原油储罐罐顶清除积水装置的研制

魏东来

摘 要：某单位共管辖容量50000m3以上外浮顶罐22座，运行年限较长。储罐浮船顶板均出现了不同程度的变形，在雨天过后，部分储罐罐顶出现大面积积水的情况，此前主要采用大扫把进行扫水，清扫过程中积水回流现象严重，需要多人配合进行扫水，重复工作多，劳动强度大，清扫效率很低，无法在较短的时间内完成所有储罐的积水清理任务，传统的扫水方法已经不能满足实际工作的需要，急需寻找一种有效的积水清理方法替代传统的扫水方法，以满足储罐管理的需要。

关键词：虹吸；清积水

一、背景分析

通过调查发现，积水较多的储罐占总数的43%，将近一半储罐积水较多，需要及时进行清理，否则会加速储罐浮船顶板的腐蚀。大雨过后罐顶积水较多，对储罐积水进行了清扫试验，1人清扫时，积水还未扫到中央集水坑内，大部分水已回流到低处，难以完成积水的清理。目前一般采用4人配合进行接力扫水，效果比1人清扫时好很多，但是仍然存在积水回流现象，需要多次重复扫水才能把积水扫到中央集水坑内，劳动强度大，效率同样很低，传统的积水清扫方法存在很大的局限。

受虹吸原理的启发，有必要研制一种积水清理装置，借助装置实现储罐积水的自动排放，减少清理积水所需人数，提高工作效率。

二、基本做法

研制一台外浮顶罐罐顶积水虹吸装置。实现90%比例的罐顶积水通过虹吸装置自动排放，清理积水人员减少至2人。

1、从虹吸原理图11可以看出，虹吸是利用液面高度差的作用力现象，将液体充满一根倒U形的管状结构内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管从开口较低的位置流出。理论上，B点的液体可以全部被吸入C点，小组确定的目标值为比例90%应该是可以实现的。

2、储罐积水集中，且积水位于浮船顶板低处，类似于虹吸原理图的B点，顶板高处类似于虹吸原理图的A点，中央集水坑与排水管线相连通往储罐底部，有足够的深度，类似于虹吸原理图的C点，形成了一个天然的虹吸环境，具备虹吸所需的良好条件。

制作了2种尺寸的水箱，通过对水箱称重对比，并通过水箱宽度与盘梯宽度之间的尺寸对比，确定方案二符合“体积小、重量轻”的要求。

QC小组进行了模拟灌水试验，灌水宜采用銅质的撮箕，满足防爆要求，试验发现水箱高度越高，抬举撮箕就会越费力，反之，水箱越低，灌水越省力。方案二符合“便于灌水”的要求。

3、辅助提手方案优选：便于搬运

QC小组进行了模拟搬运试验，方案一搬运时需要双手托住水箱底部进行搬运，方案二仅需单手抓住提手就可以进行搬运，方案二符合“便于携带”的要求。

4、配套管件方案：便捷安装及良好的密封性能

主要考虑管件安装的便捷性及密封性，选用PVC材质的管材、阀门、三通等，管件之间采用专用胶水进行安装连接，实现便捷安装及良好的密封性能。

5、快速接口方案：快速连接

参照在石化化学输送领域应用广泛的管线连接方式——拉杆式快速接口，本次研制的虹吸装置水管之间的连接也采用拉杆式快速接口，可以实现管路的快速连接。

6、水管类型方案优选：易插入，出水效果好

QC小组进行了现场的试验，消防水带材质软，根本无法插入中央排水管内部，不满足装置要求，TPU钢丝波纹管容易插入中央排水管内，且出水顺畅，故选择方案二。

7、水管大小方案优选：总重轻，一人轻松搬运

QC小组对积水最低点与中央集水坑的最远距离进行了测量，最远约20米，为满足不同储罐的使用，配管长度25米即可，同时QC小组对不同大小的两种出水管进行了称重比较，方案二水管总重比方案一轻4.75kg，符合“总重轻，一人轻松搬运”的要求。

8、虹吸口吸入方式方案优选：虹吸效果好

QC小组对两种吸入方式进行了试验，方案一液位高于吸入口的高度时就很容易吸入空气，影响虹吸效果，方案二吸入空气很少，虹吸效果好，满足要求。

9、虹吸口固定方式优选：固定牢靠不走位

QC小组通过现场试验发现：方案二强磁磁铁固定更牢靠，满足“固定牢靠不走位”要求

10、出水口方案优选：便于插入足够深度

QC小组对两种方案进行了试验，方案一插入受阻，深度不够，方案二管口小且管口光滑，易插入，满足要求

三、对策实施

小组成员协同配合，根据确定的最终方案，按照对策表全面实施积水虹吸装置的制作和试验工作。

1、罐顶积水虹吸装置设计图的绘制

设计图进行水箱的制作，于8月5日完成。整个水箱满缝焊接，支腿与浮船顶板接触部位安装橡胶垫套，防止金属间摩擦，满足防爆要求，制作完的水箱重量为3.36kg，符合轻便要求

2、丘健伟、何永东、吕海龙于9月5日进行积水虹吸装置的现场试验，试验前编写了虹吸装置的操作步骤，并按照操作步骤进行了试验，试验情况见视频罐顶积水虹吸装置试验视频.mp4试验结果见表16。

试验出水情况及试验后积水情况：

结合试验视频，从试验前、后罐顶积水情况（如图44、图45）及试验情况表可以看出，整个试验过程装置的搬运、操作全部由1人完成，人工操作时间仅为25分钟，便可实现97%比例的积水通过装置自动排放，剩余少量积水可用大扫把扫散进行自然蒸发，虹吸装置试验成功。

得出试验结果后，小组成员挑出两组目标数据与实施前进行对比。

2、社会效益：通过实际使用证明，该装置的使用不仅减少了清理积水所需要的人数，也在很大程度上降低了职工的劳动强度，能够有效的把人员解放出来，进一步缓解了因人员紧张而无法及时进行积水清理的情况，缩短了整个库区储罐积水清理的周期，同时也减缓了储罐浮船顶板的锈蚀。且该装置加工成本低，组装快捷，日常使用过程中无需特殊保养，适用于同类型储罐的使用，极具推广价值。