储油罐自动脱水器的原理和应用.doc

储油曩自动挽水墨的原理和应用 493 储油罐自动脱水器的原理和应用 吴培森 (四川乐山伟业机电有限公司) 摘要本文首次采用数学模式论证7储油罐人I脱水自々缺陷是客观存在的。 这些缺陷所产生的不良后果和危害说明了淘汰人工脱水的必要性和紧迫性。文中首 次对现有的储油罐自动脱水器进行7科学的分类，并对各类自动脱水器的原理特点 进行7表述和分析，介绍j应用的方法和效果，并列举多个使用单位的化验数据，说 明j用自动脱水器取代人工脱水是可行的，有效的和安全可靠自々。改变“储油罐脱水 ——污油排放——污油回收”的旧过程、旧观念，而代之以储油罐的自动脱水无污油 排放的新过程、新观念。 油品中的水分在储罐中经过沉降以后再排出储罐去，这一过程称为“脱水”(或切水)。是石 油采掘、石油加工和油品储运行业中一道不可缺少的工序。传统的脱水工艺是采用人工操作的 方法，存在严重的缺陷。一是储罐中的沉降水不能全部脱尽，直接影响油品的质量和生产的正 常进行}二是伴随着脱水有大量的油品泄出，使“脱水”成了石油加工和采掘中油品损失的主要 环节和造成环境油污的重要源头i三是操作者有很大的随意性，使储油罐的脱水成了一个难以 控制的变效，脱水时工人擅自离岗，导致大量油品泄出的事时有发生，因此潜在着严重的安全 隐患。 人工脱水是在储罐中的水经过充分沉降，油水分离后才实施的，为什么会产生脱水不尽和 脱水带油的问题呢?这是因为水在储罐中的沉降是在静态条件下的单一的重力运动。而脱水 是在运动状态下进行的，当排水阀门打开后，介质在罐压力作用下从排水管进口的恩围进入排 水管，各方向的运动力交汇于管IZl处而形成漩涡，将油和水重新混合起来一起排出储罐之外 (见图1)。 一 ——L————J——]筌垒釜厂 图1人工脱水介质流向示意图 a一储油罐；b一排水阀门Ic一污水坑I。一”一介质流向 在排出的混合液中油品的含量可用下式表达 Q-=Q—Q木 =KS廿一KS△P×僻／g) 一恙S，曩jP‘蕾，硒据》7  494 宝国油气储运技术奎舞研讨盒论文纂 式中Q——脱水时总的排放量； Q“Qm——分别为水和油的含量； S——排水流道截面积； △P——储罐内压力与排水口的压力差； 日——油水界面到排水管底部实际高度； K——排放系数； g——排水不带油时的最低界面高度(临界高度)。 从式中可以看出，当Ⅳ等于临界高度g时，Q*=o，即此时排水不带油。随着水的排放，界 面高度越来越小，Q*的量就越来越大。到界面消失，即日一0时，则Q*一Q，此时排出的就全是 油了。当然，操作者不会等到全部排油对才关上排水阀门，而是凭观察有较多的含油量时就把 排水阀门关上了。～般情况下，脱水中的含油量约占排量的15％～20％。这就是说H值还有相 当的高度，说明储罐中的沉降水是不可能排完的。由此可得出结论：人工脱水带油，脱水不尽是 脱水时储罐中排水管口处各向运动力作用的结果，是客观存在而不可避免的，不是操作者的技 术问题，也非管理问题，而是这种工艺固有的弊端。 当前解决脱水不尽的办法是提高在储罐中取油的位置，这就使储油罐底部始终有几十厘 米高的油品作为垫底层而达不到利用。每个储油罐的垫底油品从几吨到几十吨不等，全国几万 个储油罐，就有几十万吨油品不能利用。 解决脱水后的污油问题主要的办法是回收和利用。为此每个企业都要投入大量的人力、财 力来设置庞大复杂的污油回收系统。但是油品一旦被排出储罐之外，就不可能全部收回．轻质 油基本上挥发到大气中，还有一部份油品流到扛河里，据资料统计，除去回收部份，人工脱水造 成的油品损失为加工量的3‰，加上回收处理污油所耗的费用，全国每年的经济损失就达十多 亿元。 新的解决办法就是消除产生污油的条件。即淘汰落后的人工脱水工艺，以无污油排放的自 动脱水工艺取代之。 储油罐的自动脱水由储油罐自动脱水器来实现。自动脱水器的基本功能就是“排水阻油”， 使在储油罐中已经分离而在排水时叉被混合起来的水、湖混合液再次分离开来，使排水和阻油 统一实施于储罐脱水的垒过程中，既要把储罐中的沉降水全部排尽。又要阻止油品从储罐中跑 出来。这一过程不需要人工操作，也无需其他动力，全部自动完成，部分使用脱水器厂家对脱水 含油量的化验结果见表1。 丧1 CIS-Y储油罐自动脱水器部分用户脱水含油量化验数据衰 脱水台油量(rag／L) 油品种类 盘锦石化 中国石油兰州 抚顺石油二厂 武汉炼油厂 南充炼油厂 格尔木炼油厂 总公司 石化公司 汽油 13．88 49 29．5 柴油 45．56 32．96 18．4 原油 19．77 3．2 石脑油 51 注t各厂脱水台油量的测试时间分别为1997年1月、1997年8月、2001年9月、2001年6月、2002年6月、 2002年7月．表中效据均为