原油儲罐罐頂清除積水裝置的研制

魏東來

摘 要：某單位共管轄容量50000m3以上外浮頂罐22座，運行年限較長。儲罐浮船頂板均出現了不同程度的變形，在雨天過后，部分儲罐罐頂出現大面積積水的情況，此前主要采用大掃把進行掃水，清掃過程中積水回流現象嚴重，需要多人配合進行掃水，重復工作多，勞動強度大，清掃效率很低，無法在較短的時間內完成所有儲罐的積水清理任務，傳統的掃水方法已經不能滿足實際工作的需要，急需尋找一種有效的積水清理方法替代傳統的掃水方法，以滿足儲罐管理的需要。

關鍵詞：虹吸；清積水

一、背景分析

通過調查發現，積水較多的儲罐占總數的43%，將近一半儲罐積水較多，需要及時進行清理，否則會加速儲罐浮船頂板的腐蝕。大雨過后罐頂積水較多，對儲罐積水進行了清掃試驗，1人清掃時，積水還未掃到中央集水坑內，大部分水已回流到低處，難以完成積水的清理。目前一般采用4人配合進行接力掃水，效果比1人清掃時好很多，但是仍然存在積水回流現象，需要多次重復掃水才能把積水掃到中央集水坑內，勞動強度大，效率同樣很低，傳統的積水清掃方法存在很大的局限。

受虹吸原理的啟發，有必要研制一種積水清理裝置，借助裝置實現儲罐積水的自動排放，減少清理積水所需人數，提高工作效率。

二、基本做法

研制一臺外浮頂罐罐頂積水虹吸裝置。實現90%比例的罐頂積水通過虹吸裝置自動排放，清理積水人員減少至2人。

1、從虹吸原理圖11可以看出，虹吸是利用液面高度差的作用力現象，將液體充滿一根倒U形的管狀結構內后，將開口高的一端置于裝滿液體的容器中，容器內的液體會持續通過虹吸管從開口較低的位置流出。理論上，B點的液體可以全部被吸入C點，小組確定的目標值為比例90%應該是可以實現的。

2、儲罐積水集中，且積水位于浮船頂板低處，類似于虹吸原理圖的B點，頂板高處類似于虹吸原理圖的A點，中央集水坑與排水管線相連通往儲罐底部，有足夠的深度，類似于虹吸原理圖的C點，形成了一個天然的虹吸環境，具備虹吸所需的良好條件。

制作了2種尺寸的水箱，通過對水箱稱重對比，并通過水箱寬度與盤梯寬度之間的尺寸對比，確定方案二符合“體積小、重量輕”的要求。

QC小組進行了模擬灌水試驗，灌水宜采用銅質的撮箕，滿足防爆要求，試驗發現水箱高度越高，抬舉撮箕就會越費力，反之，水箱越低，灌水越省力。方案二符合“便于灌水”的要求。

3、輔助提手方案優選：便于搬運

QC小組進行了模擬搬運試驗，方案一搬運時需要雙手托住水箱底部進行搬運，方案二僅需單手抓住提手就可以進行搬運，方案二符合“便于攜帶”的要求。

4、配套管件方案：便捷安裝及良好的密封性能

主要考慮管件安裝的便捷性及密封性，選用PVC材質的管材、閥門、三通等，管件之間采用專用膠水進行安裝連接，實現便捷安裝及良好的密封性能。

5、快速接口方案：快速連接

參照在石化化學輸送領域應用廣泛的管線連接方式——拉桿式快速接口，本次研制的虹吸裝置水管之間的連接也采用拉桿式快速接口，可以實現管路的快速連接。

6、水管類型方案優選：易插入，出水效果好

QC小組進行了現場的試驗，消防水帶材質軟，根本無法插入中央排水管內部，不滿足裝置要求，TPU鋼絲波紋管容易插入中央排水管內，且出水順暢，故選擇方案二。

7、水管大小方案優選：總重輕，一人輕松搬運

QC小組對積水最低點與中央集水坑的最遠距離進行了測量，最遠約20米，為滿足不同儲罐的使用，配管長度25米即可，同時QC小組對不同大小的兩種出水管進行了稱重比較，方案二水管總重比方案一輕4.75kg，符合“總重輕，一人輕松搬運”的要求。

8、虹吸口吸入方式方案優選：虹吸效果好

QC小組對兩種吸入方式進行了試驗，方案一液位高于吸入口的高度時就很容易吸入空氣，影響虹吸效果，方案二吸入空氣很少，虹吸效果好，滿足要求。

9、虹吸口固定方式優選：固定牢靠不走位

QC小組通過現場試驗發現：方案二強磁磁鐵固定更牢靠，滿足“固定牢靠不走位”要求

10、出水口方案優選：便于插入足夠深度

QC小組對兩種方案進行了試驗，方案一插入受阻，深度不夠，方案二管口小且管口光滑，易插入，滿足要求

三、對策實施

小組成員協同配合，根據確定的最終方案，按照對策表全面實施積水虹吸裝置的制作和試驗工作。

1、罐頂積水虹吸裝置設計圖的繪制

設計圖進行水箱的制作，于8月5日完成。整個水箱滿縫焊接，支腿與浮船頂板接觸部位安裝橡膠墊套，防止金屬間摩擦，滿足防爆要求，制作完的水箱重量為3.36kg，符合輕便要求

2、丘健偉、何永東、呂海龍于9月5日進行積水虹吸裝置的現場試驗，試驗前編寫了虹吸裝置的操作步驟，并按照操作步驟進行了試驗，試驗情況見視頻罐頂積水虹吸裝置試驗視頻.mp4試驗結果見表16。

試驗出水情況及試驗后積水情況：

結合試驗視頻，從試驗前、后罐頂積水情況（如圖44、圖45）及試驗情況表可以看出，整個試驗過程裝置的搬運、操作全部由1人完成，人工操作時間僅為25分鐘，便可實現97%比例的積水通過裝置自動排放，剩余少量積水可用大掃把掃散進行自然蒸發，虹吸裝置試驗成功。

得出試驗結果后，小組成員挑出兩組目標數據與實施前進行對比。

2、社會效益：通過實際使用證明，該裝置的使用不僅減少了清理積水所需要的人數，也在很大程度上降低了職工的勞動強度，能夠有效的把人員解放出來，進一步緩解了因人員緊張而無法及時進行積水清理的情況，縮短了整個庫區儲罐積水清理的周期，同時也減緩了儲罐浮船頂板的銹蝕。且該裝置加工成本低，組裝快捷，日常使用過程中無需特殊保養，適用于同類型儲罐的使用，極具推廣價值。