浮箱破拆器在浮箱式浮盘上的应用

王 欣

(中国石油化工股份有限公司齐鲁分公司胜利炼油厂,山东 淄博 255408)

内浮顶储罐是常压储罐的一种结构型式,主要采用内浮盘和周边密封来减少油品的挥发。内浮盘是能够始终漂浮在液体石油化工产品液面上并随之上下浮动升降的浮动顶盖。在液体石油化工产品储罐中,内浮盘能够科学合理地防止储罐内介质的挥发损耗,起到节约能源、保护环境、提高安全性的作用【1】。

目前,储罐内浮盘主要分为全接液浮盘和非全接液浮盘。非全接液浮盘主要以浮筒式浮盘为主,全接液浮盘主要分为钢制单(双)盘、浮箱式浮盘(简称箱式浮盘)、蜂巢式浮盘、玻璃钢复合材料浮盘等。其中,箱式浮盘一般为单盘组装箱式,由铝板制成密封中空箱体,每个箱体作为一个独立的结构单元,整个内浮顶由多个浮箱连结而成【2】。

1 箱式浮盘常用破拆方法及优缺点

箱式浮盘发生泄漏时会导致浮盘浮力变差,严重时甚至会导致沉盘事故发生,因此,箱体泄漏过多或正常开罐检修时会对泄漏浮盘进行处理,彻底消除隐患。

1.1 箱式浮盘的破拆方法

当箱体泄漏检修时需要对箱式浮盘进行破拆,带介质浮箱目前常用处置方法有三种。

方法一:封闭下人孔后,充水至浮盘起浮高度(确保人员可从上人孔进出浮盘上方); 罐内气体经采样分析合格、具备进人条件后,安排作业人员从上人孔进罐,由远端开始用防爆工具对渗漏的浮箱从上到下进行贯穿式戳穿,完成后立即撤出罐外;随后安排放水,按照清罐方案再次清罐。

方法二:罐内气体经采样分析合格、具备进人条件后,安排作业人员从上人孔进罐,由远端开始用防爆工具对渗漏的浮箱从上到下进行贯穿式戳穿,完成后立即撤出罐外。作业期间安排人员从下人孔外向罐内进行水冲洗,按照清罐方案再次清罐。

方法三:罐内气体经采样分析合格、具备进人条件后,安排作业人员从上人孔进罐,用防爆工具在渗漏的浮箱上方开两处孔,再用气动隔膜泵将介质抽出罐外。如在作业过程中发现介质流入罐底,应及时用消防水进行冲洗,冲洗完毕后按照清罐方案再次清罐。

1.2 常用破拆方法的优缺点

1.2.1 方法一的优缺点

方法一的优点为:箱体被贯穿后,水会迅速进入箱体内部,将介质封在浮箱内,破拆过程中箱体内的介质虽有挥发,但施工过程中挥发量不大。

方法一的缺点如下:

1) 需要注入大量的水,浮箱破拆后箱体内大量介质进入水中,产生大量的废水。

2) 由于浮盘长期使用,注水后破拆过程中,可能存在浮盘强度不够的情况,造成人员踩空或溺水等风险。

3) 破拆过程需要施工人员在罐内进行破拆,若产生火花,则可能造成着火爆炸的风险;另外,随着贯穿箱体的增多,罐内介质浓度会越来越高,若施工人员吸入介质,会对身体造成伤害。

4) 注水过程太长,一般储罐虽有水冲洗流程,但冲洗管线尺寸较小,注水过程可能需要消耗几天的时间,并且浮盘起浮高度不易控制,容易导致注水过少或过量。

1.2.2 方法二的优缺点

方法二的优点为:省去注水等前置处理过程,施工时间大幅缩短。

方法二的缺点如下:

1) 破拆过程需要持续进行水冲洗,产生大量废水。

2) 破拆过程需要施工人员在罐内进行破拆,若产生火花,则可能导致着火爆炸的风险;另外,箱体内介质流入罐底会产生大量挥发物,对施工人员造成介质吸入伤害。

3) 一般采用此方法时,施工人员需携带报警仪,报警后及时撤出,密闭空间内介质浓度虽然会慢慢降低,但所需时间较长,需要人员反复进入储罐进行破拆。

1.2.3 方法三的优缺点

方法三的优点为:可以很好地回收箱体内介质,施工过程中罐内介质浓度不会太高,可避免吸入伤害的发生。

方法三的缺点如下:

1) 浮箱上方开孔需要掌控开孔的力度,确保浮箱下表面不被破坏,但实际操作中极易出现浮箱下表面被戳穿的情况,导致箱体内介质从底部漏至罐底。

2) 需要施工人员时刻在罐内控制放入箱体内的导管,由于浮箱在长期使用过程中会发生变形,在箱体上部无法精准判断箱体的低点,导致无法将箱体内介质完全抽空。

2 浮箱破拆器在箱式浮盘破拆过程中的应用

2.1 浮箱破拆器的组成【4】

浮箱破拆器主要由四部分组成:储存系统、破拆系统、底座、收集系统,其具体结果见图1。

图1 浮箱破拆器结构示意

储存系统由接油装置及周边密封组成,主要作用为收集并储存箱体内部流出的介质。

破拆系统由控制装置、一次气缸、二次气缸、转角气缸、铜制钻头组成,为浮箱破拆器的核心部件,主要作用为刺穿浮箱并将介质顺利引出。

底座为带滑轮的结构,主要作用是支撑浮箱破拆器,防止破拆器随意移动。

收集系统由气动隔膜泵、接油桶组成,主要作用为将储存系统内的介质引到罐外接油桶内。

2.2 浮箱破拆器的原理

当浮箱使用一段时间后,因腐蚀或应力作用,会有介质渗入。为清除浮箱中的介质,需从储罐下人孔将浮箱破拆器放入罐内,通过底座底部的橡胶轮将破拆器移动到待破拆浮箱底部,确定好低点后,将橡胶轮锁死,此时人员从人孔撤离,在罐外通过控制装置控制一次气缸顶升,将接油装置压紧到浮箱下表面,之后再用控制装置控制二次气缸顶升;铜制钻头随着二次气缸上升将浮箱上、下两面刺穿;然后通过控制装置控制二次气缸回落,同时控制转角气缸旋转90°,由于铜制钻头为箭头形状,二次气缸回落时会在浮箱下表面拉出一个向下的十字豁口,此时浮箱内介质从浮箱内流出,流入到储存装置内;启动气动隔膜泵将储存装置内的介质引到罐外的接油桶内;待浮箱内介质抽干后,施工人员携带可燃气体报警仪进入罐内移动浮箱破拆器至下一个泄漏的浮箱处。依此类推,直至所有渗漏浮箱处理完毕。

2.3 浮箱破拆器的优点

浮箱破拆器有以下优点:

1) 减少密闭空间作业,穿透渗漏浮箱与引出浮箱内介质均在罐外操作,大大降低了施工的风险,尤其适用于苯罐等存储有毒或剧毒介质储罐。

2) 不产生废水、废料,可回收浮箱内介质。以2万m3储罐为例,浮盘内体积约为90 m3,若浮盘内渗入介质为浮盘体积的20%,使用该设备可回收介质约18 m3。

3) 破拆时间短。因为该工具制作简单,可多台工具同时施工,按照3台工具同时施工计算,1万m3储罐破拆时间为2～3 d。

3 结论

浮箱破拆器由于制作简单,应用在箱式浮盘上,不仅可以增加施工的安全性、减少密闭空间作业、减少废水废料的产生,而且可以回收浮箱内的介质,避免储罐内介质的浪费,具有较好的推广价值。