專利名稱：外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)及防護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種消防安全防護(hù)系統(tǒng)，尤其是涉及一種外浮頂式石油儲罐主動安全 防護(hù)系統(tǒng)及防護(hù)方法。
背景技術(shù)：
原油是易燃易爆危險品，原油儲存有多種方式，但外浮頂式石油儲罐已成為目前 最常用的一種儲罐。由于外浮頂式石油儲罐的浮頂邊緣與罐體內(nèi)壁之間存在一、二次密 封裝置，在一、二次密封之間長期出現(xiàn)爆炸性氣體和氧氣的混合物，該空間屬于爆炸危險區(qū) 域。除去人為原因，受雷電、儲罐自身產(chǎn)生的靜電、火花等因素影響，很容易引發(fā)該密封空間 的油氣爆炸。世界各國大型浮頂石油儲罐多次發(fā)生火災(zāi)及爆炸事件，造成了重大人員傷亡 和財產(chǎn)損失，同時還造成了大面積的環(huán)境污染。目前，大型石油儲罐的消防手段主要是采用泡沫、水進(jìn)行火災(zāi)事故搶險，少數(shù)發(fā)達(dá) 國家在大型油罐上安裝了氣體滅火系統(tǒng)，但這些手段都局限于事后的應(yīng)急處置，而未考慮 事前預(yù)防。而傳統(tǒng)的泡沫滅火系統(tǒng)有以下缺點
一、當(dāng)火災(zāi)發(fā)生后泡沫滅火系統(tǒng)才啟動，噴灑泡沫進(jìn)行滅火。此法為被動搶險方式。二、噴出的泡沫先聚集在罐壁與泡沫堰板之間，需要大概9分鐘能集滿，此后泡沫 才能進(jìn)入一、二次密封內(nèi)開始滅火，時間延誤會導(dǎo)致油料大范圍燃燒，增大了密封處再次爆 炸或連續(xù)爆炸的可能性，使災(zāi)情擴(kuò)大化。三、泡沫流動性差使得滅火效率較低。四、滅火后大量泡沫聚集在浮頂上不易清理，會加重浮頂?shù)妮d荷，甚至出現(xiàn)沉頂現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點，本發(fā)明提供了一種外浮頂式石油儲罐主動安全防 護(hù)系統(tǒng)及防護(hù)方法，利用二氧化碳作為惰性氣體主動保護(hù)外浮頂式石油儲罐一、二次密封 之間環(huán)形空間的方法，將該空間的爆炸危險性控制在安全范圍內(nèi)，從而起到對該環(huán)形空間 進(jìn)行惰化保護(hù)的目的。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種外浮頂式石油儲罐主動安全防 護(hù)系統(tǒng)，包括控制拒，安裝在石油儲罐外，通過控制線與氣體檢測分析裝置連接，氣體檢測 分析裝置安裝在石油儲罐的外浮頂上；在石油儲罐的一、二次密封間的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置二 氧化碳專用噴頭，氣態(tài)二氧化碳管路通過金屬軟管與二氧化碳專用噴頭連接。在一、二次密封間的環(huán)形空間內(nèi)還設(shè)置有吸氣接頭，吸氣接頭通過油氣回收用氣 管與油氣過濾回收裝置連接。本發(fā)明還提供了一種外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)方法，包括如下步驟
將氣體檢測分析裝置安裝在石油儲罐的外浮頂上，檢測點設(shè)置在石油儲罐的一、二次
3密封之間，利用氣體檢測分析裝置對石油儲罐的一、二次密封之間的環(huán)形空間的可燃性氣 體濃度和氧氣濃度進(jìn)行實時檢測，并將檢測結(jié)果反饋給控制柜；當(dāng)檢測到可燃性氣體濃度 和氧氣濃度超過設(shè)定的濃度時，由控制柜發(fā)出指令，通過氣態(tài)二氧化碳管路向該環(huán)形空間 噴放氣態(tài)二氧化碳；當(dāng)環(huán)形空間可燃性氣體濃度和氧氣濃度回歸到設(shè)定的濃度以內(nèi)時，氣 態(tài)二氧化碳管路停止向環(huán)形空間噴放氣態(tài)二氧化碳。在向環(huán)形空間噴放氣態(tài)二氧化碳的同時，還可通過控制柜啟動油氣過濾回收裝 置，對可燃性混合氣體進(jìn)行過濾回收處理。所述控制柜還可與石油儲罐原有的火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動，當(dāng)發(fā)生災(zāi)情時，由控制柜 發(fā)出指令打開滅火電動閥，將二氧化碳儲存裝置內(nèi)儲存的液態(tài)二氧化碳釋放，直接對石油 儲罐內(nèi)的著火區(qū)域進(jìn)行滅火搶險。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的積極效果是通過向外浮頂式石油儲罐的一、二次密封 與罐壁之間形成的環(huán)形空間內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w作為惰化劑，將該環(huán)形空間內(nèi)的氧氣含量 及可燃性混合氣體含量控制在規(guī)定范圍以內(nèi)，原來的火災(zāi)危險空間變?yōu)槎栊苑雷o(hù)空間，使 其不爆炸，不燃燒，解決了外浮頂式石油儲罐在這個環(huán)形空間易受雷擊、靜電等引發(fā)油氣爆 炸的問題。具體表現(xiàn)在
一、本質(zhì)安全本發(fā)明所涉及的所有設(shè)備及儀器均為防隔裝置且安裝在石油儲罐外，由 控制柜遠(yuǎn)程控制，且在石油儲罐內(nèi)無任何電源線路，不會因電路故障引發(fā)次生災(zāi)害，做到本 質(zhì)安全。二、主動保護(hù)本發(fā)明利用二氧化碳作為惰化氣體，因其流動性強(qiáng)，比空氣重等特 性在外浮頂式石油儲罐一、二次密封間的環(huán)形空間形成一個惰性氣囊，主動保護(hù)該環(huán)形空 間，使該環(huán)形空間內(nèi)的可燃性氣體濃度和氧氣濃度在規(guī)定濃度內(nèi)，使其不燃燒、不爆炸，大 大降低了該環(huán)形空間火災(zāi)發(fā)生的可能性。三、快速高效本發(fā)明所采用的方法能在最短時間內(nèi)噴放液態(tài)二氧化碳進(jìn)行滅火， 響應(yīng)時間短；二氧化碳流動性遠(yuǎn)高于泡沫，同時也能冷卻儲罐，所以二氧化碳的滅火效率遠(yuǎn) 高于泡沫的滅火效率。四、滅火后對石油儲罐無影響本發(fā)明采用的二氧化碳惰性氣體對設(shè)備、石油儲罐 均無腐蝕作用，且滅火后余留的二氧化碳重量遠(yuǎn)低于泡沫的重量，大大減輕了浮頂受到的 壓力。五、容易清理以往滅火后大量的泡沫聚集在浮頂上不易清理，而本發(fā)明所采用的 二氧化碳做為滅火劑就解決了這個問題，滅火后不需要對二氧化碳做任何處理，在自然條 件下會自動消散。六、環(huán)境影響用泡沫滅火后大量的殘留泡沫無法回收，對周邊環(huán)境造成一定污 染。而采用二氧化碳滅火其用量較少，遠(yuǎn)小于火災(zāi)本身釋放的二氧化碳，對環(huán)境的影響較


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中 圖1是本發(fā)明實施例一的系統(tǒng)原理圖； 圖2是本發(fā)明實施例二的系統(tǒng)原理圖；圖3是本發(fā)明所涉及到的二氧化碳專用噴頭安裝圖。
具體實施例方式實施例一
一種外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)，如圖1所示，包括控制線1、控制柜2、管路 3、手動閥4、二氧化碳儲存裝置5、總控閥6、二氧化碳專用噴頭7、金屬軟管8、外浮頂9、油 氣過濾回收裝置10、氣體檢測分析裝置11、石油儲罐12、油氣回收用氣管13、檢測分析用氣 管14、二次密封15、吸氣接頭16、一次密封17、原油18、單向閥19、調(diào)節(jié)閥20、流量計21、二 氧化碳惰化裝置22、惰化電動閥23、滅火電動閥24。其中
本外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)可控制一個或多個石油儲罐12，并將控制柜2 布置在合理位置便于人工操作，與石油儲罐12原有火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動，對所涉及到的設(shè)備 進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；將二氧化碳儲存裝置5布置在防火提一側(cè)；每個石油儲罐12單獨與一個二 氧化碳惰化裝置22、一套油氣過濾回收裝置10和一組氣體檢測分析裝置11連接?？刂乒?安裝在石油儲罐12外，通過控制線1與氣體檢測分析裝置11連接，氣體 檢測分析裝置11安裝在石油儲罐12的外浮頂9上，檢測點在石油儲罐12的一、二次密封 之間，氣體檢測分析裝置11對可燃性混合氣體濃度進(jìn)行實時監(jiān)測，并將檢測分析的結(jié)果通 過控制線1反饋回控制柜2?？刂乒?對本發(fā)明所涉及的設(shè)備和儀器進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，當(dāng)發(fā)生 災(zāi)情時由控制柜2控制二氧化碳儲存裝置5釋放液態(tài)二氧化碳，經(jīng)二氧化碳惰化裝置22氣 化后轉(zhuǎn)變成氣態(tài)二氧化碳，輸送到保護(hù)空間內(nèi)置換可燃性混合氣體，對其進(jìn)行惰化保護(hù)。二氧化碳儲存裝置5用于儲存液態(tài)二氧化碳，與總控閥6連接，總控閥6通過管路 3依次與手動閥4、惰化電動閥23、二氧化碳惰化裝置22、流量計21、調(diào)節(jié)閥20和單向閥19 連接，單向閥19通過金屬軟管8與二氧化碳專用噴頭7連接。二氧化碳惰化裝置22的作 用是將液態(tài)二氧化碳轉(zhuǎn)變成氣態(tài)二氧化碳并輸送到一、二次密封之間進(jìn)行惰化保護(hù)。在手動閥4和二氧化碳專用噴頭7之間還設(shè)置有滅火電動閥24。在石油儲罐12內(nèi)裝有原油18，在原油和外浮頂之間設(shè)置有一次密封17，在一次密 封17上部還設(shè)置有二次密封15，在一、二次密封間的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置有吸氣接頭16，吸氣 接頭16通過油氣回收用氣管13與油氣過濾回收裝置10連接，油氣過濾回收裝置10將被 置換出的可燃性混合氣體進(jìn)行過濾回收處理。檢測分析用氣管14與氣體檢測分析裝置11 連接。如圖3所示，二氧化碳專用噴頭7設(shè)置在一、二次密封間的環(huán)形空間內(nèi)，能夠在外 浮頂式石油儲罐12惰化操作時噴放氣態(tài)二氧化碳，也能在外浮頂式石油儲罐12密封圈上 部著火時噴放液態(tài)二氧化碳進(jìn)行滅火。實施例二
一種外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)，如圖2所示，與實施例一的區(qū)別在于省去 了實施例一的管路3、手動閥4、二氧化碳儲存裝置5、總控閥6、單向閥19、二氧化碳惰化裝 置22、惰化電動閥23和滅火電動閥24，而增加了外接二氧化碳?xì)怏w管路25、外接二氧化碳 管路閥門26。實施例二不用二氧化碳儲存裝置5和二氧化碳惰化裝置22提供二氧化碳?xì)?體，而采用在其它過程中產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，通過外接二氧化碳?xì)怏w管路25和外接二氧 化碳管路閥門26將其輸送到外浮頂式石油儲罐12的一、二次密封之間的環(huán)形空間。
5
一種外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)方法，包括如下步驟
將氣體檢測分析裝置11安裝在石油儲罐12的外浮頂9上，檢測點設(shè)置在石油儲罐12 的一、二次密封之間，利用氣體檢測分析裝置11對石油儲罐12的一、二次密封之間的環(huán)形 空間的可燃性氣體濃度和氧氣濃度進(jìn)行實時檢測，并將檢測結(jié)果反饋給控制柜2 ；
當(dāng)檢測到可燃性氣體濃度和氧氣濃度超過設(shè)定的濃度時，由控制柜2發(fā)出指令，通過 氣態(tài)二氧化碳管路向該環(huán)形空間噴放氣態(tài)二氧化碳；當(dāng)該環(huán)形空間可燃性氣體濃度和氧氣 濃度回歸到設(shè)定的濃度以內(nèi)時，氣態(tài)二氧化碳管路停止向該環(huán)形空間噴放氣態(tài)二氧化碳；
為了有效地回收利用環(huán)形空間內(nèi)的可燃性混合氣體，在向該環(huán)形空間噴放氣態(tài)二氧化 碳時，可通過控制柜2啟動油氣過濾回收裝置10，對可燃性混合氣體進(jìn)行過濾回收處理。如此循環(huán)往復(fù)，始終將該環(huán)形空間內(nèi)的可燃性氣體濃度和氧氣濃度控制在規(guī)定范 圍內(nèi)，即使出現(xiàn)點火源(如雷電等)也不會使該環(huán)形空間發(fā)生燃燒或爆炸事故，實現(xiàn)外浮頂 式石油儲罐12運行的本質(zhì)安全。為了有效地利用進(jìn)行滅火搶險，外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)還可與石油 儲罐12原有的火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動，發(fā)生災(zāi)情時，由控制柜2發(fā)出指令打開滅火電動閥24，將 二氧化碳儲存裝置5內(nèi)儲存的液態(tài)二氧化碳釋放，直接對石油儲罐12內(nèi)的著火區(qū)域進(jìn)行滅 火搶險。
權(quán)利要求
一種外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于包括控制拒，安裝在石油儲罐外，通過控制線與氣體檢測分析裝置連接，氣體檢測分析裝置安裝在石油儲罐的外浮頂上；在石油儲罐的一、二次密封間的環(huán)形空間內(nèi)設(shè)置二氧化碳專用噴頭，氣態(tài)二氧化碳管路通過金屬軟管與二氧化碳專用噴頭連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于在一、二 次密封間的環(huán)形空間內(nèi)還設(shè)置有吸氣接頭，吸氣接頭通過油氣回收用氣管與油氣過濾回收 裝置連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所 述氣態(tài)二氧化碳管路包括二氧化碳儲存裝置，與總控閥連接，總控閥通過管路依次與手動 閥、惰化電動閥、二氧化碳惰化裝置、流量計、調(diào)節(jié)閥和單向閥連接，單向閥通過金屬軟管與 二氧化碳專用噴頭連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于在手動 閥和二氧化碳專用噴頭之間還設(shè)置有滅火電動閥。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所 述氣態(tài)二氧化碳管路包括外接二氧化碳?xì)怏w管路和外接二氧化碳管路閥門。
6.一種外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)方法，其特征在于包括如下步驟將氣體檢測分析裝置安裝在石油儲罐的外浮頂上，檢測點設(shè)置在石油儲罐的一、二次 密封之間，利用氣體檢測分析裝置對石油儲罐的一、二次密封之間的環(huán)形空間的可燃性氣 體濃度和氧氣濃度進(jìn)行實時檢測，并將檢測結(jié)果反饋給控制柜；當(dāng)檢測到可燃性氣體濃度和氧氣濃度超過設(shè)定的濃度時，由控制柜發(fā)出指令，通過氣 態(tài)二氧化碳管路向該環(huán)形空間噴放氣態(tài)二氧化碳；當(dāng)環(huán)形空間可燃性氣體濃度和氧氣濃度 回歸到設(shè)定的濃度以內(nèi)時，氣態(tài)二氧化碳管路停止向環(huán)形空間噴放氣態(tài)二氧化碳。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)方法，其特征在于在向環(huán) 形空間噴放氣態(tài)二氧化碳的同時，還可通過控制柜啟動油氣過濾回收裝置，對可燃性混合 氣體進(jìn)行過濾回收處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)方法，其特征在于所 述控制柜還可與石油儲罐原有的火災(zāi)報警系統(tǒng)聯(lián)動，當(dāng)發(fā)生災(zāi)情時，由控制柜發(fā)出指令打 開滅火電動閥，將二氧化碳儲存裝置內(nèi)儲存的液態(tài)二氧化碳釋放，直接對石油儲罐內(nèi)的著 火區(qū)域進(jìn)行滅火搶險。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種外浮頂式石油儲罐主動安全防護(hù)系統(tǒng)及防護(hù)方法，通過向外浮頂式石油儲罐的一、二次密封與罐壁之間形成的環(huán)形空間內(nèi)充入二氧化碳?xì)怏w作為惰化劑，將該環(huán)形空間內(nèi)的氧氣含量及可燃性混合氣體含量控制在規(guī)定范圍以內(nèi)，原來的火災(zāi)危險空間變?yōu)槎栊苑雷o(hù)空間，使其不爆炸，不燃燒，解決了外浮頂式石油儲罐在這個環(huán)形空間易受雷擊、靜電等引發(fā)油氣爆炸的問題。
文檔編號A62C31/00GK101985328SQ201010271770
公開日2011年3月16日 申請日期2010年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者汪映標(biāo) 申請人:四川威特龍消防設(shè)備有限公司