專利名稱：液貨艙海上破艙泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種液貨艙海上破搶泄漏時(shí)控制泄
漏的系統(tǒng)，是一種可以維持液貨艙破艙時(shí)艙內(nèi)壓力穩(wěn)定，減少油船運(yùn)輸期間 的烴氣揮發(fā)和破般時(shí)控制液貨泄露的控制系統(tǒng)，屬船舶安全和海洋污染防治 技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景 液貨艙包括船舶、海上平臺(tái)及其用于包裝液貨的封閉艙，
在其移動(dòng)和錨泊時(shí)存在著因破艙泄漏而造成巨大的安全和污染的風(fēng)險(xiǎn)。液貨
艙中氣相區(qū)的壓力影響油船的安全性，當(dāng)環(huán)境溫度過高、液貨艙內(nèi)液貨蒸發(fā) 量較大時(shí)，艙室會(huì)受到內(nèi)壓的威脅，而當(dāng)液貨般發(fā)生破搶泄漏時(shí)，該壓力會(huì) 隨著液貨的泄漏而降低，反使艙室受到外壓的威脅。同時(shí)，該壓力還是在液 貨艙發(fā)生破艙泄漏時(shí)改變液貨泄漏的因素，即該壓力的高低與液貨外泄的速 度成正比。有人提出了一種液貨艙負(fù)壓系統(tǒng)來維持液貨搶壓力恒定，其中有 減少破艙時(shí)液貨泄漏的功能，該系統(tǒng)利用油船惰性氣體系統(tǒng)向液貨艙提供氣 體，由控制系統(tǒng)根據(jù)抽風(fēng)機(jī)出口壓力和艙壓信號來調(diào)節(jié)送風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速和貨艙惰 性氣體進(jìn)口閥開度,從而維持艙壓。但是在控制系統(tǒng)中僅采用比例(P )控制 的調(diào)節(jié)規(guī)律，控制精度，即壓力的穩(wěn)定性較低。同時(shí)由于引起艙壓變化的因 素繁多，除了因外泄造成的液位變化因素之外，還有船體晃動(dòng)、環(huán)境溫度變 化和液貨蒸發(fā)等因素。這些影響是時(shí)變的并且存在著很大的非線性，而上述 系統(tǒng)并未考慮所說各種因素，因此采用該系統(tǒng)仍不能將液貨艙海上破搶泄漏 控制在最安全和最經(jīng)濟(jì)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容針對上述不足，本實(shí)用新型就是要提供一種考慮了全部
因素的液貨艙海上破搶泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)。
本實(shí)用新型提供的液貨艙海上破艙泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)，有惰性氣體 系統(tǒng)和恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng),惰性氣體系統(tǒng)包括惰性氣體源、惰性氣體源至液 貨艙的連接管道以及管道上的送風(fēng)機(jī)和惰性氣體流量控制閥，恒壓自動(dòng)控制 系統(tǒng)包括連接于閥柄的調(diào)節(jié)器、安裝于液貨艙氣相區(qū)內(nèi)的壓力傳感器以及連 接于調(diào)節(jié)器與壓力傳感器之間的控制裝置，所說控制裝置包含比例、積分和 微分控制裝置。
也就是說，本實(shí)用新型所提供的液貨艙海上破搶泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)， 主要包括惰性氣體分配系統(tǒng)、氣相封閉的液貨艙和恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)。其中 惰性氣體分配系統(tǒng)包括惰性氣體源、向液貨搶分配所用設(shè)施和能夠?qū)嵭凶詣?dòng)
控制的惰性氣體流量控制閥；液貨艙要求氣相封閉，即液貨搶氣相區(qū)結(jié)構(gòu)完 好，且透氣及通風(fēng)設(shè)施都可以密閉；恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)是能根據(jù)壓力傳感器 所檢測到的壓力與標(biāo)準(zhǔn)壓力進(jìn)行比較后發(fā)出指令驅(qū)動(dòng)惰性氣體流量控制閥調(diào) 節(jié)補(bǔ)充液貨艙內(nèi)氣相量大小而控制液貨搶壓力的系統(tǒng)，其中在控制時(shí)采用比 例積分微分(PID)控制的調(diào)節(jié)規(guī)律。
本實(shí)用新型提供的液貨艙海上破艙泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)，惰性氣體系 統(tǒng)與液貨艙之間安裝有惰性氣體流量控制岡，還利用從液貨艙內(nèi)測得的壓力 與設(shè)定的安全壓力標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較后的差值來驅(qū)動(dòng)惰性氣體流量控制閥動(dòng) 作，使搶壓保持在標(biāo)準(zhǔn)壓力范圍內(nèi)。而以比例+積分+微分規(guī)律進(jìn)行控制，使 控制結(jié)果準(zhǔn)確而穩(wěn)定。平時(shí)可根據(jù)海洋環(huán)境條件和液貨裝載情況保持所需要 最高壓力而減少液貨蒸發(fā)，破艙泄漏時(shí)可保持最低壓力而減少泄漏量，在上 述前提下又保持在艙室的安全許可壓力范圍內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新 型可以在保證液貨搶結(jié)構(gòu)安全的前提下，減少液貨泄漏總量，減少貨損產(chǎn)生 的直接經(jīng)濟(jì)損失和溢油污染產(chǎn)生的間接經(jīng)濟(jì)損失。總之有利于油船破艙事故 的應(yīng)急處理，可以產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本實(shí)用新型提供的液貨搶海上破艙泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)，所說的恒壓 自動(dòng)控制系統(tǒng)包括依次作信號連接的壓力傳感器、壓差變送器、PID控制器、 連接于控制閥的調(diào)節(jié)器。
本實(shí)用新型提供的液貨艙海上破搶泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)，所說的恒壓 自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制裝置是一計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)有連接所說壓力傳感器并將 模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的輸入裝置，有寄存液貨艙安全壓力數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器， 有將傳感器測得的壓力數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)器寄存的安全壓力數(shù)據(jù)進(jìn)行比較、并根據(jù) 比較結(jié)果按PID控制規(guī)律提出控制信號的運(yùn)算器，有根據(jù)運(yùn)算器提出的控制 信號向控制閥調(diào)節(jié)器發(fā)送動(dòng)作指令的輸出裝置。
本實(shí)用新型提供的液貨艙海上破輪泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)，其主要目的 是破搶時(shí)在保證船舶液貨艙結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下，盡量維持低壓減少液貨泄露， 但是不能超過許用艙壓范圍。為了適應(yīng)控制對象的非線性特點(diǎn)，提出采用比 例積分微分(PID)調(diào)節(jié)器，具體作用強(qiáng)度參數(shù)根據(jù)液貨艙結(jié)構(gòu)、液貨種類和 破艙情況等因素確定，充分考慮控制對象的特征，來提高控制精度。恒壓自
動(dòng)控制系統(tǒng)可以根據(jù)泄露速度以及蒸汽蒸發(fā)等干擾液貨艙氣相壓力變化的擾 動(dòng)因素實(shí)際變化，通過測量艙壓，調(diào)節(jié)惰氣流量控制閥的開度，維持搶壓恒 定。恒定壓力的設(shè)定可以根據(jù)油艙結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、液貨性質(zhì)和環(huán)境條件決定。

附圖為本實(shí)用新型構(gòu)成示意圖，圖中l(wèi)-液貨艙，2-液貨
艙氣相區(qū)，3-液貨搶液相區(qū)，4-海水，5-泄漏口， 6-壓力傳感器信號線，7-自 動(dòng)控制裝置，8-惰性氣體流量控制閥，9-惰性氣體總管，10-惰性氣體發(fā)生器 出口， ll-惰性氣體風(fēng)機(jī)，12-惰性氣體支管。
具體實(shí)施方式如圖所示，在一油船上有密閉的液貨艙1，液貨艙
內(nèi)裝載有原油，原油即為液貨搶液相區(qū)3，液貨鹼內(nèi)原油上方空間即為液貨艙 氣相區(qū)2。油船上還有一惰性氣體發(fā)生器，惰性氣體發(fā)生器出口 IO經(jīng)惰性氣 體風(fēng)機(jī)11連接到惰性氣體總管9,油船上各液貨艙經(jīng)各惰性氣體支管12連接 到惰性氣體總管。各惰性氣體支管上安裝有惰性氣體流量控制閥8。在液貨艙 氣相區(qū)內(nèi)安裝有壓力傳感器，壓力傳感器以壓力傳感器信號線6與自動(dòng)控制 裝置7信號輸入端連接。根據(jù)造船規(guī)范，自動(dòng)控制裝置存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)艙壓為-0.007 一0.014MPa,平時(shí)控制在0.014MPa以下，泄漏時(shí)控制在-0.007MPa以上。
當(dāng)發(fā)生意外，液貨艙中原油從泄漏口 5向艙外海水4中泄漏時(shí)，壓力傳 感器連續(xù)不斷將艙內(nèi)壓力送到自動(dòng)控制裝置中，在其中該壓力信號與 -0.007MPa這一標(biāo)準(zhǔn)壓力進(jìn)行比較后，以PID規(guī)律運(yùn)算輸出信號并經(jīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu) 調(diào)節(jié)器控制惰性氣體流量控制閥的開度，使艙內(nèi)壓力達(dá)到控制要求。
權(quán)利要求1、一種液貨艙海上破艙泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)，有惰性氣體系統(tǒng)和恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)，惰性氣體系統(tǒng)包括惰性氣體源、惰性氣體源至液貨艙的連接管道以及管道上的送風(fēng)機(jī)和惰性氣體流量控制閥，恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)包括連接于閥柄的調(diào)節(jié)器、安裝于液貨艙氣相區(qū)內(nèi)的壓力傳感器以及連接于調(diào)節(jié)器與壓力傳感器之間的控制裝置，其特征是所說控制裝置包含比例、積分和微分控制裝置。
2、 如權(quán)利要求1所述的的液貨艙海上破艙泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)，其特 征是所說的恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)包括依次作信號連接的壓力傳感器、壓差變送 器、PID控制器、連接于控制閥的調(diào)節(jié)器。
3、 如權(quán)利要求1所述的的液貨艙海上破輪泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)，其特 征是所說的恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)中的控制裝置是一計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)有連接所說 壓力傳感器并將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的輸入裝置，有寄存液貨艙安全壓 力數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)器，有將傳感器測得的壓力數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)器寄存的安全壓力數(shù)據(jù) 進(jìn)行比較、并根據(jù)比較結(jié)果按PID控制規(guī)律提出控制信號的運(yùn)算器，有根據(jù) 運(yùn)算器提出的控制信號向控制閥調(diào)節(jié)器發(fā)送動(dòng)作指令的輸出裝置。
專利摘要本實(shí)用新型提供的液貨艙海上破艙泄漏時(shí)控制泄漏的系統(tǒng)，有惰性氣體系統(tǒng)和恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)，惰性氣體系統(tǒng)包括惰性氣體源、惰性氣體源至液貨艙的連接管道[9、10、12]以及管道上的送風(fēng)機(jī)[11]和惰性氣體流量控制閥[8]，恒壓自動(dòng)控制系統(tǒng)包括連接于閥柄的調(diào)節(jié)器、安裝于液貨艙氣相區(qū)內(nèi)的壓力傳感器以及連接于調(diào)節(jié)器與壓力傳感器之間的控制裝置[7]，所說控制裝置包含比例、積分和微分控制裝置。本實(shí)用新型利用從液貨艙內(nèi)壓力與標(biāo)壓力差以PID規(guī)律驅(qū)動(dòng)惰性氣體流量控制閥，使艙壓準(zhǔn)確而穩(wěn)定地保持在標(biāo)準(zhǔn)壓力范圍內(nèi)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型可以在保證液貨艙結(jié)構(gòu)安全的前提下，減少液貨泄漏總量，減少貨損和溢油污染。
文檔編號B63B25/08GK201186740SQ20082008454
公開日2009年1月28日 申請日期2008年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月18日
發(fā)明者嚴(yán)世強(qiáng), 盧金樹, 池弘福, 王偉軍, 王家宏 申請人:浙江海洋學(xué)院