机械清洗方案.docx
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机械清洗方案
储油罐机械清洗
施工方案
华北石油廊坊兴达建筑安装有限公司
2012年11月4日
第一章、储油罐机械清洗的发展
一、机械清洗的发展
石油储罐使用一段时间后，原油中的杂质就会沉积在罐底和罐壁上，使储油罐有效容量减少，影响储油罐的效率，因此石油储罐需要定期进行检查维修和清除罐内淤渣，目前国内传统的油罐清洗方法主要利用人工，人工清罐存在着劳动强度大，施工周期长、安全性差、原油回收率低、污染环境等问题。
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，淘汰人工清罐是历史的必然。
中国石油炼油与化工分公司、中国石油天然气股份有限公司还制订了专门针对储罐机械清洗的技术规范和工作通知。
国际上原油储罐清洗系统（COW）开发于20年前。
该技术是国际上开发研制的陆上石油储罐清洗系统，并获得了有关专利。
在东南亚、欧洲、中远东及东南亚等地区的石油储罐清洗方面得到广泛应用。
迄今为止，已采用该工艺技术成功的清洗了800余座储油罐。
经过近二十年的发展和完善，在陆地上储油罐清洗应用方面，COW原油清洗系统居世界领先水平。
为适应市场需求和遵照“环保优先、安全第一、质量至上、以人为本”的HSE理念，我公司在近期也引进了该技术设备，经过专业的培训和实践已经拥有一套属于自己的技术理论和管理实际。
目前该技术已经成功的运用到了辽海油田20000m3原油储罐中。
二、清洗设备组成
机械清洗设备主要由6部分组成：
1、余油移送装置：
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，则用清洗机溶解的撒渣及油被抽吸到抽吸槽中，在通过回
收油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
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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：
用清洗泵给罐顶清洗机提供一定压力的清洗油、水，用热交换器给油、水加温，可提高清洗效果，
3、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0〜140°之间上下移动，顶板、底
板、壁板可进行全自动清洗
4、油水分离、回收装置：
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、气体浓度监测装置：
它主要用于监测作业罐罐内氧气浓度和可燃性气体浓度。
6、氮气注入装置：
主要由氮气罐、汽化器等设备组成。
它主要用于向罐内注入氮气，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保护环境下进行。
第二章、清洗流程
一、原油移送过程：
移送过程是指在清洗机开动之前，将需要清洗油罐中有流动性的油移送到
其它油罐中的过程。
通常从油罐的排污孔管口抽吸移送。
若在这一过程中罐顶
支柱着底，则会在油罐内形成气层部分。
为了防止清洗机作动时的静电等导致火灾，向气层部分注入氮气，在这一过程中，将有流动性的油全部移送到其它油罐。
二、油中搅伴过程：
该作业有两种施工方法：
一是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；二是对流式油中搅拌作业，主要用于淤渣量多，且分布比较均匀的情况。
从实际作业情况看，两种搅拌方式相比，对流方式效果好些。
三、同种油清洗过程：
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。
四、温水清洗过程：
通过用同种油清洗，可除掉大部分淤猹，但为了更进一步进行脱油，需要进行温水清洗。
温水清洗是往油罐中加人一定量的温水边循环加热，边进行清洗，在循环管道中设置油水分离器．回收油分。
五、油罐内部清扫过程：
在温水清洗结束后，打开人孔、排污孔，把残留在油罐内部的土砂、铁锈、固态物、残存淤渣清除到油罐外。
六、工艺流程图：
油移送流程
1.2抽真空流程程
[
气体监测系统
待清洗罐
302
换热器
气液分离罐
114
203
301
406
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锅炉冷却水槽管道泵
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双级液环
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1、热汕清洗流程
2.3双罐循环清洗流程
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双级液环
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真空罐
清洗油罐
501
502
气动隔膜泵
油水分离槽
502
203
油水分离槽
—204
201
气动隔膜泵
11__
202
第三章、机械清洗的优点
一、原油回收率高
COW方法可以最大限度地回收沉积物中的油分，回收率占总沉积物的
98%以上，仅剩2%以下基本不含油的铁锈和泥砂等杂物，而人工清罐是把所有
沉积物都当成渣油进行人工清理，且造成污染和浪费。
以清洗秦皇岛输油公司一个100,000立方米油罐为例，如果采用传统人工清罐需处理的沉积物约1600吨左右，而用COW设备机械清洗，需要人工处理喷射死角的残留物（铁锈、沙子、杂物等）只有1吨左右。
二、清罐周期短，停罐时间短
COW工艺方法主要使用机械清洗，它不受储罐沉积物量、油罐大小和天
气的影响，因此效率高，
施工周期短，而人工清洗受以上几个方面影响很大，随着淤渣量的增加，清洗时间也较大幅度的跟着增加。
以10万方油罐为例，一般情况下，用COW方法清洗，停罐时间仅15天，而人工方法约两个月。
三、不直接用蒸气或热水加热,不影响原油的质量传统的人工清罐法是用大量蒸汽“蒸罐”，让凝油直接与蒸汽接触，使凝油融化，使轻质组分流失，从而破坏了原油的质量。
而COW方法是靠清洗油冲击沉积物，由于稀释、溶解和扩散作用，回收的原油不会在短期内形成沉积物。
回收的原油中，不增加含水量，含蜡量降低，不含砂或杂物。
四、投入人力少，安全有保障
COW工艺方法使用惰性气体控制罐内氧气和可燃气体浓度，避免了因喷嘴高速喷射产生静电可能带来的隐患。
清洗结束后，检查维修人员即可进罐进行动火维修作业。
而人工清罐，需投入大量的人员在高浓度油气的罐内清除沉积物，容易造成人员伤亡。
有许多拉渣油的车辆出入油库，给油库增加了不安全因素，给库区环境造成污染和事故隐患。
五、无环境污染
COW工艺方法不向外排放污油，是将污油经油水分离槽分离后，把水作为清洗介质再循环利用，把分离出的油回收。
传统方法因对原油加热，造成油气大量挥发，对无人购买的油泥进行堆放、废弃，造成环境污染。
六、清洗效果好
COW工艺方法使用原油作为清洗介质，由于原油中富含轻质组份，相当于一种溶剂清洗。
在一定温度、压力和流量的条件下，COW工艺方法能保证清除死角外，油罐内表面均露出金属本底。
七、综合经济效益明显
采用传统的人工清罐方法，虽然施工费用低，但约占油罐容量3%-4%的罐底淤渣难以处理，需折价按渣油销售。
而COW工艺方法虽然施工费用较高，但可将罐底淤渣中的油分基本全部回收，按正常的油价销售。
以10万方油罐为例：
人工清洗需折价处理的原油约1600吨，平均每吨折价按500元计算，实际损失达80万元，如在加上难以处理的油泥和浪费的部分，实际损失还要增大。
另外COW工艺方法可减少油罐停用期，提高油罐的利用率，有利于增产增效。
第四章、机械清洗施工方案
一、编制依据
1《中华人民共和国安全生产法》2002年中华人民共和国主席令第七十号2《中华人民共和国消防法》2008年全国人民代表大会第五次修订3《中华人民共和国职业病防治法》2001年中华人民共和国主席令第六十号4中国石油健康安全环保（HSE）管理规定5《石油工业防静电推荐做法》SY/T6340-19986《石油工业作业场所劳动防护用具配备要求》SY/T6524-20027《储油罐机械清洗作业规范》SY/T6696-20078《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》GB50493-20099《石油化工企业设计防火规范》GB50160-2008
二、工程准备
1、现场勘查
1.1工作要求
1）提前做好现场的调研、沟通工作；
2）准备好现场调查书、卷尺、卡尺；
3）安排好作业车辆及人员；
4）作现场布置图，以华北油田站内油罐分布情况为例，指定设备摆放点，水电来源等。
1.2安全注意事项
按照建设单位进入站库的要求执行；
三、工程概况
1、油罐储量：
500〜20000m3原油储罐；
2、水电情况：
水电站内配备齐全；
3、道路情况：
站内道路平整；
4、其他要求：
有部分站要求清洗设备摆放在防火堤外；
5、需了解其他罐体参数：
1）罐体直径高度；
2）被清洗罐距离防火堤的最近距离；
3）切水阀数量；
4）清扫口数量；
6罐区平面图（华北油田某站内布置平面图）：
四、临时设置工程
1、设备搬运
1.1工作内容：
1）运输车辆及吊车就位；
2）运输道路必须保证通畅和安全；
3）进站人员进站前进行安全教育和劳保检查；
4）吊装区域设置警戒线，吊装由专人指挥；装卸时平稳操作，且必须在指定的区域内进行，不得越界操作。
1.2安全注意事项：
1）搬运车、吊车需在规定的日期、时间、进入路线，严格场地速度限制；
2）注意车辆的通行、器材的装卸等，不要损伤设备；
3）车辆的停放地点必须在指定的区域内；
4）遵守站内的限高、限重；
5）在往罐顶上吊器材时，必须配置信号员。
6）机械清洗的风险识别：
石油属于易燃物品，其燃烧的三要素：
可燃物质、助燃气体、火源。
油罐存储的油品，由于气压高、易挥发、闪点低，爆炸极限宽，极易在通常环境中引起燃烧和爆炸。
表1石油库储存油品的火灾危险性分析表
类别
油品闪爆点（C）
举例
甲
28以下
原油、汽油
乙
28—60
喷气燃料、灯用煤油、一35、一50轻
柴油
丙
A
60—120
轻柴油、重柴油、20#重油
B
120以上
润滑油、100#号重油
注：
现行中华人民共和国国家标准GB5074—2002《石油库设计规范》
表2油品燃烧、爆炸的性质
名称
爆炸界限
闪点
自燃点
下限（%）
上限（%）
原油
1.1
5.4
—20
380—520
汽油
1.0
8
—28
415—530
煤油
1.4
7.5
40
380—425
轻柴油
1.4
6.0
65
350—380
注：
本表采用中国石油行业标准《油罐清洗安全技术规程》
表3可燃气体的火灾危险性分类
类表
可燃气体与空气混合物
爆炸下限
可燃气体的火灾危险性分类举例
甲
v10%（体积）
乙炔、环氧乙炔、氢气、合成气、硫化氢、乙烯、氟化氢、丙烯、丁烯、丁二烯、顺」烯、反丁烯、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、丙二烷、环丙烷、甲胺、环」烷、甲醛、甲醚、氯甲烷、氯乙烯、异丁烷
乙
>10（体积）
一氧化碳、氨、溴甲烷
注：
本表米用现行中华人民共和国国家标准GB50160-92《石油化工企
业防火规范》
五、清洗器材就位方案
5.1清洗设备摆放，尤其是清洗设备的位置要求摆放在防护堤内，但由于不同站内设施及工艺要求不同，有的站内不允许带电带火与油罐距离太近，所以设备摆放在距离油罐最近的防火堤之外。
距清洗罐越近越好，尽量缩短清洗泵的吸程,降低标高。
罐顶阀门、管件、清洗机等由吊车将其吊至罐顶，主设备设置在油罐防火堤外，距油罐实际距离根据各个站的情况而定。
5.2施工作业面的接口方案
在施工过程中，清洗设备与甲方设施相连接部位的作业都须先通知甲方并经甲方同意或有甲方指定人员在场后方可开始作业。
5.3升降罐位方案
当需要升降罐位时，乙方技术人员通过书面形式或口头提前通知甲方指定人
员。
在升降罐位时，乙方负责监视罐位的变化，当满足施工要求时，乙方由专人通知甲方开启或关闭升降罐位的动力系统。
5.4清洗用水方案
清洗约需用水约为被清洗罐内淤积物体积的2〜3倍左右，为了不影响工期，
经过与甲方沟通由甲方协助解决，满足施工用水。
经设备加热后直接进入被清洗
罐内，再由油水分离槽进行油水分离工艺，此工艺需增设临时管线DN10Q约50m。
5.5清洗用电方案
动力设备最大用电负荷功率为75kw/75kw，电压为380v,动力设备在不同时段单台启动，但是存在同时工作时段。
照明电约10kw/220v。
电源的连接点由甲方提供离现场最近的配电室接出，2条电缆是（75nix3+1）,电缆支架敷设。
（所需电缆、现场配电箱等均由施工单位负责）
5.6蒸汽管线的连接蒸汽由施工单位用锅炉车提供清洗所需蒸汽，原则上应距离设备最近处，
与清洗设备动力设备相连。
油罐清洗约使用锅炉根据实际需要指定计划，3000n3罐约需要5天左右，需要24小时不间断使用蒸汽，共计15个台班。
（如蒸汽量不够，需要增加锅炉车的数量，按现场实际情况决定）。
5.7污水排放：
入站内污水处理系统或者由建设单位负责处理；
5.8最终废弃物处理方案清洗过程中会产生一些废弃物，主要是罐内残留的淤渣、铁锈、石油蜡、
油泥沙和罐内后期处理的锯木屑、抹布等，装入编织袋的废弃物由甲方统一处理。
5.9如果施工期间遇到刮风下雨等影响施工温度情况，需要增加热水罐车或锅炉保证热水温度。
同时给管线安装保温板等措施。
六、安装工程
安装程序第一阶段：
设备进场（卸车）；第二阶段：
设备机具就位T地面安装T罐顶安装T管线漏泄试验。
6.1清洗机安装
拱顶罐没有支柱套管不能满足清洗机的插入，只能根据罐顶安全阀或呼吸阀的分布，利用其位置安装脚手架，并安装、拆除4个安装清洗机。
6.2罐顶临时管线安装
将DN1O0DN80临时管线及管件、阀门，按清洗工艺要求布置罐顶，连接支线软管、清洗机。
管件、阀门安装（拆
卸）
型号
长度
数量
无缝管
DN100
9m
6根
金属软管
DN100
10m
4根
金属软管
DN80
6m
8根
阀门
DN100
2个
阀门
DN80
5个
阀门
DN150
1个
T型三通
4〃x3〃X
4〃
5个
金属垫
DN100
15个
金属垫
DN80
10个
6.3清洗竖管安装
吊车吊起罐外的竖管架在抗风圈的支架上，罐上的管线与罐外的竖管对
接。
罐外竖管下端和清洗B设备出口连接
管件、阀门安装（拆卸）
型号
长度
数量
无缝管
DN160
9m
6根
无缝管
DN160
1.5m
4根
金属软管
DN160
6m
2根
弯头
6〃X900
3个
金属垫
DN160
22个
6.4移送线安装
从清洗A设备的出口接出临时移送管线，在回收罐连接阀门处安装单向阀
与移送管线连接。
管件、阀门安装（拆卸）
型号
长度
数量
无缝管
DN160
6m
10根
金属软管
DN160
6m
2根
阀门
DN160
2个
单向阀
DN100
2个
金属垫
DN160
20个
6.5罐下回收环罐管线、设备管线安装
被清洗罐环线安装，距离油罐8-10m处安装环线70m在环线上分别接出2个头，接排污口、接人孔，与清洗A设备连接。
管件、阀门安装（拆
卸）
型号
长度
数量
无缝管
DN160
6m
18根
金属软管
DN160
6m
8根
金属软管
DN160
2m
12根
金属软管
DN100
6m
8根
阀门
DN160
6个
阀门
DN100
3个
弯头
6〃X900
3个
T型三通
6〃X4〃X
6〃
3个
金属垫
DN160
40个
金属垫
DN100
12个
6.6蒸汽和水管线的安装
从离被清洗罐最近的蒸汽管线和水管线接出，分别接到清洗设备和漂油设
备。
管件、阀门安装（拆卸）
型号
长度
数量
无缝管
DN50
6m
15根
金属软管
DN50
6m
10根
阀门
DN50
5个
金属垫
30个
6.7清扫孔带压开孔
清扫孔带压开孔，清洗过程中需要对罐内的废弃物从罐的清扫孔处排出，
需要设备：
电动带压开孔机：
1套；
20mm厚钢板：
55X65mm；
DN150法兰：
1个；
DN150阀门：
1个
60螺栓：
20套；
DN150钢管短接：
0.5m;
七、清洗工程
7.1清洗项目
机械清洗罐内表面（内顶、壁、底板盘管）
热水清洗：
罐内顶板1遍、底板2遍、壁板1遍、全面清洗1遍。
温水清洗：
罐内顶板2遍、底板2遍、壁板2遍、全面清洗1遍。
罐内清扫：
人工初次处理油水分离后残留部分渣油，而后处理罐内清洗机无法洗到的区域，如加热盘管、盘管支座等表面，清理罐内各表面。
清洗效果：
清洗后罐内的可燃气体浓度低于该油品爆炸下限的25%，氧气浓度高于20%，因此可以在罐内进行动作业。
7.2清洗过程中的残油污水移送被清洗罐内剩余的原油污水，由乙方移送，移送时间和移送量视罐内沉积物的多少而定，在原油移送时通常要进行均匀加热，使罐内的凝油全部溶解。
7.3注入氮气或二氧化碳
罐内原油有空间时就要注入惰性气体，注入惰性气体的量和原油移送量相等，在注入惰性气体的过程中要随时对罐内气体的含氧量进行检测，检测罐内气体含氧量小于8%以下。
惰性气体注入至热水清洗结束止。
7.4清洗方法和步骤
7.4.1原油清洗工程
a.原油清洗工艺流程：
清洗罐-抽吸装置-回收泵-竖管-清洗机-回收罐。
b.残油移送工艺流程：
清洗罐-抽吸装置-回收泵-回收罐。
742原油清洗方式
a.底板清洗，吸口t周边t中央
b.顶板清洗，中央t周边
c.全面清洗，中央t周边，清洗水温度：
＞42C。
743温水清洗工程
在机械清洗工程结束后，在油罐底面留有残油，残油量因油罐的形状而有所不同。
为了使这种残油尽量不与水混合，以单纯油的状态大量回收，所以往油罐内注入温水约100m3左右，残油便会浮到水面上，为了有效的回收这种上浮油，放入抽吸头将上浮油的液面限位于吸口的最低位置，边注入温水，边从这个吸口将上浮的残油通过抽吸装置抽出，并用回收泵移送到回收罐。
7.4.4温水清洗工艺流程：
a.残油：
清洗油罐t抽吸装置t回收泵t油水分离槽T清洗泵t移送管线。
b.温水：
清洗油罐t抽吸装置t回收泵T油水分离槽T清洗泵T清洗机T清洗罐。
7.4.5温水清洗方式：
（清洗水用量：
约100m3左右，清洗水温度:
60C-70C）
a.顶板清洗，中央t周边。
b.底板清洗，中央t周边。
c.全面清洗，中央t周边。
7.5清洗设备流程图：
7.6施工工艺流程图:
F
1
I吹
J
k
►M紳1
八、罐内清扫工程：
九、拆卸工程
9.1、第一阶段：
罐顶拆除，地面拆除；
9.2、第二阶段：
装车、运出；
9.3、打扫施工现场，确认现场无遗留物，提交竣工书，接受建设单位验收十、竣工验收
10.1罐内无渣、无水、无明显油污（罐内死角一定要清理干净）；
10.2清洗后罐内氧气浓度在20VOL以上、可燃气体在O.OIVOL%^下、一氧化碳浓度OPPM硫化氢在10PPM以下，满足动火条件；
10.3施工现场无遗留废弃物，恢复至施工前状态。
十^一、施工进度供应计划
施工进度及供应计划须在甲、乙双方充分磋商后进行，实施中若有变更，
须经双方认可，具体安排见：
附件《抚顺计量站1#罐大修清罐工程施工进度表》＜
11.1施工人员及设备
人员及设备配备表
人
员
设备（附件）
领队
2人
清洗A设备
1组
工程师
2人
清洗B设备
1组
质检员
兼
清洗机
4台
HSE安全监督员
1人
油水分离槽
1套
电工
2人
水净化装置
1套
起重工
1人
制氮机
1套
清洗操作工
9人
气体监测系统
1套
司机
3人
便携式气体检测器
1台
后勤服务
1人
隔膜泵
1台
技术员
2人
电缆
800米
力工
6人
阀门、配管、工具
等
若干
检测人员
2人
后勤服务车辆
2台
物资保管
1人
注：
有兼职人员
11.2设备器材配备表
序号
设备
型号
数量
单位
备注
清洗A设备
COW-A
1
台
清洗B设备
COWB
1
台
清洗机
国产
4
台
油水分离槽
19m
1
个
气体监测系统
HL—1100
1
台
空气压缩机
200300
1
台
隔膜泵
QBY-65
1
台
便携式气体检测
器
InpulseX4
1
台
电缆
2
70nix3+1
300
米
阀门、配管、工具
等
若十
套
后勤服务车辆
台
2
11.3.租用车辆
吊车：
18t1辆；12t1辆
运输车：
20t货车3辆；13m板车1辆
后勤服务车:
1.5t皮卡1辆；5t单排1辆；
11.4劳动力（作息时间）安排
施工人员在设备运行期间要求24小时工作制，按三班两倒排班，白班从早到晚6点，夜班从晚6点到早7点。
在器材的安装和拆卸以及最终罐内处理的时段里，施工人员按8小时工作制作业，上午从早8点到中午12点，下午从2点到晚6点。
十二、施工进度计划表
以华北油田3000m3储油罐为例
28/42
第五章、施
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