机械清洗主要指利用具有一定速度和压力的水（或其它特种清洗液），在物体表面产生冲击力和向外辐射的切向力，进而对物体表面污垢等附着物进行打击、冲蚀、切割、楔劈和移除，达到清洁表面的目的。机械清洗技术广泛应用于化工（化学品/油漆/树脂）、食品（含发酵酿造/果汁饮料）、医药、石油天然气、造纸（含纸浆）等行业，能够提高清洗效率、降低人工清洗成本，提升作业安全性并减少环境污染。在石油天然气工业的上下游领域，机械清洗技术主要应用于大型立式储油罐和加油站埋地油罐、铁路罐车(公路槽车)等卧式储油罐内部壁面的清洗，也应用于原油储罐中油泥的防沉积。

　　1.大型立式储油罐等立式储罐的机械清洗

　　在大型立式储油罐机械清洗的清洗组件中，普遍采用安装有一个细长型喷嘴的专用清洗喷枪，利用气动马达驱动来实施清洗作业。生产制造此类清洗组件的公司主要有日本大凤工业株式会社(Taiho Industries)、丹麦Oreco A/S公司和瑞典Scanjet公司等。随着技术的发展，在清洗组件中逐渐将场景视频监控设备、光源与喷枪集成为一体，固定安装在专用的导轨式支撑臂上，从罐壁人孔进入罐内或直接将其安装在罐顶。通过电缆传输信号，利用位于罐外的操作台控制喷枪的喷射角度，同时借助视频监控设备对喷枪的动作进行实时图形仿真，以提高清洗作业的针对性和作业效率，例如美国HydroChem Industrial Services公司的Slurry Cannons、德国S&U公司的Spray Cannon、英国Willacy Oil Service公司的Sludgebuster Cannon、英国NESL公司的Manway Cannon System等。机器人、环境识别、人工智能等先进技术的发展进一步推动了机械清罐作业向自动化和智能化方向转变。当然，也可将清洗组件安装在可移动履带小车上，并与可视化技术相结合。此技术仍处于发展阶段，应用该技术的主要有英国NESL公司的遥控清洗小车(Comebi Moverjet)、美国Petroleum Ferment公司开发的用于流化和喷击底泥的水力车、美国Offshore CleaningSystems公司开发的Industrobot、美国Landary服务公司开发的折叠式自动进罐小车、意大利Gerotto Federico公司研发的Lombrico微型抽吸挖掘机等。

　　当然，大型立式储油罐的机械化清洗作业不仅涉及液相流体类物质的清除、运移和处理，而且涉及含烃类气相流体类物质和烃类固相污染物质的处理。因此，机械化清罐作业是一个复杂的系统工程，就整个机械清洗系统而言，具有代表性的有日本大凤工业株式会社(Taiho Industries)的COW系统、丹麦Oreco A/S公司的BLABO系统和MoClean系统、德国S&U公司的Modular Tank Flushing系统、美国KMT公司的MegaMacs系统、英国NESL公司的COS系统、英国Tradebe Refinery Service公司的Automatic Tank Cleaning系统和美国M-I SWACO公司的清洗系统等。

　　2.卧式储罐的机械化清洗

　　对于卧式储罐的机械化清洗，在清洗组件中通常使用含有多喷嘴(2-4个)的三维旋转喷头，且以水力驱动为主。在铁路（公路）罐车卧式储罐的机械清洗方面，生产制造此类清洗组件的公司主要有美国Butterworth公司、瑞典Alfa Laval公司、瑞典Scanjet公司和美国KMT公司，相关清洗系统主要有德国URACA公司的TWK-Trunkojet、美国JETECH公司的ITC-G2、美国Butterworth公司的罐车清洗系统和美国Mcwhorter&Associates公司研发的罐车清洗机器人。在加油站埋地油罐的机械清洗方面，相关清洗系统主要有美国Gamajet公司的UST-MCS、英国Tank&Pipeworks公司的Petrack和美国Optic Fuel Clean公司的OpticSweep等。

　　三维旋转喷头是清洗组件中的关键部件，其喷嘴可以进行360°的空间旋转运动。主要的生产制造公司有瑞典Alfa Laval公司、瑞典Scanjett集团、美国Butterworth公司、德国GEA公司、美国Spray Systems公司和美国Stoneage公司等。三维旋转喷头的传动方式通常有行星齿轮、蜗轮-蜗杆、交错齿轮、磁力传动等，这几种传动方式均采用了将水力涡轮与后续减速传动机构集成于一体的内置集成水力涡轮，也有少数三维旋转喷头采用外置水力涡轮、外置气动或外置电动等外置驱动方式。

　　3.基于水力搅拌的大型储罐防物料沉积技术

　　大型储罐内存储的液态物料往往由于组分复杂或难免含有固相杂质等原因，在储存过程中发生重质组分的沉降堆积现象，旷日持久之后，不仅会影响所储存液态物料的理化特性而给后续流通使用或生产加工等环节带来负面影响，而且会直接影响储罐的有效容积和周转能力、加剧罐底腐蚀。近半个世纪以来，随着石油化工企业生产规模的不断扩大和石油战略储备的不断增加，采用大型油罐已经成为必然趋势。大容量油罐相对而言可以节省钢材、减少占地面积、方便管理操作、减少油罐附件及管线长度，从而节省投资和运行操作费用。早在20世纪60年代，在西欧、中东、日本等地普遍采用10万立方的大型浮顶油罐，目前国外单罐容量已经发展到15万立方以上。一台10万立方储油罐的造价加上原油的价值高达数亿元，如果出现事故，经济损失和环境污染后果严重。

　　在大型原油储罐防沉积方面，旋转喷射搅拌器因无混合死区、安全性高、易维护等优点而成为主流设备。与三维旋转喷头有所不同的是，旋转喷射搅拌器的喷嘴只能进行二维平面的旋转运动，主要针对罐底沉积的油泥进行击打、剪切以实现充分混合的目的。旋转速度的控制是旋转喷射搅拌器的关键，速度过大将导致射流对罐内的油泥剪切时间不够，防沉积效果较差。从驱动方式和速度控制方式来看，旋转喷射搅拌器可以分为涡轮驱动+三级蜗轮蜗杆机构控速、涡轮驱动+齿轮机构及偏置喷嘴控速、偏置喷嘴驱动+行星齿轮及桨叶阻力器控速、人工驱动+人工控速4种。采用“涡轮驱动+三级蜗轮蜗杆机构控速”的主要有美国Butterworth Systems公司和Exxon Research And Engineering公司联合设计开发的P-43型旋转喷射搅拌器(Rotary Jet Mixer)，以及法国威立雅(Veolia)公司、英国OPEC(Oil Pollution Environmental Control)公司、韩国NeoTechKorea公司及Shinwon E&C公司的旋转喷射搅拌器；采用“涡轮驱动+齿轮机构及偏置喷嘴控速”的有日本SKK（System Kikou）公司的旋转喷射搅拌器，采用“偏置喷嘴驱动+行星齿轮及桨叶阻力器控速”的有美国Knight Hawk Industries公司的Turbo Jet Mixer，采用“人工驱动+人工控速”的有加拿大Allerion Oilfield Service公司的DS Jet Mixer。