CN114904179A

CN114904179A - 一种罐区智能安全围堰及其控制方法

Info

Publication number: CN114904179A
Application number: CN202210624340.6A
Authority: CN
Inventors: 谢季良; 廖柯熹; 何国玺; 赵建华; 杨荣玉; 田志远
Original assignee: Southwest Petroleum University
Current assignee: Southwest Petroleum University
Priority date: 2022-06-02
Filing date: 2022-06-02
Publication date: 2022-08-16

Abstract

本发明涉及一种基于智能安全围堰及其控制方法，传统围堰只具备防止罐内介质及污染物外溢的功能，且占地面大。同时当罐内可燃有害介质泄露引发火灾时，由于热效应人员难以进入其中进行有效的灭火作业，极易发生爆炸，造成人员伤亡和巨量经济损失。本发明目的是提出一种智能安全围堰及其控制方法，在保障罐区发生泄露时有害物质外溢的同时，监测罐区内部及周边存在的可疑火源，做到相较人工更快的处置反应，即节省了寻常工程布置围堰及消防设施的面积，又提高发生火情时的处置速度，保证油气田地面工程罐区安全。

Description

一种罐区智能安全围堰及其控制方法

技术领域

本发明专利涉及油气田地面工程储罐安全领域，尤其是涉及罐区消防安全及其控制方法。

背景技术

随着我国经济发展，对能源需求日益增长，油气田地面工程的安全尤为重要。储罐作为油气田地面工程常见的压力容器，其安全的运行更是整个工程的重中之重。由于储罐都是露天存在，为防止其内部有害物质泄漏影响其他装置区正常运行，通常都会在工程设计时在周围建设围堰防止外溢，然而寻常围堰会占据大量空间。当罐内可燃有害介质泄露引发火灾时，由于热效应人员难以进入其中进行有效的灭火作业，并且由于处置不及时，极易发生爆炸，造成人员伤亡和巨量经济损失。

发明内容

为解决上述问题，本发明目的是提出一种罐区智能安全围堰及其控制方法，保障罐区发生泄露时有害物质不外溢，同时监测罐区内部及周边存在的可疑火源，当发现火情时，传达火情信号至中控室，通过值班人员远程控制消防炮，并根据火源位置调度可移动消防炮进行定点灭火，即节省了寻常工程布置围堰及消防设施的面积，又提高发生火情时的处置速度，保证油气田地面工程罐区安全。

本发明提出一种罐区智能安全围堰系统，其特征在于，包括围堰、智能消防炮、控制单元。

进一步地，围堰包括：围堰本体、监测模块、太阳能面板。

进一步地，所述围堰一组最长50m，可根据实际需求调整但不可超过50m，宽2m，高度1.5m(以罐区底部为基准，具体高度可根据实际需求调整)，用钢筋水泥土构建而成。在围堰一端设置1.5m宽架空人行道，人行道下方围堰在罐区内侧设置长800mm、宽1000mm、高800mm的安装可拆卸控制单元，为方便控制单元维护更换，设置800mm*800mm正方形隔热门。在围堰中部设置消防炮移动槽，槽体长度可调整，其内两侧布置有链传动滑轨，可供智能消防炮移动，链条与槽壁有空隙可供信号电缆布置。槽体底部设置2‰坡度，末端设置100mm*100mm*500mm集水池，可排水至厂区管网。在围堰顶部两侧设置太阳能光板，将光能转换成电能后，存储在控制单元的蓄电池中，并每间距10m设置监测模块，监测模块可通过红外识别50m内的火源。每个监测模块与控制单元通过信号电缆传输。进一步地，智能消防炮包括：消防炮本体，安装在消防炮出口上方的摄像模块，电控装置，转动齿轮，泄水阀。

进一步地，电控装置由智能消防移动链传动装置、智能消防炮上下伸缩装置、智能消防炮360°旋转装置、智能消防炮喷嘴角度调整装置组成。

进一步地，智能消防炮本体下部管道与控制单元中的盘状水袋相连，该管道有2‰坡度。底端设置排水阀用于灭火后排出炮体及水袋内剩余水，水排入围堰槽体内后由集水坑收集最终排至厂区雨水管网。中部设置有转动齿轮，齿轮外侧与围堰内链条啮合，并设有限位套环固定炮体，其上有可控伸缩装置，可根据需求炮体上下伸缩调节高度。炮体上部设有360°旋转装置，可使智能消防炮根据需求调整角度。炮体顶部设有摄像模块、喷嘴及电控装置，摄像模块可实时将画面通过电控装置及控制单元传送到站场中控中心，喷嘴配有可控上下角度调整装置，电控装置可接收来自控制单元信号，控制智能消防炮在槽体内横向移动、竖向伸缩、炮体上部360°旋转、炮体顶部喷嘴上下角度调整装置，智能消防炮本地上有固定套筒保证非操作时的移动。由于本专利智能消防炮具有多自由度，并配有摄像头可控人员实时操作调整，避免了由于障碍物阻挡出现灭火不及时的情况。

进一步地，控制单元包括：信号收发模块、蓄电池、总阀门、可伸缩水袋、链传动。

进一步地，控制单元可接收厂区供电及围堰太阳能光板的供电维持正常运转。同时控制单元可通过信号收发模块接收来自厂区中控室、围堰火灾监测模块、智能消防炮摄像头的信号，也可将信号发送至厂区中控室。控制单元具有控制能力，可操控排水阀的启闭、总阀门的启闭、伸缩水袋的回收、水袋挤压排水装置的运行，同时也可操作智能消防炮调整装置，包括智能消防移动链传动装置，智能消防炮上下伸缩装置，智能消防炮360°旋转装置，智能消防炮喷嘴角度调整装置。总阀门可操控开关阀门实现水源供应，水源喷射从而实现灭火。控制单元可控制水袋挤压排水装置进行一次挤压操作将水袋内剩余水通过智能消防炮底部泄水阀排出。当需要智能消防炮在围堰内进行移动时，控制模块同时控制链传动和伸缩水袋来回移动。蓄电池与链传动、智能消防炮通过电缆连接，链传动与智能消防炮齿轮啮合，通过智能消防炮链传动装置的电机正负向输出实现智能消防炮的移动。

进一步地，当监测到火灾发生时，监测模块和智能消防炮的摄像模块将火灾信号传递到控制单元，控制单元向厂区中控中心进行报警，中控中心管理人员接收到报警信号后，可通过摄像头观察火情操控灭火。如观察到有障碍物阻挡可通过发送信号远程操控智能消防炮进行移动，从而全角度观察罐区情况。发送信号至控制单元，关闭排水阀，开启总阀，消防水从智能消防炮喷嘴中喷出，根据实时风向风速、火情发展等情况，操控智能消防炮实时调整位置、朝向角度、喷嘴角度进行灭火操作。当监测到灭火成功后，同时关闭总阀、打开排水阀，水袋及智能消防炮复位，进行一次水袋挤压排水操作，重新进入监测状态。

附图说明

图1是本发明专利围堰截面示意图。

图2是本发明专利围堰俯视示意图。

图3是本发明专利智能消防炮示意图。

图4是本发明专利各单元模块控制示意图。

图5是本发明专利操作流程示意图。

图中101为围堰，102为人行道，103为集水坑，104为控制单元，105为智能消防炮，106为总阀门，107为伸缩水袋，108为法兰，201为链传动，202为太阳能光板，203位监测模块，204为齿轮，205为围堰智能消防炮移动槽，301为管道，302为泄水阀，303为伸缩管道，305为智能消防炮基座，306为上下伸缩装置，307为喷嘴，308为摄像单元，401为水袋挤压排水装置，402为智能消防炮调整装置，403位智能消防炮移动链传动装置，404为智能消防炮上下伸缩装置，405为智能消防炮360°装置，406为智能消防炮喷嘴角度调整装置，407为蓄电池，408为电控装置，409为信号收发模块。

具体实施方式

为了使本发明目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一

如图1所示，围堰101一组最长50m，可根据实际需求调整但不可超过50m，宽2m，高度1.5m(以罐区底部为基准，具体高度可根据实际需求调整)，用钢筋水泥土构建而成。在围堰101一端设置1.5m宽架空人行道102，人行道102下方101围堰在罐区内侧设置长800mm、宽1000mm、高800mm的安装可拆卸控制单元104，为方便控制单元104维护更换，设置800mm*800mm正方形隔热门。在围堰101中部设置消防炮移动槽205，如图2所示，槽体205长度可调整，其内两侧布置有链传动201滑轨，可供智能消防炮105移动，链条201与槽壁有空隙可供信号电缆布置。槽体底部设置2‰坡度，末端设置100mm*100mm*500mm大小的集水池103，可排水至厂区管网。在围堰101顶部两侧设置太阳能光板202，将光能转换成电能后，存储在控制单元的蓄电池407中，并每间距10m设置监测模块203，监测模块203可通过红外识别50m内的火源。每个监测模块203与控制单元104通过信号电缆传输。留有法兰108方便与厂区消防管网连接，其后有总阀门106及盘状伸缩水袋107，总阀门106及伸缩水袋107都可被控制单元104操控。

如图3所示，智能消防炮本体下部管道301与控制单元104中的盘状伸缩水袋107相连，该管道301有2‰坡度。底端设置排水阀302用于灭火后排出炮体及水袋内剩余水，水排入围堰槽205体内后由集水坑103收集最终排至厂区雨水管网。中部设置有转动齿轮204，齿轮204外侧与围堰内链条201啮合，并设有限位套环305固定炮体，其上有可控伸缩装置307，可根据需求炮体上下伸缩调节高度。炮体上部设有360°旋转装置404，可使智能消防炮根据需求调整角度。炮体顶部设有摄像模块308、喷嘴307及对应电控装置，摄像模块309可实时将画面通过控制单元104传送到站场中控中心，喷嘴307配有可控上下角度调整装置406。各装置可接收来自控制单元104信号，控制智能消防炮在槽体205内横向移动、竖向伸缩、炮体上部360°旋转、炮体顶部喷嘴上下角度调整，智能消防炮本地上有固定套筒304保证非操作时的移动。由于本专利的智能消防炮具有多自由度，并配有摄像头可控人员实时操作调整，避免了由于障碍物阻挡出现灭火不及时的情况。

如图4所示，控制单元104可接收厂区供电及围堰太阳能光板202的供电维持正常运转。同时控制单元104可通过信号收发模块409接收来自厂区中控室、围堰火灾监测模块203、智能消防炮摄像头309的信号，也可将信号发送至厂区中控室。控制单元104具有控制能力，可操控排水阀302的启闭、总阀门106的启闭、伸缩水袋107的回收、水袋挤压排水装置401的运行，同时也可操作智能消防炮调整装置402，包括智能消防移动链传动装置403，智能消防炮上下伸缩装置404，智能消防炮360°旋转装置405，智能消防炮喷嘴角度调整装置406。总阀门106可操控开关阀门实现水源供应，水源喷射从而实现灭火。控制单元104可控制水袋挤压排水装置401进行一次挤压操作将水袋内剩余水通过智能消防炮105底部泄水阀302排出。当需要智能消防炮105在围堰内进行移动时，控制模块104同时控制链传动403和伸缩水袋107来回移动。蓄电池407与链传动403、智能消防炮105通过电缆连接，链传动403与智能消防炮齿轮204啮合，通过智能消防炮链传动装置403的电机正负向输出实现智能消防炮105的移动。

如图5所示，当监测到火灾发生时，监测模块203和智能消防炮105的摄像模块308将火灾信号传递到控制单元104，控制单元104向厂区中控中心进行报警，中控中心管理人员接收到报警信号后，可通过摄像头308观察火情操控灭火。如观察到有障碍物阻挡可通过发送信号远程操控智能消防炮105进行移动，从而全角度观察罐区情况。发送信号至控制单元104，关闭排水阀302，开启总阀106，消防水从智能消防炮喷嘴307中喷出，根据实时风向风速、火情发展等情况，操控智能消防炮105实时通过控制单元104调整位置、朝向角度、喷嘴角度。当监测到灭火成功后，同时关闭总阀106、打开排水阀302，水袋及智能消防炮105复位，进行一次水袋挤压排水401操作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明实施例揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种罐区智能安全围堰及其控制方法，其特征在于：由围堰101、智能消防炮105、控制单元104组成。

2.根据权利要求1所述的一种罐区智能安全围堰及其控制方法，其特征在于：围堰101包括围堰本体、监测模块203、太阳能面板202；围堰101一组最长50m，可根据实际需求调整但不可超过50m，宽2m，高度1.5m(以罐区底部为基准，具体高度可根据实际需求调整)，用钢筋水泥土构建而成；在围堰101一端设置1.5m宽架空人行道102，人行道102下方101围堰在罐区内侧设置长800mm、宽1000mm、高800mm的安装可拆卸控制单元104，为方便控制单元104维护更换，设置800mm*800mm正方形隔热门；在围堰101中部设置消防炮移动槽205，如图2所示，槽体205长度可调整，其内两侧布置有链传动201滑轨，可供智能消防炮105移动，链条201与槽壁有空隙可供信号电缆布置；槽体底部设置2‰坡度，末端设置100mm*100mm*500mm大小的集水池103，可排水至厂区管网；在围堰101顶部两侧设置太阳能光板202，将光能转换成电能后，存储在控制单元的蓄电池407中，并每间距10m设置监测模块203，监测模块203可通过红外识别50m内的火源；每个监测模块203与控制单元104通过信号电缆传输；留有法兰108方便与厂区消防管网连接，其后有总阀门106及盘状伸缩水袋107，总阀门106及伸缩水袋107都可被控制单元104操控。

3.根据权利要求1所述的一种罐区智能安全围堰及其控制方法，其特征在于：智能消防炮包括消防炮本体105，安装在消防炮出口上方的摄像模块308，电控装置408，齿轮204，泄水阀302；智能消防炮本体下部管道301与控制单元104中的盘状伸缩水袋107相连，该管道301有2‰坡度；底端设置排水阀302用于灭火后排出炮体及水袋内剩余水，水排入围堰槽205体内后由集水坑103收集最终排至厂区雨水管网；中部设置有转动齿轮304，齿轮304外侧与围堰内链条201啮合，并设有限位套环305固定炮体，其上有可控伸缩装置307，可根据需求炮体上下伸缩调节高度；炮体上部设有360°旋转装置404，可使智能炮消防炮根据需求调整角度；炮体顶部设有摄像模块308、喷嘴307及对应电控装置，摄像模块309可实时将画面通过控制单元104传送到站场中控中心，喷嘴307配有可控上下角度调整装置406；各装置可接收来自控制单元104信号，控制智能消防炮在槽体205内横向移动、竖向伸缩、炮体上部360°旋转、炮体顶部喷嘴上下角度调整，智能消防炮本地上有固定套筒304保证非操作时的移动；由于本专利的智能消防炮具有多自由度，并配有摄像头可控人员实时操作调整，避免了由于障碍物阻挡出现灭火不及时的情况。

4.根据权利要求1所述的一种罐区智能安全围堰及其控制方法，其特征在于：控制单元包括信号收发模块409、蓄电池407、总阀门106、可伸缩水袋107、电控装置408；控制单元104可接收厂区供电及围堰太阳能光板202的供电维持正常运转；同时控制单元可接收来自厂区中控室、围堰火灾监测模块203、智能消防炮摄像头309的信号，也可将信号传递至厂区中控室；控制单元104具有控制能力，可操控排水阀302的启闭、总阀门106的启闭、伸缩水袋107的回收、水袋挤压排水装置401的运行，同时也可操作智能消防炮调整装置402，包括智能消防移动链传动装置403，智能消防炮上下伸缩装置404，智能消防炮360°旋转装置405，智能消防炮喷嘴角度调整装置406；总阀门106可操控开关阀门实现水源供应；控制单元104可控制水袋挤压排水装置401进行一次挤压操作将水袋内剩余水通过智能消防炮105底部泄水阀302排出；当需要智能消防炮105在围堰内进行移动时，控制模块104同时控制链传动403和伸缩水袋107来回移动；蓄电池407与链传动403、智能消防炮105通过电缆连接，链传动403与智能消防炮齿轮204啮合，通过智能消防炮链传动装置403的电机正负向输出实现智能消防炮105的移动。

5.根据权利要求1所述的一种罐区智能安全围堰及其控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1当监测到火灾发生时，监测模块和智能消防炮的摄像模块将火灾信号传递到控制单元，控制单元向厂区中控中心进行报警；

S2中控中心管理人员接收到报警信号后，可通过摄像头观察火情操控灭火，如观察到有障碍物阻挡可通过发送信号远程操控智能消防炮进行位置、高度、朝向、角度调整，从而全角度观察罐区情况；S3调整完成后，发送信号至控制单元，关闭排水阀，开启总阀，消防水从智能消防炮喷嘴中喷出；S4根据实时风向风速、火情发展等情况，操控智能消防炮实时位置、高度、朝向、角度调整进行灭火操作；

S5当监测到灭火成功后，同时关闭总阀、打开排水阀，水袋及智能消防炮复位，进行一次水袋挤压排水操作；

S6重新进入监测状态。