ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ЗАЧИСТКИ ВНУТРЕННЕЙ ПОВЕРХНОСТИ РЕЗЕРВУАРОВ ОТ ОТЛОЖЕНИЙ
TECHNOLOGICAL COMPLEX FOR CLEANING OF INNER SURFACE OF RESERVOIRS FROM DEPOSITS

Изобретение относится к устройствам для зачистки внутренней поверхности резервуаров от отложений и может быть использовано на складах и базах горючего при проведении зачистных работ.
В соответствии с требованиями ГОСТ 1510 резервуары должны периодически зачищаться от остатков нефтепродуктов и донных отложений. Как правило, продукты зачистки резервуаров сливаются в один из свободных резервуаров, где и происходит их длительное (до нескольких месяцев) гравитационное отстаивание. В результате проведения зачистных работ на складах и базах горючего скапливается большое количество продуктов зачистки.
2
Известен технологический комплекс для проведения зачистки внутренней поверхности резервуара от отложений, содержащий связанные трубопроводами зачищаемый резервуар, систему подачи моющей жидкости и систему для откачивания размытых отложений в резервуар-отстойник. Система подачи моющей жидкости включает нагнетательный насос и подающий моющую жидкость трубопровод с устройством струйной отмывки. В качестве моющей жидкости используется подаваемая под давлением не больше 4 кгс/см неподогреваемая вода, при этом трубопровод, подающий воду в резервуар, подключен к магистральной водопроводной сети или резервуару с водой и снабжен устройством контроля и регулировки давления воды, подаваемой к размывающим соплам.
Система откачивания размытых отложений в резервуар-отстойник включает установку откачивания и трубопровод. В качестве установки откачивания используется оседиагональный насос марки УОДН-290. Между насосом и резервуаром-отстойником установлены последовательно соединенные щелевые фильтры (RU №60008 U1, кл. B08B 9/08, 9/093, 24.07.2006).
Недостатками этого технологического комплекса являются:
2
- низкое качество очистки и большой расход воды, т.к. в качестве моющей жидкости используется холодная вода, подаваемая под низким давлением (не более 4 кгс/см). Кроме того, для последующего отделения от воды нефтепродуктов и механических примесей требуются отстойники большой вместимости и длительное время отстаивания;
- снижение производительности откачивания или даже срыв откачки при небольшом слое жидкости на днище зачищаемого резервуара вследствие неизбежного подсоса воздуха во всасывающую линию насоса в процессе зачистки.
Наиболее близкой к заявляемому изобретению по технической сущности является вакуумная установка непрерывного действия для зачистки резервуаров от остатков нефтепродуктов и донных отложений, содержащая захватывающее устройство с гибким шлангом для отвода загрязненных остатков и донных отложений, резервуары-сборники, параллельно подключенные к вакуумному насосу системой трубопроводов с запорными кранами, механизм перемещения захватывающего устройства и блок подачи моющего раствора, соединенный гибким трубопроводом с трубкой, на конце которой установлено сопло. Захватывающее устройство выполнено в виде диффузера, установленного на конце коленообразной трубы. Механизм перемещения захватывающего устройства выполнен в виде тележки (RU №58958 U1, кл. B08B 9/08, 09.06.2006 - прототип).
Недостатком этой установки является необходимость слива продуктов зачистки из резервуара-сборника в дополнительную емкость для последующего длительного отстаивания с целью разделения на нефтепродукт, воду и твердые или полужидкие отходы. Однако даже после длительного отстаивания нефтепродукт нельзя использовать по прямому назначению, т.к. он не соответствует требованиям нормативных документов (ГОСТ, ТУ) по содержанию воды и механических примесей, а воду по экологическим требованиям нельзя сливать в промышленный водоем или канализацию.
Технический результат изобретения - повышение эффективности использования технологического комплекса за счет обеспечения разделения продуктов зачистки на нефтепродукт, воду и желеобразные отходы с последующей доочисткой нефтепродуктов и воды до нормативных требований и утилизации желеобразных отходов, а также возможности многократного использования очищенной воды для мойки резервуара.
Этот технический результат достигается тем, что технологический комплекс для зачистки внутренней поверхности резервуаров от отложений, содержащий систему подачи моющей жидкости, подключенную проходящим через технологический люк зачищаемого резервуара трубопроводом с запорным клапаном к захватывающему устройству системы откачивания размытых отложений, которая состоит из средства создания разрежения или давления, соединенного с резервуаром-сборником, в нижней части которого размещены патрубки с запорными клапанами для заполнения, слива желеобразных отходов и слива загрязненной жидкости и который оснащен уровнемером, управляющий выход которого связан с пускателем средства создания разрежения, согласно изобретению дополнительно содержит подключенную к патрубку слива загрязненной жидкости из резервуара-сборника установку гравитационного разделения загрязненной жидкости на воду, нефтепродукт и желеобразные отходы, установку доочистки нефтепродуктов, установку доочистки воды и установку утилизации твердых и желеобразных отходов, состоящую из блока сжигания отходов и связанного с ним накопителя отходов, вход которого соединен индивидуальными трубопроводами с патрубками слива желеобразных отходов из резервуара-сборника системы откачивания размытых отложений, с патрубком слива желеобразных отходов из установки гравитационного разделения загрязненной жидкости и с первыми выходами установки доочистки нефтепродуктов и установки доочистки воды, вход которой соединен с патрубком слива воды из установки гравитационного разделения загрязненной жидкости, патрубок слива нефтепродуктов которой соединен с входом установки доочистки нефтепродуктов, при этом вход системы подачи моющей жидкости подключен через соответствующие запорные клапаны к патрубку слива воды из установки гравитационного разделения загрязненной жидкости и ко второму выходу установки доочистки воды. Установка доочистки нефтепродуктов выполнена в виде соединенных последовательно по потоку бака-накопителя, вход которого связан с патрубком слива нефтепродукта из установки гравитационного разделения загрязненной жидкости, фильтра грубой очистки, жидкостного насоса, фильтра-сепаратора и фильтра тонкой очистки, при этом выходы донных полостей фильтров подключены к накопителю установки утилизации твердых и желеобразных отходов, а бак-накопитель нефтепродуктов содержит датчики уровня, подключенные к пускателю жидкостного насоса установки доочистки нефтепродуктов.
Установка доочистки воды выполнена в виде подключенного к линии слива воды из установки гравитационного разделения загрязненной жидкости бака-накопителя, последовательно к которому подключен коалесцирующий фильтр, выход которого подключен к жидкостному насосу, соединенному напорной линией с адсорбционным фильтром, выход которого через соответствующие запорные клапаны подключен или к линии сброса воды, или к входу системы подачи моющей жидкости в очищаемый резервуар, при этом установка доочистки воды содержит вакуумный насос, всасывающий патрубок которого соединен через индивидуальные поплавковые отсекатели жидкости с внутренними полостями коалесцирующего и адсорбционного фильтров, донные патрубки которых подключены через запорные клапаны к первому выходу установки доочистки воды, связанному с накопителем установки утилизации отходов, а бак-накопитель воды содержит датчики верхнего и нижнего уровня, первый из которых подключен к пускателю вакуумного насоса, а второй - к пускателю жидкостного насоса установки доочистки воды.
Схема технологического комплекса для зачистки внутренней поверхности резервуаров от отложений приведена на чертеже.
Технологический комплекс для зачистки внутренней поверхности резервуаров от отложений состоит из системы 1 откачивания размытых отложений, системы 2 подачи моющей жидкости, установки 3 гравитационного разделения загрязненной жидкости, установки 4 доочистки нефтепродуктов, установки 5 доочистки воды, установки 6 утилизации твердых и желеобразных отходов и установки 7 вентиляции газового пространства резервуара.
Система 1 откачивания размытых отложений состоит из резервуара-сборника 8, связанного трубопроводами со средством 9 создания разрежения или давления и гибким трубопроводом 10 с захватывающим устройством 11. На крышке резервуара-сборника 8 установлен уровнемер 12, управляющий выход которого (не показан) связан с пускателем средства 9 создания разрежения или давления. В нижней части резервуара-сборника 8 имеются патрубки с запорными клапанами 13, 14 и 15 соответственно для слива желеобразных отходов, слива загрязненной жидкости и заполнения резервуара-сборника. На средстве 9 создания разрежения или давления имеются запорные клапаны 16 и 17 на всасывающем патрубке и 18, 19 на нагнетательном патрубке. На всасывающем патрубке средства 9 создания разрежения или давления также имеется мановакуумметр (не показан).
Захватывающее устройство 11 состоит из коленообразной трубы 20, один конец которой соединен через запорный клапан 21 с гибким трубопроводом 10, а другой конец - с диффузором 22. Коленообразная труба 20 закреплена на тележке 23. Между коленообразной трубой 20 и колесом тележки 23 установлен скребок 24.
Система 2 подачи моющей жидкости включает жидкостной насос 25, напорный патрубок которого соединен с гибким трубопроводом 26, второй конец которого через запорный клапан 27 соединен с трубкой 28, на конце которой установлено размывающее сопло 29. Трубка 28 с размывающим соплом 29 закреплена на захватывающем устройстве 11. Всасывающий патрубок жидкостного насоса 25 соединен с баком 30, снабженным подогревателем. Вход в бак 30 системы подачи моющей жидкости через запорный клапан 31 подключен к патрубку слива воды из установки 3 гравитационного разделения загрязненной жидкости и ко второму выходу установки 5 доочистки воды.
Установка 3 гравитационного разделения загрязненной жидкости состоит из фильтра грубой очистки 32 и бака 33 гравитационного разделения загрязненной жидкости, снабженного патрубком 34 слива воды, патрубком 35 слива нефтепродукта и патрубком 38 слива желеобразных отходов.
Патрубок 34 слива воды снабжен запорными клапанами 31 и 36, а патрубок 35 слива нефтепродукта снабжен запорным клапаном 37. На патрубке 38 слива желеобразных отходов установлен запорный клапан 39.
Патрубок 35 слива нефтепродукта соединен трубопроводом с входом в бак-накопитель 40 установки 4 доочистки нефтепродуктов. Патрубок 34 слива воды соединен трубопроводом с входом в бак-накопитель 41 установки доочистки воды, а патрубок 38 соединен трубопроводом с входом в накопитель 42 отходов установки 6 утилизации твердых и желеобразных отходов.
Фильтр 32 грубой очистки загрязненной жидкости соединен трубопроводами с входом в бак 33 гравитационного разделения загрязненной жидкости и через запорный клапан 14 - с резервуаром-сборником 8 системы 1 откачивания размытых отложений. Внутри фильтра 32 установлены металлические сетки (не показаны) для улавливания крупных механических примесей (тонкость фильтрования до 40 мкм). Внутри бака 33 гравитационного разделения загрязненной жидкости установлены вертикальные перегородки, первая из которых, расположенная ближе к патрубку 34, предназначена для накопления отделенной воды. Она герметично закреплена на боковых стенках бака 33 с зазором относительно днища. Другие вертикальные перегородки закреплены на боковых стенках бака 33 в шахматном порядке с зазором относительно боковых стенок бака 33.
Патрубки слива воды 34 и слива нефтепродукта 35 расположены на разном расстоянии от днища бака 33, при этом патрубок 35 слива нефтепродукта на 8-15 мм выше патрубка 34 слива воды. За счет разности уровня расположения патрубков в баке 33 формируется слой нефтепродукта, в котором в процессе подачи загрязненной жидкости в бак 33 происходит слияние капель эмульсии с последующим отделением укрупненных капель нефтепродукта от воды.
Установка 4 доочистки нефтепродуктов состоит из бака-накопителя 40, последовательно соединенного трубопроводами с фильтром грубой очистки 43, с жидкостным насосом 44, с фильтром-сепаратором 45 и с фильтром тонкой очистки 46. На трубопроводах установки 4 установлены запорные клапаны 47 - на выходе из бака-накопителя, на патрубках слива желеобразных отходов из фильтров, которые подключены к первому выходу установки доочистки нефтепродуктов. Первый выход установки 4 доочистки нефтепродуктов подключен к входу установки 6 утилизации отходов.
На баке-накопителе 40 установлены датчики верхнего 48 и нижнего 49 уровня, которые подключены к пускателю жидкостного насоса 44 (не показан).
Установка 5 доочистки воды состоит из бака-накопителя 41, последовательно соединенного трубопроводами с коалесцирующим фильтром 50, жидкостным насосом 51 и адсорбционным фильтром 52. На трубопроводах установки 5 установлены запорные клапаны 53 - на входе коалесцирующего фильтра, 54 и 55 - на втором выходе установки 5 доочистки воды, при этом запорный клапан 54 установлен на линии сброса воды, а запорный клапан 55 - на линии, которая идет к входу в систему 2 подачи моющей жидкости. Донные патрубки слива желеобразных отходов из фильтров 50 и 52 через запорные клапаны соединены с первым выходом из установки 5, который связан с накопителем 42 установки 6 утилизации отходов.
На баке-накопителе 41 установлены датчики верхнего и нижнего уровня, первый из которых подключен к пускателю вакуумного насоса 61, а второй - к пускателю жидкостного насоса 51 (не показано).
Внутренние полости коалесцирующего и адсорбционного фильтров соединены через индивидуальные поплавковые отсекатели 58 и 59 с вакуумным насосом 60. На всасывающем патрубке вакуумного насоса 60 установлен датчик 61, который подключен к пускателю вакуумного насоса 60 и пускателю жидкостного насоса 51 (не показано).
Установка 6 утилизации твердых и желеобразных отходов состоит из накопителя 42 отходов, патрубок выгрузки из которого соединен трубопроводом с запорным клапаном 62 с блоком 63 сжигания отходов.
Вход накопителя 42 соединен трубопроводами с резервуаром-сборником 8 системы откачивания размытых отложений с баком 33 установки гравитационного разделения загрязненной жидкости, с установкой 5 доочистки воды и с установкой 4 доочистки нефтепродуктов.
В системе 1 откачивания размытых отложений в качестве средства создания разрежения или давления используется серийно выпускаемый жидкостно-кольцевой вакуум-компрессор марки ВК-6М с масляным контуром для охлаждения, что позволяет эксплуатировать систему откачивания размытых отложений при температуре окружающего воздуха до 0°C, а также создавать избыточное давление (до 0,15 МПа) в резервуаре-сборнике 8 во время слива из него загрязненной жидкости в установку 3, что способствует ускорению опорожнения резервуара-сборника.
Привод вакуум-компрессора может осуществляться от электродвигателя во взрывобезопасном исполнении или от коробки отбора мощности автомобиля, на котором размещается эта система.
Для повышения производительности системы откачивания размытых отложений можно использовать два параллельно установленных резервуара-сборника.
2
В системе 2 подачи моющей жидкости в качестве жидкостного насоса используется серийно выпускаемый очиститель высокого давления модели К-890, снабженный баком с подогревателем. Максимальное давление очистителя - 19 МПа (190 кгс/см), расход воды - 14 л/мин, расход дизельного топлива на подогрев воды до 95°C составляет 9,5 кг/час. Привод от электродвигателя мощностью 7,5 КВт.
Применение очистителя высокого давления в системе 2 подачи моющей жидкости в очищаемый резервуар позволяет повысить качество очистки внутренней поверхности резервуара, сократить время и расход воды, а следовательно, сократить количество загрязненной жидкости.
В качестве установки 3 гравитационного разделения загрязненной жидкости можно использовать известные установки для разделения несмешивающихся жидкостей, например установки по патентам №38298 и №2280489.
В установке 4 доочистки нефтепродуктов используются серийно выпускаемые фильтрующие элементы:
- в фильтре 43 грубой очистки - металлическая сетка с тонкостью фильтрования 25 мкм;
- в фильтре-сепараторе 45 - фильтрующий элемент ФЭ-5/15 с тонкостью фильтрования 15 мкм, коалесцирующий элемент КЭ-15 и сепарирующий элемент СЭ-15, обеспечивающие полное удаление воды из нефтепродукта;
- в фильтре тонкой очистки 46 - фильтрующий элемент ЭФБ-5/15 с тонкостью фильтрования 5 мкм.
3
В установке 4 доочистки нефтепродуктов используется серийно выпускаемый жидкостной насос производительностью 8 м/ч. Он оснащен электродвигателем во взрывобезопасном исполнении.
В качестве фильтрующих элементов в установке 5 доочистки воды используются серийно выпускаемые материалы:
- в коалесцирующем фильтре 50 - фильтроэлемент из углеродной ткани «Вискум»;
- в адсорбционном фильтре 52 - фильтроэлемент из углеродной ткани «Вискумак».
Концентрация нефтепродуктов в очищенной воде на выходе из установки 5 не превышает 0,3 мг/л, что соответствует экологическим требованиям.
3
В установке 5 доочистки воды используется жидкостной насос производительностью 8 м/ч, оснащенный электродвигателем во взрывобезопасном исполнении.
В качестве вакуумного насоса 60 в установке доочистки воды используется серийно выпускаемый насос марки ВВН1-0,75 с взрывобезопасным электродвигателем.
В установке 6 утилизации твердых и желеобразных отходов в качестве блока 63 сжигания отходов используются высокотемпературные (800-1100°C) агрегаты, например, серийно выпускаемая установка «Костер-1» фирмы ТОО «Лесорб» (г.Смоленск) или установка «Смарт Эш» фирмы ЭКО сервис НЕФТЕГАЗ (г.Москва).
3
В установке 7 вентиляции газового пространства резервуара используется серийно выпускаемый вентилятор производительностью по воздуху 4300-6860 м/ч с электродвигателем во взрывобезопасном исполнении.
Все оборудование технологического комплекса размещается на автомобиле КАМАЗ-53212 и автомобильном прицепе типа НЕФАЗ-8332 или на двух рамах с возможностью перевозки всего технологического комплекса на грузовых платформах автомобиля и прицепа.
Технологический комплекс для зачистки внутренней поверхности резервуаров от отложений эксплуатируется следующим образом.
После слива нефтепродукта из зачищаемого резервуара снимают крышку с технологического люка, размещенного в нижней части корпуса резервуара, и крышку со светового люка, размещенного на крыше резервуара. На световом люке закрепляют установку 7 вентиляции газового пространства резервуара. Одновременно подготавливают к работе все технологическое оборудование комплекса. Бак 33 установки 3 гравитационного разделения загрязненной жидкости заполняется водой из водопровода или водоема до момента вытекания ее из патрубка 34, а затем заполняется нефтепродуктом до момента его вытекания из патрубка 35. Технологический комплекс подключается к питающей электросети склада (базы) горючего. Бак 30 системы 2 подачи моющей жидкости также заполняется водой и при необходимости включается электроподогрев воды.
После этого включается установка 7 вентиляции газового пространства резервуара и производится его вентиляция до установленных санитарных норм. Затем первый оператор с соблюдением требований безопасности заносит в резервуар через технологический люк захватывающее устройство 11 и подсоединяет его к гибким трубопроводам 10 и 26. Оператор размещает захватывающее устройство 11 на днище резервуара в месте наибольшего скопления нефтепродукта. Второй оператор открывает соответствующие запорные клапаны системы 1 откачивания размытых отложений и включает вакуум-компрессор 9 в режиме создания разрежения в резервуаре-сборнике 8. Первый оператор, находящийся внутри зачищаемого резервуара, периодически открывает запорный клапан 21 и производит зачистку остатков нефтепродукта в резервуар-сборник 8. При необходимости удаления с днища резервуара твердых или желеобразных отложений второй оператор включает систему 2 подачи моющей жидкости, при этом первый оператор периодически открывает запорный клапан 27 и, перемещая захватывающее устройство 11 по днищу, производит размыв отложений с одновременным удалением жидкой массы в резервуар-сборник 8. Для мойки внутренней поверхности корпуса резервуара первый оператор отсоединяет от захватывающего устройства 11 трубку 28 с размывающим соплом 29 и производит обмыв стенок резервуара с последующим сбором с днища резервуара загрязненной воды с помощью захватывающего устройства 11. Для мойки резервуара может использоваться как холодная, так и подогретая вода.
После заполнения резервуара-сборника 8 продуктами зачистки от уровнемера 12 поступает сигнал на пускатель вакуум-компрессора 9 на его выключение. После выключения вакуум-компрессора 9 второй оператор закрывает запорный клапан 15, открывает запорный клапан 14, путем переключения запорных клапанов 16, 17, 18 и 19 переводит вакуум-компрессор 9 в режим создания давления в резервуаре-сборнике 8. Одновременно открываются запорные клапаны 36 и 37 на баке 33 разделения загрязненной жидкости и соответствующие запорные клапаны по потоку движения воды и нефтепродукта в установках доочистки нефтепродукта 4 и доочистки воды 5.
Загрязненная жидкость из резервуара-сборника под давлением сливается в установку 3, в которой происходит гравитационное разделение смеси на воду, нефтепродукт и желеобразные отходы. Отделенная вода при открытом запорном клапане 36 по трубопроводу сливается в бак-накопитель 41 установки доочистки воды, а нефтепродукт при открытом запорном клапане 37 сливается в бак-накопитель 40 установки доочистки нефтепродукта.
После опорожнения резервуара-сборника 8 от уровнемера 12 поступает сигнал на пускатель вакуум-компрессора 9 на его выключение. Второй оператор переключает соответствующие запорные клапаны и включает вакуум-компрессор 9 в режим создания разрежения в резервуаре-сборнике 8.
После заполнения бака-накопителя 40 нефтепродуктом от датчика верхнего уровня подается сигнал к пускателю на включение жидкостного насоса 44. Запорный клапан 47 открывается с началом поступления нефтепродукта в бак-накопитель 40. В фильтрах 43, 44 и 45 производится доочистка нефтепродуктов от воды и механических примесей. Чистый нефтепродукт сливается из установки 4 в заранее подготовленную емкость. Жидкостной насос 44 выключается после поступления сигнала от датчика нижнего уровня, установленного в баке-накопителе 40.
После заполнения бака-накопителя 41 водой поступает сигнал от датчика верхнего уровня воды в баке на пускатель вакуумного насоса 60, который создает разрежение в полостях фильтров 50 и 52. Вода из бака-накопителя 41 при открытом запорном клапане 53 под действием разрежения на выходе из бака заполняет полости фильтров 50 и 52. После заполнения коммуникаций и фильтров водой датчик 61, установленный на всасывающем патрубке вакуумного насоса, выдает сигнал на отключение вакуумного насоса 60 и на включение жидкостного насоса 51. В фильтрах 50 и 52 производится доочистка воды от нефтепродуктов. Чистая вода, очищенная от нефтепродуктов до нормативных требований, сливается через запорный клапан 54 в промышленный водоем или канализацию, а при необходимости пополнения водой системы 2 подачи моющей жидкости периодически открывается запорный клапан 55. Система 2 подачи моющей жидкости может пополняться водой из установки 3 гравитационного разделения загрязненной жидкости при открытом запорном клапане 31.
Жидкостной насос 51 выключается после поступления сигнала от датчика нижнего уровня воды в баке 41.
Твердые и желеобразные отходы из резервуара-сборника 8, бака 33 и фильтров 43, 45, 46, 50 и 52 периодически удаляются в накопитель 42 желеобразных отходов, а затем по трубопроводу подаются в блок сжигания.
Периодически удаляются из фильтра 32 установки 3 гравитационного разделения загрязненной жидкости грубые механические примеси.
Технологический комплекс наряду с функцией зачистки резервуаров решает ряд других задач и в частности доочистку нефтепродуктов и воды до нормативных требований, утилизацию твердых и желеобразных отходов, а также позволяет многократно использовать очищенную воду для мойки внутренней поверхности резервуара.