CN113928741B - 一种外浮顶油罐无油气密封防护系统及防护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种外浮顶油罐无油气密封防护系统及防护方法。其技术方案为：一种外浮顶油罐无油气密封防护系统，包括安装于二次密封结构内的密封囊，密封囊位于一次密封结构、罐壁、二次密封结构和浮盘围成的空间内，密封囊上通过管道连接有分析控制装置，分析控制装置通过管道连接有惰性气体供应装置，分析控制装置还电连接有控制系统。本发明提供了一种外浮顶油罐无油气密封防护系统及防护方法。
Description
技术领域
本发明属于石油化工技术领域，具体涉及一种外浮顶油罐无油气密封防护系统及防护方法。
背景技术
外浮顶油罐具有油品损耗低、环保等优点，但是，外浮顶油罐的密封圈内极易聚集油气，如果油气浓度达到爆炸极限浓度范围且遇有足够的点火能量时极易发生爆炸，引发事故，造成极大影响。因此，外浮顶油罐一二次密封空间存在油气聚积的安全隐患严重威胁着油库、石油化工行业的安全运行。
国内外主要采用人工检测方法对外浮顶油罐密封空间进行可燃气体浓度检测，即：操作人员采用便携式可燃气体检测仪测试储罐密封圈内可燃气体浓度，如果超过了爆炸下限，用木方将二次密封与罐壁掀开一定间隙，通过空气对流来降低密封圈内的可燃气体浓度。
国内外以消除密封圈油气聚积空间为目的的技术手段主要有两种，一种是吹扫置换法，采用在线分析、气体置换，能够全面消除油气空间，但氮气消耗量总体较大。二是填料法，通过在一二次密封空间内填充橡胶包袋以减小油气空间，但填料法无法完全消除油气空间，且在橡胶包破损后会导致新的安全隐患。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种外浮顶油罐无油气密封防护系统及防护方法。
本发明所采用的技术方案为：
一种外浮顶油罐无油气密封防护系统，包括安装于二次密封结构内的密封囊，密封囊位于一次密封结构、罐壁、二次密封结构和浮盘围成的空间内，密封囊上通过管道连接有分析控制装置，分析控制装置通过管道连接有惰性气体供应装置，分析控制装置还电连接有控制系统。
当控制系统控制分析控制装置对密封囊充入惰性气体后，密封囊能将一二次密封空间进行填充，密封囊紧贴罐壁与浮盘外壁，实现油气空间的填充，物理消除火灾隐患，减少VOCs无组织排放。密封囊为密封囊，密封囊安装于二次密封结构内。本发明采用向密封囊充入一定压力的惰性气体的形式进行密封，填充空间更大，可以更好的贴合罐壁，不受浮盘漂移、罐壁变形的影响达到更好的密封效果。
作为本发明的优选方案，所述密封囊上安装有充气采样组件，充气采样组件与控制系统电连接，充气采样组件通过管道与分析控制装置连接，用于抽取一二次密封空间内的混合气体进行在线分析。当探测到油气浓度或氧气浓度超标，系统自动向密封囊内充入惰性气体填充一二次密封空间。
作为本发明的优选方案，所述分析控制装置包括分区阀组，分区阀组与密封囊之间连接有若干充放气管道，分区阀组的另一端通过管道连接有样气分析组件、排气组件和充气组件，充气组件的另一端通过管道与惰性气体供应装置连接，分区阀组、样气分析组件、排气组件和充气组件均与控制系统电连接。分区阀组与密封囊之间通过多根管道连接，则控制系统能分别控制每根管道的通断。样气分析组件能通过充气采样组件对密封囊内的气体进行检测，当油气浓度或氧气浓度超标时，控制系统可控制充气组件充气。浮盘处于运动状态时，分析控制装置自动启动排气组件排出密封囊内的惰性气体。
作为本发明的优选方案，所述分区阀组包括安装于充放气管道上的压力变送器和分区电磁阀，若干分区电磁阀的另一端均通过管道与样气分析组件连接，压力变送器和分区电磁阀均与控制系统电连接。将多个充放气管道汇总在一起，每个路径上设置一个分区电磁阀和一个压力变送器。当密封囊处于充气状态时，分析控制装置根据压力变送器反馈的信号，将密封囊内的压力控制在预设范围内。
作为本发明的优选方案，所述样气分析组件包括依次通过管道连接的采样电磁阀、采样泵、预处理组件和分析仪，采样电磁阀、采样泵、预处理组件和分析仪均与控制系统电连接。采样电磁阀与分区阀组相连，当密封囊在未充气状态时，打开采样电磁阀，依次开启分区电磁阀，启动采样泵，样气经过预处理组件处理后进入分析仪进行氧气浓度和可燃气体浓度的检测。
作为本发明的优选方案，所述排气组件包括通过管道连接的排气电磁阀和排气泵，排气电磁阀和排气泵均与控制系统电连接。排气电磁阀与分区阀组相连，打开排气电磁阀和全部分区电磁阀并启动排气泵，便可快速排出密封囊内的惰性气体。
作为本发明的优选方案，所述充气组件包括依次通过管道连接的充气电磁阀、充气压力监控组件和充气流量监控组件，充气流量监控组件的另一端通过管道与惰性气体供应装置连接，充气电磁阀、充气压力监控组件和充气流量监控组件均与控制系统电连接。充气组件入口与惰性气体供应装置相连，出口由充气电磁阀与分区阀组相连。打开充气电磁阀和全部的分区电磁阀，便可将惰性气体供应装置的惰性气体通过充放气管道稳定的充入密封囊内。
一种外浮顶油罐无油气密封防护方法，其特征在于，包括如下步骤：
当浮盘处于静置状态时，分析控制装置自动启动充气组件向密封囊内充入惰性气体，并保持一定压力，使密封囊膨胀；当浮盘处于运动状态时，分析控制装置自动启动排气组件排出密封囊内的惰性气体，待惰性气体排完后启动气体分析组件抽取一二次密封空间内的混合气体进行在线分析；若探测到油气浓度或氧气浓度超标，系统再次向密封囊内充入惰性气体填充一二次密封空间。
本发明的有益效果为：
1.本发明的控制系统控制分析控制装置对密封囊充入惰性气体后，密封囊能将一二次密封空间进行填充，密封囊紧贴罐壁与浮盘外壁，实现油气空间的填充，物理消除火灾隐患，减少VOCs无组织排放。
2.采用向密封囊充入一定压力的惰性气体的形式进行密封，填充空间更大，可以更好的贴合罐壁，不受浮盘漂移、罐壁变形的影响达到更好的密封效果。
3.可通过监测密封囊内气体压力、流量等数据，判断密封囊的破损情况，避免密封囊破损后产生新的隐患。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图中，2-密封囊；3-分析控制装置；4-惰性气体供应装置；11-浮盘；12-一次密封结构；13-一二密封空间；14-罐壁；15-二次密封结构；21-充气采样组件；31-充放气管道；32-分区阀组；33-样气分析组件；34-排气组件；35-充气组件；321-分区电磁阀；322-压力变送器；331-分析仪；332-预处理组件；333-采样泵；334-采样电磁阀；341-排气泵；342-排气电磁阀；351-充气电磁阀；352-充气压力监控组件；353-充气流量监控组件。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，外浮顶油罐包括罐壁14，罐壁14内设置有浮盘11，罐壁14与浮盘11之间设置有环形的依次密封结构12和二次密封结构15。其中，二次密封结构15安装于浮盘11上，二次密封结构15与罐壁14之间滑动设置。
本实施例的外浮顶油罐无油气密封防护系统，包括安装于二次密封结构15内的密封囊2，密封囊2位于一次密封结构12、罐壁14、二次密封结构15和浮盘11围成的空间内，密封囊2上通过管道连接有分析控制装置3，分析控制装置3通过管道连接有惰性气体供应装置4，分析控制装置3还电连接有控制系统。所述密封囊2上安装有充气采样组件21，充气采样组件21与控制系统电连接，充气采样组件21通过管道与密封囊2连接，充气采样组件21的管道上安装有单向阀。
其中，密封囊2由多段密封囊组成，密封囊通过螺栓固定在二次密封结构15上，同时密封囊与多个充放气管道31相连。本发明采用向密封囊充入一定压力的惰性气体的形式进行密封，填充空间更大，可以更好的贴合罐壁14，不受浮盘11漂移、罐壁14变形的影响达到更好的密封效果。
当控制系统控制分析控制装置3对密封囊2充入惰性气体后，密封囊2能将一二次密封空间进行填充，密封囊2紧贴罐壁14与浮盘11外壁，实现油气空间的填充，物理消除火灾隐患，减少VOCs无组织排放。
浮盘11处于运动状态时，分析控制装置3自动启动排气组件34排出密封囊2内的惰性气体。此时，单向阀打开，一二次密封空间内的气体能进入密封囊2内。待惰性气体排完后启动气体分析组件抽取一二次密封空间内的混合气体进行在线分析。当探测到油气浓度或氧气浓度超标，系统再次向密封囊2内充入惰性气体填充一二次密封空间。
具体地，所述分析控制装置3包括分区阀组32，分区阀组32与密封囊2之间连接有若干充放气管道31，分区阀组32的另一端通过管道连接有样气分析组件33、排气组件34和充气组件35，充气组件35的另一端通过管道与惰性气体供应装置4连接，分区阀组32、样气分析组件33、排气组件34和充气组件35均与控制系统电连接。分区阀组32与密封囊2之间通过多根管道连接，则控制系统能分别控制每根管道的通断。样气分析组件33能通过充气采样组件21对密封囊2内的气体进行检测，当油气浓度或氧气浓度超标时，控制系统可控制充气组件35充气。浮盘11处于运动状态时，分析控制装置3自动启动排气组件34排出密封囊2内的惰性气体。
所述分区阀组32包括安装于充放气管道31上的压力变送器322和分区电磁阀321，若干分区电磁阀321的另一端均通过管道与样气分析组件33连接，压力变送器322和分区电磁阀321均与控制系统电连接。将多个充放气管道31汇总在一起，每个路径上设置一个分区电磁阀321和一个压力变送器322。当密封囊2处于充气状态时，分析控制装置3根据压力变送器322反馈的信号，将密封囊2内的压力控制在预设范围内。
所述样气分析组件33包括依次通过管道连接的采样电磁阀334、采样泵333、预处理组件332和分析仪331，采样电磁阀334、采样泵333、预处理组件332和分析仪331均与控制系统电连接。采样电磁阀334与分区阀组32相连，当密封囊2在未充气状态时，打开采样电磁阀334，依次开启分区电磁阀321，启动采样泵333，样气经过预处理组件332处理后进入分析仪331进行氧气浓度和可燃气体浓度的检测。
所述排气组件34包括通过管道连接的排气电磁阀342和排气泵341，排气电磁阀342和排气泵341均与控制系统电连接。排气电磁阀342与分区阀组32相连，打开排气电磁阀342和全部分区电磁阀321并启动排气泵341，便可快速排出密封囊2内的惰性气体。
所述充气组件35包括依次通过管道连接的充气电磁阀351、充气压力监控组件352和充气流量监控组件353，充气流量监控组件353的另一端通过管道与惰性气体供应装置4连接，充气电磁阀351、充气压力监控组件352和充气流量监控组件353均与控制系统电连接。充气组件35入口与惰性气体供应装置4相连，出口由充气电磁阀351与分区阀组32相连。打开充气电磁阀351和全部的分区电磁阀321，便可将惰性气体供应装置4的惰性气体通过充放气管道31稳定的充入密封囊2内。
一种外浮顶油罐无油气密封防护方法，包括如下步骤：
当浮盘11处于静置状态时，分析控制装置3自动启动充气组件35向密封囊2内充入惰性气体，并保持一定压力，使密封囊膨胀，物理消除一二次密封空间同时减少VOCs无组织排放。当浮盘11处于运动状态时，分析控制装置3自动启动排气组件34排出密封囊2内的惰性气体，待惰性气体排完后启动气体分析组件抽取一二次密封空间内的混合气体进行在线分析。若探测到油气浓度或氧气浓度超标，系统再次向密封囊2内充入惰性气体填充一二次密封空间。
在收发油时，可自动排出密封囊内的惰性气体，密封囊与罐壁14分离，不影响浮盘11运动，同时延长密封囊的使用寿命。密封囊处于未充气状态时，可在线监测密封圈内氧气浓度和可燃气体浓度。可通过监测密封囊内气体压力、流量等数据，判断密封囊的破损情况，避免密封囊破损后产生新的隐患。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种外浮顶油罐无油气密封防护系统，其特征在于，包括安装于二次密封结构(15)内的密封囊(2)，密封囊(2)位于一次密封结构(12)、罐壁(14)、二次密封结构(15)和浮盘(11)围成的空间内，密封囊(2)上通过管道连接有分析控制装置(3)，分析控制装置(3)通过管道连接有惰性气体供应装置(4)，分析控制装置(3)还电连接有控制系统；所述密封囊上安装有充气采样组件(21)，充气采样组件(21)通过管道与分析控制装置(3)连接；
所述分析控制装置(3)包括分区阀组(32)，分区阀组(32)与密封囊(2)之间连接有若干充放气管道(31)，分区阀组(32)的另一端通过管道连接有样气分析组件(33)、排气组件(34)和充气组件(35)，充气组件(35)的另一端通过管道与惰性气体供应装置(4)连接，分区阀组(32)、样气分析组件(33)、排气组件(34)和充气组件(35)均与控制系统电连接。
2.根据权利要求1所述的一种外浮顶油罐无油气密封防护系统，其特征在于，所述分区阀组(32)包括安装于充放气管道(31)上的压力变送器(322)和分区电磁阀(321)，若干分区电磁阀(321)的另一端均通过管道与样气分析组件(33)连接，压力变送器(322)和分区电磁阀(321)均与控制系统电连接。
3.根据权利要求1所述的一种外浮顶油罐无油气密封防护系统，其特征在于，所述样气分析组件(33)包括依次通过管道连接的采样电磁阀(334)、采样泵(333)、预处理组件(332)和分析仪(331)，采样电磁阀(334)、采样泵(333)、预处理组件(332)和分析仪(331)均与控制系统电连接。
4.根据权利要求1所述的一种外浮顶油罐无油气密封防护系统，其特征在于，所述排气组件(34)包括通过管道连接的排气电磁阀(342)和排气泵(341)，排气电磁阀(342)和排气泵(341)均与控制系统电连接。
5.根据权利要求1所述的一种外浮顶油罐无油气密封防护系统，其特征在于，所述充气组件(35)包括依次通过管道连接的充气电磁阀(351)、充气压力监控组件(352)和充气流量监控组件(353)，充气流量监控组件(353)的另一端通过管道与惰性气体供应装置(4)连接，充气电磁阀(351)、充气压力监控组件(352)和充气流量监控组件(353)均与控制系统电连接。
6.使用权利要求1所述的系统的一种外浮顶油罐无油气密封防护方法，其特征在于，包括如下步骤：
当浮盘(11)处于静置状态时，分析控制装置(3)自动启动充气组件(35)向密封囊(2)内充入惰性气体，并保持一定压力，使密封囊膨胀；
当浮盘(11)处于运动状态时，分析控制装置(3)自动启动排气组件(34)排出密封囊(2)内的惰性气体，待惰性气体排完后启动气体分析组件抽取一二次密封空间内的混合气体进行在线分析；若探测到油气浓度或氧气浓度超标，系统再次向密封囊(2)内充入惰性气体填充一二次密封空间。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: A non oil and gas sealing protection system and protection method for an external floating roof oil tank Granted publication date: 20221216 Pledgee: Industrial and Commercial Bank of China Limited Chengdu Pidu Branch Pledgor: VITALONG FIRE SAFETY GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2024980003222 |
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| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |