CN106185096A - 内浮顶轻质油品罐光纤激光氧气浓度在线监测预警系统 - Google Patents

内浮顶轻质油品罐光纤激光氧气浓度在线监测预警系统 Download PDF

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宋青
罗福君
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Abstract

本发明提供了一种内浮顶轻质油品罐光纤激光氧气浓度在线监测预警系统，涉及气体浓度检测领域，能够有效对油品罐内部氧气浓度进行精确检测，并通过反馈回路驱动惰性气体对罐内氧气浓度进行稀释，以保证油品罐安全，包括氧气浓度传感器、氧气浓度分析仪、氧气‑油气浓度爆炸极限预警系统、惰性气体稀释系统，所述氧气浓度传感器设于内浮顶轻质油品罐拱顶内侧面，通过跳线与氧气浓度分析仪连接，所述氧气‑油气浓度爆炸极限预警系统分别连接氧气浓度分析仪和惰性气体稀释系统，所述惰性气体稀释系统通过管路与轻质油品罐内部连通。

Description

内浮顶轻质油品罐光纤激光氧气浓度在线监测预警系统
技术领域
本发明涉及气体浓度检测领域，具体为一种内浮顶轻质油品罐光纤激光氧气浓度在线监测预警系统。
背景技术
随着我国经济的快速增长，石油及石油产品在生产和生活中得到了广泛的应用，石油储罐区总储量日益增大，在汽油、煤油等高挥发性轻质油品储藏方面，内浮顶罐得到了大规模的应用。内浮顶罐是拱顶罐与浮顶罐相结合的新型储罐，能够有效地防止风、砂、雨雪的侵入，蒸发损失可减少85％～96％，保障油品质量以及减少空气污染。虽然内浮顶罐综合了拱顶罐和浮顶罐的优点，但是其局限性在于一方面其施工要求高、维修不方便，储罐不易大型化，大多数内浮顶罐不超过10000立方米；另一方面内浮顶罐中浮盘在长期上下运动过程中，导致密封圈不严，油气会在浮盘浮顶与拱顶之间聚集，易达到爆炸极限，且内浮顶罐密封，油气会长时间的聚集，不会扩散到外界大气中。内浮顶罐在服役期间，由于制造误差和长期腐蚀等损伤以及内浮顶浮盘上下运行中，部分空气会通过呼吸阀进入罐内，内浮顶罐浮顶和拱顶之间就形成了可燃物与空气的混合物，当外界空气与油气混合的比例达到油气爆炸极限时，就具备了燃爆的条件：一是有油气浓度达到爆炸极限；二是有助燃剂(氧气)。一旦内浮顶罐浮盘和拱顶之间的油气混合物达到爆炸极限，在雷电作用下，在通气孔或呼吸阀附近就会存在燃爆的风险，一旦发生起火，气体会瞬时引起储罐膨胀，发生燃爆事故。
由于内浮顶罐的结构形式，内浮顶罐安全检测或监测手段欠缺，常规的监测主要侧重于诸如内壁腐蚀等结构检测，而对于油气浓度检测主要采用离线式检测方法，抽气泵定期吸取浮盘和拱顶空间的油气混合物，通过化学方 法分析其油气浓度。由于在浮顶和拱顶之间会始终聚集有油气，氧气和油气混合气体的爆炸极限是1.6％-6.0％。即使油气浓度再高，如果没有助燃剂氧气，是不能形成燃爆条件的，所以仅仅靠油气浓度检测/监测对内浮顶罐进行燃爆预警，不能完全满足内浮顶罐燃爆监测要求。氧气浓度监测/检测在医疗和矿井方面有相关报道，采用光纤激光在线监测技术对内浮顶罐的浮顶与拱顶之间的氧气浓度进行监测预警的方法还未见报道。
发明内容
本发明提供了一种内浮顶轻质油品罐光纤激光氧气浓度在线监测预警系统，能够有效对油品罐内部氧气浓度进行精确检测，并通过反馈回路驱动惰性气体对罐内氧气进行稀释，以保证油品罐安全。
本发明的技术方案在于：包括氧气浓度传感器、氧气浓度分析仪、氧气-油气浓度爆炸极限预警系统、惰性气体稀释系统，所述氧气浓度传感器设于内浮顶轻质油品罐拱顶内侧面，通过跳线与氧气浓度分析仪连接，所述氧气-油气浓度爆炸极限预警系统分别连接氧气浓度分析仪和惰性气体稀释系统，所述惰性气体稀释系统通过管路与轻质油品罐内部连通，所述氧气-油气浓度爆炸极限预警系统用以对轻质油品罐内的氧气爆炸极限浓度进行预警，并驱动惰性气体稀释系统向轻质油品罐内注入惰性气体以稀释罐内氧气浓度。
作为优选，所述氧气浓度传感器为光纤激光氧气浓度检测传感器，氧气浓度分析仪为光纤激光氧气浓度分析仪。
作为优选，所述氧气浓度传感器有多个，位于同一竖直平面内，且在内浮顶轻质油品罐拱顶内侧面均匀分布。
本发明的有益效果在于：通过氧气浓度传感器实时监测内浮顶轻质油品罐浮顶和拱顶气相空间的氧气浓度，氧气浓度达到油气燃爆极限，实时预警并联动消防系统，向油气罐注入惰性气体稀释氧气，直到氧气浓度降低到安 全值。本技术采用全光纤激光技术对罐内氧气浓度进行在线监测，具有本征安全(无电无磁)，结构简单，检测精度高，稳定性好，有效降低了内浮顶轻质油品罐雷击爆炸起火燃爆的风险。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细描述本发明的实施例。
如图1所示，本实施例的结构包括氧气浓度传感器2、氧气浓度分析仪3、氧气-油气浓度爆炸极限预警系统4、惰性气体稀释系统5，所述氧气浓度传感器设于内浮顶轻质油品罐1拱顶内侧面，通过跳线与氧气浓度分析仪3连接，所述氧气-油气浓度爆炸极限预警系统4分别连接氧气浓度分析仪3和惰性气体稀释系统5，所述惰性气体稀释系统5通过管路6与轻质油品罐1内部连通，所述氧气-油气浓度爆炸极限预警系统4用以对轻质油品罐1内的氧气极限浓度进行预警，并驱动惰性气体稀释系统5向轻质油品罐1内注入惰性气体以稀释罐内氧气浓度。
在本实施例中，所述氧气浓度传感器为光纤激光氧气浓度检测传感器，氧气浓度分析仪为光纤激光氧气浓度分析仪。
在本实施例中，所述氧气浓度传感器有多个，位于同一竖直平面内，且在内浮顶轻质油品罐拱顶内侧面均匀分布。
系统具体构建方式是光纤激光氧气浓度检测传感器2沿内浮顶罐1拱顶周向间隔30米布设，光纤激光氧气浓度检测传感器1与传输跳线2焊接，传输跳线2接入光纤激光氧气浓度分析仪3，氧气-油气浓度爆炸极限预警系统4内部设有微处理器，能够实时分析光纤激光氧气浓度分析仪3实时监测的氧气浓度数据，达到爆炸极限，氧气-油气浓度爆炸极限预警系统4内部的微处 理器向惰性气体稀释系统发出稀释指令，惰性气体稀释系统5启动，本实施例中，惰性气体稀释系统内设有存储罐及电磁阀，电磁阀与氧气-油气浓度爆炸极限预警系统4内部的微处理器连接，存储罐内存储惰性气体，电磁阀接收到指令后向油气罐1浮顶和拱顶之间注入惰性气体以稀释氧气浓度，同时光纤激光氧气浓度检测传感器1实时监测氧气浓度的变化情况，氧气浓度降低到爆炸极限的20％时，氧气-油气浓度爆炸极限预警系统4内的微处理器向惰性气体稀释系统发出停止稀释指令，以关闭惰性气体稀释系统5内的电磁阀，停止稀释。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.内浮顶轻质油品罐光纤激光氧气浓度在线监测预警系统，其特征在于：包括氧气浓度传感器、氧气浓度分析仪、氧气-油气浓度爆炸极限预警系统、惰性气体稀释系统，所述氧气浓度传感器设于内浮顶轻质油品罐拱顶内侧面，通过跳线与氧气浓度分析仪连接，所述氧气-油气浓度爆炸极限预警系统分别连接氧气浓度分析仪和惰性气体稀释系统，所述惰性气体稀释系统通过管路与轻质油品罐内部连通，所述氧气-油气浓度爆炸极限预警系统用以对轻质油品罐内的氧气爆炸极限浓度进行预警，并驱动惰性气体稀释系统向轻质油品罐内注入惰性气体以稀释罐内氧气浓度。
2.根据权利要求1所述的内浮顶轻质油品罐光纤激光氧气浓度在线监测预警系统，其特征在于：所述氧气浓度传感器为光纤激光氧气浓度检测传感器，氧气浓度分析仪为光纤激光氧气浓度分析仪。
3.根据权利要求1所述的内浮顶轻质油品罐光纤激光氧气浓度在线监测预警系统，其特征在于：所述氧气浓度传感器有多个，位于同一竖直平面内，且在内浮顶轻质油品罐拱顶内侧面均匀分布。
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