CN104614013A - 一种储罐重大危险源自动识别方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储罐重大危险源自动识别方法，通过测量储罐内介质液位 、温度和静压，计算出介质密度当前工况下的临界密度，对比与的大小即可快速判断该储罐是否为重大危险源，可以实现对储罐的实时状态监测和自动化的危险源辨识工作，解决了人工进行危险源识别工作的工作量大、计算繁琐等缺陷，提高了企业对储罐安全状态管理工作的自动化水平。

Description

一种储罐重大危险源自动识别方法

技术领域

本发明涉及石化行业技术领域，具体涉及一种储罐重大危险源自动识别方法。

背景技术

储罐是石化行业必不可少的、重要的基础设施，一般存储有石化生产过程中的原料、产品等易燃易爆有毒物质。一旦储罐发生泄漏、火灾或爆炸等事故会给企业、社会带来巨大的灾难和损失。对储罐的安全检查、危险源识别是每个石化企业必不可少的安全管理工作。

目前，石化企业对储罐的重大危险源辨识工作主要是通过人工检查、统计计算完成的，存在效率低，监测不全面、事故预防预警不及时等问题。

发明内容

本发明提出的一种储罐重大危险源自动识别方法，可以实现对储罐工作参数的实时监测以及自动危险源识别，帮助企业实现对储罐安全状态管理的信息化和自动化。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种储罐重大危险源自动识别方法，实现该方法的系统包括数据采集装置、数据传输装置、数据处理中心和资源数据库，所述数据采集装置包括液位传感器、温度传感器和压力传感器，在储罐内安装数据采集装置来测量储存介质的液位H、温度T和静压P，再通过数据传输装置将上述采集的数据传输至数据处理中心，所述资源数据库存储有储罐的罐容表、石油计量标准密度表、罐壁热膨胀系数表和危险化学品临界量表，所述方法包括如下步骤：

(1)通过液位传感器、温度传感器、压力传感器分别测量储存介质的液位H、温度T和静压P；

(2)计算当前工况下储存介质的密度

(3)根据储罐罐壁的材料，通过访问资源数据库中的罐壁热膨胀系数表获得罐壁材料的膨胀系数α，计算当前温度下罐壁热膨胀修正系数HCF＝1+2α(T-20)；

(4)对于给定的储罐和储存介质，根据当前液位H和温度T计算临界密度ρ_C，采用如下公式：

${\mathrm{\ρ}}_C=\sqrt{\frac{Q_C\×{\mathrm{\ρ}}_{20}}{V_t\left(H\right)\×\mathrm{HCF}}}$

其中，Q_C为储存介质临界量，通过访问资源数据库中的危险化学品临界量表获得；ρ₂₀为介质20℃时的标准密度，可通过访问资源数据库中的石油计量标准密度表获得；V_t(H)为当前液位下储存介质的理想体积，通过访问资源数据库中储罐的罐容表获得；HCF为步骤(3)中所述的罐壁热膨胀修正系数；

(4)判断ρ_T与ρ_C的大小，当满足ρ_T>ρ_C时，则识别该储罐为重大危险源。

由以上技术方案可知，本发明只需通过测量储罐内介质液位H、温度T和静压P，计算出介质密度ρ_T，再通过计算获得当前工况下的临界密度ρ_C，对比ρ_T与ρ_C的大小即可快速判断该储罐是否为重大危险源，可以实现对储罐的实时状态监测和自动化的危险源辨识工作，解决了人工进行危险源识别工作的工作量大、计算繁琐等缺陷，提高了企业对储罐安全状态管理工作的自动化水平。

附图说明

图1为实现本发明方法的系统结构示意图；

图2为本发明的方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

本发明是针对当前石化行业的储罐重大危险源识别和管理工作的自动化程度低，效率低等问题，提供的一种储罐重大危险源自动识别方法。

如图1所示，实现该方法的系统包括数据采集装置100、数据传输装置200、数据处理中心300和资源数据库400，

所述数据采集装置包括液位传感器、温度传感器和压力传感器，安装在储罐500内，本实施例中的储罐为立式圆筒形储罐(材料：低碳钢)，储存介质为原油。在储罐内安装数据采集装置来测量储存介质的液位H、温度T和静压P，再通过数据传输装置将上述采集的数据传输至数据处理中心，所述资源数据库存储有储罐的罐容表、石油计量标准密度表(GB/T1885-1998)、罐壁热膨胀系数表和危险化学品临界量表(GB18218-2009)。数据处理中心具备信息实时显示、处理计算、资源数据库访问的功能，以实现对储罐的实时监测以及危险源自动识别功能。

本发明储罐重大危险源自动识别方法，包括如下步骤：

(1)通过液位传感器、温度传感器、压力传感器分别测量储存介质的液位H、温度T和静压P；

(2)计算当前工况下储存介质的密度

(3)根据储罐罐壁的材料，通过访问资源数据库中的罐壁热膨胀系数表获得罐壁材料的膨胀系数α，计算当前温度下罐壁热膨胀修正系数HCF＝1+2α(T-20)；

(4)对于给定的储罐和储存介质，根据当前液位H和温度T计算临界密度ρ_C，采用如下公式：

${\mathrm{\ρ}}_C=\sqrt{\frac{Q_C\×{\mathrm{\ρ}}_{20}}{V_t\left(H\right)\×\mathrm{HCF}}}---\left(I\right)$

其中，Q_C为储存介质临界量，通过访问资源数据库中的危险化学品临界量表获得；ρ₂₀为介质20℃时的标准密度，通过访问资源数据库中的石油计量标准密度表获得；V_t(H)为当前液位下储存介质的理想体积，通过访问资源数据库中储罐的罐容表获得；HCF为步骤(3)中所述的罐壁热膨胀修正系数；

(4)判断ρ_T与ρ_C的大小，当满足ρ_T>ρ_C时，则识别该储罐为重大危险源。

结合附图2，对所述公式(I)的推导过程描述如下：

在已知储存介质的液位H、温度T、静压P和密度ρ_T情况下，通过访问资源数据库中石油计量标准密度表获得介质20℃时的标准密度ρ₂₀，计算当前温度下体积修正系数VCF＝ρ_T/ρ₂₀；

再根据储罐罐壁的材料，通过访问资源数据库中的罐壁热膨胀系数表获得罐壁材料的膨胀系数α，计算当前温度下罐壁热膨胀修正系数HCF＝1+2α(T-20)；

计算储存介质体积，公式如下：

V_H＝V_t(H)×VCF×HCF

其中V_t(H)为当前液位下，通过访问资源数据库中储罐的罐容表所获得的理想体积；

计算储存介质质量，公式如下：

$Q={\mathrm{\ρ}}_T\×V_H={\left(\frac{P}{g\×H}\right)}^2\×\frac{V_t\left(H\right)\×\mathrm{HCF}}{{\mathrm{\ρ}}_{20}}$

当储存介质质量大于等于其临界量，即则该储罐为重大危险源，其中Q_C为相应介质临界量，通过访问资源数据库中的危险化学品临界量表获得；

因此可定义参数为临界密度，对于给定的储罐和储存介质，临界密度只和介质液位H以及温度T相关。

如此，只需通过测量储罐内介质液位H、温度T和静压P，计算出介质密度ρ_T，对比ρ_T和ρ_C的大小即可快速判断该储罐是否为重大危险源。

实施例1：

假设现场温度为40℃、液位为5000mm、静压为3.95×10⁴Pa(表压值)，数据传输装置将各传感器所测得的数据传输给数据处理中心，计算出介质密度ρ_T＝806.1kg/m³，调取资源数据库中的石油计量标准密度表获得介质20℃时的标准密度ρ₂₀＝820.6kg/m³，调取资源数据库中的罐容表和罐壁热膨胀修正表分别获得V_t(H)＝25132.74m³，HCF＝1.000448，调取资源数据库中的危险化学品临界量表获得原油的临界量Q_C＝5000t，计算得到临界密度为ρ_T>ρ_C，因此判定该储罐为重大危险源。

以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (1)

1.一种储罐重大危险源自动识别方法，其特征在于，实现该方法的系统包括数据采集装置、数据传输装置、数据处理中心和资源数据库，所述数据采集装置包括液位传感器、温度传感器和压力传感器，在储罐内安装数据采集装置来测量储存介质的液位H、温度T和静压P，再通过数据传输装置将上述采集的数据传输至数据处理中心计算处理，所述资源数据库存储有储罐的罐容表、石油计量标准密度表、罐壁热膨胀系数表和危险化学品临界量表，所述方法包括如下步骤：

(1)通过液位传感器、温度传感器、压力传感器分别测量储存介质的液位H、温度T和静压P；

(2)计算当前工况下储存介质的密度

(3)根据储罐罐壁的材料，通过访问资源数据库中的罐壁热膨胀系数表获得罐壁材料的膨胀系数α，计算当前温度下罐壁热膨胀修正系数HCF＝1+2α(T-20)；

(4)对于给定的储罐和储存介质，根据当前液位H和温度T计算临界密度ρ_C，采用如下公式：

${\mathrm{\ρ}}_C=\sqrt{\frac{Q_C\×{\mathrm{\ρ}}_{20}}{V_t\left(H\right)\×\mathrm{HCF}}}$

其中，Q_C为储存介质临界量，通过访问资源数据库中的危险化学品临界量表获得；ρ₂₀为介质20℃时的标准密度，可通过访问资源数据库中的石油计量标准密度表获得；V_t(H)为当前液位下储存介质的理想体积，通过访问资源数据库中储罐的罐容表获得；HCF为步骤(3)中所述的罐壁热膨胀修正系数；

(4)判断ρ_T与ρ_C的大小，当满足ρ_T≥ρ_C时，则识别该储罐为重大危险源。