一種基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),所述油罐安全防護(hù)系統(tǒng)包括:多個(gè)傳感器,分布于油罐的環(huán)形密閉空間內(nèi);通氣管道,分布于環(huán)形密閉空間內(nèi),能夠向環(huán)形密閉空間充入氮?dú)?;以及光控開(kāi)關(guān),包括發(fā)光器和光控閥門(mén),發(fā)光器與傳感器相連接,并且根據(jù)傳感器檢測(cè)的油氣濃度發(fā)出光線,光控閥門(mén)位于通氣管道上,通過(guò)光線控制通氣管道中氮?dú)獾拈_(kāi)閉。通過(guò)本實(shí)用新型,其可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一、二次密封之間的環(huán)形密閉空間內(nèi)的油氣濃度。當(dāng)油氣濃度達(dá)到爆炸下限時(shí),傳感器會(huì)傳送報(bào)警信息至監(jiān)控中心,并且自動(dòng)觸發(fā)與制氮機(jī)連接的光控開(kāi)關(guān),向環(huán)形密閉空間內(nèi)釋放氮?dú)?,使油氣濃度下降到爆炸下限以下,有效降低起火事故的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】一種基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種油罐安全防護(hù)系統(tǒng),尤其是一種基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國(guó)石油煉制工業(yè)飛速發(fā)展,石油加工能力不斷提高,油氣儲(chǔ)運(yùn)規(guī)模逐漸大型化,而浮頂儲(chǔ)罐是當(dāng)前主要采用的儲(chǔ)油容器。浮盤(pán)與罐壁之間存在環(huán)形間隙,為保證儲(chǔ)罐的嚴(yán)密性和浮頂?shù)撵`活性,在此環(huán)形間隙內(nèi)需設(shè)置浮頂密封裝置。根據(jù)目前實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《石油庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范》中明確規(guī)定,浮頂油罐應(yīng)采用二次密封裝置,即設(shè)計(jì)一次密封和二次雙重密封。
[0003]眾所周知,完全無(wú)揮發(fā)的密封是不存在的,而是應(yīng)當(dāng)盡量減少油氣的揮發(fā)量和漏氣。為解決大型浮頂儲(chǔ)罐發(fā)生的起火爆炸事故,除改進(jìn)浮頂油罐浮盤(pán)密封技術(shù)之外,對(duì)一、二次密封之間的環(huán)形密閉空間內(nèi)油氣濃度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制,就能有效降低油儲(chǔ)罐起火的風(fēng)險(xiǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型提供一種用于大型外浮頂儲(chǔ)罐的安全防護(hù)系統(tǒng),以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供一種基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),所述油罐安全防護(hù)系統(tǒng)包括:
[0006]多個(gè)傳感器,分布于油罐的環(huán)形密閉空間內(nèi);
[0007]通氣管道,分布于環(huán)形密閉空間內(nèi),能夠向環(huán)形密閉空間充入氮?dú)猓灰约?br>
[0008]光控開(kāi)關(guān),包括發(fā)光器和光控閥門(mén),發(fā)光器與傳感器相連接,并且根據(jù)傳感器檢測(cè)的油氣濃度發(fā)出光線,光控閥門(mén)位于通氣管道上,通過(guò)光線控制通氣管道中氮?dú)獾拈_(kāi)閉。
[0009]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中,傳感器為光纖光柵傳感器,相鄰傳感器之間通過(guò)光纖連接。
[0010]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中,發(fā)光器為激光發(fā)射器,由光纖及對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直器組成,可發(fā)射出低能量準(zhǔn)直激光。
[0011]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中,光控閥門(mén)由多個(gè)磁性撥片組成,光線照射到撥片上磁性發(fā)生反轉(zhuǎn),使閥門(mén)打開(kāi)。
[0012]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中,所述環(huán)形密閉空間由防蒸發(fā)隔膜、浮盤(pán)邊緣板和罐壁組成,所述防蒸發(fā)隔膜環(huán)繞在所述環(huán)形密閉空間上。所述發(fā)光器固定在所述防蒸發(fā)隔膜上,所述傳感器通過(guò)固定裝置固定在所述浮盤(pán)邊緣板上,所述光控閥門(mén)通過(guò)固定裝置固定在沿發(fā)光器的光線照射方向的所述通氣管道上。
[0013]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中,油罐安全防護(hù)系統(tǒng)還包括控制器,控制器位于傳感器和發(fā)光器之間,用以采集傳感器通過(guò)光纖傳送到控制器上的油氣濃度信息,并且控制發(fā)光器發(fā)出激光。
[0014]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中,通氣管道與制氮機(jī)相連,并隨光纖通過(guò)防蒸發(fā)隔膜進(jìn)入環(huán)形密閉空間內(nèi)。
[0015]在本實(shí)用新型一實(shí)施例中,通氣管道由耐腐蝕和耐高溫的材料制成。
[0016]通過(guò)本實(shí)用新型提供的基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),其可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一、二次密封之間的環(huán)形密閉空間內(nèi)的油氣濃度。當(dāng)油氣濃度達(dá)到爆炸下限時(shí),傳感器會(huì)傳送報(bào)警信息至監(jiān)控中心,并且自動(dòng)觸發(fā)與制氮機(jī)連接的光控開(kāi)關(guān),向環(huán)形密閉空間內(nèi)釋放氮?dú)?,使油氣濃度下降到爆炸下限以下,有效降低起火事故的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0017]此處所說(shuō)明的附圖用來(lái)提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解,構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分,并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定。在附圖中:
[0018]圖1是本實(shí)用新型中基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖;
[0019]圖2是本實(shí)用新型中基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)光控閥門(mén)的正面圖;
[0020]圖3是本實(shí)用新型中基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用在多個(gè)浮頂油罐的現(xiàn)場(chǎng)布局圖;
[0021]圖4是本實(shí)用新型中基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)控制軟件的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合一個(gè)具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明,然而值得注意的是,該具體實(shí)施例僅是為了更好地說(shuō)明本實(shí)用新型,并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定。
[0023]根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中油罐之間的環(huán)形密閉空間內(nèi)油氣濃度超過(guò)爆炸下限后會(huì)極易造成安全隱患的問(wèn)題,發(fā)明人考慮,可以通過(guò)向環(huán)形密閉空間注入氮?dú)獾姆绞剑词勾嗣荛]空間內(nèi)的油氣濃度降低到爆炸下限以下,從而降低油罐發(fā)生起火事故的風(fēng)險(xiǎn)。
[0024]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),如圖1所示,包括:
[0025]多個(gè)傳感器6,分布于油罐的環(huán)形密閉空間內(nèi);
[0026]通氣管道5,分布于環(huán)形密閉空間內(nèi),能夠向環(huán)形密閉空間充入氮?dú)?;以?br>
[0027]光控開(kāi)關(guān),包括發(fā)光器52和光控閥門(mén)51,發(fā)光器52與這些傳感器6相連接,并且根據(jù)這些傳感器6檢測(cè)的油氣濃度發(fā)出光線,光控閥門(mén)51位于通氣管道5上,通過(guò)光線控制通氣管道5中氮?dú)獾拈_(kāi)閉。
[0028]圖1是本實(shí)用新型中基于油氣濃度的油罐防護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。由圖1可知,罐壁I與二次密封的承壓板2、二次密封的防蒸發(fā)隔膜3以及一次密封的浮盤(pán)邊緣板7組成的環(huán)形密閉空間,在本實(shí)用新型實(shí)施例中,油罐安全防護(hù)系統(tǒng)在上述環(huán)形密閉空間內(nèi)工作,該安全防護(hù)系統(tǒng)包括:多個(gè)傳感器6、光控開(kāi)關(guān)和通氣管道5。通過(guò)傳感器6實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)環(huán)形密閉空間內(nèi)的油氣濃度,當(dāng)監(jiān)測(cè)到的油氣濃度超過(guò)預(yù)先設(shè)定的爆炸下限,及時(shí)控制連接在通氣管道5的光控開(kāi)關(guān)向密閉空間內(nèi)注入氮?dú)?,借以調(diào)節(jié)超標(biāo)的油氣濃度,使之下降到爆炸下限,通過(guò)這種方式可以有效解決因油氣濃度超標(biāo)而導(dǎo)致的安全隱患問(wèn)題。
[0029]在實(shí)施過(guò)程中,這些傳感器6為光纖光柵濃度傳感器,為了提高檢測(cè)精度,這些光纖光柵濃度傳感器6通過(guò)光纖彼此連接,均勻分布于環(huán)形密閉空間中,不僅可以減少外界環(huán)境及人員對(duì)其造成的破壞,而且可以實(shí)時(shí)檢測(cè)環(huán)形密閉空間內(nèi)的各處油氣濃度,優(yōu)選的,這些光纖光柵濃度傳感器6可以通過(guò)固定裝置(線卡61)固定在一次密封的浮盤(pán)邊緣板7上。
[0030]具體的,如圖4所示,光纖光柵濃度傳感器6測(cè)得的油氣濃度數(shù)據(jù)由光纖經(jīng)固定在轉(zhuǎn)動(dòng)浮梯10上的管道傳輸,然后經(jīng)埋藏在地下的管道傳輸信息至控制器9中,其中,請(qǐng)結(jié)合附圖3所示,控制器9上的顯示器能夠顯示如下信息:顯示信息91、報(bào)警信息92、設(shè)置信息93、濃度日志94以及各罐的實(shí)時(shí)濃度顯示信息95。其中,報(bào)警信息92用來(lái)在濃度超標(biāo)時(shí)報(bào)警,此部分將閃爍并同時(shí)發(fā)出報(bào)警聲;顯示信息91用來(lái)在報(bào)警時(shí)顯示濃度超標(biāo)的光纖光柵傳感器6的位置,同時(shí)控制光控開(kāi)關(guān)中的發(fā)光器52發(fā)出光線;設(shè)置信息93用來(lái)設(shè)置油氣濃度的爆炸下限;濃度日志94記錄的是各個(gè)油罐一個(gè)月之內(nèi)的濃度記錄文檔;實(shí)時(shí)濃度顯示信息95用來(lái)顯示各個(gè)油罐在過(guò)去一分鐘內(nèi)監(jiān)測(cè)到的實(shí)時(shí)油氣濃度值。
[0031]圖2是本實(shí)用新型中基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)光控閥門(mén)的正面圖。請(qǐng)結(jié)合圖1和圖2所示,環(huán)形密閉空間是二次密封與一次密封之間的部分。二次密封主要由壓板2、防蒸發(fā)隔膜3以及密封刮板組成,壓板2將密封刮板緊貼在罐壁上,防蒸發(fā)隔膜3具有良好的防油氣蒸發(fā)滲透功能,并且防蒸發(fā)隔膜3整條地環(huán)繞在浮盤(pán)4與罐壁I的環(huán)形密閉空間上,外部受彈性壓板2保護(hù)。所述環(huán)形密閉空間上部為防蒸發(fā)隔膜3,下部為一次密封的浮盤(pán)邊緣板7。通氣管道5分布于環(huán)形密閉空間內(nèi),其與外界的制氮機(jī)相連接,能夠向所述環(huán)形密閉空間充入氮?dú)?。光控開(kāi)關(guān),包括發(fā)光器52和光控閥門(mén)51,發(fā)光器52與控制室8中的控制器9相連接,并且根據(jù)傳感器6檢測(cè)的油氣濃度控制光控開(kāi)關(guān)中的發(fā)光器52發(fā)出光線,光控閥門(mén)51位于沿發(fā)光器52的光線照射方向的通氣管道5上,借以通過(guò)光線控制通氣管道5中氮?dú)獾拈_(kāi)閉。具體來(lái)說(shuō),發(fā)光器為激光發(fā)射器,由光纖及對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直器組成,可發(fā)射出低能量準(zhǔn)直激光。光控閥門(mén)由6個(gè)磁性撥片511組成,無(wú)光線照射時(shí),6片撥片由于磁性吸附在一起,從而使光控閥門(mén)51關(guān)閉;當(dāng)激光照射到光控開(kāi)關(guān)的磁性撥片511上時(shí),磁性發(fā)生變化,磁性撥片不再吸附,從而使光控閥門(mén)51打開(kāi)。當(dāng)環(huán)形密閉空間內(nèi)油氣濃度下降到爆炸下限以下后,光纖光柵濃度傳感器6將濃度信息反饋到控制室8中的控制器9,從而使發(fā)光器52關(guān)閉,不再發(fā)射激光。
[0032]圖4是本實(shí)用新型中基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)控制軟件的示意圖。在實(shí)施過(guò)程中,工作人員可在控制室8內(nèi)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),根據(jù)不同的季節(jié)和天氣狀況,可以設(shè)置每個(gè)浮頂儲(chǔ)罐的油氣爆炸下限,例如在夏季或者多雷擊的天氣,可下調(diào)對(duì)應(yīng)的爆炸下限,而冬季時(shí)偏高。當(dāng)光纖光柵濃度傳感器6測(cè)得的實(shí)時(shí)油氣濃度數(shù)據(jù)高于預(yù)先設(shè)定的爆炸下限時(shí),控制器9便會(huì)發(fā)出濃度超標(biāo)的警報(bào),并且顯示出濃度超標(biāo)的光纖光柵傳感器6的位置,同時(shí)控制光控開(kāi)關(guān)中的發(fā)光器52發(fā)出光線,而此時(shí)光控閥門(mén)51上的磁性撥片511由于光線照射,磁性撥片511上的磁性發(fā)生反轉(zhuǎn),隨即光控閥門(mén)51打開(kāi),將通氣管道5中的氮?dú)庾⑷氲江h(huán)形密閉空間中。此外,控制室8中的控制器9可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)油罐的環(huán)形密閉空間的油氣濃度,控制器9可同時(shí)顯示多個(gè)油罐的環(huán)形密閉空間的油氣濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)值,實(shí)時(shí)顯示模塊95中的1,2,3,4為所監(jiān)測(cè)的各油罐的編號(hào),點(diǎn)擊相應(yīng)的油罐編號(hào)即可顯示對(duì)應(yīng)環(huán)形密閉空間的油氣濃度實(shí)時(shí)檢測(cè)值。
[0033]與傳統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式相比,光纖光柵的傳感機(jī)理主要有四種:應(yīng)變(包括縱向應(yīng)變、橫向應(yīng)變和彎曲)引起的形變和彈光效應(yīng)、溫度變化引起的形變和熱光效應(yīng)、磁場(chǎng)引起的法拉第效應(yīng)以及外界折射率變化引起的光纖芯層或包層模式的有效折射率變化?;谶@幾種機(jī)理,光纖光柵傳感器可以進(jìn)行溫度、壓力、壓強(qiáng)、加速度、振動(dòng)、傾斜、曲率、扭矩、電磁場(chǎng)、超聲波、折射率以及濃度等物理量的傳感測(cè)量。光纖傳感器的傳輸部件全部為無(wú)源光學(xué)器件,具有防電磁、耐腐蝕、誤報(bào)率低等優(yōu)點(diǎn),使得光纖傳感器特別適合油氣工業(yè)的應(yīng)用。
[0034]此外,光纖光柵濃度傳感器用于油氣工業(yè)顯示的除上述光纖的優(yōu)點(diǎn)之外,還在于它是波長(zhǎng)編碼信號(hào),使得測(cè)量結(jié)果不易受光強(qiáng)波動(dòng)的干擾,易于實(shí)現(xiàn)分布式測(cè)量,并且這種傳感器體積細(xì)小,信號(hào)在光纖中傳輸損耗低,易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸。
[0035]綜上所述,光纖光柵獨(dú)有的分布式測(cè)量技術(shù)和信號(hào)的復(fù)用技術(shù)使得光纖光柵成為油氣應(yīng)用的理想傳感技術(shù)。
[0036]從上述描述中可以看出,本實(shí)用新型實(shí)施例實(shí)現(xiàn)了如下技術(shù)效果:通過(guò)在一、二次密封的環(huán)形空間內(nèi)鋪設(shè)光纖光柵傳感器,將探測(cè)到的油氣濃度值傳輸?shù)较鄳?yīng)的控制器中顯示,可實(shí)現(xiàn)對(duì)該空間內(nèi)的油氣濃度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)此控制器設(shè)置油氣濃度的爆炸下限,以適應(yīng)在不同季節(jié)對(duì)油氣濃度的要求。當(dāng)油氣濃度達(dá)到爆炸下限時(shí),控制器會(huì)發(fā)出報(bào)警的聲音,并顯示油氣濃度超標(biāo)的傳感器的位置,以方便工作人員快速地確定潛在危險(xiǎn)處,在控制器發(fā)出警報(bào)的同時(shí),控制器會(huì)控制濃度超標(biāo)處的激光照射到光控開(kāi)關(guān)上,從而改變其磁性,通過(guò)與制氮機(jī)相連的管道暢通,從而釋放氮?dú)狻?br>
[0037]顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白,上述的本實(shí)用新型實(shí)施例僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已,并不用于限制本發(fā)明,對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō),本實(shí)用新型實(shí)施例可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi),所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),其特征在于,所述油罐安全防護(hù)系統(tǒng)包括: 多個(gè)傳感器,分布于油罐的環(huán)形密閉空間內(nèi); 通氣管道,分布于所述環(huán)形密閉空間內(nèi),能夠向所述環(huán)形密閉空間充入氮?dú)?;以? 光控開(kāi)關(guān),包括發(fā)光器和光控閥門(mén),所述發(fā)光器與所述傳感器相連接,并且根據(jù)所述傳感器檢測(cè)的油氣濃度發(fā)出光線,所述光控閥門(mén)位于所述通氣管道上,通過(guò)所述光線控制所述通氣管道中氮?dú)獾拈_(kāi)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),其特征在于,所述傳感器為光纖光柵傳感器,相鄰所述傳感器之間通過(guò)光纖連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),其特征在于,所述發(fā)光器為激光發(fā)射器,是由光纖及對(duì)應(yīng)的準(zhǔn)直器組成,發(fā)射出低能量準(zhǔn)直激光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),其特征在于,所述光控閥門(mén)由多個(gè)磁性撥片組成,所述光線照射到所述撥片上磁性發(fā)生反轉(zhuǎn),使閥門(mén)打開(kāi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),其特征在于,所述環(huán)形密閉空間由防蒸發(fā)隔膜、浮盤(pán)邊緣板和罐壁組成,所述防蒸發(fā)隔膜環(huán)繞在所述環(huán)形密閉空間上,所述發(fā)光器固定在所述防蒸發(fā)隔膜上,所述傳感器通過(guò)固定裝置固定在所述浮盤(pán)邊緣板上,所述光控閥門(mén)通過(guò)固定裝置固定在沿發(fā)光器的光線照射方向的所述通氣管道上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),其特征在于,所述油罐安全防護(hù)系統(tǒng)還包括控制器,所述控制器位于所述傳感器和所述發(fā)光器之間,用以采集所述傳感器通過(guò)光纖傳送到所述控制器上的油氣濃度信息,并且控制所述發(fā)光器發(fā)出光線。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),其特征在于,所述通氣管道與制氮機(jī)相連,并隨光纖通過(guò)所述防蒸發(fā)隔膜進(jìn)入所述環(huán)形密閉空間內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的油罐安全防護(hù)系統(tǒng),其特征在于,所述通氣管道由耐腐蝕和耐高溫的材料制成。
【文檔編號(hào)】B65D88/34GK204056863SQ201420323252
【公開(kāi)日】2014年12月31日 申請(qǐng)日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月17日
【發(fā)明者】冷文秀, 戈立娜, 趙昆 申請(qǐng)人:中國(guó)石油大學(xué)(北京)