qc課題名稱：簡易浮筒式收油器的設(shè)計與制作

1、課題名稱：簡易浮筒式收油器的設(shè)計與制作小組名稱：回收浮油qc小組 發(fā)表人：單位名稱：2015年7月21日目錄一、小組介紹3二、課題選擇42.1選題理由42.2現(xiàn)狀調(diào)查4三、設(shè)定目標6四、提出各種方案并確定最佳方案6五、制定對策95.1圖紙繪制95.2圖紙設(shè)計說明95.3溢油口位置設(shè)計計算95.4泵的選型10六、對策實施106.1設(shè)計說明106.2設(shè)備初步調(diào)試12七、確認效果13八、標準化158丄操作指南158.2注意事項15九、總結(jié)159.2設(shè)計成果17一、小組介紹小組名稱注冊編號課題名稱成立時間課題類型活動時間小組人數(shù)當年活動次數(shù)近廠年獲獎情況無序號成員姓名年齡文化程度職務(wù)職稱組內(nèi)分工備注1

2、2345678910二、課題選擇2.1選題理由屮海油碧海環(huán)保服務(wù)有限公司承擔屮海油海上鉆井平臺固廢回收與處置以 及污油水冋收與處理工作，是目前天津市范圍內(nèi)唯一一家獲得海上天津市級危險 廢棄物經(jīng)營許可證的國有企業(yè)，是具有處理海上油田勘探開發(fā)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的 廢棄物能力的企業(yè)，其負責處理渤海公司牛產(chǎn)線上全部的含油廢水、水基鉆屑、 水基鉆井液、危險化學(xué)品、過期化學(xué)試劑及固體廢棄物等廢物。本課題針對廠區(qū)四號池以及六號池表面的浮油的收集進行了一個簡易浮筒 式收油器的設(shè)計與制作。廠區(qū)現(xiàn)有八個臨時池，其中三、五號池作為海上平臺回 收廢液的一個接收池，而廠區(qū)六號池作為三、五號池的一個中轉(zhuǎn)沉淀池，其下層 污水進

3、入四號池最終進入污水處理車間，對污水處理車間的污水處理起到一個降 解沉淀的作用，有利于水質(zhì)均勻穩(wěn)定減少后期污水處理難度。通過對其表層油污 的收集，一方面為后續(xù)處理四、六號池污水提供了便利，優(yōu)化了處理工藝，節(jié)約 了后期污水處理過程中的物力人力。另一方面冋收后的原油可以進行冋收利用, 為公司創(chuàng)造了效益。而且考慮到四、六號池的油污收集工作是一個短期內(nèi)可以完 成的項目，所以木著投資少但不耽誤生產(chǎn)的前提下設(shè)計與制作一個簡易式浮筒收 油器。2.2現(xiàn)狀調(diào)查從2015年4月至2015年5月，木小組成員對廠區(qū)四、六號池進行了詳細的 調(diào)查。四號污油水池表面油污較稀薄，多以薄油膜的形式平鋪在水池表面，受環(huán) 境影響較

4、大，如風向、降雨量等等。而現(xiàn)在污水處理車間的入水口也在四號池內(nèi)， 其表面油膜已經(jīng)影響到公司的正常生產(chǎn)，如圖21所示：圖2-1廠區(qū)4號池而六號污油水池表面油層較厚，并含有膠質(zhì)泥沙，隨周圍環(huán)境變化影響較小,油層組成比較穩(wěn)定，如圖22所示：圖2-2廠區(qū)6號池根據(jù)實際環(huán)境調(diào)查，該廠區(qū)在春夏季多為東北風向，所以油泥池內(nèi)油污多在 池西南角匯集，本著設(shè)計原則及依據(jù)，擬用一簡易收油器在西南角一定范圍內(nèi)工 作，即節(jié)約了成本減少了不必要的浪費，又提高了收油器工作效率。相比較下，六號池的處理難度較大，本著先難后易的原則，本小組決定先對 六號池的污油水進行表而油污的收集。三、設(shè)定目標設(shè)計本簡易浮筒收油器要利用廠區(qū)現(xiàn)有

5、廢舊材料在保證安全的前提下對廠 區(qū)六號污水池進行表面浮油的清理回收工作，并將收集后的浮油注入儲油器進行 集中儲存處理。最終處理效果為六號池表面沒有較厚油層，一方面為污水處理車 間的污水處理降低了難度，另一方面節(jié)約了藥劑成本，提高了出水效果。同時使 收油器的收油效率基本達到市而上小型收油器的收油效率。四、提岀各種方案并確定最佳方案收油器又名撇油器，具有多種類型，如堰式撇油器、管式撇油器、盤式撇油 器等。本著節(jié)能環(huán)保的設(shè)計原則，現(xiàn)對其進行分析說明：堰式撇油器:利用油和水的比重不同，浮油漂浮在水面的原理。調(diào)節(jié)撇油器 的堰口高度到正好在油層下面，使油流入集油槽屮，然后被泵抽走，而水則被擋 在堰口外面。

6、如圖4-1所示：泊黑舉邊丹體圖4-1堰式撇油器管式撇油器：它是利用由親油材料制成的漂浮于水面的一定長度的環(huán)型管來 吸附水面的溢油，通過刮板裝置將環(huán)型管吸附的油刮出并存放在集油槽中的裝置。 如圖4-2所示圖4-2管式撇油器帶式撇油器：是指利用傳動帶回收水面溢油的機械裝置。傳動帶的運轉(zhuǎn)將水 面的溢油粘附在上面，經(jīng)過刮片將油導(dǎo)入到集油槽中，再由泵打到儲存裝置。刮 油帶是用特殊耐蝕鋼和特殊設(shè)計的高分子材料制成，耐磨持久，如圖43所示:圖43帶式撇油器根據(jù)設(shè)計原則與設(shè)計依據(jù)本項0決定采用堰式撇油器，其優(yōu)點較其他幾種主要有 以下幾點：1設(shè)計簡單，其涉及到的主要材料便于制作，自動化程度低。2使用方便：安裝在

7、水面上的浮動收油裝置無運動部件，無需維護。3.適用性強：適用于清除寬闊水面上的大面積油漬。4不受液位限制：浮動式撇油器強有力的吸程和浮動式設(shè)計使整個系統(tǒng)不受液位限制，任何液位高度裝置都可正常工作。如圖54所示：4-4浮筒式收油器五、制定對策5.1圖紙繪制根據(jù)設(shè)計依據(jù)及原則本小組采用廠區(qū)現(xiàn)有及廢棄原料進行了設(shè)計制作，如圖5-1所示：5.2圖紙設(shè)計說明撇油器油四個浮筒組成，中間為收油桶，其余三個為支撐整個設(shè)備重量的浮 筒，三個浮筒用六根木棍連接，中間浮筒通過鐵絲與其余三個浮筒連接，并在側(cè) 面合適位置開口，作為溢油口，溢油口開口位置由計算得出，同時在運行后期可 以考慮桶內(nèi)加配重的方法來控制溢油口開口

8、位置，如圖所示。整個設(shè)備具有穩(wěn)定 靈活的特點，同時可以滿足設(shè)計要求，及設(shè)計目的。5.3溢油口位置設(shè)計計算在標準狀況下原油的密度為810kg/m由浮力公式f浮=g液=p液gv排=m假設(shè)中間收油桶內(nèi)一直存有h =0.2m的液位，進入桶內(nèi)油與出口流速相等,每個浮筒質(zhì)量10kg,桶半徑為0.2m,根據(jù)公式得:p液収排=4xng + g泵+g油s = tir2v=sx ahg=9.8x 103kg/m3g油為桶內(nèi)存油g泵為潛水泵重量，為30kg經(jīng)計算 h二0.0702m即實際開口高度h二h + h =0.2702m取27cm在設(shè)計制作過程中，對收油桶側(cè)方開口寬度進行擴大，一方面考慮到了模擬 環(huán)境與實際環(huán)

9、境的差異，另一方面也方便較粘稠的油進入，提高了效率，但這樣 做的后果是容易造成油池中的膠質(zhì)等雜質(zhì)進入，對管道或泵有可能造成阻塞。 54泵的選型在模擬實驗中，在開口高度為0.27m的條件下，中間收油桶的進水速率為 2.0l/m3考慮到污油水黏度大，流動性差，估算出在實際情況下進水速率為1.5l/h0 根據(jù)設(shè)計原則，v入二v出所以選擇潛水泵的流速為2.0l/m3,根據(jù)廠區(qū)現(xiàn)有廢舊泵, 采用一臺型號為220v電壓，4.5m揚程，0.08kw的潛水泵。六、對策實施6.1設(shè)計說明1依據(jù)三角形穩(wěn)定性將簡易撇油器設(shè)計成三角形，三點的塑料桶為浮點，支撐 整個撇油器的重量，中間塑料桶為撇油器的主要核心工作部分。

10、如圖61所示:圖61撇油器的設(shè)計制作過程圖2. 周圍三個桶之間用木棍連接，一方面減少重量利于撇油器漂浮，另一方面固定 了三個桶之間的距離，防止桶側(cè)翻。為了加固撇油器防止單個桶以及整體發(fā)牛側(cè) 翻，在桶與桶的側(cè)面之間分別還有三個木棍相連接。如圖6-2和63所示：撇油器設(shè)計制作過程圖6-2撇油器設(shè)計過程圖6-33. 根據(jù)撇油器進入油污池內(nèi)的吃水深度及水與油的比重不同，在中間桶的正面和 側(cè)面分別開了一組可讓大部分油進入而大量的水留在外面的開口，內(nèi)置一淺污泵 將桶內(nèi)油污抽走進入岸邊的儲存罐內(nèi)。如圖64所示：圖6-4撇油器的設(shè)計制作過程圖6.2設(shè)備初步調(diào)試撇油器初步設(shè)計完成后，本小組本著設(shè)計原則進行了撇油

11、器止式運行前的一 次初步調(diào)試，即模擬真實環(huán)境下的一次下水實驗，主要目的是測試撇油器的穩(wěn)定 性及中間桶側(cè)方開口位置與理論計算的差別。如圖6-5所示：圖65撇油器初步調(diào)試經(jīng)過測試后得出，理論與計算存在-定差別，但基本符合實際要求，滿足實際應(yīng)用。七、確認效果1 收油器放置水中其溢油口位置與實際水面位置存在差異，一方面因為水的密度大于原油密度。 其次因為理論中數(shù)值是考慮到理想條件下的一個抽象模型，與實際略有差別?？?以考慮增加配重來消除影響，但并不影響設(shè)備的使用性能，滿足設(shè)計要求。2. 將泵放置在收油桶內(nèi)泵體入水口位于距收油桶底部5cm處，由鐵絲懸掛在收油桶桶頂，防止底 部淤泥膠質(zhì)等雜質(zhì)阻塞泵口，3.

12、 泵出水口聯(lián)通儲油器經(jīng)小組商討，決定利用廠區(qū)現(xiàn)有八方儲罐作為儲油器進行收集。4 設(shè)備接電在設(shè)備連接完成后，由小組電工負責給浮油桶內(nèi)泵接電，并配有漏點保護器， 電線架空，防止發(fā)牛觸電危險。5. 啟動收油器電機。觀察管道出水口，如流出表明原油則證明設(shè)備運行正常，如流出大量污水， 則需停機檢查。6. 移動收油器移動收油器在6號池內(nèi)不同位置進行油污收集，分別測出其收油率。設(shè)備運行前期收油效果良好，但隨著時間進行，進入收油桶內(nèi)膠質(zhì)增多，對 潛水泵造成了阻塞，針對這種現(xiàn)象經(jīng)小組人員討論，在中間收油桶開口處罩一塑 料材質(zhì)網(wǎng)格板，通過鐵絲連接到浮筒式撇油器上。潛水泵雖可以滿足收油效果，但效率低且易阻塞，所以小

13、組人員討論決定更 換為廠區(qū)現(xiàn)有的一臺功率3kw,流速為3l/h的空閑管道泵。將泵主體固定岸邊， 入油管與岀油管分別放置于收油桶內(nèi)與八方罐。經(jīng)改進后的簡易浮筒式收油器運行基本穩(wěn)定，出油速度達到12l/h,如圖7-1所示。圖71簡易式撇油器運行狀態(tài)廠區(qū)6號池長66m,寬33m,深度3米，共存有6500m3的泥水混合物，其 中表層原油為0.2m深，得到原油體積為435.6m在為期24天八 的表層油污 收集后，本小組共收集129cm3原油，全部收集在廠區(qū)現(xiàn)有八方罐內(nèi)進行安全存 放。6號池內(nèi)原油深度降低0.05cm,為后續(xù)污水處理降低了難度，提高了出水效 果。出油穩(wěn)定后，對所收集的污油水進行化學(xué)分析檢測

14、，原油經(jīng)過長時間加熱破 乳后在有刻度的燒杯內(nèi)靜置一段吋間，最后根據(jù)燒杯內(nèi)的刻度得出燒杯內(nèi)油水的 體積比約為5.5:4.5,從而由公式計算出收油率甲回收原油體積所回收的液體總體積2015 年 6 月 28 h2015年7月13日2015年8月6日<p18%20%19%經(jīng)查閱資料，所設(shè)計簡易收油器與市場小型收油器效率相當，并符合設(shè)計要求，達到既定目標。八、標準化設(shè)備運行平穩(wěn)后，需要后期人員的日常運行及維保，因此制定現(xiàn)場操作人員 的操作指南和注意事項。一方面保證設(shè)備后期的安全平穩(wěn)運行，另一方面提高收 油效率，完成設(shè)計目標。8.1操作指南1. 設(shè)備運行前對設(shè)備整體進行檢查，收油桶開口處應(yīng)位于液面

15、以下5cm收油桶內(nèi)軟管應(yīng)位于液面以下10cm,管道泵應(yīng)放置平穩(wěn)，電線連接完畢，收油 罐內(nèi)液面臨近罐口不少于0.5m；2. 檢查完畢后打開管道泵開關(guān)，觀察出水口，如岀水口出現(xiàn)大量污水則關(guān)停設(shè) 備，進行問題排查，如出現(xiàn)粘稠原有，則說明設(shè)備正常；3. 每隔半小時對收油罐內(nèi)液而及收油桶液位進行巡檢，防止因阻塞，水質(zhì)變化 等其他因素造成的設(shè)備不穩(wěn)定運行，如發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行不正常立即停機；4. 設(shè)備過程屮有可能發(fā)生原油外泄，火災(zāi)等突發(fā)事件，需要操作人員嚴格按照操 作規(guī)程，做好相應(yīng)的應(yīng)急準備。8.2注意事項1. 運行期間要對管道與設(shè)備z間的連接口進行防漏檢查，并墊好吸油氈，防止油污對周圍環(huán)境進行污染；2. 設(shè)備

16、運行期間要在周圍放置合格滅火器，防止有可能發(fā)生的火災(zāi)隱患；3. 設(shè)備池岸邊，而油池沒有護欄，所以操作人員在進行作業(yè)時要注意； 人身安全，防止跌入池內(nèi)，必須兩名員工同時作業(yè)。九、總結(jié)簡易收油器于2015年6月28日試運行，到2015年8月13日停機，期間 共運行24天，收集浮油129cm3,收油效率平均達到20%。9.1運行記錄表日期運行時間累計運行時間/h收油量/m3累計收 油量/n?設(shè)備運行狀態(tài)備注2015年6月28日111.51.5良好設(shè)備試運行2015年6月29日0.51.50.52.0潛水泵出現(xiàn)阻塞2015 年 7 月 10 b23.524良好更換管道泵2015年7月13日47.559

17、良好2015年7月14日4.512716良好2015年7月15日416521良好2015年7月17日218223收油桶濾板阻塞人工清理2015年7月20日220225良好2015年7月21日3233.52&5良好2015年7月22日4275.534良好2015年7月23日431539良好2015年7月24日4.535.5645良好2015年7月27日540.56.551.5良好2015年7月28日545.56.558良好2015年7月29日4.550664良好2015年7月30日454569良好2015年7月31日4.55&5675良好2015年8月3日563.56.581.5

18、良好2015年8月5日467.5586.5良好2015年8月6日471.5591.5良好2015 年 8 月 10 03.575495.5良好2015年8月11日1761.597管道泵維修人工維修2015年8月12日4805102良好2015年8月13日4845107良好制表人9.2設(shè)計成果易式浮筒收油器的設(shè)計與制作，達到既定目標，符合設(shè)計條件，收油器效率 達到20%,與市面上小型收油器效率基本相當，滿足實際使用要求，在運行期間 共收集原油129m3,所有原有都收集在八方罐內(nèi)進行安全存放，六號池表面由較 厚油層變?yōu)檩^薄油層，完成設(shè)計目標。此簡易收油器雖能達到既定目標，符合設(shè)計條件，但存在著效率低，設(shè)備連 續(xù)性差等問題，在今后的研究改進方向應(yīng)在提高設(shè)備效率，增強穩(wěn)定性等方面提 高。針對提高效率，可以采取增大收油桶容積，更換功率較大管道泵，同時注意 型號與實際情況的匹配，防止油污外溢污染環(huán)境。設(shè)備在運行過程中受油池水質(zhì) 變化影響及設(shè)備自己設(shè)計缺陷，容易造成污油水外輸中斷，泵的空載等影響設(shè)備 穩(wěn)定運行。所以在今后的改進中從設(shè)備木身缺陷上改進也成為一個重要的工作, 為設(shè)備盡快連續(xù)性運行做足準備。通過這次簡易浮筒式收油的設(shè)計與制造，增強