加油站機(jī)械清罐技術(shù)的探討

黎健強(qiáng)（中國石油化工銷售有限公司廣東石油分公司，廣東 廣州 510000）

1 概述

隨著國家對(duì)安全環(huán)保要求的提高，中石化將對(duì)現(xiàn)有的3萬多座加油站進(jìn)行以地下油罐更換雙層罐為主要形式的加油站防滲改造。

南方某石油公司2500 多座加油站正在改造進(jìn)行中，每座加油站平均以3～4個(gè)油罐計(jì)算，涉及油罐104個(gè)，為了確保施工安全，并按要求依法合規(guī)處置原有地下油罐，埋地油罐的清洗被列入本次加油站防滲改造工作的重點(diǎn)關(guān)注環(huán)節(jié)。對(duì)加油站防滲改造而言，油罐拆除前絕大部分都處于正常運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)把油罐內(nèi)的油品抽取干凈后，油罐內(nèi)壁沾滿了油品殘余可能還有鐵銹，罐內(nèi)整個(gè)空間充滿著高濃度的油氣。為了確保加油站防滲改造安全，如果埋地油罐需進(jìn)行動(dòng)火作業(yè)，需對(duì)油罐進(jìn)行清洗，并采用長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)制通風(fēng)等形式降低罐內(nèi)空間的油氣濃度，待油氣濃度達(dá)標(biāo)后再進(jìn)行[2]。

此外，加油站日常運(yùn)營(yíng)中油罐約四年需清洗一次，南方某石油公司每年還會(huì)對(duì)大約2500個(gè)油罐進(jìn)行周期性清罐。

因此，探討尋求安全、高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的清罐技術(shù)具有重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。

2 油罐常用的清洗技術(shù)及存在的問題

2.1 加油站常用的油罐清洗技術(shù)

目前加油站通常采用的油罐清洗技術(shù)主要有：人工清洗、化學(xué)藥劑清洗。

2.1.1 人工清洗技術(shù)

人工清洗作業(yè)時(shí)，由作業(yè)人員在抽完罐內(nèi)殘余油品后佩戴全防護(hù)性呼吸面具進(jìn)入油罐，利用工具收集沉積油泥并除垢，大約需要2h 左右。整個(gè)過程中，清洗作業(yè)人員完全處于一個(gè)存在大量有毒、易燃、易爆氣體環(huán)境中，作業(yè)安全性很差。同時(shí)，在清洗作業(yè)完成后，埋地儲(chǔ)罐內(nèi)仍然充滿大量的有毒、易燃、易爆氣體，后續(xù)的所有檢查作業(yè)仍需戴呼吸面具進(jìn)行。如果油罐需要吊裝、運(yùn)輸和拆解，還需進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的強(qiáng)制通風(fēng)。

2.1.2 化學(xué)藥劑清洗技術(shù)

化學(xué)藥劑清洗是利用化學(xué)藥劑對(duì)罐內(nèi)壁沉積的油品和污垢進(jìn)行清理的方法，主要實(shí)施為:抽出罐內(nèi)底油后，向罐內(nèi)注入化學(xué)藥劑的水溶液，并加入稀釋劑便于回收烴類物質(zhì)，隨后利用特殊方式升高儲(chǔ)罐內(nèi)溫度使反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行，后將反應(yīng)后生成的烴類物質(zhì)和清洗廢水抽到廢水罐存放。

2.2 常用清洗技術(shù)存在的問題

人工清洗技術(shù)主要問題：（1）作業(yè)環(huán)境很差，易出現(xiàn)中毒、暈厥等事故；（2）清罐過程中，高濃度油氣的長(zhǎng)時(shí)間排放，嚴(yán)重違反了《中華人民共和國大氣污染防治法》的相關(guān)規(guī)定，對(duì)大氣及周圍環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染[3]。

化學(xué)藥劑清洗技術(shù)主要問題：（1）清洗完成后罐內(nèi)壁的化學(xué)抑制劑容易見光失效等，造成油氣再次析出，給拆除油罐造成了很大的困擾；（2）清洗完的廢水難以重新回收利用，只能送去危廢處理廠家進(jìn)行處理，處理費(fèi)用高達(dá)5000-6000元/t，增加清罐成本。

3 清洗技術(shù)改進(jìn)的必要性

從“技術(shù)、安全、環(huán)保、成本”等方面對(duì)現(xiàn)有清罐技術(shù)進(jìn)行分析，同時(shí)借鑒和研究國外技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)APISTD1631-2001[4]及國內(nèi)相關(guān)行業(yè)的成熟應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，探索一種成本低、操作方便、安全性能高、能夠滿足國家標(biāo)準(zhǔn)的清罐技術(shù)，研發(fā)出符合加油站作業(yè)實(shí)際的車載式油罐自動(dòng)清洗裝置，將大幅提高清洗速度，同時(shí)降低清罐費(fèi)用和成本、提高清罐作業(yè)的安全性及環(huán)保性[5]。

4 機(jī)械清洗技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用

4.1 機(jī)械清洗技術(shù)

機(jī)械清洗主要指采用專有設(shè)備對(duì)油罐進(jìn)行清洗，應(yīng)用最廣的屬于高壓多維水射流技術(shù)[6-7]。高壓多維水射流法清洗是指清水先經(jīng)過過濾器過濾掉顆粒物和雜質(zhì)后，利用高壓泵將清水加壓到0.5～35MPa，泵入旋轉(zhuǎn)噴頭，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)噴頭進(jìn)行360°球面旋轉(zhuǎn)，通過水壓清洗整個(gè)埋地儲(chǔ)罐的內(nèi)壁。同時(shí)啟動(dòng)真空泵，將儲(chǔ)罐底部的污水廢液抽出至污水箱收集。清洗完成后，再利用通風(fēng)機(jī)對(duì)油罐進(jìn)行吹掃，直至罐內(nèi)壁整個(gè)干燥，并用油氣濃度檢測(cè)儀實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)罐內(nèi)的油氣濃度，確保整個(gè)過程的安全環(huán)保。

4.2 機(jī)械清洗的特點(diǎn)

該清洗方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：(1)作業(yè)人員勞動(dòng)強(qiáng)度低；(2)清洗作業(yè)時(shí)間短，效率高；(3)對(duì)作業(yè)人員身體危害最??；(4)通過自動(dòng)調(diào)控噴頭的壓力，可防止油罐被擊穿；(5)清洗用柱塞泵功率大，配用電機(jī)功率達(dá)75kW，加油站的電箱可滿足使用要求，使清洗效率進(jìn)一步提高。

4.3 機(jī)械清罐技術(shù)在南方某石油公司加油站防滲改造中的應(yīng)用

針對(duì)南方某石油公司加油站防滲改造項(xiàng)目，加油站遍布全省，地域不固定、作業(yè)環(huán)境不一致等因素，特委托南方某公司研發(fā)了機(jī)械清罐作業(yè)車來對(duì)油罐進(jìn)行清洗。該清罐作業(yè)車，采用如下工藝流程：

該清罐作業(yè)車包含了清油模塊、清洗模塊、污水處理[8]模塊及自控模塊，實(shí)現(xiàn)了一鍵式啟動(dòng)操作。清油模塊包含了過濾器、泵、安全保障等設(shè)備。清洗模塊是將清洗液通過多級(jí)離心泵加壓，泵入旋轉(zhuǎn)噴頭，驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)噴頭進(jìn)行360°球面旋轉(zhuǎn)，通過水壓清洗整個(gè)埋地儲(chǔ)罐的內(nèi)壁。污水處理模塊是用泵將清洗完儲(chǔ)罐的廢水抽吸入該系統(tǒng)，經(jīng)水處理設(shè)備的特殊反應(yīng)，降解部分有機(jī)物，同時(shí)通過氣浮攪拌作業(yè)將水中大顆粒物質(zhì)吹脫出來形成浮渣。降解后水大部分回到循環(huán)用水系統(tǒng)繼續(xù)循環(huán)使用。另一部分水經(jīng)加藥絮凝混合后進(jìn)入壓濾系統(tǒng)，濾液回到循環(huán)系統(tǒng)，廢渣送至危廢單位處理。自控模塊是將清油、清洗、污水處理三個(gè)通過PLC 等技術(shù)整合，使整機(jī)實(shí)現(xiàn)一鍵式啟動(dòng)，同時(shí)可在線顯示清洗、水處理效果。

該清罐方法操作簡(jiǎn)便，成本低，可達(dá)到如下指標(biāo)：（1）由于人員不再進(jìn)入油罐內(nèi)作業(yè)，且設(shè)備操作可設(shè)在安全距離之外，直接避免了人為因素造成的不可控安全風(fēng)險(xiǎn)，（2）作業(yè)人員人身安全及接觸有毒有害氣體的危險(xiǎn)性降為0;（3）油罐清洗效率提高三倍以上；（4）清洗完成后,罐內(nèi)油汽濃度為0%LEL；（5）機(jī)械清洗成本為人工清洗成本的30%-40%；（6）處理完的水可循環(huán)使用，產(chǎn)生的危廢基本為0。該清罐作業(yè)車的成功應(yīng)用不僅降低了成本，同時(shí)也加快了進(jìn)度、提高了安全性。

目前，清罐成本降控制在每個(gè)罐在150-200 元/m3，清洗速度為人工清洗的1/8，清洗后所產(chǎn)出的廢水為人工清洗的1/120-1/200，且廢水經(jīng)處理后可以直接達(dá)標(biāo)回用，不再產(chǎn)生其他費(fèi)用。清罐的安全性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性顯著提高。

5 結(jié)語

隨著環(huán)保要求的不斷提高，現(xiàn)有的清罐技術(shù)已經(jīng)不能滿足環(huán)保的要求，采用小型化、高效、綠色環(huán)保的清罐技術(shù)已大勢(shì)所趨。今后的發(fā)展趨勢(shì)主要集中在以下幾個(gè)方面：

（1）針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)及工藝，開發(fā)實(shí)用新型的“清洗作業(yè)+含油污水處理+油氣處理”的車載系統(tǒng)，避免現(xiàn)有“作業(yè)固定、作業(yè)不達(dá)標(biāo)”等的局限性。

（2）開發(fā)探索更有效的機(jī)械清洗技術(shù)，不僅適用于加油站還可適用于油庫及裝置、管道清洗等。

（3）深入探索含油污水降解原理，尤其是高分散乳化油的去除率，意在提高含油污水處理效率。同時(shí)為降低處理成本，提供理論基礎(chǔ)。

（4）加強(qiáng)對(duì)“工藝簡(jiǎn)化、操作簡(jiǎn)便、環(huán)境友好”處理方法的研究。