CN101767697B - 一种本质安全的油料储罐惰化防护方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种本质安全的油料储罐惰化防护方法及装置，涉及一种用于油料储罐的主动防火防爆的方法及装置，目的是解决油料储罐防火防爆的问题，方法包括：a.依次惰化每个油罐，使每个油罐达到不爆炸条件，即罐内气体的氧气浓度低于10%；b.检测给油罐输送惰气的管网压力,如果低于设定下限值,向管网输送惰气，并通过该管网向油罐输入惰气；c.检测给油罐输送惰气的管网压力,如果高于设定上限值，排出管网内的惰气；d.检测给油罐输送惰气的管网氧气浓度,如果超过设定上限值,则重复步骤a;装置包括缓冲装置，入口端接收惰气，出口端与呼吸管网通过控制阀连接；第一压力变送器，安装在缓冲装置上；呼吸管网，通过进气截止阀与油罐连通；第二压力变送器、在线氧气分析仪，安装在呼吸管网上；电气控制装置，分别与第一压力变送器、第二压力变送器、在线氧气分析仪、控制阀电连接。

Description

一种本质安全的油料储罐惰化防护方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于油料储罐的主动防火防爆的方法及装置，特别涉及一种利用惰化技术来对油料储罐进行防火防爆的方法及装置。

背景技术

在安全研究领域公认“惰化技术”是最有效的防爆阻爆技术，适于不同用途的“惰化技术”是国内外、各专业领域防爆技术研究的重点课题。在人员不是主要保护目的情况下，“主动惰化技术”得到了广泛应用。如油船惰化防火防爆、化工生产过程惰化保护等。

“惰化技术”即是向具有火灾、爆炸危险的封闭空间注入替代氧气的气体，例如二氧化碳、氮气、惰性气体和上述气体的混合气体，通过将所涉及区域的氧气浓度的平均值降低到大约12％体积百分比而实现在封闭空间中的可燃材料不能够被点燃。该方法所实现的熄灭效应基于氧气取代原理。

普通周围环境空气已知是由21％体积百分比的氧气、78％体积百分比的氮气和1％体积百分比的其它气体构成。为了灭火或主动防火，通过注入例如作为惰性气体的纯氮气，使所涉及空间的氮气浓度进一步提高，进而降低氧气含量。当氧气含量降低到大约15％体积百分比之下时，出现了灭火效应。根据所涉及空间中的可燃材料，需要进一步将氧气含量降低到例如所述12％体积百分比。该方法中，替代氧气的惰气或者压缩放置在钢瓶中，或者根据需要通过发生器产生。该气体通过管道系统和相应的出口阀门注入到所涉及的目标空间中。

随着国民经济的快速发展，石油及石油制品日益成为主要的能源和化工原料，油料储罐的使用越来越普遍，随之而来的安全问题也越来越多。为保持油罐内外压力差在允许范围内，油罐在进行收发油料时，罐内需充入或排出大量的气体，同时储罐随环境温度变化还会存在少量的气体充排，即通常所称的大小呼吸，分别通过呼吸阀调控或量油孔直通来实现。

目前油罐充入气体均是采用新鲜空气，罐内的油气便会与新鲜空气中的氧气混合，形成爆炸性油气混合物，容易产生爆炸。而油罐内排出的是含有大量油蒸汽的爆炸性气体，且大部分直接排于大气中。一旦遇到火源即会发后爆炸，且油料储罐中的一个油罐发生失火爆炸等事故，将会威胁、以至殃及邻近的油罐或设施，甚至波及更远，使事态扩大，造成更大的事故。

目前，有关大型化适用于油料储罐主动安全惰化防护技术及装置的研发未见文献报道。

发明内容

本发明的目的是解决油料储罐防火防爆的问题，提供一种利用惰气充填油料储罐、减少氧气含量的主动惰化防护方法，使惰气在油料储罐各油罐间形成一套封闭循环的呼吸系统，通过氧气浓度的在线分析仪检测将油罐内空气中氧含量控制在10％以内，使油罐始终处于惰化保护状态，以实现油料储罐本质安全主动防护的目的。

本发明的另一个目的是提供一种本质安全的油料储罐惰化防护装置，以使油料储罐的惰气充填能够达到本质安全的防护要求，提高其安全防护水平，降低油气燃烧或爆炸的风险。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：

一种本质安全的油料储罐惰化防护方法包括

b.依次惰化每个油罐，使每个油罐达到不爆炸条件，即罐内气体的氧气浓度低于10％。

c.检测给油罐输送惰气的管网压力，如果低于设定下限值，向管网输送惰气，并通过该管网向油罐输入惰气；

d.检测给油罐输送惰气的管网压力，如果高于设定上限值，排出管网内的惰气；

e.检测给油罐输送惰气的管网氧气浓度，如果超过设定上限值，则重复步骤b。

本发明的方法具体实施方式之一是，所述步骤b之前，还包括有步骤a，即受控生成惰气输入到缓冲装置中，该缓冲装置与所述管网受控接通或关闭。

其中，所述步骤a包括

a01.惰气发生装置与缓冲装置连接；

a02.检测缓冲装置的压力，如果低于设定下限值，启动惰气发生装置生成惰气并输入到缓冲装置中；

a03.检测缓冲装置的压力，如果高于设定上限值，关闭惰气发生装置。

所述步骤a01中，惰气发生装置与缓冲装置通过第一增压装置连接；步骤a02中，如果缓冲装置压力低于设定下限值，第一增压装置也被启动打开；步骤a03中，如果缓冲装置压力高于设定上限值，第一增压装置也被关闭。

一个实施方式中，所述步骤a0中，生成的惰气经过净化后输入到缓冲装置中。

所述步骤c中，管网内排出的惰气回输给缓冲装置；如果缓冲装置中的压力超过安全限定，则经过油气分离后排出。

一种本质安全的油料储罐防护装置包括

缓冲装置，入口端接收惰气，出口端与呼吸管网通过控制阀连接；

第一压力变送器，安装在缓冲装置上；

呼吸管网，与油罐连通；

在线氧气分析仪安装呼吸管网上；

第二压力变送器，安装在呼吸管网上；

电气控制装置，分别与第一压力变送器、第二压力变送器、在线氧气分析仪、控制阀电连接。

一个具体方式中，所述的装置还包括

第二增压装置，连接在缓冲装置与呼吸管网之间，其控制部件与电气控制装置电连接。

所述油罐上分别安装有与呼吸管网连接的进气截止阀和与大气相通的排气截止阀，所述油罐内的气体氧气浓度通过便携氧气分析仪进行检测；

所述便携式氧气分析仪，在实施步骤a时抽取罐内气体进行检测。

上述装置更具体的结构是，还包括

减压器，与控制阀串接于呼吸管网与缓冲装置之间；

第二单向阀，与第二增压装置串联后，再并接于串联的减压器和控制阀两端；

所述控制阀为电磁阀；

控制阀、第二增压装置的控制部件与电气控制电连接。

还包括

第一增压装置、第一单向阀、惰气发生装置、净化装置；

净化装置、第一增压装置、第一单向阀串联于惰气发生装置和缓冲装置之间；

惰气发生装置、第一增压装置的控制部件与电气控制装置电连接。

本发明采用上述方法和/或装置，通过检测与油料储罐连通的呼吸管网压力自动、主动地补充惰气，且能够在压力过高时减压排放，实现了油料储罐惰化的本质安全防护；而且，通过缓冲装置技术提高了补充惰气的实时性和安全性。

本发明采用的净化装置对惰气发生装置的混合惰气进行净化过滤，可以避免混合惰气中一些成分对油罐的腐蚀性和对储油品质影响。

本发明采用的缓冲装置作为油料储罐中各油罐气体循环的周转站，以避免惰气发生装置反复启停及惰气的浪费；第一增压装置与缓冲装置之间的管路上设置的第一单向阀，可以防止气体倒流。

本发明采用的呼吸管网统一给同质的油罐进行压力调节，使各油罐的压力保持均衡稳定。

本发明采用的电磁阀和减压器作为缓冲机构向呼吸管网供气，采用了第二增压装置和第二单向阀将呼吸管网内超压气体回收至缓冲装置。

本发明所使用的惰气在缓冲装置、电磁阀、减压器、呼吸管网、油罐、第二增压装置、第二单向阀构成的封闭系统中循环使用，提高了惰气的使用效率。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明的装置结构示意图。

图中标号：1是惰气发生装置，2是净化装置，3-1是第一增压装置，3-2是第二增压装置，4-1是第一单向阀，4-2是第二单向阀，5是缓冲装置，6-1是第一压力变送器，6-2是第二压力变送器，7是安全阀，8是油气分离装置，9是电磁阀，10是减压器，11是呼吸管网，12是油料储罐，13是在线氧气分析仪，14是油罐排气截止阀，15是油罐进气截止阀，16是便携氧气分析仪。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1，一种本质安全的油料储罐惰化防护装置包括惰气发生装置1、净化装置2、缓冲装置5、呼吸管网11以及电气控制装置(图1中未示出)，其中呼吸管网11通过进气截止阀15与多个油罐12连通，油罐上安装有排气截止阀14与外界大气连通。

惰气发生装置1可以是燃油惰气生成装置，其惰气出口端与净化装置2连通，净化装置2的出口端与第一增压装置3-1连通，第一增压装置3-1与第一单向阀4-1的入口端连通，第一单向阀4-1的出口端与缓冲装置5的入口端连通。缓冲装置5可以是作为缓冲的气体容器。

缓冲装置5上安装有与之相通的第一压力变送器6-1、安全阀7，安全阀7的释放口与油气分离装置8连通，油气分离装置8的出口端与外界大气连通。

缓冲装置5的出口端经过作为控制阀的电磁阀9、减压器10与呼吸管网11连接，呼吸管网11上安装有与之相通的第二压力变送器6-2。

呼吸管网11与缓冲装置5之间还连接有第二增压装置3-2、第二单向阀4-2，其中第二增压装置3-2的入口端与减压器10的出口端连接(即与呼吸管网11的入口端连通)，第二单向阀4-2的出口端与电磁阀9的入口端连接(即与缓冲装置5的出口端连通)。

上述第一压力变送器6-1、第二压力变送器6-2还可以是其它具有压力检测功能的压力传感器件。

上述惰气发生装置1的启动部件，以及第一压力变送器6-1、第二压力变送器6-2、电磁阀9、第一增压装置3-1、第二增压装置3-2的控制部件分别与电气控制装置电连接。

利用上述装置来实现本质安全的油料储罐惰化防护的方法包括：

a01.惰气发生装置与缓冲装置连接；

a02.检测缓冲装置的压力，如果低于设定下限值，启动惰气发生装置生成惰气并输入到缓冲装置中；

a03.检测缓冲装置的压力，如果高于设定上限值，关闭惰气发生装置。

b.检测给油罐输送惰气的管网压力，如果低于设定下限值，向管网输送惰气，并通过该管网向油罐输入惰气；

c.检测给油罐输送惰气的管网压力，如果高于设定上限值，排出管网内的惰气。

上述方法更具体的过程是：

通过第一压力变送器6-1检测缓冲装置5内的惰气压力，如果发现低于设定下限值，则第一压力变送器6-1向电气控制装置传送信号，电气控制装置使惰气发生装置1和第一增压装置3-1启动，使用燃油的惰气发生装置1将空气中的氧气充分燃烧，产生的烟气再经冷却后温度被大幅度减低得到湿式混合惰气，湿式混合惰气中含有一定含量的水和一些无用的杂质，再经过净化装置2后，湿式混合惰气中的水和一些无用的杂质会得到净化，得到一种干燥的、性能更加稳定的惰气，再经第一增压装置3-1加压后，通过第一单向阀4-1进入缓冲装置5。

第一压力变送器6-1检测到缓冲装置5内的惰气压力上升到设定上限值后，电气控制装置据此信号使惰气发生装置1和第一增压装置3-1停止，缓冲装置5内的气体在第一单向阀4-1的作用下不会发生倒流。

第二压力变送器6-2检测到呼吸管网11内的压力低于设定下限值后，通过电气控制装置使电磁阀9打开，缓冲装置5内的高压气体经电磁阀9、减压器10进入呼吸管网11，为各油罐12补充惰气。

第二压力变送器6-2检测到呼吸管网11内的压力高于设定上限值后，通过电气控制装置使第二增压装置3-2启动，经第二单向阀4-2将呼吸管网11和油罐12内多余气体回收到缓冲装置5内。

如果缓冲装置5内的惰气压力超过安全阀7的设定值，则安全阀7打开，将超压惰气经油气分离装置8处理后排放至大气。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (4)

1.一种本质安全的油料储罐惰化防护方法，其特征在于，包括

a.受控生成的惰气输入到缓冲装置中，该缓冲装置与管网受控接通或关闭；所述步骤a包括

     a01.惰气发生装置与缓冲装置连接；

     a02.检测缓冲装置的压力，如果低于设定下限值，启动惰气发生装置生成惰气并输入到缓冲装置中；

     a03.检测缓冲装置的压力，如果高于设定上限值，关闭惰气发生装置;

b.依次惰化每个油罐，使每个油罐达到不爆炸条件，即罐内气体的氧气浓度低于10%；

c.检测给油罐输送惰气的管网压力,如果低于设定下限值,向管网输送惰气，并通过该管网向油罐输入惰气；

d.检测给油罐输送惰气的管网压力,如果高于设定上限值，排出管网内的惰气；

e．检测给油罐输送惰气的管网氧气浓度, 如果超过设定上限值,则重复步骤b。

2.如权利要求1所述一种本质安全的油料储罐惰化防护方法，其特征在于，所述步骤a01中，惰气发生装置与缓冲装置通过第一增压装置连接；步骤a02中，如果缓冲装置压力低于设定下限值，第一增压装置也被启动打开；步骤a03中，如果缓冲装置压力高于设定上限值，第一增压装置也被关闭。

3.如权利要求1或2所述一种本质安全的油料储罐惰化防护方法，其特征在于，所述步骤a0中，生成的惰气经过净化后输入到缓冲装置中。

4.如权利要求3所述一种本质安全的油料储罐惰化防护方法，其特征在于，所述步骤d中，管网内排出的惰气回输给缓冲装置；如果缓冲装置中的压力超过安全限定，则经过油气分离后排出。

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