CN111717557A - 聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统及控制方法，属于石油化工安全技术领域。所述聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统包括：浓度监测装置，用于监测料仓内的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度；气体吹扫装置，用于对料仓内的气体进行吹扫；以及控制装置，用于根据所监测的料仓内的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，确定高于某一设定阈值时，控制装置发出报警且所述气体吹扫装置进行吹扫。本发明的技术方案实时监测粉尘料仓内可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，当其超过阈值时通过气体吹扫装置对料仓进行气体吹扫和惰化，能够有效抑制粉尘爆炸的发生。

Description

聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及石油化工安全领域，具体涉及一种聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统及控制方法。
背景技术
随着聚烯烃生产装置数量的增多和规模的扩大，粉料生产、储运过程中料仓闪爆的事故频发。在粉尘物料的存储或输运过程中，可燃性粉尘通常会与可燃气体形成混杂体系，比如聚烯烃物料在聚合造粒过程中，会有少量的可燃气体(如乙烯、丙烯等)挥发成份,随粉料被风送到料仓中，吸附在固体颗粒表面的可燃气体组分在料仓中会不断逸出，使得可燃气体与聚烯烃粉尘形成混杂体系。此外，当上游反应不好、气体回收或料仓气体通风失控等异常工况下也会造成料仓内可燃气体浓度突然升高。类似的，在煤粉输运系统中煤粉与挥发份也会形成混杂体系等。研究表明，可燃气体的存在降低了粉尘的最小点火能，混杂体系在低于可燃气体爆炸下限和可燃粉尘最小爆炸浓度条件下依然会发生燃爆，且其爆炸威力高于单一可燃气体或粉尘。粉尘料仓发生的多起燃爆事故中大多与形成混杂体系有关。因此，可燃气体与可燃粉尘形成的混杂体系极易发生燃爆事故，给粉料输运系统造成巨大损失。
目前聚烯烃料仓防止燃爆主要采用可燃气体脱除和消除静电点火源两种方式。粉尘料仓一般采用反吹风系统脱除粉尘中夹带的可燃气体，但是国内现有聚烯烃料仓的通风方式、风量及操作方式等都是基于反应、气体回收单元等生产过程的正常工况而设置的，一旦出现设备或仪表临时故障或损坏、上游反应不好、处理不合格料或过渡料、料仓切料阀故障等异常工况时存在较高的燃爆风险。此外，尽管通过在料仓安装静电监测和消除设备可有效抑制粉体放电，但静电消除器的消电效率一般在80～90％，不能完全消除静电，且无法避免明火、电加热、辐射冲击波、电弧、高温等其他点火源。
综上所述，针对目前聚烯烃粉尘料仓存在的燃爆风险，现有安全控制手段不能完全避免燃爆事故。
发明内容
本发明的目的是提供一种聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统及控制方法，用以解决上述技术问题中的一者或者多者。
为了实现上述目的，本发明提出一种聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，所述系统包括：浓度监测装置，用于监测料仓内的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度；气体吹扫装置，用于对料仓内的气体进行吹扫；以及控制装置，用于根据所监测的料仓内的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，确定高于某一设定阈值时，控制装置发出报警且所述气体吹扫装置进行吹扫。
可选的，所述可燃气体浓度的阈值为20％LEL，优选为10％LEL。
可选的，所述可燃粉尘浓度的阈值为30％MEC，优选为20％MEC。
可选的，所述监测的监测点位于料仓料位以上的气相空间内。
可选的，所述监测点为2个以上。
可选的，所述监测点位于气相空间的上、中、下部。
可选的，所述可燃气体包括：乙烯、丙烯；所述可燃粉尘包括：聚乙烯粉料或聚丙烯粉料。
可选的，所述控制装置的控制的方式为信号控制或手动控制。
可选的，所述气体吹扫装置采用惰性气体进行吹扫。
可选的，所述惰性气体为氮气或氩气。
可选的，所述气体吹扫装置包括惰性气体吹扫管线和气体排出管线；所述惰性气体吹扫管线和气体排出管线分别设置在料仓上。
可选的，所述系统还包括报警装置，当所述可燃气体浓度超过阈值时进行报警；和/或当所述可燃粉尘浓度超过阈值时进行报警。
可选的，所述报警装置单独设置或集成在控制装置中。
本发明实施例还提供一种聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制方法，该方法包括：监测粉尘料仓内可燃气体浓度和/或可燃粉尘浓度；根据所监测的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，确定高于某一设定阈值时，发出报警并控制气体吹扫装置进行吹扫。
可选的，所述可燃气体浓度的阈值为20％LEL，优选为10％LEL。
可选的，所述可燃粉尘浓度的阈值为30％MEC，优选为20％MEC。
通过上述技术方案，实时监测粉尘料仓内可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，当其超过阈值时通过气体吹扫装置对料仓进行气体吹扫和惰化，有效抑制粉尘爆炸，对于可燃气体-粉尘耦合体系更为有效。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1是本发明一实施例提供的防止粉尘料仓燃爆控制系统的结构示意图；
图2是本发明第一实施例提供的防止粉尘料仓燃爆控制方法的流程图。
附图标记说明
1、料仓 2、3、4可燃气体浓度和可燃粉尘浓度监测点
5、惰性气体吹扫管线 6、惰性气体进料控制阀
7、气体排出管线 8、控制装置
9、报警装置
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
图1是本发明一实施例提供的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供一种聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，所述系统包括：浓度监测装置，用于监测料仓1内的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度；气体吹扫装置，用于对料仓1内的气体进行吹扫；以及控制装置8，用于根据所监测的料仓1内的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，确定高于某一设定阈值时，发出报警并控制所述气体吹扫装置进行吹扫。
其中，所述浓度监测装置、气体吹扫装置以及控制装置8之间可以通过发射器以及接收器实现信息交互。
所述浓度监测装置可以为烃类探测仪等可以监测气体浓度的装置，也可以为可燃粉体浓度探测仪等可以监测粉体浓度的装置，例如可以为聚乙烯粉尘浓度探测仪或聚丙烯粉尘浓度探测仪；所述浓度监测装置的数量可以为2个以上，优选为2-10个，更优选为2-6个，进一步优选为2-4个。例如烃类探测仪的数量可以为4个，聚乙烯粉尘探测仪的数量可以为4个。
通过本发明所提供的技术方案，可以根据实时监测的料仓内的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，当其超过阈值时通过气体吹扫装置对料仓进行气体吹扫和惰化，有效抑制粉尘爆炸。
其中，工作人员可根据实际情况自行设定所述阈值，可选的，所述可燃气体浓度的阈值为20％LEL，优选为10％LEL。例如可燃气体浓度超过20％LEL时，控制装置8控制气体吹扫装置进行吹扫，降低料仓内可燃气体的浓度，避免粉尘爆炸事故发生；或者可燃气体浓度超过10％LEL时，控制装置8控制气体吹扫装置进行吹扫，降低料仓内可燃气体的浓度，避免粉尘爆炸事故发生。
可选的，所述可燃粉尘浓度的阈值为30％MEC，优选为20％MEC。例如可燃粉尘浓度超过30％MEC时，控制装置8控制气体吹扫装置进行吹扫，降低料仓内可燃气体的浓度，避免粉尘爆炸事故发生；或者可燃粉尘浓度超过20％MEC时，控制装置8控制气体吹扫装置进行吹扫，降低料仓内可燃粉尘的浓度，避免粉尘爆炸事故发生。
可选的，所述监测的监测点位于料仓料位以上的气相空间内。
可选的，所述监测点为2个以上，优选为2-10个，更优选为2-6个，进一步优选为2-4个。
可选的，所述监测点位于气相空间的上、中、下部。例如可以为多个监测点均布于气相空间的上、中、下部。
在本发明的一个具体实施方式中，监测点为3个，3个监测点均布于气相空间的上、中、下部。
可选的，所述可燃气体包括：乙烯、丙烯；所述可燃粉尘包括：聚乙烯粉料或聚丙烯粉料。在本发明的一个具体实施方式中，监测的可燃气体为乙烯，可燃粉尘为低密度聚乙烯；在本发明的另一个具体实施方式中，监测的可燃气体为乙烯，可燃粉尘为聚丙烯粉料。
可选的，所述控制装置的控制的方式为信号控制或手动控制。
可选的，所述气体吹扫装置采用惰性气体进行吹扫。
可选的，所述惰性气体为氮气或氩气。
可选的，所述气体吹扫装置包括惰性气体吹扫管线和气体排出管线；所述惰性气体吹扫管线和气体排出管线分别设置在料仓上。
其中，惰性气体吹扫管线氮气吹扫管线，用于脱除料仓上部过多的可燃气体和粉尘。
在本发明的一个具体实施方式中，惰性气体吹扫管线5设置于料仓的中部，气体排出管线7设置在料仓的顶部，通过惰性气体吹扫管线通入惰性气体，并通过气体排出管线排出料仓内的气体，对料仓进行吹扫及惰化，降低了料仓内可燃粉尘和可燃气体的浓度，避免料仓发生爆炸。
可选的，所述系统还包括报警装置，当所述可燃气体浓度超过阈值时进行报警；和/或当所述可燃粉尘浓度超过阈值时进行报警。
可选的，可燃气体浓度的报警值可设置为10％LEL(爆炸下限)，可燃粉尘浓度的报警值可设置为20％MEC(最小爆炸浓度)。例如，当可燃气体或粉尘浓度其一达到极限值时，控制装置发出信号开启惰性气体进料控制阀6，惰性进入料仓内部进行吹扫和惰化，降低料仓内可燃气体/粉尘浓度及氧含量。
可选的，所述报警装置9单独设置或集成在控制装置中。
图2是本发明第一实施例提供的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制方法的流程图。如图2所示，该聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制方法包括：
监测粉尘料仓内可燃气体浓度和/或可燃粉尘浓度；
根据所监测的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，确定高于某一设定阈值时，发出报警并控制气体吹扫装置进行吹扫。
可选的，所述可燃气体浓度的阈值为20％LEL，优选为10％LEL。
可选的，所述可燃粉尘浓度的阈值为30％MEC，优选为20％MEC。
有关本发明提供的上述控制方法的具体细节及益处，可参阅上述针对本发明提供的上述控制设备的描述，于此不再赘述。
实施例1
某料仓存储低密度聚乙烯(LDPE)粉料，该料仓采用图1所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，在料仓1顶部气相空间3个可燃气体浓度和可燃粉尘浓度监测点2、3、4上均匀布置四组烃类探测仪和四组聚乙烯粉尘浓度探测仪，能够实时监测料仓顶部不同位置处可燃气体和粉尘浓度，并将数据传送至控制装置8。当烃类探测仪监测到料仓内乙烯浓度突然升高到25％LEL，报警装置9发出警报，同时自动开启氮气吹扫管线上的进料控制阀6，氮气进入料仓内部进行置换和惰化，吹扫完毕后，料仓内乙烯浓度降至10％LEL以下，料仓没有发生燃爆事故。
实施例2
某料仓存储低密度聚乙烯(LDPE)粉料，该料仓采用图1所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，在料仓1顶部气相空间3个可燃气体浓度和可燃粉尘浓度监测点2、3、4上均匀布置四组烃类探测仪和四组聚乙烯粉尘浓度探测仪，能够实时监测料仓顶部不同位置处可燃气体和粉尘浓度，并将数据传送至控制装置8。某日料仓内聚乙烯粉料进料时突然产生流量波动，随后聚乙烯粉尘探测仪监测到料仓内聚乙烯浓度突然升高到45％MEC，此时报警装置9发出警报，同时自动开启氮气吹扫管线上的控制阀6，氮气进入料仓内部进行置换和惰化，吹扫完毕后，料仓上部聚乙烯粉尘浓度降至20％MEC以下，料仓没有发生燃爆事故。
实施例3
某料仓存储聚丙烯(PP)粉料，该料仓采用本发明提出的燃爆安全控制方法，在料仓1顶部气相空间3个可燃气体浓度和可燃粉尘浓度监测点2、3、4上均匀布置四组烃类探测仪和四组聚丙烯粉尘浓度探测仪，能够实时监测料仓顶部不同位置处可燃气体和粉尘浓度，并将数据传送至控制装置8。某日，烃类探测仪监测到料仓内丙烯浓度突然升高到30％LEL，报警装置9发出警报，同时自动开启氮气吹扫管线上的控制阀6，氮气进入料仓内部进行置换和惰化，吹扫完毕后，料仓内丙烯浓度降至10％LEL以下，料仓没有发生燃爆事故。
本发明在聚烯烃料仓的气相空间监测可燃气体和可燃粉尘浓度，当二者有一个浓度超过极限值时通过氮气吹扫方式降低可燃气体和可燃粉尘浓度及氧含量，从而避免粉尘爆炸事故发生。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，其特征在于，该系统包括：
浓度监测装置，用于监测料仓内的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度；
气体吹扫装置，用于对料仓内的气体进行吹扫；以及
控制装置，用于根据所监测的料仓内的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，确定高于某一设定阈值时，控制装置发出报警且所述气体吹扫装置进行吹扫。
2.根据权利要求1所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，其中，所述可燃气体浓度的阈值为20％LEL，优选为10％LEL；
优选地，所述可燃粉尘浓度的阈值为30％MEC，优选为20％MEC。
3.根据权利要求1所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，其中，所述监测的监测点位于料位以上的气相空间内；
优选地，所述监测点为2个以上；
优选地，所述监测点位于气相空间的上、中、下部。
4.根据权利要求1或2所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，其中，所述可燃气体包括：乙烯、丙烯；
所述可燃粉尘包括：聚乙烯粉料或聚丙烯粉料。
5.根据权利要求1或2所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，其中，所述控制装置的控制的方式为信号控制或手动控制。
6.根据权利要求1或2所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，其中，所述气体吹扫装置采用惰性气体进行吹扫；
优选地，所述惰性气体为氮气或氩气。
7.根据权利要求6所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，其中，所述气体吹扫装置包括惰性气体吹扫管线和气体排出管线；
所述惰性气体吹扫管线和气体排出管线分别设置在料仓上。
8.根据权利要求1或2所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制系统，其中，所述系统还包括报警装置，当所述可燃气体浓度超过阈值时进行报警；和/或
当所述可燃粉尘浓度超过阈值时进行报警；
优选地，所述报警装置单独设置或集成在控制装置中。
9.一种聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制方法，其特征在于，该方法包括：
监测粉尘料仓内可燃气体浓度和/或可燃粉尘浓度；
根据所监测的可燃气体浓度和可燃粉尘浓度，确定高于某一设定阈值时，发出报警并控制气体吹扫装置进行吹扫。
10.根据权利要求9所述的聚烯烃粉尘料仓燃爆安全控制方法，其中，
所述可燃气体浓度的阈值为20％LEL，优选为10％LEL；
优选地，所述可燃粉尘浓度的阈值为30％MEC，优选为20％MEC。
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