CN114352939A - 一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,包括主管道、由所述主管道的第一端向第二端依次设置的高压气瓶组、减压单元、系统控制阀以及空气分配单元,所述高压气瓶组包括依次设置在所述主管道上且储存有空气的多个高压气瓶,所述减压单元用于调节所述主管道内空气的气压,所述系统控制阀用于控制所述主管道内的空气流动,所述空气分配单元用于分配所述主管道内的空气,所述空气分配单元包括多个间隔设置的空气喷头。本发明的空气呼吸系统在输送空气至临时避难所时并不需要风机提供空气,避免了可燃气体或者烟气扩散到风机进风口后使风机自动关断,从而导致临时避难所的空气供给中断,无法为避难人员提供空气的问题。
Description
技术领域
本发明涉及呼吸系统技术领域,尤其涉及一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统。
背景技术
海上平台临时避难所是发生火灾、爆炸等事故时,为平台上的人员撤离而采取应急响应措施或等待救援等提供人员集合和保护的场所。
临时避难所的作用主要是在一定时间内使避难人员不会因缺氧、有毒气体浓度聚集等因素而产生危险,但由于海上平台临时避难所的面积有限,一般仅能提供每人0.56平方米到1平方米的集合面积,因此,当平台上的人员全部集中在面积有限的封闭空间内时,临时避难所内的氧气浓度会降低,二氧化碳浓度升高,长时间暴露在此环境下将会对避难人员产生伤害,另一方面,平台上火灾爆炸产生的有毒烟气还有可能侵入到临时避难所内,从而对人员产生毒害作用。
因此,临时避难所内的空气供给对避难所内的人员健康,保持临时避难所的完整性是十分重要的,而为了保证临时避难所内的空气供给,传统的设计方案是给临时避难所的风机提供应急备用电源,在平台主电源关断后继续为临时避难所提供新鲜空气,同时,在风机进气口设置气体探头,若探测到有毒有害气体时自动关断风机。这种设计方案会在平台上的可燃气体或者烟气扩散到风机进风口后使风机自动关断,从而导致临时避难所的空气供给中断,无法为避难人员提供空气。
发明内容
本发明提供了一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,旨在解决传统临时避难所在可燃气体或者烟气扩散到风机进风口后使风机自动关断,从而导致临时避难所的空气供给中断,无法为避难人员提供空气的问题。
本发明是这样实现的,提供了一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,包括主管道、由所述主管道的第一端向第二端依次设置的高压气瓶组、减压单元、系统控制阀以及空气分配单元,所述高压气瓶组包括依次设置在所述主管道上且储存有空气的多个高压气瓶,所述减压单元用于调节所述主管道内空气的气压,所述系统控制阀用于控制所述主管道内的空气流动,所述空气分配单元用于分配所述主管道内的空气,所述空气分配单元包括多个间隔设置的空气喷头。
更进一步地,还包括与所述主管道的第一端连接的空气压缩机,所述空气压缩机的输入端设置有可燃气探测器。
更进一步地,还包括设置在所述系统控制阀与所述空气分配单元之间的所述主管道内的流量开关,所述流量开关用于检测所述主管道内的空气流量,所述流量开关与所述空气压缩机连接。
更进一步地,多个所述高压气瓶之间的所述主管道上设置有第一压力表,所述高压气瓶组与所述减压单元之间的所述主管道上设置有第一压力安全阀。
更进一步地,所述减压单元包括依次设置在所述主管道上的第一级减压构件以及第二级减压构件,所述第一级减压构件靠近所述高压气瓶组。
更进一步地,所述第一级减压构件包括依次设置在所述主管道上的第二压力表、第一压力调节阀以及第二压力安全阀,所述第二压力表靠近所述高压气瓶组;所述第二级减压构件包括依次设置在所述主管道上的第二压力调节阀组、第三压力表以及第三压力安全阀,所述第二压力调节阀组包括并列设置的至少两个第二压力调节阀,所述第二压力调节阀组靠近所述第二压力安全阀。
更进一步地,所述系统控制阀为预先设定控制量的手动控制阀门。
更进一步地,所述空气分配单元还包括并列设置在所述主管道的第二端的至少两个子管道,多个所述空气喷头分别设置在所述子管道上,每一个所述子管道上设置有至少一个所述空气喷头。
更进一步地,所述高压气瓶组中所述高压气瓶的数量满足条件:n=1.2*Q/P*V*(1-0.15);其中,n为所述高压气瓶的数量,Q为所需的空气总量,p为单个所述高压气瓶的空气储存压力,v为单个所述高压气瓶的容积。
更进一步地,所述空气呼吸系统持续提供空气的时间满足条件:T=Qz/N*q;其中,T为所述空气呼吸系统持续提供空气的时间,Qz为空气总量,N为所述空气喷头的数量;q为单个所述空气喷头的空气流量。
本发明的技术效果在于:通过设置主管道,并由主管道的第一端向第二端依次设置高压气瓶组、减压单元、系统控制阀以及空气分配单元,且高压气瓶组包括多个储存有空气的高压气瓶,这样便可以在需要为避难所提供空气时,打开系统控制阀,通过储存有空气的高压气瓶往主管道内输入空气,然后通过减压单元调节主管道内空气的气压,最后通过空气分配单元将空气分配至临时避难所内,整个输送过程并不需要风机提供空气,这样便可以避免可燃气体或者烟气扩散到风机进风口后使风机自动关断,从而导致临时避难所的空气供给中断,无法为避难人员提供空气的问题,另外,由于输入至临时避难所的空气是储存在高压气瓶中的,因此,还能避免烟气或可燃气体进入临时避难所危害避难人员,进而提高了空气呼吸系统的可靠性和安全性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统的整体结构示意图。
图2是本发明实施例提供的一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统中空气压缩机的结构示意图。
图3是本发明实施例提供的一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统中高压气瓶组的结构示意图。
图4是本发明实施例提供的一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统中减压单元的结构示意图。
图5是本发明实施例提供的一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统系统控制阀与空气分配单元的结构示意图。
其中,1、主管道;2、高压气瓶组;21、高压气瓶;22、第一压力表;23、第一压力安全阀;3、减压单元;31、第二压力表;32、第一压力调节阀;33、第二压力安全阀;34、第二压力调节阀;35、第三压力表;36、第三压力安全阀;4、系统控制阀;5、空气分配单元;51、空气喷头;52、子管道;6、空气压缩机。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明实施例提供了一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,结合附图1至附图5所示,包括主管道1、由主管道1的第一端向第二端依次设置的高压气瓶组2、减压单元3、系统控制阀4以及空气分配单元5。
其中,高压气瓶组2包括依次设置在主管道1上且储存有空气的多个高压气瓶21,减压单元3用于调节主管道1内空气的气压,系统控制阀4用于控制主管道1内的空气流动,空气分配单元5用于分配主管道1内的空气,空气分配单元5包括多个间隔设置的空气喷头51。
高压气瓶21中的空气时预先储存的,这样可以避免有毒有害气体进入临时避难所。
压气瓶中设置有压力表以及与压力表连接的压力传感器,以用于检测高压气瓶21中空气的压力。
空气喷头51的型号根据单个空气喷头51的流量、空气流过空气喷头51的噪音、空气喷头51的覆盖范围以及空气呼吸系统的所需的持续时间确定。
具体地,空气呼吸系统所处的位置采用防火墙与外部隔离,以确保该空气呼吸系统在火灾的情况下不被破坏。
具体地,高压气瓶组2中高压气瓶21的数量满足条件:n=1.2*Q/P*V*(1-0.15);其中,n为高压气瓶21的数量(个),Q为所需的空气总量(升),p为单个高压气瓶21的空气储存压力(bar),v为单个高压气瓶21的容积(升)。通过该公式可以计算出空气呼吸系统中高压气瓶组2所需的高压气瓶21的数量,以确定空气呼吸系统中高压气瓶21的数量,避免高压气瓶21的数量不足而无法为临时避难所提供足够的空气。
此处所需的空气总量根据临时避难所内氧气浓度衰减的速率、二氧化碳浓度上升速率以及空气泄漏速率进行确定。
具体地,空气呼吸系统持续提供空气的时间满足以下条件:T=Qz/N*q;其中,T为空气呼吸系统持续提供空气的时间(分钟),Qz为空气总量(升),N为空气喷头51的数量(个);q为单个空气喷头51的空气流量(升/分钟)。通过该公式可以计算出空气呼吸系统持续提供空气的时间,以确定临时避难所能避难的时间。
此处的空气总量为高压气瓶组2中空气的总量。
具体地,多个高压气瓶21之间的主管道1上设置有第一压力表22,高压气瓶组2与减压单元3之间的主管道1上设置有第一压力安全阀23。通过第一压力表22以及第一压力安全阀23的设置,可以实时读取主管道1内空气的压力值,并在主管道1内空气的压力值达到预设值时,排出多余的空气以保证主管道1内空气的正常压力。
其中,第一压力表22与第一压力安全阀23连接。
具体地,减压单元3包括依次设置在主管道1上的第一级减压构件以及第二级减压构件,第一级减压构件靠近高压气瓶组2。通过两级减压构件的设置可以更好的对主管道1内的空气进行减压。
其中,第一级减压构件包括依次设置在主管道1上的第二压力表31、第一压力调节阀32以及第二压力安全阀33,第二压力表31靠近高压气瓶组2;第二级减压构件包括依次设置在主管道1上的第二压力调节阀34组、第三压力表35以及第三压力安全阀36,第二压力调节阀34组包括并列设置的至少两个第二压力调节阀34,第二压力调节阀34组靠近第二压力安全阀33。
第二压力表31分别与第一压力调节阀32以及第二压力安全阀33连接,第三压力表35分别与第二压力调节阀34组以及第三压力安全阀36连接。
第二压力表31和第三压力表35用于读取主管道1内空气的压力值,第二安全阀和第三安全阀用于当主管道1内空气的压力值达到预设值时,排出多余的空气以保证主管道1内空气的正常压力。
在本实施例中,第二压力调节阀34组包括两个第二压力调节阀34。
在本实施例中,减压单元3靠近高压气瓶组2设置,一方面可以避免高压空气在主管道1内输出距离过长,降低主管道1泄露或破裂的风险,另一方面可以将避免将高压空气调节到低压后将空气释放时对避难人员造成伤害,以及避免高压气体释放时产生的噪音。
具体地,系统控制阀4为预先设定控制量的手动控制阀门。该系统控制阀4设置在临时避难所内且独立于平台的外部动力源,这样可以提高系统的可靠性,而预先设定控制量,这样既可以保证为临时避难所提供足够的空气,又可以避免空气供给量过多而导致空气呼吸系统的供给时间不足。
具体地,空气分配单元5还包括并列设置在主管道1的第二端的至少两个子管道52,多个空气喷头51分别设置在子管道52上,每一个子管道52上设置有至少一个空气喷头51。通过子管道52以及空气喷头51的设置,可以将主管道1内的空气以恒定的流速释放到临时避难所内。
在本实施例中,子管道52包括两个,且每一子管道52上的空气喷头51的数量相同。当然,根据实际需求,子管道52的数量还可以进行调节,每一子管道52上的空气喷头51的数量也可以不同。
进一步地,空气呼吸系统还包括与主管道1的第一端连接的空气压缩机6,空气压缩机6的输入端设置有可燃气探测器。通过空气压缩机6的设置,可以在空气呼吸系统未启动且高压气瓶21中的空气不足的情况下,为高压气瓶21补充空气,而可燃气探测器则可以用于探测气体,避免将有害气体补充至高压气瓶21中。
其中,空气压缩机6具有连锁关停结构,以及时进行关闭,这样在可燃气探测到有害气体时,可以及时的关闭空气压缩机6,避免有害气体补充至高压气瓶21中。
高压气瓶21中的压力传感器与空气压缩机6连接。
当然,根据实际需求,还可以在空气压缩机6的输入端设置其它有毒有害气体的探测器,以用于探测其它有毒有害的气体,以及时关闭空气压缩机6,避免有毒有害气体补充至高压气瓶21中。
进一步地,空气呼吸系统还包括设置在系统控制阀4与空气分配单元5之间的主管道1内的流量开关,流量开关用于检测主管道1内的空气流量,流量开关与空气压缩机6连接。这样在主管道1内有气体流动时,流量开关便可以在检测到空气流量时向空气压缩机6发送信号,使空气压缩机6关闭,以避免有毒有害气体通过空气压缩机6进入临时避难所的可能性。
其中,流量开关为常用的气体流量检测器或其它可以用于检测气体流量的仪器。
在本实施例中,高压气瓶21中的空气储存压力设定为30兆帕,当高压气瓶21中的压力表检测到内部的空气储存压力低于28兆帕,且空气呼吸系统未启动时,空气压缩机6自动启动,以为高压气瓶21补充空气,以保证高压气瓶21中的空气储量。
在本实施例中,第一级减压构件用于将主管道1内的空气压力从30兆帕调节到5兆帕,第二级减压构件用于将主管道1内的空气压力从5兆帕调节到0.2兆帕。
正常情况下,系统控制阀4为关闭状态,其上游的主管道1内充满空气,若平台发生紧急情况,避难人员便可以在临时避难所内集合,关闭避难所内的风闸和门窗,打开空气呼吸系统的系统控制阀4,空气则可以通过其下游的空气分配单元5均匀将空气的分配到临时避难所内。
系统控制阀4通过下游的流量开关与压缩机的启动进行互锁,空气呼吸系统往临时避难所内提供空气时,空气压缩机6将禁止启动,从而避免有毒有害空气通过空气压缩机6进入临时避难所。
本发明的技术效果在于:通过设置主管道1,并由主管道1的第一端向第二端依次设置高压气瓶组2、减压单元3、系统控制阀4以及空气分配单元5,且高压气瓶组2包括多个储存有空气的高压气瓶21,这样便可以在需要为避难所提供空气时,打开系统控制阀4,通过储存有空气的高压气瓶21往主管道1内输入空气,然后通过减压单元3调节主管道1内空气的气压,最后通过空气分配单元5将空气分配至临时避难所内,整个输送过程并不需要风机提供空气,这样便可以避免可燃气体或者烟气扩散到风机进风口后使风机自动关断,从而导致临时避难所的空气供给中断,无法为避难人员提供空气的问题,另外,由于输入至临时避难所的空气是储存在高压气瓶21中的,因此,还能避免烟气或可燃气体进入临时避难所危害避难人员,进而提高了空气呼吸系统的可靠性和安全性。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:包括主管道、由所述主管道的第一端向第二端依次设置的高压气瓶组、减压单元、系统控制阀以及空气分配单元,所述高压气瓶组包括依次设置在所述主管道上且储存有空气的多个高压气瓶,所述减压单元用于调节所述主管道内空气的气压,所述系统控制阀用于控制所述主管道内的空气流动,所述空气分配单元用于分配所述主管道内的空气,所述空气分配单元包括多个间隔设置的空气喷头。
2.根据权利要求1所述的海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:还包括与所述主管道的第一端连接的空气压缩机,所述空气压缩机的输入端设置有可燃气探测器。
3.根据权利要求2所述的海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:还包括设置在所述系统控制阀与所述空气分配单元之间的所述主管道内的流量开关,所述流量开关用于检测所述主管道内的空气流量,所述流量开关与所述空气压缩机连接。
4.根据权利要求1所述的海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:多个所述高压气瓶之间的所述主管道上设置有第一压力表,所述高压气瓶组与所述减压单元之间的所述主管道上设置有第一压力安全阀。
5.根据权利要求1所述的海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:所述减压单元包括依次设置在所述主管道上的第一级减压构件以及第二级减压构件,所述第一级减压构件靠近所述高压气瓶组。
6.根据权利要求5所述的海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:所述第一级减压构件包括依次设置在所述主管道上的第二压力表、第一压力调节阀以及第二压力安全阀,所述第二压力表靠近所述高压气瓶组;所述第二级减压构件包括依次设置在所述主管道上的第二压力调节阀组、第三压力表以及第三压力安全阀,所述第二压力调节阀组包括并列设置的至少两个第二压力调节阀,所述第二压力调节阀组靠近所述第二压力安全阀。
7.根据权利要求1所述的海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:所述系统控制阀为预先设定控制量的手动控制阀门。
8.根据权利要求1所述的海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:所述空气分配单元还包括并列设置在所述主管道的第二端的至少两个子管道,多个所述空气喷头分别设置在所述子管道上,每一个所述子管道上设置有至少一个所述空气喷头。
9.根据权利要求1所述的海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:所述高压气瓶组中所述高压气瓶的数量满足以下条件:
n=1.2*Q/P*V*(1-0.15);
其中,n为所述高压气瓶的数量,Q为所需的空气总量,p为单个所述高压气瓶的空气储存压力,v为单个所述高压气瓶的容积。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的海上生产平台临时避难所的空气呼吸系统,其特征在于:所述空气呼吸系统持续提供空气的时间满足以下条件:
T=Qz/N*q;
其中,T为所述空气呼吸系统持续提供空气的时间,Qz为空气总量,N为所述空气喷头的数量;q为单个所述空气喷头的空气流量。
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李艳华等: "海上平台临时避难所独立式空气供给系统设计", 中国海上油气, vol. 33, no. 04, pages 190 - 194 * |
陆家才: "室内供暖与室外管网", 31 October 2007, 中国电力出版社, pages: 111 - 112 * |
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