原油儲(chǔ)罐罐頂清除積水裝置的研制

魏東來(lái)

摘 要：某單位共管轄容量50000m3以上外浮頂罐22座，運(yùn)行年限較長(zhǎng)。儲(chǔ)罐浮船頂板均出現(xiàn)了不同程度的變形，在雨天過(guò)后，部分儲(chǔ)罐罐頂出現(xiàn)大面積積水的情況，此前主要采用大掃把進(jìn)行掃水，清掃過(guò)程中積水回流現(xiàn)象嚴(yán)重，需要多人配合進(jìn)行掃水，重復(fù)工作多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，清掃效率很低，無(wú)法在較短的時(shí)間內(nèi)完成所有儲(chǔ)罐的積水清理任務(wù)，傳統(tǒng)的掃水方法已經(jīng)不能滿足實(shí)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(tǒng)的掃水方法，以滿足儲(chǔ)罐管理的需要。

關(guān)鍵詞：虹吸；清積水

一、背景分析

通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，積水較多的儲(chǔ)罐占總數(shù)的43%，將近一半儲(chǔ)罐積水較多，需要及時(shí)進(jìn)行清理，否則會(huì)加速儲(chǔ)罐浮船頂板的腐蝕。大雨過(guò)后罐頂積水較多，對(duì)儲(chǔ)罐積水進(jìn)行了清掃試驗(yàn)，1人清掃時(shí)，積水還未掃到中央集水坑內(nèi)，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(jìn)行接力掃水，效果比1人清掃時(shí)好很多，但是仍然存在積水回流現(xiàn)象，需要多次重復(fù)掃水才能把積水掃到中央集水坑內(nèi)，勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率同樣很低，傳統(tǒng)的積水清掃方法存在很大的局限。

受虹吸原理的啟發(fā)，有必要研制一種積水清理裝置，借助裝置實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐積水的自動(dòng)排放，減少清理積水所需人數(shù)，提高工作效率。

二、基本做法

研制一臺(tái)外浮頂罐罐頂積水虹吸裝置。實(shí)現(xiàn)90%比例的罐頂積水通過(guò)虹吸裝置自動(dòng)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(xiàn)象，將液體充滿一根倒U形的管狀結(jié)構(gòu)內(nèi)后，將開口高的一端置于裝滿液體的容器中，容器內(nèi)的液體會(huì)持續(xù)通過(guò)虹吸管從開口較低的位置流出。理論上，B點(diǎn)的液體可以全部被吸入C點(diǎn)，小組確定的目標(biāo)值為比例90%應(yīng)該是可以實(shí)現(xiàn)的。

2、儲(chǔ)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(diǎn)，頂板高處類似于虹吸原理圖的A點(diǎn)，中央集水坑與排水管線相連通往儲(chǔ)罐底部，有足夠的深度，類似于虹吸原理圖的C點(diǎn)，形成了一個(gè)天然的虹吸環(huán)境，具備虹吸所需的良好條件。

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

QC小組進(jìn)行了模擬灌水試驗(yàn)，灌水宜采用銅質(zhì)的撮箕，滿足防爆要求，試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)水箱高度越高，抬舉撮箕就會(huì)越費(fèi)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(yōu)選：便于搬運(yùn)

QC小組進(jìn)行了模擬搬運(yùn)試驗(yàn)，方案一搬運(yùn)時(shí)需要雙手托住水箱底部進(jìn)行搬運(yùn)，方案二僅需單手抓住提手就可以進(jìn)行搬運(yùn)，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(zhì)的管材、閥門、三通等，管件之間采用專用膠水進(jìn)行安裝連接，實(shí)現(xiàn)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(xué)輸送領(lǐng)域應(yīng)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(shí)現(xiàn)管路的快速連接。

6、水管類型方案優(yōu)選：易插入，出水效果好

QC小組進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)，消防水帶材質(zhì)軟，根本無(wú)法插入中央排水管內(nèi)部，不滿足裝置要求，TPU鋼絲波紋管容易插入中央排水管內(nèi)，且出水順暢，故選擇方案二。

7、水管大小方案優(yōu)選：總重輕，一人輕松搬運(yùn)

QC小組對(duì)積水最低點(diǎn)與中央集水坑的最遠(yuǎn)距離進(jìn)行了測(cè)量，最遠(yuǎn)約20米，為滿足不同儲(chǔ)罐的使用，配管長(zhǎng)度25米即可，同時(shí)QC小組對(duì)不同大小的兩種出水管進(jìn)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(yùn)”的要求。

8、虹吸口吸入方式方案優(yōu)選：虹吸效果好

QC小組對(duì)兩種吸入方式進(jìn)行了試驗(yàn)，方案一液位高于吸入口的高度時(shí)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(yōu)選：固定牢靠不走位

QC小組通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：方案二強(qiáng)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(yōu)選：便于插入足夠深度

QC小組對(duì)兩種方案進(jìn)行了試驗(yàn)，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(duì)策實(shí)施

小組成員協(xié)同配合，根據(jù)確定的最終方案，按照對(duì)策表全面實(shí)施積水虹吸裝置的制作和試驗(yàn)工作。

1、罐頂積水虹吸裝置設(shè)計(jì)圖的繪制

設(shè)計(jì)圖進(jìn)行水箱的制作，于8月5日完成。整個(gè)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(jìn)行積水虹吸裝置的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)前編寫了虹吸裝置的操作步驟，并按照操作步驟進(jìn)行了試驗(yàn)，試驗(yàn)情況見視頻罐頂積水虹吸裝置試驗(yàn)視頻.mp4試驗(yàn)結(jié)果見表16。

試驗(yàn)出水情況及試驗(yàn)后積水情況：

結(jié)合試驗(yàn)視頻，從試驗(yàn)前、后罐頂積水情況（如圖44、圖45）及試驗(yàn)情況表可以看出，整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程裝置的搬運(yùn)、操作全部由1人完成，人工操作時(shí)間僅為25分鐘，便可實(shí)現(xiàn)97%比例的積水通過(guò)裝置自動(dòng)排放，剩余少量積水可用大掃把掃散進(jìn)行自然蒸發(fā)，虹吸裝置試驗(yàn)成功。

得出試驗(yàn)結(jié)果后，小組成員挑出兩組目標(biāo)數(shù)據(jù)與實(shí)施前進(jìn)行對(duì)比。

2、社會(huì)效益：通過(guò)實(shí)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(shù)，也在很大程度上降低了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度，能夠有效的把人員解放出來(lái)，進(jìn)一步緩解了因人員緊張而無(wú)法及時(shí)進(jìn)行積水清理的情況，縮短了整個(gè)庫(kù)區(qū)儲(chǔ)罐積水清理的周期，同時(shí)也減緩了儲(chǔ)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(guò)程中無(wú)需特殊保養(yǎng)，適用于同類型儲(chǔ)罐的使用，極具推廣價(jià)值。