CN103592423A

CN103592423A - 加油站埋地油罐燃爆模拟装置

Info

Publication number: CN103592423A
Application number: CN201310492947.4A
Authority: CN
Inventors: 张卫华; 张健中; 韩青林; 郎需庆; 厉建祥; 周金广
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Qingdao Safety Engineering Institute
Priority date: 2013-10-18
Filing date: 2013-10-18
Publication date: 2014-02-19

Abstract

本发明涉及一种加油站埋地油罐燃爆模拟装置，主要解决现有技术中不具备实际模拟加油站埋地油罐事故的能力的问题。本发明通过采用一种加油站埋地油罐燃爆模拟装置，所述油罐（01）上方至少开有两个人孔，一个为实验孔（02），上面安装可调节高度的高能点火器（03），另一个为设备孔（04），人孔盖上安装液位计（05）和注油管道（06），油罐（01）设置至少一个浓度监控仪（10），油罐（01）设有至少一个压力冲击波传感器（13）和至少一个温度传感器（15），同时在油罐（01）的实验孔（02）轴向设置可移动传感器组（17）的技术方案较好地解决了上述问题，可用于加油站埋地油罐燃爆模拟中。

Description

加油站埋地油罐燃爆模拟装置

技术领域

本发明涉及一种加油站埋地油罐燃爆模拟装置。

技术背景

目前，国内加油站基本采用卧式埋地油罐，罐内存在油品液相空间和油气气相空间，在加油站的检修、清罐、卸油等作业环节中，由于操作不当可能会产生燃烧爆炸等事故，会对加油站产生巨大的危害。但目前的技术中，国内外并无针对加油站埋地油罐可能发生的事故进行实验模拟和事故危害监测的装置。

CN201655126U公开了一种可燃性气体爆炸实验系统，包括一管状爆炸测试筒，所述爆炸测试筒与一向筒内腔注入常温常压可燃气体的供气装置连接，爆炸测试筒上设有感应筒内压力的压力传感器、监测筒内可燃气体浓度的监测器和点燃筒内气体的点火器。该装置为小型的实验装置，体积只20L左右，从形式与结构上均与油罐有很大的区别。

CN201449389U公开了一种空气混合物爆炸实验装置，由流量计、爆炸罐、电磁阀、热电偶、加热圈、点火器等组成，用于测试煤粉的爆炸压力和温度。

目前已公开的专利涉及到气体燃爆实验及测试的装置多为小型实验装置，不具备实际模拟加油站埋地油罐事故的能力。在实际加油站运行中，清罐和设备检修期间操作不当会产生静电打火并引发油气爆炸，卸油时如果发生泄漏会引发火灾等，类似的各种燃爆事故对加油站及周围设施会产生巨大的危害，因此需要相应的模拟系统对可能出现的各种事故进行监测和评估。

本发明有针对性的解决了该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中不具备实际模拟加油站埋地油罐事故的能力的问题，提供一种新的加油站埋地油罐燃爆模拟装置。该装置用于加油站埋地油罐燃爆模拟中，具有具备实际模拟加油站埋地油罐事故的能力的优点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种加油站埋地油罐燃爆模拟装置，所述油罐（01）上方至少开有两个人孔，一个为实验孔（02），上面安装可调节高度的高能点火器（03），另一个为设备孔（04），人孔盖上安装液位计（05）和注油管道（06），油罐（01）底部设有管线与电动阀（07）、油泵（08）、油水分离器（09）依次连接，油罐（01）设置至少一个浓度监控仪（10），油罐（01）设有至少一个压力冲击波传感器（13）和至少一个温度传感器（15），同时在油罐（01）的实验孔（02）轴向设置可移动传感器组（17）。

上述技术方案中，优选地，所述浓度监控仪采用泵吸式原理，将罐内气体通过采样泵吸入浓度分析仪表获得采样点的浓度数据，采样泵与油罐间设球阀，在实验期间将阀门关闭，以避免爆炸产生的火焰或冲击波损坏采样泵及仪表。

上述技术方案中，优选地，所述可移动传感器组（17），由压力传感器、温度传感器和热流传感器共同构成，传感器组内各传感器能够在横纵两个方向移动，以满足不同燃爆工况的数据采集要求。

上述技术方案中，优选地，所述埋地油罐燃爆实验获得的数据主要由压力、温度和热流传感器采集获得，所述传感器为快速响应型传感器，各传感器接入数据采集器，温度和热流传感器采样频率至少512HZ，压力冲击波传感器采样频率至少4096HZ。

上述技术方案中，优选地，所述可移动传感器组（17）由压力传感器、温度传感器和热流传感器共同构成，传感器组内各传感器能够在横纵两个方向移动，以满足不同燃爆工况的数据采集要求。

上述技术方案中，优选地，所述不同类型的传感器分别连接不同的数据采集器，按照各自的采样频率获得实验数据并保存至上位机。

上述技术方案中，优选地，所述浓度监控仪为三个，分别位于油罐（01）的两侧和中间附近，油罐（01）设置两个压力冲击波传感器和两个温度传感器。

本发明的加油站埋地油罐燃爆模拟及装置，主要用于实际模拟加油站埋地油罐在作业环节中可能发生的各类燃烧爆炸事故，并获取事故的危害数据，利用注油设备、废油处理设备、浓度监测设备、点火设备等构成埋地油罐燃爆模拟装置，以实现罐内的燃烧爆炸事故模拟。罐壁设置压力冲击波传感器和温度传感器，用于测量实验中罐壁受到的压力冲击和温度的影响；实验人孔井轴向设置可移动传感器组，包括压力传感器、温度传感器和热流传感器，各传感器可以调整水平距离和垂直高度，用于测量燃爆事故对油罐周边的影响；各种传感器共同组成监测系统，得到燃爆事故的关键数据，并进一步评估事故的危害情况，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为发明所述装置的结构示意图。

01卧式埋地油罐；02实验人孔；03可伸缩式高能点火器；04设备人孔；05注油口；06液位计；07残油回收电动阀；08残油回收泵；09油水分离装置；10浓度监测点a；11浓度监测点b；12浓度监测点c；13压力传感器a；14压力传感器b；15温度传感器a；16温度传感器b；17可移动传感器组。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

油罐采用加油站常用的30m³卧式储罐（01），罐长6m，罐高2.5m。油罐上方开DN500的两个人孔，分别位于油罐两侧，一个为实验孔（02），上面安装可调节高度的高能点火器（03），提供电点火能量，并能够根据实验的要求调解点火点的高度，用于燃爆实验中点燃罐内汽油或点爆油气；另一个人孔为设备孔（04），人孔盖上安装液位计（05），用于监控罐内汽油容量变化，此外还设置了注油管道（06），用于模拟埋地油罐卸油管线。

实验完成后，罐内的废油通过罐底管线经电动阀（07）由油泵（08）排出至油水分离器（09）处理。

埋地油罐设置三个罐内浓度监控仪，一个位于油罐上方中心处（11），其他两个位于罐的两侧（10,12），用于实时监测罐内的油气浓度分布情况。浓度监控仪采用泵吸式原理，将罐内气体通过采样泵吸入浓度分析仪表获得采样点的浓度数据，采样泵与油罐间设球阀，在实验期间将阀门关闭，以避免爆炸产生的火焰或冲击波损坏采样泵及仪表。

埋地油罐燃爆实验获得的数据主要由压力、温度和热流传感器采集获得。本专利涉及的传感器为快速响应型传感器，传感器接入数据采集器，要求温度和热流传感器采样频率至少满足512HZ，压力冲击波传感器采样频率至少满足4096HZ。

埋地油罐罐体设置两个压力冲击波传感器（13,14）和两个温度传感器（15,16）。为了获得燃爆事故对油罐周围的影响数据，在油罐实验人孔轴向设置可移动传感器组（17），由压力传感器、温度传感器和热流传感器共同构成。传感器组内各传感器能够在横纵两个方向移动，以满足不同燃爆工况的数据采集要求。

1、罐内爆炸

本发明涉及的埋地油罐罐内油气爆炸实验的实施方式为：首先关闭残油回收电动阀07，关闭残油回收泵08；在进行有油情况下爆炸的实验时，从注油口05注入汽油，让罐内汽油自然挥发，三个浓度监测点10,11,12的油气浓度均达到爆炸范围时，接通可伸缩式高能点火器03的电源，在罐内点火，引爆油气；若进行无油情况下的实验，则先打开实验人孔02，由注油口05注入按照实验浓度配比的油气，待罐内气体浓度监测点的油气浓度均达到实验要求时，由可伸缩式高能点火器03点火实验。实验完成后，打开残油回收电动阀07，打开残油回收泵08，将剩余残油抽至油水分离装置09进行处理。

2、罐内燃烧

本发明涉及的埋地油罐罐内汽油燃烧实验的实施方式为：首先关闭残油回收电动阀07，关闭残油回收泵08；打开实验人孔02，从注油口05注入汽油，空气由人孔02排出，罐内液位高度由液位计06监测，至要求液位时停止注油，关闭注油口05，将可伸缩式高能点火器03点火探头伸至液面附近点火引燃油气。实验期间人孔02保持打开状态，以保证燃烧期间补入氧气。

3、数据采集

本发明涉及的埋地油罐燃爆实验数据监测系统实施方式为：不同类型的传感器分别连接不同的数据采集仪器，按照各自的采样频率获得实验数据并保存至上位机。如图1所示。压力传感器采用压电式传感器，传感器感压面受到冲击波后能够转化为电压信号传输至数据采集仪器，数据采集仪器以4096Hz的采样频率采集数据并保存于上位机。温度传感器采用快速响应型热电偶，能够将温度变化转化为电信号并通过数据采集仪器以512Hz的频率采样。热流传感器则将受到的热辐射转化为电压信号并以512Hz的频率采集数据。三个罐内浓度采集仪a、b、c采用泵吸式采集原理，以较低的流速将气体吸入采集器，并在线分析其浓度，浓度采集以128Hz的采样频率采集数据，实时监测罐内的油气浓度。

为了减少数据的存储量，压力、温度、热流三组传感器在点火前5秒开始数据采集，而浓度监测则保持实时采集。

本发明涉及的埋地油罐燃爆实验装置能够模拟埋地油罐罐内不同浓度的油气爆炸、罐内汽油燃烧、地面流淌火、人孔井内管道泄漏着火等多种事故，燃爆实验产生的压力冲击波、热流、温度等实验数据由监测系统通过高速数据采集仪器获得并保存于上位机电脑，以便评估事故的特性和影响范围。

Claims

1.一种加油站埋地油罐燃爆模拟装置，所述油罐（01）上方至少开有两个人孔，一个为实验孔（02），上面安装可调节高度的高能点火器（03），另一个为设备孔（04），人孔盖上安装液位计（05）和注油管道（06），油罐（01）底部设有管线与电动阀（07）、油泵（08）、油水分离器（09）依次连接，油罐（01）设置至少一个浓度监控仪（10），油罐（01）设有至少一个压力冲击波传感器（13）和至少一个温度传感器（15），同时在油罐（01）的实验孔（02）轴向设置可移动传感器组（17）。

2.根据权利要求1所述加油站埋地油罐燃爆模拟装置，其特征在于所述浓度监控仪采用泵吸式原理，将罐内气体通过采样泵吸入浓度分析仪表获得采样点的浓度数据，采样泵与油罐间设球阀，在实验期间将阀门关闭，以避免爆炸产生的火焰或冲击波损坏采样泵及仪表。

3.根据权利要求1所述加油站埋地油罐燃爆模拟装置，其特征在于所述可移动传感器组（17），由压力传感器、温度传感器和热流传感器共同构成，传感器组内各传感器能够在横纵两个方向移动，以满足不同燃爆工况的数据采集要求。

4.根据权利要求1所述加油站埋地油罐燃爆模拟装置，其特征在于所述埋地油罐燃爆实验获得的数据主要由压力、温度和热流传感器采集获得，所述传感器为快速响应型传感器，各传感器接入数据采集器，温度和热流传感器采样频率至少512HZ，压力冲击波传感器采样频率至少4096HZ。

5.根据权利要求1所述加油站埋地油罐燃爆模拟装置，其特征在于所述可移动传感器组（17）由压力传感器、温度传感器和热流传感器共同构成，传感器组内各传感器能够在横纵两个方向移动，以满足不同燃爆工况的数据采集要求。

6.根据权利要求1所述加油站埋地油罐燃爆模拟装置，其特征在于所述不同类型的传感器分别连接不同的数据采集器，按照各自的采样频率获得实验数据并保存至上位机。

7.根据权利要求1所述加油站埋地油罐燃爆模拟装置，其特征在于所述浓度监控仪为三个，分别位于油罐（01）的两侧和中间附近，油罐（01）设置两个压力冲击波传感器和两个温度传感器。