CN103274140B - 浮顶油罐及其油气安全装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种浮顶油罐及其油气安全装置，该装置包括：多根支管，每一支管的一端伸入浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙；主管，每端至少与一根支管的另一端连接；油气浓度测量仪，设于主管上，用于检测主管中油气混合物的浓度；空气压缩机，设于主管上，用于驱动气体流动；第一外接空气管，一端与主管连接，另一端设有用于向外界输出主管中油气混合物的第一空气单向阀；吸附模块，设于主管上，用于吸附主管中油气混合物中的油气；第二外接空气管，一端伸入浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙，另一端设有用于从外界向环形间隙输入空气的第二空气单向阀。本发明通过对环形间隙进行油气扩散、循环回收，可以降低油气浓度，达到防爆效果。

Description

浮顶油罐及其油气安全装置

技术领域

本发明属于浮顶油罐安全技术领域，尤其涉及一种用于浮顶油罐的油气安全装置及具有该装置的浮顶油罐。

背景技术

随着经济高速发展，储罐大型化、规模化和集群化的趋势日益明显，其所带来的雷击风险也在逐渐增大。根据一项统计，1951-2003年间，因雷击所导致的储罐火灾事故占比为31%，近几年来，更是连续发生了数起浮顶储罐雷击着火事故。

不论是单盘式浮顶还是双盘式浮顶，浮顶的外边缘与罐壁板之间都有约250mm的环形间隙。此间隙是油罐浮顶上下运行的需要,同时也是油罐浮顶散发油气的主要渠道。为阻止油气蒸发,必须依靠密封装置来减少油品的蒸发损失。当前众多浮顶储罐浮盘密封圈由一次密封件和二次密封件组成，一次密封可采用机械密封或软密封，二次密封件安装在一次密封上部，二者之间存在较大油气空间。

浮顶油罐防火防爆有两种基本措施：1，防止形成爆炸性油气混合物；2，消除点火源。点火源存在未确定性，比如雷击，但针对预防爆炸混合物的形成则可以有很多预防措施。

风洞实验表明，气流从浮顶罐顶部掠过时，由于绕流，在罐壁内侧周边将形成不均匀的压力分布。油罐迎风面（上风）罐壁内侧周边将成为低于大气压力的负压区，而油罐背风面（下风）罐壁内侧边将成为高于大气压力的正压区，正是由于压力差的存在，使得油气容易在油罐背风面侧的密封圈空间积聚，因为一次密封对油气扩散的有效阻隔，使得进入密封圈的油气含量并不多，也很少会出现密封圈内任何一点都达到爆炸极限，更多的情况是在某一区域油气积聚比较严重而达到爆炸极限，但大部分区域油气浓度却未达到爆炸极限，从这一方面可以先使油气达到均匀分布以预防火灾。例如，申请号为201110057960.8、发明名称为“一种浮顶油罐的密封圈通风抑爆装置”就提出对密封圈进行通风从而降低油气浓度的理念。

但是，从节能环保要求角度来讲：一二次密封区间油气进入空气中会引起较多环境问题，例如：污染环境，产生不同程度的破坏；浪费能源，造成严重的经济损失；降低油品质量，影响油品正常使用。同时随着对环境保护的日益重视，多种法律、标准及规范严格约束油气排放，如《中华人民共和国环境保护法》等。鉴于此，一些高等院校、研究院所、厂矿企业一直在进行这方面的理论研究、油气回收技术及关键材料与成套设备的开发研制，取得了一些的研究成果，其中吸附法作为其中一种油气回收方法，因其能够极大的降低被吸附过的混合气油气体积分数的优势，已被广泛用于各大炼厂和油库中。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于浮顶油罐的油气安全装置及具有该油气安全装置的浮顶油罐，以解决现有技术存在的或者污染环境、浪费油气，或者效率低下等问题。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种用于浮顶油罐的油气安全装置，其包括：多根支管，每一所述支管的一端伸入浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙；主管，每端至少与一根所述支管的另一端连接；油气浓度测量仪，设于所述主管上，用于检测主管中油气混合物的浓度；空气压缩机，设于所述主管上，用于驱动气体流动；第一外接空气管，一端与所述主管连接，另一端设有用于向外界空气输出所述主管中油气混合物的第一空气单向阀；吸附模块，设于所述主管上，用于吸附所述主管中油气混合物中的油气；第二外接空气管，一端伸入浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙，另一端设有用于从外界向所述环形间隙输入空气的第二空气单向阀。

优选地，所述主管两端连接的所述支管的数量相等，并且与所述主管的同一端连接的所述支管位于浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙同一侧。

优选地，所述第二外接空气管与浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙的连接处靠近所述支管与浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙的连接处。

优选地，在所述主管上，所述空气压缩机的两侧均设有所述吸附模块。

优选地，所述空气压缩机为防爆型空气压缩机。

为了实现本发明的目的，本发明提供一种浮顶油罐，其包括浮盘顶板，其中，还包括上述任一所述的油气安全装置，所述油气安全装置设于所述浮盘顶板上。

由上可知，本发明综合了现有技术的通风法和吸附法，对密封圈内的环形空间进行油气扩散、油气的循环回收，从而降低密封圈内的油气浓度，达到防爆的功能，并且结构简单，成本低廉。

附图说明

图1为本发明的浮顶油罐实施例的具体管线安装主视图；

图2为本发明的浮顶油罐实施例的管线安装和气体流向俯视图；

图3为本发明的浮顶油罐实施例的第二外接空气管安装示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

如图1和图2所示，本发明的浮顶油罐包括罐体1、设置于罐体1内的浮盘顶板3、位于浮盘顶板3周围的一次密封件21和二次密封件22（二者位于顶板3的侧面与罐体1的内壁之间），一次密封件21、二次密封件22、罐体1、浮盘顶板3的侧面31围成环形间隙20，环形间隙20中充满油气混合物。为了提高安全性，实现本发明的目的，图1-图2所示的浮顶油罐实施例还包括一油气安全装置。

该油气安全装置包括多根用于气体流通的支管4、集气的主管5以构成气体流动管道网络。如图1，每一支管4的一端伸入环形间隙20，另一端分别连接于主管5的两端。油气浓度测量仪6、第一外接空气管71、吸附模块81、空气压缩机9、吸附模块82等依次设于主管5上。其中，油气浓度测量仪6用于检测主管5中油气混合物的浓度。防爆型的空气压缩机9用于驱动气体流动。第一外接空气管71一端与主管5连接，另一端设有用于向外界空气输出主管5中油气混合物的第一空气单向阀72。吸附模块81、82用于吸附主管5中油气混合物中的油气，避免浪费资源和污染环境。如图3，第二外接空气管73一端伸入环形间隙20，另一端设有用于从外界向环形间隙20输入空气的第二空气单向阀74。

需要特别指出的是，在集气的主管5上安装的第一外接空气管71及其上设置的第一气体单向阀72，使得气体允许流动方向为主管5到管外，当油气浓度较高时可以将其部分排出管外。在支管4出口附近的密封圈壁上安装两根的第二外接空气管73及其上设置的第二气体单向阀74，只允许空气进入一二次密封件之间的环形间隙20，而不允许油气混合物进入到大气中。

优选地，如图2，主管5两端连接的支管4的数量相等，并且与主管5的同一端连接的支管4位于环形间隙20同一侧。例如在图2中，与主管5的左端连接的支管4均位于支管5的左侧，与主管5的右端连接的支管4均位于支管5的右侧。

如图2和图3，第二外接空气管73与环形间隙20的连接处靠近支管4与环形间隙20的连接处，更优选地，第二外接空气管73对称地设于支管4与环形间隙20的连接处两侧。

为了更充分的吸收主管5中流过的油气混合物中的油气，在主管5上，空气压缩机9的两侧均设有吸附模块，例如吸附模块81、82。

应用本实施例时，空气压缩机9是按需工作，根据天气预报的雷雨天气前，工作人员打开空气压缩机9，实施通风，环形间隙20、支管4、主管5、空气压缩机9形成一个连通系统。空气压缩机9的不断运作时，油气混合物以图2中箭头所示的方向开始运动，同时，吸附模块81、82对经过的油气进行吸收，两根第二外接空气管73及时补给空气，防止环形间隙20内气体迅速减少，而破坏密封圈。经过主管5的混合气浓度较高时，部分油气可通过第一外接空气管71排放到大气中。在不断循环吸附的同时，检测可燃气体的油气浓度测量仪一直保持着对主管5中通过的油气进行检测的状态，一直到所测油气浓度达到50%爆炸极限以下时，停止运行空气压缩机9。

另外，油气浓度测量仪6可以连接油气浓度监控系统，油气浓度监控系统包括依次连接的信号放大电路、A/D转换电路、数据采集与预处理系统、电脑等。油气浓度测量仪6输出的微弱电信号，经信号放大电路对信号进行预处理，使其转换为0-5V范围内变化的直流信号，加到A/D转换电路变换为数字信号，由数据采集与预处理系统进行数据采集处理，并将处理后的数据由通讯接口输入到电脑，电脑接收到信号后进行计算及结果显示，同时判断油气浓度是否有爆炸危险。

综上，与现有技术相比，本发明结合了用于降低油气浓度的通风法和吸附法，其优点具体如下：

借用压缩机提供的动力以及各导管的连通作用，将一二次密封圈内的油气进行集中统一处理，避免了密封圈内油气直接透过二次密封而接触大气、遭到雷击闪燃的可能性。

在油气浓度较高时，吸附模块对油气进行吸附，安全环保，对吸附油气进行回收，又可带来一定的经济效益。

整套装置成本低廉，操作简单，避免目前的富氮防护技术产生的昂贵的建设、运行等成本，同时，本发明只需要一个可燃气体检测仪器，也降低了昂贵的可燃气体检测仪的成本。

在密封圈与船舱接触面上设置第二外接空气管以及相应的气体单向阀，可以避免因为空气压缩机的出口压力变化而引起的密封圈损坏，更关键的是能够在循环过程中提供足够的空气，起到通风，稀释油气的作用。

在主管上安装第一空气外接管，并设置相应的气体单向阀，气体允许流动方向为主管到管外，当油气浓度较高时可以将其部分排出管外。

利用压缩机提供的动力，使混合气一直处于运动状态，消除油气因为风压而在某一区域大量积聚的可能性，等到一段时间后，停止运行空气压缩机，环形间隙内油气分布较为均匀，不会因油气积聚而达到爆炸极限。

由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (6)

1.一种用于浮顶油罐的油气安全装置，其特征在于，包括：

多根支管，每一所述支管的一端伸入浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙；

主管，每端至少与一根所述支管的另一端连接；

油气浓度测量仪，设于所述主管上，用于检测主管中油气混合物的浓度；

空气压缩机，设于所述主管上，用于驱动气体流动；

第一外接空气管，一端与所述主管连接，另一端设有用于向外界空气输出所述主管中油气混合物的第一空气单向阀；

吸附模块，设于所述主管上，用于吸附所述主管中油气混合物中的油气；

第二外接空气管，一端伸入浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙，另一端设有用于从外界向所述环形间隙输入空气的第二空气单向阀。

2.根据权利要求1所述的用于浮顶油罐的油气安全装置，其特征在于，

所述主管两端连接的所述支管的数量相等，并且与所述主管的同一端连接的所述支管位于浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙同一侧。

3.根据权利要求1所述的用于浮顶油罐的油气安全装置，其特征在于，

所述第二外接空气管与浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙的连接处靠近所述支管与浮顶油罐的浮盘顶板周围的环形间隙的连接处。

4.根据权利要求1所述的用于浮顶油罐的油气安全装置，其特征在于，

在所述主管上，所述空气压缩机的两侧均设有所述吸附模块。

5.根据权利要求1所述的用于浮顶油罐的油气安全装置，其特征在于，

所述空气压缩机为防爆型空气压缩机。

6.一种浮顶油罐，包括设于所述浮顶油罐内的浮盘顶板，其特征在于，还包括权利要求1-5任一所述的油气安全装置，所述油气安全装置设于所述浮盘顶板上，所述环形间隙由浮盘顶板的侧面、浮顶油罐的内壁、设置于所述侧面和所述内壁之间的一次密封件和二次密封件围成。