CN104797303B

CN104797303B - 通过化学抑制减轻蒸气云爆炸

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Publication number: CN104797303B
Application number: CN201380059658.3A
Authority: CN
Inventors: 克里斯托弗·盖雷; 德克·罗森丹斯; 莱奥波德·霍雷贝克; 吉勒斯·赫尔施格
Original assignee: Total SE
Current assignee: TotalEnergies SE
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2017-09-19
Anticipated expiration: 2033-11-12
Also published as: WO2014076097A2; US10220230B2; EP2919865A2; AR093473A1; US20150238791A1; EP2732852A1; EP2919865B1; CN104797303A; WO2014076097A3

Abstract

一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的方法，该方法包括：限定在其中可能发生易燃气体的意外释放的危险区域；接收(300、305)来自能够检测危险区域内易燃气体的存在的检测器装置的信号，在接收到表示危险区域内存在易燃气体的信号时，产生(309)将火焰加速抑制物以作为所述危险区域的容积的函数而被确定的速率在危险区域中的释放激活的控制信号。

Description

通过化学抑制减轻蒸气云爆炸

技术领域

本发明涉及一种通过抑制来使无限制的或部分限制的蒸气云爆炸的后果减轻的方法。

背景技术

石油化工厂和精炼厂的特定危险为大量易燃材料的意外释放，其导致在设备内形成易燃云。历史证据已表明，这种云的点燃会导致毁灭性的爆炸以及设备的毁坏。这种事故通常命名为“蒸气云爆炸”(VCE)或“无限制的蒸气云爆炸”并被称为“VCE”。

火焰抑制指的是使火焰减弱，即，使火焰中的整体放热反应速率降低。根据火焰所存在于的流场，这种减弱会或不会导致熄灭。

火焰抑制与灭火、火焰熄灭或火焰消失不同，灭火、火焰熄灭或火焰消失常用来指火焰已被减弱至其在相关流场中不再能稳定的点的情况。火焰淬熄指的是至表面的热损失为诱发因素的火焰熄灭。

通过化学相互作用(通过抑制剂)或通过冷却(例如用水)能够实现抑制。

更确切地，本发明涉及通过化学相互作用进行的对加速火焰的抑制。目的是阻止火焰加速以使得由VCE造成的最大过压降低。

实际上，VCE的破坏可能性来自于火焰通过未燃云而进行的加速。火焰速度越高，过压就越高。在特定情况下，爆燃过程会经历DDT(从爆燃到爆炸的转变)。

WO 2010/010044描述了一种包括在云中引入将避免火焰加速的产品的方法。这既不是火焰熄灭也不是火焰抑制。结果是易燃云转变成易燃物、空气和火焰加速抑制物的混合物。在点燃的情况下，最大可能的影响从VCE降低到“不充分的”燃烧闪火。这意味着，在点燃的情况下，易燃气体在不爆炸的情况下燃烧。优势是易燃气体已消失。

需要一种提供更加可靠的结果的方法。

发明内容

提供了一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的方法，该方法包括：

-限定危险区域，在该危险区域中可能发生易燃气体的意外释放；

-在危险区域内设置多个检测器装置，每个检测器装置均能够检测易燃气体的存在。

有利地，在检测到危险区域内存在易燃气体时，所述方法可以包括产生将火焰加速抑制物在限定的危险区域中的释放激活的控制信号，以及向释放器件传递控制信号。

抑制剂的释放量可以足以使易燃云转变成易燃气体、空气和所述火焰加速抑制物的混合物以防止火焰加速并最终使易燃气体在点燃的情况下燃烧。

该方法可以允许检测相对较小的易燃云，这可以避免大量的易燃气体燃烧。特别地，如果大量(例如多于100kg)的碳氢化合物燃烧，则存在周围设备损坏的风险。由于火焰加速抑制物的释放会在云过大之前发生，因此根据本发明的实施方式的方法相对可靠。

设置多个检测器装置可以允许形成具有使得可以以相对较高的可能性和/或相对较快地检测易燃气体的存在的精细度的阵列。

有利地，将火焰加速抑制物在被限定的危险区域中的释放激活的控制信号可以仅在包括至少两个检测器装置、有利地包括三个检测器装置或更多个检测器装置的多个检测器装置检测到所述危险区域内存在所述易燃气体的情况下才产生并被向释放器件传递。

使用几个检测器可以允许避免粉末在检测器发生故障并错误地检测到存在易燃气体的情况下的释放。

阵列的精细度可以允许建立关于激活火焰加速抑制物的释放的相对可靠的决定。

在该实施方式中，如果单个检测器装置例如通过测量到高于预定阈值的易燃气体的浓度而检测到易燃气体的存在，则不释放火焰加速抑制物。即，该释放仅在易燃云的存在被相同区域中的至少两个检测器装置、有利地被三个检测器装置证实之后才触发。

有利地，所产生的控制信号可以使得释放(在单次喷射内)连续地，即没有中断地发生。

有利的是，只要VCE的风险是可能的，火焰加速抑制物就会保持在云中通过空气传播。

在整个释放期间，释放速度可以具有相同的值，例如2kg每秒每喷嘴，或者不具有相同的值。

有利地，控制信号仅在检测易燃气体的存在的所述至少两个检测器装置相邻的情况下才产生。

实际上，通过彼此分开相对较远的至少两个检测器装置进行检测可能是由于除易燃云在危险区域内的释放(这可能产生VCE)以外的另一个原因，例如，检测器发生故障并错误地检测到易燃气体或操作者在单元的一部分中对设备进行清洗。通过并排的两个检测器进行检测更可能是由于可靠的易燃气体释放。

更普遍地，如果多个并排的检测器可以允许获得易燃云的相对可靠的表示，则设置多个检测器并进行监控，因此允许仅在需要时触发粉末的释放。

有利地，至少一个检测器可以允许测量信号值与易燃气体的浓度成比例的信号。随后，该信号被与至少一个阈值进行比较，并且认为在测量值超过阈值时检测到易燃气体。这可以允许避免粉末在非常小的泄漏的情况下释放。因此可以将易燃气体的小的泄漏(例如，少于10kg的易燃气体在云中)与易燃气体的大的泄漏(例如，多于50kg的易燃气体在云中)分开。

替代性地，至少一个检测器装置可以允许测量布尔信号，例如只要没有检测到易燃气体，该布尔信号的值就等于零，否则，该布尔信号的值等于1。

有利地，该方法可以包括多个检测步骤，每个检测步骤之后是相关联的激活。

例如，在检测少量易燃气体的存在的第一检测步骤后，激活警报使得操作者能够离开危险区域。

可能地，在上述存在被确认的第二检测步骤后(例如，因为测量到更高的浓度和/或因为更多数量的检测器装置已检测到易燃气体的存在)，可以使容纳粉末的容器加压。

在第三检测步骤(或者第二检测步骤)后，可以产生和传递控制信号以将粉末释放到危险区域中。

还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括在被处理器执行时执行上文描述的方法的步骤的指令。该程序可以被存储、下载等。

还提供了一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的装置，该装置包括：

-存储器，该存储器储存危险区域的标识符，在该危险区域中可能发生易燃气体的意外释放；

-接收器件，该接收器件接收来自多个检测器装置的多个信号，每个检测器装置均能够检测易燃气体在危险区域内的存在，

-处理器件，该处理器件设置成在一个检测器装置或包括至少两个检测器装置的多个检测器装置检测到易燃气体的存在的情况下产生激活火焰加速抑制物在限定的危险区域中的释放的控制信号，以及

-传递器件，该传递器件将控制信号向与危险区域对应的释放器件传递。

该装置可以包括一个或多个处理器(例如微控制器、微处理器等)或被集成到一个或多个处理器中。

接收器件可以包括输出引线、输入端口等。

处理器件可以包括中央处理单元、处理器等。

传递器件可以包括输出引线、输出端口等。

还提供了一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的方法，该方法包括：

-限定危险区域并可能地存储该危险区域的尺寸数据，在该危险区域中可能发生易燃气体的意外释放；

-接收来自检测器装置的信号，该检测器装置能够检测易燃气体在危险区域内的存在，

-在接收到表示危险区域内存在易燃气体的信号时，产生如下控制信号：以作为危险区域的容积的函数而被确定的速率激活火焰加速抑制物在危险区域中的释放和/或使得要释放的量作为危险区域的容积的函数而被确定。

即，确定危险区域内的取决于危险区域的容积的释放速率(和/或要释放的粉末的量)，以抑制该区域内的任何云爆炸，因此允许相比现有技术中而言更安全地减轻后果。这在危险区域处于工厂例如炼油厂的区块内时可能是特别有吸引力的，因为预测易燃气体在区块内的散布可能是相对困难的。特别地，易燃气体可以遵循优选路径。通过提供足够的粉末来占据整个危险区域，具有无抑制的云的风险得到降低。

控制信号可以传递至与整个危险区域对应的释放器件。

该方法因此比仅从接近已检测到易燃气体的存在的检测器装置的喷嘴释放粉末的方法更加可靠。

尺寸数据例如可以包括危险区域的容积的值，长度、宽度和高度的值，危险区域的端部的位置值，和/或其他值。本发明不限于尺寸数据的性质，只要尺寸数据允许计算危险区域的容积值即可。

速率值可以确定成使得该速率值与危险区域的容积之间的比值等于例如在1g.s^-1.m^-3至4g.s^-1.m^-3之间、有利地在1.6g.s^-1.m^-3至2g.s^-1.m^-3之间的预定量。

上述速率和/或量还可以作为所需的保护持续时间和/或危险区域内粉末的目标浓度的函数而被确定。

有利地，控制信号可以产生以使得在单个时间间隔期间连续地释放粉末，即，不中断。

速率可以在释放期间变化，或者有利地在释放的时间间隔期间保持恒定。

有利地，要在危险区域内释放的火焰加速抑制物的速率和/或量可以确定成使得在例如持续5分钟的预定的时间段期间，在危险区域内释放的加速抑制物的浓度超过50g/m³、有利地超过75g/m³，有利地接近或等于100g/m³，并且有利地小于500g/m³。

要在危险区域内释放的火焰加速抑制物的速率和/或量可以确定成使得为了基本上达到上述目标浓度，以所确定的速率进行的释放可以持续足够长时间，至少持续1秒。例如，当在5000m³的危险区域内以每秒10kg的速率释放粉末时，在50秒期间，危险区域内的粉末的浓度可以达到100g/m³。因此可以在相应的区块的容器中提供至少500kg的粉末量。

有利的是，只要VCE的风险是可能的，火焰加速抑制物就保持在云中通过空气传播。点燃例如可以在泄漏开始之后的30秒到15分钟内发生。

有利地，所产生的控制信号可以使得释放在多于5分钟、有利地多于7分钟、有利地多于10分钟、以及有利地多于15分钟内发生。

要在区块的容器内提供的粉末的量可以因此基于所确定的释放速率和期望的释放持续时间来确定。例如，对于以10kg/s的速率进行的5分钟的释放，可以在容器内提供3000kg的粉末。

有利地，一旦确定了速率，就可以选择每个区块要安装的喷嘴和滑道的数目，例如以使区块中的火焰加速抑制物的分散的动力学性能最优，并根据每个喷嘴的期望速率来选择喷嘴。

例如，对于具有5000m³的容积的危险区域而言，可以设置4个滑道和4个相应的喷嘴，每个滑道能够储存750kg至1000kg之间的粉末。在进行检测的情况下，可以产生控制信号以使得每个喷嘴以2kg/s至2.5kg/s之间的速率在300秒或更多秒期间释放粉末。

有利地，要在危险区域内释放的火焰加速抑制物的量以及释放发生的时间间隔的持续时间确定成使得对于危险区域的每个立方米而言以及在例如持续5分钟或10分钟的预定的时间段期间，危险区域内的所释放的加速抑制物的浓度超过50g/m³，有利地超过75g/m³，并且有利地接近或等于100g/m³(有利地小于500g/m³)。

时间段例如可以从粉末的释放开始之后的10秒至2分钟之间、有利地从释放开始之后的少于1分钟时开始。

有利地：

-危险区域的容积可以在1000立方米至20000立方米之间、有利地在4000立方米至6000立方米之间、有利地在4500立方米至5500立方米之间、有利地在4800立方米至5100立方米之间，

-粉末在整个危险区域内的释放的流量可以从1kg/s到30kg/s、有利地从5kg/s到15kg/s、有利地从8kg/s到10kg/s变化，

-要在危险区域内释放的火焰加速抑制物的量从100kg到20000kg、有利地从2000kg到6000kg、例如在2500kg至4000kg之间变化，以及/或者

-发生释放的时间间隔的持续时间在3分钟到30分钟之间变化，例如15分钟。

有利地，释放可以在时间间隔内连续地进行。有利地，释放可以在整个时间间隔内以相同的速度例如500kg/分钟进行。在设置四个喷嘴的情况下，每个喷嘴在该示例中以125kg/分钟的速度释放粉末。

在设置了四个喷嘴的情况下，每个喷嘴的流量可以具有2kg/s至2.5kg/s之间的值。这可以通过具有8mm至11mm之间的直径的喷嘴来实现。

令人惊讶地，连续释放对于以例如100g/m³的目标浓度维持粉末云预定的时间段例如5分钟或10分钟的时间段而言是相对高效的，其中，预定的时间段在开始易燃气体释放之后的大约1分钟时开始。

目标浓度应当被维持的时间段可以具有30秒至20分钟之间例如5分钟的持续时间。

有利地，释放可以实施为使得抑制剂粒子云覆盖相对较大的容积，例如，对每个注射滑道覆盖多于1000m³，有利地对每个注射滑道覆盖多于1250m³。

有利地，释放可以在检测到易燃气体的可靠泄漏之后立即开始。替代性地，可以产生控制信号以使得在抑制剂粒子释放之前施加暂时的延迟，例如10秒的延迟。

在一个实施方式中，该方法还包括发射点火信号以在抑制剂的释放期间触发云的点燃，例如在执行释放的时间间隔结束前不久触发云的点燃。

点火信号例如可以产生成使得点燃在抑制剂的释放期间发生。

替代性地且有利地，没有触发云的点燃的信号被发射。可以仅仅等待云由自身点燃。

有利地，该方法还可以包括：

-储存易燃云分散超出危险区域的模型，

-在接收到表示危险区域内存在易燃气体的信号时，产生将一些火焰加速抑制物在作为所储存模型的函数而被确定的额外的危险区域中的释放激活的额外的控制信号。

即，如果在区块(i，j)处检测到易燃气体，则例如可以使用基于环境的模型预测气体更可能传播至区块(i+1，j-1)和(i+1，j)。因此，粉末也在这些区块(i+1，j-1)和(i+1，j)的喷嘴处释放。

易燃云可能散播的额外区域还可以有利地作为其他参数例如已检测到易燃气体的检测器装置的标识符、与风有关的参数等的函数而被确定。

还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括在被处理器执行时执行上文描述的方法的步骤的指令。该程序可以被储存、下载等。

-存储器，该存储器储存危险区域的标识符以及可能还储存该危险区域的尺寸数据，在该危险区域中可能发生易燃气体的意外释放；

-接收器件，该接收器件接收来自检测器装置的信号，该检测器装置能够检测危险区域内易燃气体的存在，

-处理器件，该处理器件设置成在接收到表示危险区域内存在易燃气体的信号时产生将火焰加速抑制物以作为危险区域的容积的函数而被确定的速率(和/或量)进行的释放激活的控制信号，

-传递器件，该传递器件将控制信号向与所述危险区域对应的释放器件传递。

接收器件可以包括输出引线、输入端口等。

处理器件可以包括中央处理单元、处理器等。处理器件可以设置成计算要释放的火焰加速抑制物的释放速率和/或量以及可能还计算释放可能发生的时间间隔的持续时间。替代性地，与粉末的释放有关的这些参数可以由人工操作者确定。

传递器件可以包括输出引线、输出端口等。

还提供了一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的系统，对于被限定为危险的每个区域，该系统包括：

-至少一组包括用于储存火焰加速抑制物的第一容器和用于储存载气的第二容器的两个容器，

以及，对于每一组的两个容器，包括：

-至少两个喷嘴，

-设置成将第一容器连接至两个喷嘴的管。

即，用于储存粉末的同一个容器在两个喷嘴或更多个喷嘴之间被共用。

该系统还可以包括上文描述的装置中的一个装置或两个装置。

替代性地，可以为每一组的两个容器提供一个喷嘴。例如，可以为每个区块提供四个喷嘴和四个滑道。

在另一个实施方式中，可以为每个区块提供三个滑道，每个滑道对应于单个喷嘴。

由于摩擦损失和粉末到达喷嘴的时间可以因管道的长度减小而减小，因此使每个滑道具有单个喷嘴可以是有利的。由于滑道的尺寸，这还允许相对较好的用于维护的路径、以及相对容易的安装。

一个滑道可以容纳例如750kg至1000kg之间的粉末。

还提供了一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的系统，对于被限定为危险的每个区域，该系统包括至少一对喷嘴，所述至少一对喷嘴相对地放置成使得由这些喷嘴中的一个喷嘴释放的火焰加速抑制物由于重力而朝向其他喷嘴或较低的喷嘴移动。这种布置可以允许粉末一直散布到危险区域的每一个角落。

还提供了一种用于使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的方法和系统，其中，包括选自包括氯化钾、氯化钠和碳酸钾的组的至少两种化合物的混合物的火焰加速抑制物被释放到危险区域中。同时释放选自该组中的几种化合物允许改善VCE的抑制。实际上已观察到，抑制每种化合物的VCE的效率可以随着易燃气体的浓度而变化，在高浓度处建议氯化钾，并且在低浓度处建议碳酸钾。该效率还取决于易燃气体的性质。这些化合物的混合物的释放可以因此允许在危险区域的整个容积中有正确的抑制，其中在危险区域中，易燃气体的浓度可能在各地方不同。

在火焰加速抑制物内，所述至少两种化合物中的每种化合物可以以高于或等于5％、优选地为10％的重量浓度提供。

有利地，粉末可以包括为了避免结块的添加剂以及改善流化特性的添加剂。

有利地，火焰加速抑制物的大多数(例如，95％或更多)粒子可以具有在1μm至100μm之间、有利地在20μm至40μm之间变化的直径。

粒子有利地可以为多孔的。敞开的孔允许增大粒子的外表面，并且因此增大粒子的化学效率。

还提供了一种包括多个上文描述的系统的设施，例如炼油厂。

有利地，每个系统与已经限定相应的危险区域的区块相关联。

上文描述的特征当然可以进行结合。

附图说明

通过由简单的、说明性的和非穷举的示例给出的特定实施方式的以下描述以及通过附图，其他特征和优势将更加清楚地显现，在附图中：

图1和图2为根据本发明的实施方式的示例性系统的非常示意性的视图。

图3以流程图的形式表示了根据本发明的实施方式的示例性方法的主要步骤。

具体实施方式

易燃气体在包括公用设施、化学和石油化工制造厂、石油精炼厂、冶金工业、酿酒厂、涂料和清漆制造业、海上作业、印刷业、半导体制造业、医药制造业以及气溶胶罐填充作业在内的很多工业应用中作为原材料、产品或副产品处理。此外，可燃气体通过地上或地下管道系统的泄漏或易燃液体的泄漏而被释放。本发明对精炼厂和石油化工厂来说是很有吸引力的。

炼油厂可以包括多个单元。

本发明例如可以应用于炼油厂的三个单元，例如，蒸汽裂化器单元、丁二烯分离单元、芳香剂单元等。

每一个单元已被分成数个加工区。每个单元例如可以有1至4个加工区。

每一个加工区已被分成数个区块。每个区块的尺寸在与石脑油裂化器单元中的主要VCE的下限——即，5000m³——大致对应的预定范围内【FABIG(火灾爆炸信息协会)，D.Roosendans，伦敦，2008年12月4日】。例如，每个区块可以具有40米的长度、30米的宽度和在3米与12米之间变化的高度，例如4米的高度(40*30*4＝4800m³)。

对具有这样的尺寸的单元的每个区块的保护可以防止对建筑物、材料和人具有重大影响的任何VCE。

例如，对蒸汽裂化器单元而言，限定已4个区域：

-炉区，炉区包括2个区块；

-加热机组区，加热机组区包括5个区块；

-冷却机组和压缩区，冷却机组和压缩区包括4个区块；以及

-分离部分，分离部分包括4个区块。

对丁二烯分离单元而言，限定了单个区域。该单个区域包括3个区块。

对丁芳香剂单元而言，限定了3个区域。第一区域具有4个区块，第二区域具有2个区块，并且第三区域具有2个区块。

图1为示例性区块1的俯视图，并且图2为该示例性区块1的侧视图。这两个视图均为非常示意性的。

虽然图1和图2为了简化起见示出了单个区块，但技术人员将理解到，炼油厂包括多个区块。

区块1包括多个设备和管道(未示出)，这些设备和管道中的一些设备和管道运输易燃气体。

易燃气体为能够在易燃气体以足够的体积浓度与氧气一起存在时响应于点火源而爆燃的任何气体或蒸气。爆燃通常由易燃气体的负的生热引起。易燃气体通常在处于易燃气体的爆炸下限以上以及易燃气体的爆炸上限以下的浓度处爆燃。在爆燃过程中，易燃气体或其他易燃物质的燃烧引发化学反应，该化学反应通过将热量和/或自由基传递到易燃气体的相邻分子而向外传播。

容积3被限定为危险区域。容积3的长度和宽度可以与区块的长度和宽度相等，例如，长度和宽度分别为40米和30米。容积的高度例如可以为4米。可以认为，在更高的高度处，设备和管道的堵塞程度更低(VCE风险更低)，并且易燃气体被风吹散。

每个区块和/或每个容积3由位于相反的各侧上的两对喷嘴2A、2B、2C、2D、即由总共4个喷嘴进行保护。每个喷嘴允许将粉末释放到区块1中。喷嘴放置在与危险区域的高度例如4米相等的高度处。

粉末为在释放到易燃气体云中时用作抑制剂的火焰加速抑制物。

抑制剂的主要作用为捕获链载体使得链分支速率降低。还将存在能够降低反应速率的额外物理作用(例如冷却和吸附)。

在释放之后，火焰加速抑制物不仅稀释了能够用于易燃气体的燃烧的氧气，而且削弱了自由基传播爆燃的能力。

虽然本发明的方法能够用来抑制与易燃气体相关的爆燃，但是该方法特别适用于抑制具有在大约500℃到大约2500℃的范围内的燃烧温度的易燃气体的爆燃。

这种易燃气体例如可以包括乙烯、丙烯、丙烷、还有苯、醚、甲烷、乙烷、氢气、丁烷、丙烷、一氧化碳、庚烷、甲醛、乙炔、乙烯、肼、丙酮、二硫化碳、乙酸乙酯、己烷、甲醇、甲基乙基甲酮、辛烷、戊烷、甲苯、二甲苯以及它们的混合物和同分异构体。

火焰加速抑制物可以为捕获自由基并且因而限制分支反应的任何产品。有利地，粉末可以包括避免结块的添加剂以及改善流化特性的添加剂。

结果是火焰加速被改变，并且毁灭性的爆炸得到减轻。在点燃的情况下，易燃气体将燃烧得更慢且不会发展成毁灭性的爆炸。火焰加速抑制物不应当对人类或环境造成任何危险(例如有毒)。

火焰加速抑制物可以是气体、液体或固体(有利地可以是粉末形式，并且优选地可以是干粉形式)。

火焰加速抑制物可以是诸如例如盐之类的金属化合物。已试验了几种产品(盐)和混合物。火焰加速抑制混合物的目的是允许捕获不同类型的基。

作为火焰加速抑制物的示例，可以引用碳酸氢钠((NaHCO₃)、碳酸氢钾(KHCO₃)、氯化钠和碳酸钠。火焰加速抑制物可以与主抗氧化剂和/或辅抗氧化剂混合。

特别是在产品主要包括碳酸氢钠时，火焰加速抑制物的大多数(例如，90％或更多)粒子可以具有在20μm与40μm之间变化的直径。

相对地布置喷嘴，即，喷嘴2A面向喷嘴2D且喷嘴2B面向喷嘴2C，使得粉末能够散布在整个限定的容积内。如图2中由箭头4所示，释放的粉末移动到整个容积中，或者至少移动到该危险区域的大部分中(例如，大于危险区域的容积的80％)。在区块1的两侧上设置喷嘴可以因此允许在危险区域的全部宽度内以更短的时间(在气体释放之后尽可能快地形成具有正确浓度的抑制剂云是有利的)达到期望的粉末浓度。

有利地，加速抑制物可以通过最初包含在容器6中的诸如氮气之类的载气分散在上述区域中。

容器5容纳火焰加速抑制物。

系统还包括在管8上设置在容器5与喷嘴2A、2B、2C、2D之间的阀(未示出)。

控制室内的诸如处理器7之类的处理器件与设置在区块1内的检测器装置8A、……、8I以及与容器5、6电气通信。处理器7设置成在2个或3个检测器装置被一起激活时产生控制信号，并且将产生的控制信号传递至容器5、6以经由区块的四个喷嘴2A、2B、2C和2D一起来释放粉末。

如能够从图1看到的，设置有用于粉末的单个容器5以及用于与一对喷嘴2A、2B或2C、2D对应的载气的单个容器6。管8设置成将用于粉末的每个容器5连接至两个喷嘴2A、2B或2C、2D。

这种布置与每个喷嘴设置有容器5和容器6的布置相比是有利的，因为这种布置能够为每对喷嘴节省一个用于火焰加速抑制物的容器以及一个用于载气的容器。技术人员不会将容器5、6与一对喷嘴结合，因为期望将火焰加速抑制物插入具有更长的用于产品从容器5到喷嘴的路径的管内或期望火焰加速抑制物在不同的喷嘴上以不同的流量分散。令人惊奇的是，情况并非如此。特别地，从容器5到喷嘴的路径的长度可以达到10米或更多。

在替代性实施方式中，可以在该管8上在喷嘴2A、2B或2C、2D之间的中间位置处设置由相同的容器供料的第三喷嘴。然而，每个容器5仅具有两个喷嘴是有利的，因为只要这些喷嘴2A、2B或2C、2D相对对称地布置，喷嘴2A(或2C)处的压力就接近喷嘴2B(或2D)处的压力。即，喷嘴2A和2B或2C和2D处的粒子速度可以大致相似，因此允许危险区域中的更好的(均匀的)散布。

每个喷嘴可以限定具有10mm至11mm的直径的简单的孔。

检测器装置8A、……、8I例如可以包括红外检测器。

如能够在图1中看到的，多个红外检测器例如9个红外检测器8A、……、8I设置在区块1内或区块1周围，优选地设置在区块1的危险区域3内。

现在参照图3，示出的流程图对应于由抑制系统的控制室的处理器7执行的方法。

在接收到来自于相应的气体检测器8A、……、8I的信号S_A、……、S_I时(步骤300)，处理器将每个接收到的信号与第一阈值THR1进行比较。这些比较步骤未在图3中示出。第一阈值等于预定的易燃下限(LFL)值的20％。

该LFL值与空气中易燃气体的浓度对应，该浓度对应于易燃气体与空气之间的反应的化学计量比。

如果两个侧部检测器例如检测器8A和8B、或者8A和8E、或者8D和8G已测量到超过第一阈值THR1的信号，则第一检测布尔变量2ooN设定为1。

否则，布尔变量2ooN保持为零值。例如，如果检测器8A、8C、8I已测量到超过第一阈值THR1的信号以及如果其他检测器8B、8D、8E、8F、8G和8H已测量到低于第一阈值的信号，则变量2ooN等于零。

该变量2ooN的产生由图3中的步骤301表示。

如果变量2ooN等于1(测试302)，则警报被激活(步骤303)。更确切地，在步骤303期间，处理器产生被传递至警报系统(未在图1中示出)的信号。例如，激活听觉警报和视觉警报可以使得疏散相关的区块。

此外，为每一个区块的两个粉末滑道对激活自动加压(步骤304)，该区块的每个检测器已测量到高于第一阈值的信号。

另外，在步骤304期间，处理器产生被传递至阀的信号，使得诸如氮气瓶的容器6使诸如粉末筒储存装置的相应的容器5加压。

由检测器8A、……、8I测量到的信号S_A、……、S_I的新值在步骤305期间被接收。

接着，在步骤306中，处理器确定第二检测布尔变量3ooN的值。

处理器将每个接收到的信号与第二阈值THR2进行比较。这些比较步骤未在图3中示出。第二阈值等于LFL值的80％。

如果三个侧部检测器例如检测器8A、8B和8F或者8A、8E和8I或者8D、8E和8F已测量到超过第二阈值THR2的信号，则第二检测布尔变量3ooN设定为1。

通常，在泄漏率处于5kg/s与50kg/s之间的情况下，在变量3ooN设定为1之前大约需要10秒。

否则，布尔变量3ooN保持为零值。例如，如果检测器8A、8B、8I已测量到超过第二阈值THR2的信号以及如果其他检测器8C、8D、8E、8F、8G和8H已测量到低于第二阈值的信号，则变量3ooN等于零。

如果变量3ooN等于1(测试307)，那么警报被激活(步骤未示出)。否则，在从检测器接收新值(步骤305)并重复步骤306、307之前，处理器等待确定的时间间隔(步骤308)，例如1秒。

如果测试307为肯定的，并且如果粉末筒内的压力达到预定的阈值例如16barg(该测试未示出)，则处理器产生控制信号CS(t)以激活火焰加速抑制物在危险区域内的释放(步骤309)。该信号CS(t)随后被向阀传递以控制粉末的释放(步骤310)。

一旦变量3ooN设定为1，那么在开始上述动作之前，可能需要例如2秒。然后，形成粉末云可能需要大约30秒。

例如，可以产生CS(t)信号以控制以下顺序，在以下顺序期间，粉末以固定的间隔排放若干次：

-排放阀在5秒期间保持打开。

-随后，阀关闭15秒。

-阀再次打开5秒，以此类推，接连15次，用于5分钟的保护。

替代性地，控制信号可以仅允许打开阀以在预定的时间间隔例如300秒期间释放粉末，而阀在该时间间隔期间没有任何完全的或部分的关闭。

令人惊讶地，连续释放粉末使得能够更好地减小蒸气云爆炸效应。

喷嘴在大约4米的高度处被大致水平地定向，以允许释放的粉末云散布在区块的第一4米水平处。

使与LFL值的80％对应的阈值打开粉末排放能够确保云内的易燃气体的质量足以使得将很可能发生强烈爆炸。对于对VCE而言过小的碳氢化合物的量(例如少于50kg)，释放将不被触发。

本发明绝不限于使用与LFL值的20％和80％相等的两个阈值THR1、THR2。例如，可以使用与LFL值的20％、40％和80％对应的三个阈值。当两个检测器测量到超过LFL值的20％的易燃气体的浓度时，警报被激活。当两个或三个检测器测量到超过LFL值的40％的易燃气体的浓度时，对两个粉末滑道激活自动加压。当三个检测器测量到超过LFL值的80％的易燃气体的浓度时，粉末被释放到区块中。

替代性地，当一个检测器测量到超过LFL值的20％的易燃气体的浓度时，警报被激活。当两个检测器测量到超过LFL值的20％的易燃气体的浓度时，对两个粉末滑道激活自动加压。由于容器在变量3ooN设定为1时应该处于合适的压力，因此该加压能够节省时间。

当三个检测器测量到超过LFL值的80％的易燃气体的浓度时，粉末被释放到区块中。

基于多个检测器的监控以及仅在几个侧部检测器已测量到确定浓度的易燃气体之后才开始，这些方法可以允许仅对于可能危险的易燃云发生粉末的释放，并且释放足够快以使点燃导致易燃气体在不爆炸的情况下的燃烧。

Claims

1.一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的方法，所述方法包括：

限定危险区域，在所述危险区域中可能发生易燃气体的意外释放；

接收来自检测器装置的信号，所述检测器装置能够检测所述易燃气体在所述危险区域内的存在；

在接收到表示所述危险区域内存在所述易燃气体的信号时，产生控制信号，所述控制信号激活火焰加速抑制物以作为所述危险区域的容积的函数确定的速率在所述危险区域中的释放。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述危险区域的容积从4500m³到5500m³变化，以及

所述火焰加速抑制物的速率从5kg/s到15kg/s变化。

3.根据权利要求1或2所述的方法，包括产生(309)所述控制信号以使得所述释放在多于5分钟的时间内发生。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，一定量的火焰加速抑制物的所述释放在确定的时间间隔内被连续地执行。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，

激活火焰加速抑制物在被限定的危险区域中的释放的所述控制信号仅在包括至少两个检测器装置的多个检测器装置检测到所述危险区域内存在所述易燃气体的情况下才产生。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述控制信号仅在至少两个相邻的检测器装置检测到存在所述易燃气体的情况下才产生。

7.根据权利要求1或2所述的方法，包括：

在接收到表示所述危险区域内存在少量所述易燃气体的信号时，激活警报(303)。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括：

在接收到确认所述危险区域内存在所述易燃气体的信号时，产生激活容纳所述火焰加速抑制物的容器的加压的信号。

9.根据权利要求1或2所述的方法，还包括：

储存易燃云分散超出所述危险区域的模型，

在接收到表示所述危险区域内存在所述易燃气体的信号时，产生额外的控制信号，所述额外的控制信号激活一些火焰加速抑制物在作为储存的所述模型的函数确定的额外的危险区域中的释放。

10.一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的装置，所述装置包括：

存储器，所述存储器储存危险区域的标识符，在所述危险区域中可能发生易燃气体的意外释放；

接收器件，所述接收器件接收来自检测器装置的信号，所述检测器装置能够检测所述易燃气体在所述危险区域内的存在；

处理器件，所述处理器件设置成在接收到表示所述危险区域内存在所述易燃气体的信号时产生控制信号，所述控制信号激活火焰加速抑制物以作为所述危险区域的容积的函数确定的速率在所述危险区域中的释放；

传递器件，所述传递器件将所述控制信号向释放器件传递。

11.一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的系统，所述系统包括根据权利要求10所述的装置以及至少一组包括用于储存火焰加速抑制物的第一容器(5)和用于储存载气的第二容器(6)的两个容器，并且，对于每一组的两个容器，所述系统包括：

至少一个喷嘴(2A、2B、2C、2D)，

设置成将所述第一容器连接至所述至少一个喷嘴的管(8)。

12.根据权利要求11所述的系统，对于至少一组两个容器(5、6)，所述系统包括至少两个喷嘴(2A、2B、2C、2D)，并且其中，相应的所述管(8)设置成将所述至少一组两个容器中的所述第一容器连接至两个喷嘴。

13.根据权利要求11或12所述的系统，其中，设置有至少两个喷嘴，并且其中，所述至少两个喷嘴中的两个喷嘴相对地放置成使得由所述两个喷嘴中的一个喷嘴释放的所述火焰加速抑制物由于重力而朝向另一喷嘴移动。

14.根据权利要求11或12所述的系统，其中，所述火焰加速抑制物包括选自包括氯化钾、氯化钠和碳酸钾的组的至少两种化合物的混合物。

15.一种包括多个根据权利要求11至14中的任一项所述的系统的设施，每个系统与已经限定有相应的危险区域的区块相关联。