车军权(中石化第五建设有限公司，广东 广州 510700)

0 引言

全国现已有加油站约10 万余座，埋地储罐约有40 万个，在长时间存储油料过程中，因油品所含的有机酸、无机盐、沙粒、水分等各种原因，埋地油罐罐底和罐壁会出现锈蚀，并积存大量的污垢，会明显影响油品的质量，所以油罐有定期进行清洗的规定。同时在更换油品、油罐改造以及相关设备检修之前也要进行相应的清洗作业。根据清洗规定，每3 到5 年需对储罐清洗一次，而现在正处于全国加油站进行双层罐防渗改造升级过程中。总体来说，油罐清洗作业需求量大，市场潜力大，但现阶段国内加油站清罐技术较落后，多数依靠人工清洗。本文对现有加油站油罐清洗技术进行分析比较，着重介绍自主研发的一种埋地油罐一体化清洗技术，并实现设备的撬装式可移动，高效、环保、安全地完成清洗作业整个流程。

1 埋地油罐清洗行业技术现状

国内外清洗油罐的主要方式有：人工清洗、高温蒸洗、化学清洗和机械清洗。

(1)人工清洗：工人携带作业工具，进入罐内进行清洗，刷洗储罐内壁，扫除残渣。目前，国内加油站埋地油罐多数采用人工清洗，但存在作业安全性差、清洗环境艰苦和效率低等一系列的缺点。

(2)高温蒸洗：先将高温蒸汽通入储罐内，利用蒸汽热加热储罐内壁，使罐内油污垢脱落，熏蒸完毕后改为人工清洗。这种清洗方式会产生大量油气，污染环境，火灾爆炸隐患风险大，这种方式主要用于油罐车清洗。

(3)化学清洗：利用添加化学药剂的水溶液作为清洗介质，再配合其他方式完成清洗作业，清洗成本高。

(4)机械清洗：通过设置在储罐上的清洗机，喷射清洗液，击碎罐内部污垢淤渣，再用回收系统回收清洗介质及残留物。比较著名的是日本COWS 储罐清洗技术，进口设备比较多，安装复杂，成本巨大。

目前，国内在营的加油站中有许多建于上个世纪90 年代，油罐使用期长达20 多年，但由于当时油罐质量以及后期管理等多方面的原因，部分油罐出现渗漏现象未能及时发现，部分油罐多年不清罐，罐底油泥积聚较厚。因此，在更换双层罐前，如果不能较好地对老油罐进行清罐作业，并对其进行拆除，安全隐患极大，安全风险极高，在石化销售中是一项风险较大的工作。

2 埋地油罐一体化机械清洗技术

为了减少安全风险，保护环境，增强社会和经济效益，我司根据市场需求和清洗行业的整体状况，经过多次的调研及试验，自主研发了SFCC 系列一体化机械清洗设备，主要采用“机械+化学”组合式清洗的方法，可以高效、安全、环保完成中小型储罐清洗并可以在线处理含油污水的一体化设备。主要包括五个单元：抽底油单元、油气处理单元、机械清洗单元、油水分离单元和电化学处理单元。

2.1 抽底油单元

在清洗埋地油罐前，先要处理油罐底部存油。由于储罐并不能完成水平放置，内部设置隔板或加强筋等原因，所以利用气动隔膜泵把油罐底油完全抽吸干净，再统一收集存储在专门储油桶内，集中处理。

2.2 油气处理单元

利用自主研发的移动式VOCs 油气回收撬装装置，对罐内高浓度油气进行回收处理。工艺原理是利用“三级冷凝+变压吸附”系统收集处理罐内高浓度油气，实现油气由气态变成液态的过程。

2.3 机械清洗单元

采用多级增压泵将清水箱内清水打入油罐内，通过360°高压旋转喷头对油罐内部进行全方位清洗。喷嘴对称设计，利用清洗液驱动涡轮，带动内部减速机构低速运转，实现公转和自转，做到360 度无死角清洗；驱动力大，最大有效清洗半径15米，清洗压力强度大于罐底积液层处油垢物的粘附强度，小于罐内壁抗压强度，足以使罐壁污垢破坏、剥离，从而完成冲刷；清洗周期短，清洗一个罐10-20 分钟。

同时配以高效环保型的清洗剂，将药剂均匀连续地喷射到油罐内各个部位，把浮油乳化，达到“物理+化学”组合式清洗，清洗效果好，效率高，达到除油脱脂的效果。清洗完成后，罐内壁洁净、干燥，无附着物，油泥、锈蚀物彻底清洗干净。罐内油气浓度检测值为0%LEL 的保证率达到99%。

主要投入的高效环保型清洗剂，目的为除油、脱脂，主要化学成分如表1。

表1

2.4 油水分离单元

利用混合液中具有不同密度且互不相溶的轻、重相、固相，在离心力场中获得不同的沉降速度的原理，达到分离分层和使液体中固体颗粒沉降的目的。

机械清洗单元收集的含油污水从进料管进入转鼓内部，在强大的离心力场作用下，混合液经过一组碟片束的分离间隔中，以碟片中性孔为分界面，比重较大的重相沿碟片壁向中性孔外运动，流向上向心泵处。而其中重渣(杂质、油泥)积聚在沉渣区。比重较小的轻相沿碟片壁向内向上运动，汇聚流向下向心泵处，轻、重相分别由上向心泵和下向心泵输出。

控制阀将密封水导入高速旋转的转鼓中，进入滑动活塞下部工作水腔，产生的离心压力将滑动活塞向上推，与转鼓盖上的密封环压紧，封闭排渣口，形成转鼓工作容腔的密封。而当控制阀将排渣水导入密封座的上腔，产生的离心压力将密封座向下压，克服支承弹簧的压力，打开三只泄水阀，滑动活塞下腔的密封水便迅速排出，在转鼓内被处理物料的离心压力作用下，滑动活塞下降，积聚的重渣从转鼓上的排渣口迅速排出，从而完成三相分离。

2.5 电化学处理单元

经蝶式分离机预处理后的含油污水进入电化学处理单元的混合反应器内，通过管道加药器添加聚合硅酸铁絮凝剂(简称PAF)一方面起到调节pH 作用，另一方面经聚合硅酸铁絮凝剂和聚丙烯酰胺(简称PAM)的絮凝作用去除大部分悬浮油杂质等，然后经压滤机过滤去除固体杂质，过滤后的水进入电催化氧化处理单元进行深度催化氧化处理，电催化氧化处理技术是利用电化学反应单元的特殊催化反应作用，使水在反应单元内产生羟基自由基，羟基自由基具有极强的氧化性，羟基自由基使废水中有机物发生断键、开环、取代等反应，能够使高分子有机物转化为可生化性较好的低分子有机物，或直接使高分子有机物彻底被氧化成无机盐、水、和二氧化碳。由于电催化氧化过程会进一步将水中稳态有机物杂质氧化而脱稳，脱稳的胶态杂质、有机物悬浮于水中，需再次经加药混凝分离，加完药剂后的水进入水箱，水箱内设置PP 棉过滤隔层，水箱底部的水带有少量沉渣，定期排回污水收集箱，滤除沉渣后最终使水澄清，经检测合格的出水即可达标排放或者收集后回用于清洗油罐。

3 一体化机械清洗设备技术优势

3.1 安全性高

整机防爆型设计，人机分离，操作人员不再进入储罐内部，操作人员的劳动强度低，对操作人员身体危害较少，同时撬装化设备安放在油罐区15 米以外的地方，无需充氮气进行保护；采用不带电作业，全水压驱动360°喷头全覆盖清洗，内部高精度涡轮传动可保证喷嘴旋转速度均匀，由316 不锈钢和其他高级耐腐蚀材料制成，可耐酸、碱及高温，易于维护，使用寿命长。

3.2 高效

清洗系统采用性能优越的、冲击式、低压水射流清洗设备，清洗压力适中，操作安全，不会对储罐母材造成损害；抽取系统采用具有自吸的容积式泵，运行稳、能耗低、效率高，适用于抽取油罐底油和实时抽取油罐清洗污水，单罐清洗时间可控制在20min 左右；并配置以碱基为基质专业化学清洗剂，使油分子与罐壁彻底分离，达到“物理+化学”组合式清洗，清洗后罐内油汽浓度检测达到0% LEL 的保证率≥98%，油气浓度≤15%LEL的保证率为100%。

3.3 环保节能

清洗完成后，为了实现“零排放”的目标，本系列设备采用机械分离、电化学处理等方法，不仅实现了清洗水循环利用、满足连续不间断油罐清洗业务需求，极大地降低了运输和时间成本；而且实现了清洗污水的达标回用，真正做到了安全、环保、高效的油罐清洗作业。

3.4 自动化水平高

各个清洗设备元件进行电气自动化集成，实现一键式操作，稳定性高，可以成倍地提高工作效率，降低现场作业人员劳动强度，作业成本大幅下降。

3.5 撬装式设备

一体化机械清洗系列设备为小型化撬装式可移动成套设备，撬装尺寸为3900×1900×1900，成套装置操作简单，一体化清洗流程集中整体化管理，流程简单，占地面积小，外围配套工程简单，现场施工量小，人工操作量减少，适用程度更高。

4 结语

依据国家环保部要求，各地区的加油站都在进行防渗改造。而加油站埋地油罐机械清洗在国内外暂时还没有成套设备，中石化现有的3 万多座加油站，需要进行双层罐改造。加油站内对原有油罐进行防渗改造时，旧油罐需加装衬里或移出站外进行拆解处置，在此过程中的土方施工、解除连接、吊装运输、解体报废以及内衬里施工等各个环节中，都会遇到天气(闪电)、碰撞火花、摩擦静电、解体气割等各种火源。因此，在油罐停用后其他作业前，必须对储罐内部进行专业清洗，清理罐内残油及含油垢体，使罐体达到动火条件。

我国大部分油罐清洗作业都是采用人工清洗，占总清洗量的90%以上，利用人工将罐内沉积物清出，再对罐内进行人工铲、擦、洗等操作，最终将罐清洗干净。现场施工安全风险过大，工作效率低，清洗周期长，环境污染严重，经济效益低。目前国内加油站油罐机械清洗仍处于发展早期阶段，机械清洗行业有巨大的发展空间。随着中国产业结构调整和加油站防渗改造进程的加快，国家、民众对安全环保的重视，无论是在中国石化系统内还是在系统外，机械清洗的市场规模和工程量都将迅速扩张。

SFCC 系列一体化机械清洗设备已经在销售华南广东石油分公司加油站防渗改造旧罐处置项目中成功运用，整合了机械清洗、罐内油气回收、含油污水处理，解决了在清洗施工过程中存在的众多安全环保风险，使得含油废水的在线处理回用变成了现实，从而彻底告别了废水外排，实现零排放，有效地保护社会人民生活环境，产生显著的社会和经济效益。