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)形密閉空間充入氮氣；以及光控開關(guān)，包括發(fā)光器和光控閥門，發(fā)光器與傳感器相連接，并且根據(jù)傳感器檢測的油氣濃度發(fā)出光線，光控閥門位于通氣管道上，通過光線控制通氣管道中氮氣的開閉。通過本實用新型，其可以實時監(jiān)測一、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，傳感器會傳送報警信息至監(jiān)控中心，并且自動觸發(fā)與制氮機連接的光控開關(guān)，向環(huán)形密閉空間內(nèi)釋放氮氣，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。
【專利說明】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，油氣儲運規(guī)模逐漸大型化，而浮頂儲罐是當(dāng)前主要采用的儲油容器。浮盤與罐壁之間存在環(huán)形間隙，為保證儲罐的嚴(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)目前實施的國家標(biāo)準(zhǔn)《石油庫設(shè)計規(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)計一次密封和二次雙重密封。
[0003]眾所周知，完全無揮發(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。為解決大型浮頂儲罐發(fā)生的起火爆炸事故，除改進(jìn)浮頂油罐浮盤密封技術(shù)之外，對一、二次密封之間的環(huán)形密閉空間內(nèi)油氣濃度進(jìn)行實時監(jiān)測和控制，就能有效降低油儲罐起火的風(fēng)險。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型提供一種用于大型外浮頂儲罐的安全防護(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)形密閉空間充入氮氣；以及
[0008]光控開關(guān)，包括發(fā)光器和光控閥門，發(fā)光器與傳感器相連接，并且根據(jù)傳感器檢測的油氣濃度發(fā)出光線，光控閥門位于通氣管道上，通過光線控制通氣管道中氮氣的開閉。
[0009]在本實用新型一實施例中，傳感器為光纖光柵傳感器，相鄰傳感器之間通過光纖連接。
[0010]在本實用新型一實施例中，發(fā)光器為激光發(fā)射器，由光纖及對應(yīng)的準(zhǔn)直器組成，可發(fā)射出低能量準(zhǔn)直激光。
[0011]在本實用新型一實施例中，光控閥門由多個磁性撥片組成，光線照射到撥片上磁性發(fā)生反轉(zhuǎn)，使閥門打開。
[0012]在本實用新型一實施例中，所述環(huán)形密閉空間由防蒸發(fā)隔膜、浮盤邊緣板和罐壁組成，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，所述傳感器通過固定裝置固定在所述浮盤邊緣板上，所述光控閥門通過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]在本實用新型一實施例中，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]在本實用新型一實施例中，通氣管道與制氮機相連，并隨光纖通過防蒸發(fā)隔膜進(jìn)入環(huán)形密閉空間內(nèi)。
[0015]在本實用新型一實施例中，通氣管道由耐腐蝕和耐高溫的材料制成。
[0016]通過本實用新型提供的基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)，其可以實時監(jiān)測一、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，傳感器會傳送報警信息至監(jiān)控中心，并且自動觸發(fā)與制氮機連接的光控開關(guān)，向環(huán)形密閉空間內(nèi)釋放氮氣，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。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，并不構(gòu)成對本實用新型的限定。在附圖中:
[0018]圖1是本實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)光控閥門的正面圖；
[0020]圖3是本實用新型中基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)用在多個浮頂油罐的現(xiàn)場布局圖；
[0021]圖4是本實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。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合一個具體的實施例對本實用新型的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行說明，然而值得注意的是，該具體實施例僅是為了更好地說明本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(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)油氣濃度超過爆炸下限后會極易造成安全隱患的問題，發(fā)明人考慮，可以通過向環(huán)形密閉空間注入氮氣的方式，即使此密閉空間內(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。
[0024]本實用新型實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)形密閉空間充入氮氣；以及
[0027]光控開關(guān),包括發(fā)光器52和光控閥門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檢測的油氣濃度發(fā)出光線，光控閥門51位于通氣管道5上，通過光線控制通氣管道5中氮氣的開閉。
[0028]圖1是本實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邊緣板7組成的環(huán)形密閉空間，在本實用新型實施例中，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:多個傳感器6、光控開關(guān)和通氣管道5。通過傳感器6實時監(jiān)測環(huán)形密閉空間內(nèi)的油氣濃度，當(dāng)監(jiān)測到的油氣濃度超過預(yù)先設(shè)定的爆炸下限，及時控制連接在通氣管道5的光控開關(guān)向密閉空間內(nèi)注入氮氣，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)致的安全隱患問題。
[0029]在實施過程中，這些傳感器6為光纖光柵濃度傳感器，為了提高檢測精度，這些光纖光柵濃度傳感器6通過光纖彼此連接，均勻分布于環(huán)形密閉空間中，不僅可以減少外界環(huán)境及人員對其造成的破壞，而且可以實時檢測環(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可以通過固定裝置(線卡61)固定在一次密封的浮盤邊緣板7上。
[0030]具體的，如圖4所示，光纖光柵濃度傳感器6測得的油氣濃度數(shù)據(jù)由光纖經(jīng)固定在轉(zhuǎn)動浮梯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、報警信息92、設(shè)置信息93、濃度日志94以及各罐的實時濃度顯示信息95。其中，報警信息92用來在濃度超標(biāo)時報警，此部分將閃爍并同時發(fā)出報警聲；顯示信息91用來在報警時顯示濃度超標(biāo)的光纖光柵傳感器6的位置，同時控制光控開關(guān)中的發(fā)光器52發(fā)出光線；設(shè)置信息93用來設(shè)置油氣濃度的爆炸下限；濃度日志94記錄的是各個油罐一個月之內(nèi)的濃度記錄文檔；實時濃度顯示信息95用來顯示各個油罐在過去一分鐘內(nèi)監(jiān)測到的實時油氣濃度值。
[0031]圖2是本實用新型中基于油氣濃度的油罐安全防護(hù)系統(tǒng)光控閥門的正面圖。請結(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)，其與外界的制氮機相連接，能夠向所述環(huán)形密閉空間充入氮氣。光控開關(guān)，包括發(fā)光器52和光控閥門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檢測的油氣濃度控制光控開關(guān)中的發(fā)光器52發(fā)出光線，光控閥門51位于沿發(fā)光器52的光線照射方向的通氣管道5上，借以通過光線控制通氣管道5中氮氣的開閉。具體來說，發(fā)光器為激光發(fā)射器，由光纖及對應(yīng)的準(zhǔn)直器組成，可發(fā)射出低能量準(zhǔn)直激光。光控閥門由6個磁性撥片511組成,無光線照射時,6片撥片由于磁性吸附在一起，從而使光控閥門51關(guān)閉；當(dāng)激光照射到光控開關(guān)的磁性撥片511上時，磁性發(fā)生變化，磁性撥片不再吸附，從而使光控閥門51打開。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。在實施過程中，工作人員可在控制室8內(nèi)實時監(jiān)測，根據(jù)不同的季節(jié)和天氣狀況，可以設(shè)置每個浮頂儲罐的油氣爆炸下限，例如在夏季或者多雷擊的天氣，可下調(diào)對應(yīng)的爆炸下限，而冬季時偏高。當(dāng)光纖光柵濃度傳感器6測得的實時油氣濃度數(shù)據(jù)高于預(yù)先設(shè)定的爆炸下限時，控制器9便會發(fā)出濃度超標(biāo)的警報，并且顯示出濃度超標(biāo)的光纖光柵傳感器6的位置，同時控制光控開關(guān)中的發(fā)光器52發(fā)出光線，而此時光控閥門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51打開，將通氣管道5中的氮氣注入到環(huán)形密閉空間中。此外，控制室8中的控制器9可同時檢測多個油罐的環(huán)形密閉空間的油氣濃度，控制器9可同時顯示多個油罐的環(huán)形密閉空間的油氣濃度實時監(jiān)測值，實時顯示模塊95中的1，2，3，4為所監(jiān)測的各油罐的編號，點擊相應(yīng)的油罐編號即可顯示對應(yīng)環(huán)形密閉空間的油氣濃度實時檢測值。
[0033]與傳統(tǒng)的監(jiān)測方式相比，光纖光柵的傳感機理主要有四種: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@幾種機理，光纖光柵傳感器可以進(jìn)行溫度、壓力、壓強、加速度、振動、傾斜、曲率、扭矩、電磁場、超聲波、折射率以及濃度等物理量的傳感測量。光纖傳感器的傳輸部件全部為無源光學(xué)器件，具有防電磁、耐腐蝕、誤報率低等優(yōu)點，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)點之外，還在于它是波長編碼信號，使得測量結(jié)果不易受光強波動的干擾，易于實現(xiàn)分布式測量，并且這種傳感器體積細(xì)小，信號在光纖中傳輸損耗低，易于實現(xiàn)遠(yuǎn)距離信號傳輸。
[0035]綜上所述，光纖光柵獨有的分布式測量技術(shù)和信號的復(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，本實用新型實施例實現(xiàn)了如下技術(shù)效果:通過在一、二次密封的環(huán)形空間內(nèi)鋪設(shè)光纖光柵傳感器，將探測到的油氣濃度值傳輸?shù)较鄳?yīng)的控制器中顯示，可實現(xiàn)對該空間內(nèi)的油氣濃度的實時監(jiān)測。通過此控制器設(shè)置油氣濃度的爆炸下限，以適應(yīng)在不同季節(jié)對油氣濃度的要求。當(dāng)油氣濃度達(dá)到爆炸下限時，控制器會發(fā)出報警的聲音，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處，在控制器發(fā)出警報的同時，控制器會控制濃度超標(biāo)處的激光照射到光控開關(guān)上，從而改變其磁性，通過與制氮機相連的管道暢通，從而釋放氮氣。
[0037]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本實用新型實施例僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型實施例可以有各種更改和變化。凡在本實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)形密閉空間充入氮氣；以及 光控開關(guān)，包括發(fā)光器和光控閥門，所述發(fā)光器與所述傳感器相連接，并且根據(jù)所述傳感器檢測的油氣濃度發(fā)出光線，所述光控閥門位于所述通氣管道上，通過所述光線控制所述通氣管道中氮氣的開閉。
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，所述光控閥門由多個磁性撥片組成，所述光線照射到所述撥片上磁性發(fā)生反轉(zhuǎn)，使閥門打開。
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，所述傳感器通過固定裝置固定在所述浮盤邊緣板上，所述光控閥門通過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相連，并隨光纖通過所述防蒸發(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】B65D88/34GK204056863SQ201420323252
【公開日】2014年12月31日 申請日期: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 申請人:中國石油大學(xué)(北京)