CN104406047B - 码头油船装载过程中收集挥发有机气体的安全保障系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种码头油船装载过程中收集挥发有机气体的安全保障系统，主要解决现有技术中安全系数较低的问题。本发明所涉及系统连接船舱与岸上有机气体处理装置，其特征在于它是一种油气收集系统，减小气体输送过程中的阻力，并通过相关的技术手段保障挥发性有机气体从船舱进入气体处理装置过程中及船舶和码头的安全；所述系统包括导静电软管、绝缘法兰、压力/真空阀、氧含量分析仪、紧急排放管线、防火型快速关断阀、过滤器、阻火器、风机等，通过相应自动控制程序实现以上各设备的自动运行，广泛应用于码头油船装载过程中的油气回收。

Description

码头油船装载过程中收集挥发有机气体的安全保障系统

技术领域

本发明涉及一种码头油船装载过程中收集挥发有机气体的安全保障系统。

背景技术

石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物，其中的轻组分具有很强的挥发性。

目前国内外的油品运输有很大一部分都是通过水运完成的，尤其是原油和成品油的远洋运输，这就决定了油品在油船运输装卸过程中如果不实行油气回收会出现很大的挥发浪费。

国际海事组织(IMO)在1997年9月批准MARPOL《73/78防污公约》，新增加防止船舶造成大气污染规则，并于2005年5月19日生效。IMO MSC/Cir585号通函《关于蒸气排放控制系统标准》详细描述了关于船岸对接油气回收的相关技术要求。

与此同时，一些发达国家在船舶产生的有害气体对大气污染方面的限制也越来越严格。美国沿岸各州政府从1998年开始要求进入其港口装货的油轮使用油气回收系统，并陆续在各装船港口配备挥发性气体接收装置。美国联邦法典第四十六卷还对油轮货油舱的油气回收要求作了详细规定。目前美国海岸港口已禁止没有油气收集系统的船舶停靠。

从20世纪80年代起，我国也开始对油气回收技术进行了研究，并在陆地油库和加油站等场所推广使用。由于装船作业量大、挥发量大，因此油气挥发问题更加突出，带来了港口环境、安全以及能耗等问题。根据对我国沿海、沿江各危化液体散货装船港的调查，由于船舶结构特点引起的油气回收技术难点没有克服，没有适合的船岸对接安全保障控制系统，船舶燃烧爆炸危险在码头和船舶间不能得到有效安全控制，因此国内石油类挥发气体回收系统在港口码头工程中应用的实例极少，仅有个别苯类液体化工码头，设置了气体回收装置，但是对于船岸对接方面也仅是使用很简单软管进行连接，在安全性上得不到很好的保障。

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安全系数较低的问题，提供一种码头油船装载过程中收集挥发有机气体的安全保障系统。该系统具有安全系数较高的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种码头油船装载过程中收集挥发有机气体的安全保障系统，油船装载过程中的挥发性有机气体通过安全保障系统与油气回收装置相连，保障油船、码头以及两者界面的安全；所述安全保障系统包括导静电软管、绝缘法兰、压力/真空阀、氧含量分析仪、紧急排放管线、防火型快速关断阀、过滤器、阻火器、风机等，导静电软管一端与油船气相管线接口相连，另一端与绝缘法兰相连，绝缘法兰另一端与气体管线连线，气体管线上依次设有压力/真空阀、氧含量分析仪、紧急排放管线、防火型快速关断阀、过滤器、阻火器、风机，控制系统分别连接控制油船防溢油信号线、氧含量分析仪、各压力变送器、各温度变送器、各差压变送器、防火型快速关断阀、各电动阀门、风机，所述气体管线与风机入口相连，风机出口与所述油气回收装置相连。

上述技术方案中，优选地，在导静电软管与压力/真空阀之间设置蝶阀，在蝶阀与压力/真空阀之间设置氮气管线，所述压力/真空阀的高度至少为离地面2.2米以上。

上述技术方案中，优选地，所述紧急排放管线顶部设有防火透气帽，紧急排放管线上设有电动蝶阀。

上述技术方案中，优选地，所述紧急排放管线与气体管线连接处与压力/真空阀之间的气体管线上设有压力表、压力变送器、氧含量分析仪，并在控制系统中设定高低控制值，当系统内压力达到设定的高限或者低限时，紧急排放管线上的电动蝶阀打开。

上述技术方案中，优选地，所述过滤器两端的气体管线上接有差压变送器、阻火器两端的气体管线上接有差压变送器。

上述技术方案中，优选地，所述过滤器与阻火器之间的气体管线上设有温度变送器，所述阻火器与风机之间的气体管线上设有温度变送器。

上述技术方案中，优选地，所述风机出口管线上设有压力表和阀门。

上述技术方案中，优选地，所述氧含量分析仪分析进入气体管线内气体中的氧气含量，以避免油气处于爆炸极限范围内；当出现紧急情况时，防火型快速关断阀迅速关闭，阻断油船与岸上设备。

上述技术方案中，优选地，所述安全保障系统内设有防静电措施。

上述技术方案中，优选地，所述风机为变频风机。

油船装载时挥发的有机气体通过本发明所述系统最终进入位于岸上的油气回收装置，将油气通过一定的手段进行回收。该系统以安全作为切入点，通过压力、温度、氧含量等参数实时检测系统的运行情况，并设有紧急排放、紧急切断、防静电等安全措施，进而保障油船、码头以及两者界面的安全，自动化程度高，安全系数高，取得了较好的技术效果。

附图说明

图1为本发明所述系统的结构示意图。

图1中，1为导静电软管；2为阀门；3为压力表；4为压力变送器；5为压力变送器；6为氧含量分析仪；7为压力/真空阀；8为电动蝶阀；9为防火透气帽；10为防火型快速关断阀；11为过滤器；12为差压变送器；13为温度变送器；14为阀门；15为阻火器；16为差压变送器；17为温度变送器；18为风机；19为控制系统；20为压力表；21为阀门；22为油船；23为阀门；24为蝶阀；25为绝缘法兰；26为氮气管线；27为油船防溢油信号线。

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】

提供一种码头油船装载过程中收集挥发有机气体的安全保障系统，油船装载过程中的挥发性有机气体通过安全保障系统与油气回收装置相连，保障油船、码头以及两者界面的安全；所述安全保障系统如图1所示，包括导静电软管、绝缘法兰、压力/真空阀、氧含量分析仪、紧急排放管线、防火型快速关断阀、过滤器、阻火器、风机，导静电软管一端与油船相连，另一端与绝缘法兰相连，绝缘法兰另一端与气体管线连线，气体管线上依次设有压力/真空阀、氧含量分析仪、紧急排放管线、防火型快速关断阀、过滤器、阻火器、风机，控制系统分别连接控制油船防溢油信号线、氧含量分析仪、各压力变送器、各温度变送器、各差压变送器、防火型快速关断阀、各电动阀门、风机等，所述气体管线与风机入口相连，风机出口与所述油气回收装置相连。

在导静电软管与压力/真空阀之间设置蝶阀，在蝶阀与压力/真空阀之间设置氮气管线，所述压力/真空阀的高度至少为离地面2.2米以上；所述紧急排放管线顶部设有防火透气帽，紧急排放管线上设有电动蝶阀；所述紧急排放管线与气体管线连接处与压力/真空阀之间的气体管线上设有压力表、压力变送器、氧含量分析仪，并在控制系统中设定高低控制值，当系统内压力达到设定的高限或者低限时，紧急排放管线上的电动蝶阀打开；所述过滤器两端的气体管线上接有差压变送器、阻火器两端的气体管线上接有差压变送器；所述过滤器与阻火器之间的气体管线上设有温度变送器，所述阻火器与风机之间的气体管线上设有温度变送器；所述风机出口管线上设有压力表和阀门；所述氧含量分析仪分析进入气体管线内气体中的氧气含量，以避免油气处于爆炸极限范围内；当出现紧急情况时，防火型快速关断阀迅速关闭，阻断油船与岸上设备；所述安全保障系统内设有防静电措施，避免静电的产生，或者当出现静电时迅速消除静电。

下面简单阐述所述安全保障系统的运行过程。

油船装载前，根据有关油船安全规程做好前期安全检查准备工作，并将导静电软管1连接至船舱气体排放专用连接法兰处，检查本发明系统中的手动阀门2，手动阀门14，手动阀门23，电动蝶阀8为关闭状态，手动阀门21为打开状态，之后判断船舶是否为充惰，如果油船为充惰的，打开手动蝶阀24，当发油开始时，系统内的压力开始逐渐升高，当压力变送器4、压力变送器5检测压力达到启动的200mmH₂O，同时系统内部氧含量处于8％以下时，位于该泊位收集系统的防火型快速关断阀10打开，变频风机18开始工作，并保持流量为发油流量的1.25倍，将油船装载时挥发的有机气体送至岸上油气回收装置。变频风机18通过变频调整转速将船岸对接安全保障系统内的压力保持在300±50mmH₂O的压力下。

(1)压力变送器4、压力变送器5检测管道中气体压力，压力达到高限(800mmH₂O)或者低限(-175mmH₂O)，压力变送器4、压力变送器5将信号传至控制系统19，开启电动蝶阀8进行排气或向内补气，并做报警输出。压力/真空阀7作为该控制方式下的备用系统起到后备保护作用；

(2)氧含量分析仪6实时检测管线中有机气体含氧量的变化，当含氧量超过8％，接近油气爆炸极限时，关闭快速关断阀10，停止变频风机18，在保证压力不超过设定范围时通过汽油装船增加油气浓度的方式将氧含量恢复至安全范围。氧含量分析仪6将信号传至控制系统19，系统进行自动调整并输出报警信号；

(3)阻火器15两端的差压变送器16检测到差压信号达到设定值130mmH₂O或者-50mmH₂O时，控制系统19输出报警信号；过滤器两端11的差压变送器12检测到差压信号达到设定值127mmH₂O时，控制系统19输出报警信号；

(4)当阻火器15两端温度变送器13和温度变送器17检测温度差达到设定值80℃时，温度变送器将信号传输至控制系统19，并进行输出报警信号；

(5)控制系统19接受船舶装船过程中防止溢流控制系统的控制信号，当船舶控制系统发出溢流信号时能与船岸对接安全保障系统中的控制系统19和原库区安全控制系统实现安全联锁。

以上五种情况任何一种情况发生时，均关闭防火型快速关断阀10，停止变频风机18，直到系统恢复正常，后三种情况发生时，还要与库区发油泵和相关阀门进行控制联锁停止发油，确保船舶和码头及油气回收系统安全。

对于未充惰的油船进行油气回收，在油船装载油品前，还应在手动蝶阀24为关闭的情况下，打开手动阀门23，手动打开防火型快速关断阀10，用氮气对系统内的气体进行惰化，当氧含量分析仪6检测到系统内的氧含量达到8％以下时，关闭手动阀门23，手动关闭防火型快速关断阀10，停止氮气惰化，打开手动阀门24。此时，即可以对船舶进行装载。

安全保障系统的停止条件如下：当压力变送器4、压力变送器5检测到管道内气体压力小于50mmH₂O、出现报警或者装船结束时，变频风机18停止，防火型快速关断阀10关闭，直到下次需再次启动。

Claims (1)

1.一种码头油船装载过程中收集挥发有机气体的安全保障系统，油船装载过程中的挥发性有机气体通过安全保障系统与油气回收装置相连，保障油船、码头以及两者界面的安全；所述安全保障系统包括导静电软管、绝缘法兰、压力/真空阀、氧含量分析仪、紧急排放管线、防火型快速关断阀、过滤器、阻火器、风机，导静电软管一端与油船气相管线接口相连，另一端与绝缘法兰相连，绝缘法兰另一端与气体管线连线，气体管线上依次设有压力/真空阀、氧含量分析仪、紧急排放管线、防火型快速关断阀、过滤器、阻火器、风机，控制系统分别连接控制油船防溢油信号线、氧含量分析仪、各压力变送器、各温度变送器、各差压变送器、防火型快速关断阀、各电动阀门、风机，所述气体管线与风机入口相连，风机出口与所述油气回收装置相连；在导静电软管与压力/真空阀之间设置蝶阀，在蝶阀与压力/真空阀之间设置氮气管线，所述压力/真空阀的高度至少为离地面2.2米以上；所述紧急排放管线顶部设有防火透气帽，紧急排放管线上设有电动蝶阀；所述紧急排放管线与气体管线连接处与压力/真空阀之间的气体管线上设有压力表、压力变送器、氧含量分析仪，并在控制系统中设定高低控制值，当系统内压力达到设定的高限或者低限时，紧急排放管线上的电动蝶阀打开；过滤器两端的气体管线上接有差压变送器、阻火器两端的气体管线上接有差压变送器；所述过滤器与阻火器之间的气体管线上设有温度变送器，所述阻火器与风机之间的气体管线上设有温度变送器；所述风机出口管线上设有压力表和阀门；所述氧含量分析仪检测分析进入气体管线内气体中的氧气含量，以避免油气处于爆炸极限范围内；当出现紧急情况时，防火型快速关断阀迅速关闭，阻断油船与岸上设备；所述安全保障系统内设有防静电措施；所述风机为变频风机；

油船装载前，根据油船安全规程做好前期安全检查准备工作，并将导静电软管连接至船舱气体排放专用连接法兰处，检查手动阀门A(2)、手动阀门B(14)，手动阀门C(23)，电动蝶阀为关闭状态，手动阀门D(21)为打开状态，之后判断船舶是否为充惰，如果油船为充惰的，打开手动蝶阀B(24)，当发油开始时，系统内的压力开始逐渐升高，当压力变送器A(4)、压力变送器B(5)检测压力达到启动的200mmH₂O，同时系统内部氧含量处于8％以下时，位于泊位收集系统的防火型快速关断阀(10)打开，变频风机开始工作，并保持流量为发油流量的1.25倍，将油船装载时挥发的有机气体送至岸上油气回收装置；变频风机通过变频调整转速将船岸对接安全保障系统内的压力保持在300±50mmH₂O的压力下；

(Ⅰ)压力变送器A(4)、压力变送器B(5)检测管道中气体压力，压力达到高限800mmH₂O或者低限-175mmH₂O，压力变送器A(4)、压力变送器B(5)将信号传至控制系统，开启电动蝶阀进行排气或向内补气，并做报警输出，压力/真空阀作为该控制方式下的备用系统起到后备保护作用；

(Ⅱ)氧含量分析仪实时检测管线中有机气体含氧量的变化，当含氧量超过8％，接近油气爆炸极限时，关闭防火型快速关断阀(10)，停止变频风机，在保证压力不超过设定范围时通过汽油装船增加油气浓度的方式将氧含量恢复至安全范围，氧含量分析仪将信号传至控制系统，系统进行自动调整并输出报警信号；

(Ⅲ)阻火器两端的差压变送器检测到差压信号达到设定值130mmH₂O或者-50mmH₂O时，控制系统输出报警信号；过滤器两端的差压变送器检测到差压信号达到设定值127mmH₂O时，控制系统输出报警信号；

(Ⅳ)当阻火器两端的温度变送器检测温度差达到设定值80℃时，温度变送器将信号传输至控制系统，并进行输出报警信号；

(Ⅴ)控制系统接受船舶装船过程中防止溢流控制系统的控制信号，当船舶控制系统发出溢流信号时能与船岸对接安全保障系统中的控制系统和原库区安全控制系统实现安全联锁；

以上五种情况任何一种情况发生时，均关闭防火型快速关断阀(10)，停止变频风机，直到系统恢复正常，后三种情况发生时，还要与库区发油泵和相关阀门进行控制联锁停止发油，确保船舶和码头及油气回收系统安全；

对于未充惰的油船进行油气回收，在油船装载油品前，还应在手动蝶阀B(24)为关闭的情况下，打开手动阀门C(23)，手动打开防火型快速关断阀(10)，用氮气对系统内的气体进行惰化，当氧含量分析仪检测到系统内的氧含量达到8％以下时，关闭手动阀门C(23)，手动关闭防火型快速关断阀(10)，停止氮气惰化，打开手动蝶阀B(24)，此时，即可以对船舶进行装载；

安全保障系统的停止条件如下：当压力变送器A(4)、压力变送器B(5)检测到管道内气体压力小于50mmH₂O、出现报警或者装船结束时，变频风机停止，防火型快速关断阀(10)关闭，直到下次的再次启动。