胜富等.以油洗油的清罐设备与技术研究[J], 流体机械, 2011, 39 (7) :6-9.

[5]徐如良, 韩子兴, 焦磊等.原油储存沉降规律及罐底油泥形成机理研究[J], 油气储运, 2004, 23 (7) :46-52.

[6]曹学章, 冯晔, 王晓坤.难沉降煤泥水的沉降试验研究[J], 选煤技术, 2011, 11 (5) :11-15.

[7]徐如良, 王乐勤, 孟庆鹏.工业油罐底油处理现状与实验探索[J], 石油化工安全技术, 2007, 19 (3) :36-39.

成品油储罐机械清洗风险管理研究 第3篇

关键词：成品油,机械清洗,风险管理系统,分析设计

1 引言

储油罐清洗的主要目的是清洗储油罐底部及四周的渣油, 以便检查油罐内部可能存在的腐蚀、穿孔等异常点, 及时处置, 减少事故的发生。相对原油储罐清洗, 成品油罐清洗还处于起步阶段, 无论是设备机具还是工艺流程均不成熟, 传统的人工清洗方式必将被机械清洗所取代。然而, 在机械清洗过程中, 仍然存在着燃烧爆炸、人身伤害、财产损失等潜在风险, 严重威胁生命和财产安全。因此, 有必要借助于信息化手段对成品油储罐机械清洗过程中存在的潜在风险进行系统、科学的管理, 以提高风险管理水平、增强风险管理能力。

关于“储罐清洗”和“风险管理”国内外学者已进行了深入研究, 并取得一定的学术成果, 为本文奠定了良好的基础。张爱国[1]从罐区环境、设备运行以及人身财产等角度分析了保持储罐清洁的重要性;康健[2]等从风险因素分类、风险因素识别方法等方面采用列举法建立风险清单;徐杨光[3]从定量和定性的角度对风险评价进行研究, 并指出风险评价是管理者制定风险控制对策的根本前提和基础;谢小鹏[4]从系统存在的危险类别、出现条件、事故后果等角度提出预先危险性分析, 并指出其主要功能是大体识别与系统有关的主要风险, 鉴别产生风险的原因, 预测事故影响等;Tomislav Dobrović等[5]基于风险控制的“3E”原则对安全原则进行了着重分析, 并指出安全管理原则的重要性;门智峰等[6]通过对油罐清洗工艺BLABO系统的分析, 指出其具有模块化、自动化、密闭化、专业化、便捷化等优势。

2 成品油储罐机械清洗风险管理现状

2.1 成品油储罐机械清洗关键风险因素分析

(1) 燃烧爆炸的风险。此风险存在于很多作业环节之中, 比如:在储罐内残油移送的施工作业中, 由于罐内原油液位不断降低, 支撑浮盘的立柱回落至储罐底部, 浮盘与液面之间会出现气相空间, 并不断扩大, 储罐内部的压力变小, 使得空气从储罐与外界连通的缝隙进入罐内, 从而出现油气混合状态, 形成爆炸性混合气体, 容易引发燃烧火灾。燃烧爆炸的风险基本上贯穿于整个清洗施工作业之中, 必须要做好此类风险的识别。

(2) 人身伤害的风险。储罐库区或站场情况复杂, 油气聚集且浓度较高, 清罐作业过程大大增加了人身伤害的风险。比如:在残油回收过程中, 为了尽可能的实现罐底油最大程度回收, 往往要从人孔人工放入或安置抽油装置, 操作人员就要在油气浓度极高的人孔周边进行作业, 不可避免的近距离或直接面对油、气, 由于易挥发、易扩散, 会通过呼吸吸入或皮肤接触油气[7]。人身伤害的风险是风险控制中最重要的环节, 维护人身不受伤害是安全生产最大的宗旨。

(3) 环境污染的风险。储罐清洗完毕之后, 储罐清洗所产生的罐底油, 是含有烃、烷、醚、硫、添加剂等复杂化学成分的混合物质, 其具有毒害、腐蚀、爆炸、燃烧、助燃等性质, 具有对人体、设施、环境产生危害特性, 在装卸、堆放、运输、处置等环节会出现落地、撒落、泄漏、污染等风险。此类风险产生的后非常严重, 后果严重的, 要依据以上解释依环境污染罪处理。

(4) 设备工艺的风险。因为我国引入储罐机械清洗时间比较短, 对于储罐机械清洗设备和工艺了解较少, 加之国内储罐在管理上比较滞后, 如储罐检测不按时进行, 很多储罐都属于“亚健康”或“重病”状态;储罐不修不清洗, 只有等储罐出现明显问题时才清洗等等, 造成储罐内部存在大量沉积, 使得储罐内部情况非常复杂。

2.2 成品油储罐机械清洗风险管理特殊性分析

成品油储油罐的机械清洗, 需要专门研制相适应的设备及相关工艺, 主要表现在以下方面[8]:

(1) 存储介质的差异。原油储罐存储的介质为原油, 相对于成品油, 原油流动性较差, 不易闪爆, 可以利用离心泵直接进行输送。而成品油储罐主要存储介质为汽油、喷气燃油、柴油、煤油、润滑油等, 有毒有害气体挥发性强、扩散快, 产生风险的可能性大大增加。

(2) 清洗储罐的类型特殊, 成品油储罐多为拱顶式储罐或内浮顶储罐。拱顶储罐及内浮顶储罐在管顶安装清洗机不是最佳方案, 清洗机宜安装在罐壁人孔或排污口处, 成品油储罐密封性优于原油储罐, 在惰性气体保护方面具有优越性。

(3) 清洗工艺的不同。由于成品油的易挥发性及闪点底、流动性好的特点, 在对成品油储罐进行机械清洗的工程中, 清洗的工艺与原油储罐的工艺也有所不同, 主要表现有:为保证罐底回收成品油纯净度, 不影响回收后的销售, 成品油储罐在罐底油回收过程中不进行油中搅拌。由于成品油的清洁程度优于原油, 且其易挥发性, 储罐内沉积的罐底油泥主要为泥质, 而非原油储罐的原油重组分沉积。因此, 在清洗过程中, 不采用高温溶解的技术, 无需进行加热。

(4) 清罐设备的差异。成品油机械清罐设备也由抽吸装置、加压装置、过滤装置、清洗机等组成, 但由于成品油储罐多数为拱顶储罐或内浮顶储罐, 在清洗机的安装过程中, 储罐的形式决定清洗机不能以竖向方向进行安装, 必须从被清洗储罐的罐壁人孔处进行安装, 因此, 清洗机在喷射的角度, 旋转方向等运转参数上进行改进。成品油储罐在清洗过程中无需进行加热, 设备组成中没有加热及换热设备。

3 成品油储罐机械清洗风险控制对策

3.1 风险控制技术对策

石油成品油储罐风险控制的主要防控技术对策有控制能量, 危险最小化设计, 故障——安全设计, 隔离, 闭锁、锁定和联锁, 警告, 个体防护、能量缓冲装置等。在技术对策的选择上首先应考虑的是如何消除风险, 在不能够消除的情况下考虑如何降低风险, 不能降低的情况下考虑采取个体防护和环境保护。消除风险是最先应采取的手段, 个体防护和环境保护是最后应采取的手段。

3.2 风险控制应急对策

应急对策是针对石油成品油储罐风险制定的, 它由抢险对策和技术准备对策组成。抢险对策包括:对可预见的未来发生的事故模式所采取的具体抢险措施和预先配备的抢险器材、工具等;技术准备对策是石油成品油储罐风险所涉及到的全面的安全技术知识。抢险对策侧重于可以预先判断的事故模式, 而技术准备对策能够根据抢险对策的变化, 快速应对突发的事故情况, 两种对策缺一不可。石油成品油储罐风险是一个动态的风险集体, 它随着工作环境的改变而发生变化;应急对策会随着时间的推移和技术的进步而变得相对落后和效能低下。因此, 应急对策应是动态的方案, 要持续地进行改进, 始终保持最佳的响应状态。

参考文献

[1]张爱国.设备运行阶段风险管理研究[D].天津:天津大学, 2006:20-35.

[2]康健.基于ERP理论的设备管理问题研究[M].辽宁科技大学, 2008:3.

[3]徐杨光.设备工程与管理[M].上海:华东化工学院出版社, 1992, 13-15.

[4]谢小鹏.设备状态识别与维修决策[M].北京:中国石化出版社, 2010:15-24.

[5]Tomislav Dobrović, Diana Tadić, Zoran Stanko.FMEA METODAU UPRAVLJANJU KVALITETOM[J].Preglednirad∨Review.2008, 11:97-104.

[6]门智峰, 张彦朝.特种设备的风险评估技术[J].中国安全生产科学技术, 2006 (01) :92-95.

[7]关致威, 刘向民, 谢超.层次分析法在特种设备风险管理系统中的应用[J].电脑知识与技术, 2012 (24) :5893-5896.

储罐清洗 第4篇

关键词：氧气监测,原油储罐,机械清洗,应用

随着我国对国家战略原油储备的日益重视, 对储罐清洗的安全性和环保性也有了更高的要求。相比传统人工清洗储罐的弊端,采用全封闭的机械清洗工艺能够有效缩短施工周期,而且更加安全环保。但是原油储罐罐底的油泥是机械清洗领域中的一项极为专业的施工工艺,要做到安全施工,实时监测储罐内的氧气浓度就显得尤为重要。

在此,笔者在确定原油储罐清洗过程中的氧气浓度及指示报警等主要监控参数,以及数据记录方式的基础上,设计氧气浓度监测装置,并将其应用于实际工程中。

1原油储罐机械清洗简介

原油储罐机械清洗工艺是用清洗机将清洗介质在一定温度、压力和流量下喷射到待清洗物体表面,清除凝结物和淤渣,并在清洗过程中进行回收的一种工艺方法［1 ～ 3］。清洗介质为同种油或温水。机械清洗施工过程是在封闭且含有大量油气的储罐内进行的,在这种易燃易爆的环境下施工作业就必须实时监测罐内氧气浓度是否在允许进行机械清洗作业的安全浓度以内［4］。

2原油储罐机械清洗过程氧气监测装置

氧气监测装置作为原油储罐机械清洗工艺中必不可少的设备,其重要性不言而喻。国内综合实力较强的石化工程类企业大多都采购进口设备,但其价格昂贵,售后服务和现场指导跟进滞后; 部分小企业有自行研发的产品,但这类产品大多存在一些问题,如在施工作业中的监控能力差,或者数据输出不稳定,或者远程输送能力受限等。

氧气监测装置在原油储罐机械清洗过程中的主要功能包括: 监测清洗施工过程中罐体内的氧气含量,可以降低施工风险,并起到预警作用。监测罐体外围一定范围内的气体异常变化情况,指导施工作业区域的电气与管路系统的隔爆和防静电工作,避免安全隐患。施工作业后期,经前阶段机械清洗施工,罐体的清洗效果已达到验收要求, 施工人员进入储罐内检查时,就要求储罐内的氧气含量不低于20%［5］。这时采用氧气监测装置进行定点监测的重要性就不言而喻了。

3氧气监测装置的成套研制

3. 1构成

原油储罐机械清洗工艺中的氧气监测装置, 由氧气浓度采样单元和氧气浓度监测单元构成( 图1) ,氧气浓度采样单元主要完成储罐内待监测区域内气体的采样和分析; 氧气浓度监测单元主要实现浓度采样单元数据结果的输出、记录和指示报警。

3. 2工作原理

氧气监测装置的工作原理( 图2) 是利用氧气浓度分析单元,分析得到储罐内某个区域的氧气浓度数据,施工人员通过选择控制通道,分别监测各区域内的氧气浓度,从而得到较全面的储罐内的氧气浓度信息。该步骤得到的数据可以实时输出,并接入到氧气浓度指示报警单元,该单元有可靠声光报警和输出接口,为施工工作中氧气浓度的远程监视和半自动化施工的实现提供支持。该装置还装备了无纸打印机,实时记录氧气浓度数据,方便业主查看并保存。施工人员也可根据得到的监测数据指导下一步的施工。

笔者设计的氧气监测装置: 以多通道监测模式,解决了大型原油储罐机械清洗施工中的多区域监测问题; 以远程输送单元的合理控制,解决了大直径罐体内混合性气体的连续与稳定输送; 以可靠而又灵敏的氧气分析单元的设置,解决了储罐内以及罐体附近各区域的混合气体中的微量氧气浓度的实时监测; 具有完善的输入/输出接口、 实时趋势显示及无纸打印记录等功能。

3. 3调试流程

氧气监测装置的调试是在施工作业之前完成的。首先将该装置放在自然环境下,并将显示值调为20. 9% ( 即大气中的氧气浓度) ; 然后接入99. 99% 的标准氮气,通过调节卸荷阀控制氮气流速,待显示值稳定后,调节显示值为0% ( 即该状态下,氧气浓度为0% ) ; 最后移去标准氮气,让空气中的氧气自由扩散到氧气分析单元中,观察显示值是否为20. 9% ,如不是,就继续调节。如此反复,直到两种状态下读数都稳定为止。氧气监测装置的调试流程如图3所示。

图3氧气监测装置的调试流程

氧气监测装置设置的一级报警点为8% ,施工作业中监测到的氧气含量超过8% 时就应中止清洗作业,待氧气浓度恢复到8% 以内,再启动作业; 设置的二级报警点为20% ,监测工作人员进入罐体作业时的氧气浓度,低于该值时,工作人员禁止入内作业。

4氧气监测装置的工程应用

4. 1监测点的布置

以某5万m3原油储罐为例,根据现场勘察, 该储罐设有18个浮顶支柱孔来安装清洗设备。 根据储罐直径和周边环境,施工人员划分了7个监测区域,如图4所示。通过气源监测通道的布置,氧气监测装置能够监测储罐内的6个区域内氧气浓度的变化,以及罐体附近的一个区域,让监测更全面、合理。

4.2运行

根据施工的实际要求,同时也为了减少施工人员的操作负担,笔者设计的氧气监测系统设置有自动运行模式( 图5) 和人工控制模式( 图6) 。 在自动运行模式下,施工人员可以选择时间间隔, 系统即可自动监测不同区域的氧气浓度; 在人工控制模式下,操作人员可自行选择需要监测的区域,为重点监测某区域提供了便利。

此外,氧气监测装置还具有保存数据的功能, 在本例中,该装置记录的监测结果见表1。

通过无纸打印机打印的数据趋势( 图7) 可以看出: 原油储罐内的氧气浓度实现了连续监测,气体流量稳定,该装置氧气分析单元工作正常,打印连续且无波动; 储罐内6个区域的氧气浓度分布均匀,没有监测盲区; 在整个施工过程中,氧气浓度控制在合理的范围内,施工能够正常有序进行, 体现出机械清洗作业的高效与安全性。

5结束语