加油站机械清罐技术的探讨

黎健强(中国石油化工销售有限公司广东石油分公司，

广东 广州 510000)

0 引言

据统计，目前全国加油站的埋地油罐总数约40万个。根据《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》(国发〔2015〕17号)要求，按照《加油站地下水污染防治技术指南(试行)》(环办水体函〔2017〕323号)、《汽车加油加气站设计与施工规范》(GB 50156—2012)等相关规范要求，中石化将对现有的3万多座加油站进行以地下油罐更换双层罐为主要形式的加油站防渗改造。同时，根据相关要求，埋地油罐每3～5年需定期清洗一次[1]。油罐的改造和清洗作业已成为加油企业的一项重要工作。

南方某石油公司2500多座加油站正在改造进行中，涉及油罐达到104个，为了确保施工安全，并按要求依法合规处置原有地下油罐，埋地油罐的清洗被列入本次加油站防渗改造工作的重点关注环节。对加油站防渗改造而言，油罐拆除前绝大部分都处于正常运行状态，当把油罐内的油品抽取干净后，油罐内壁沾满了油品残余可能还有铁锈，罐内整个空间充满着高浓度的油气。为了确保加油站防渗改造安全，如果埋地油罐需进行动火作业，需对油罐进行清洗，并采用长时间的强制通风等形式降低罐内空间的油气浓度，待油气浓度达标后再进行[2]。探讨寻求安全、高效、环保、经济的清罐技术具有重大的社会和经济意义。

1 油罐常用的清洗技术及存在的问题

1.1 加油站常用的油罐清洗技术

1.1.1 人工清洗技术

人工清洗作业时，由作业人员在抽完罐内残余油品后佩戴全防护性呼吸面具进入油罐，利用工具收集沉积油泥并除垢，大约需要2h 左右。整个过程中，清洗作业人员完全处于一个存在大量有毒、易燃、易爆气体环境中，作业安全性很差。如果油罐需要吊装、运输和拆解，还需进行长时间的强制通风。

1.1.2 化学药剂清洗技术

化学药剂清洗是利用化学药剂对罐内壁沉积的油品和污垢进行清理的方法，主要实施为:抽出罐内底油后，向罐内注入化学药剂的水溶液，并加入稀释剂便于回收烃类物质，随后利用特殊方式升高储罐内温度使反应进一步进行，后将反应后生成的烃类物质和清洗废水抽到废水罐存放。

1.2 常用清洗技术存在的问题

人工清洗技术主要问题：(1)作业环境很差，易出现中毒、晕厥等事故；(2)清罐过程中，高浓度油气的长时间排放，严重违反了《中华人民共和国大气污染防治法》的相关规定，对大气及周围环境造成了严重的污染[3]。

化学药剂清洗技术主要问题：(1)清洗完成后罐内壁的化学抑制剂容易见光失效等，造成油气再次析出，给拆除油罐造成了很大的困扰；(2)清洗完的废水难以重新回收利用，只能送去危废处理厂家进行处理，处理费用高达5000～6000元/t，增加清罐成本。

2 清洗技术改进的必要性

从“技术、安全、环保、成本”等方面对现有清罐技术进行分析，同时借鉴和研究国外技术标准APISTD1631-2001[4]及国内相关行业的成熟应用经验，探索一种成本低、操作方便、安全性能高、能够满足国家标准的清罐技术，研发出符合加油站作业实际的车载式油罐自动清洗装置，将大幅提高清洗速度，同时降低清罐费用和成本、提高清罐作业的安全性及环保性[5]。

3 机械清洗技术的开发应用

3.1 机械清洗技术

机械清洗主要指采用专有设备对油罐进行清洗，应用最广的属于高压多维水射流技术[6-7]。高压多维水射流法清洗是指清水先经过过滤器过滤掉颗粒物和杂质后，利用高压泵将清水加压到0.5～35MPa，泵入旋转喷头，驱动旋转喷头进行360°球面旋转，通过水压清洗整个埋地储罐的内壁。同时启动真空泵，将储罐底部的污水废液抽出至污水箱收集。清洗完成后，再利用通风机对油罐进行吹扫，直至罐内壁整个干燥，并用油气浓度检测仪实时监测罐内的油气浓度，确保整个过程的安全环保。

3.2 机械清洗的特点

该清洗方法具有如下优点：(1)作业人员劳动强度低；(2)清洗作业时间短，效率高；(3)对作业人员身体危害最小；(4)通过自动调控喷头的压力，可防止油罐被击穿；(5)清洗用柱塞泵功率大，配用电机功率达75kW，加油站的电箱可满足使用要求，使清洗效率进一步提高。

3.3 机械清罐技术在南方某石油公司加油站防渗改造中的应用

针对南方某石油公司加油站防渗改造项目，加油站遍布全省，地域不固定、作业环境不一致等因素，特委托南方某公司研发了机械清罐作业车来对油罐进行清洗。该清罐作业车，采用如图1所示工艺流程：

图1 油罐清洗作业流程

该清罐作业车包含了清油模块、清洗模块、污水处理[8]模块及自控模块，实现了一键式启动操作。清油模块包含了过滤器、泵、安全保障等设备。清洗模块是将清洗液通过多级离心泵加压，泵入旋转喷头，驱动旋转喷头进行360°球面旋转，通过水压清洗整个埋地储罐的内壁。污水处理模块是用泵将清洗完储罐的废水抽吸入该系统，经水处理设备的特殊反应，降解部分有机物，同时通过气浮搅拌作业将水中大颗粒物质吹脱出来形成浮渣。降解后水大部分回到循环用水系统继续循环使用。另一部分水经加药絮凝混合后进入压滤系统，滤液回到循环系统，废渣送至危废单位处理。自控模块是将清油、清洗、污水处理三个通过PLC 等技术整合，使整机实现一键式启动，同时可在线显示清洗、水处理效果。

该清罐方法操作简便，成本低，可达到如下指标：(1)由于人员不再进入油罐内作业，且设备操作可设在安全距离之外，直接避免了人为因素造成的不可控安全风险；(2)作业人员人身安全及接触有毒有害气体的危险性降为0；(3)油罐清洗效率提高三倍以上；(4)清洗完成后，罐内油汽浓度为0%LEL；(5)机械清洗成本为人工清洗成本的30%～40%；(6)处理完的水可循环使用，产生的危废基本为0。该清罐作业车的成功应用不仅降低了成本，同时也加快了进度、提高了安全性。

目前，清罐成本降控制在每个罐在150～200元/m3，清洗速度为人工清洗的1/8，清洗后所产出的废水为人工清洗的1/120～1/200，且废水经处理后可以直接达标回用，不再产生其他费用。清罐的安全性、环保性、经济性显著提高。

4 结语

随着环保要求的不断提高，现有的清罐技术已经不能满足环保的要求，采用小型化、高效、绿色环保的清罐技术已大势所趋。今后的发展趋势将主要集中在开发新型的“清洗作业+含油污水处理+油气处理”的车载系统，开发更有效的适用于加油站和油库及装置、管道清洗的共用清洗技术；探索含油污水降解原理，提高含油污水处理效率；加强对“工艺简化、操作简便、环境友好”处理方法的研究等。