CN115014645A - 基于双pid监控罐区voc危险气体泄露的系统及方法 - Google Patents

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CN115014645A CN202210765393.XA CN202210765393A CN115014645A CN 115014645 A CN115014645 A CN 115014645A CN 202210765393 A CN202210765393 A CN 202210765393A CN 115014645 A CN115014645 A CN 115014645A
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Abstract

基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的系统及方法，系统包括多个储罐排气口采样探头、多个环境空气采样探头、2个多路切换阀门，全部储罐排气口采样探头与一个多路切换阀门连接，全部环境空气采样探头与另一个多路切换阀门连接；还包括2个真空泵、高浓度PID检测器、低浓度PID检测器、2个排气口、数据采集器和工控机。依次连接全部储罐排气口采样探头、多路切换阀门、高浓度PID检测器、真空泵和排气口，为第一检测气路；依次连接全部环境空气采样探头、多路切换阀门、低浓度PID检测器、真空泵和排气口，为第二检测气路；数据采集器分别与高浓度PID检测器、低浓度PID检测器和工控机连接，工控机还与多路切换阀门连接。

Description

基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的系统及方法
技术领域
本发明属于气体监测技术领域，涉及一种基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的系统及方法。
背景技术
石油石化领域和各化工园区罐区存放大量油气储罐，罐区泄露、挥发的VOCs物质对环境空气造成污染，浓度达到一定程度还有爆炸风险。
公布号为CN105003829A的中国发明申请，公开了一种基于无线传感的油库燃油泄漏监测装置、系统及方法，所述装置包括测控与通信模块、集气装置、机械结构、电源模块。含探测燃油挥发气体的集成光离子化传感器与温度传感器组合的测控与通信模块控制集气装置，定期检测油罐周围的油气浓度并以无线方式发送监测信息。所述系统及应用方法是以一个装置为一个节点、环绕一个油罐布置多个节点组成检测网，其中任一节点的两个邻节点均能直接通信，置于阀门区的主节点负责确认节点报送的异常信息并报送监控中心。
公布号为CN106124711A的中国发明申请，公开了一种VOC传感网络监测仪，该监测仪包括带有进气孔和出气孔的壳体及安装于壳体中的主控板和带有信息采集系统的安装板，信息采集系统与主控板电连接，壳体中还设置有电源系统和信息传送系统，信息采集系统包括固定于安装板上的传感器组，传感器组包括温度传感器、湿度传感器、PID传感器和CMOS传感器，安装板与壳体内壁之间设置有空气流通孔，进气孔、空气流通孔及出气孔形成空气流经传感器组的空气流通通道，壳体中还设置有定位装置。
目前石油石化和化工园区罐区VOC泄露对全厂VOC污染的贡献情况无法量化，若大量铺设现有的VOC监测装置，则成本过高、难以承受。亟需一种可以实时全面监测园区内储罐排气口和罐区环境空气中VOC浓度的系统和方法，防止危险气体泄漏，为评估罐区VOC气体对全厂VOC污染的影响提供数据支撑，以便采取针对性的管控措施，同时尽量降低监测成本。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的系统，可以实时全面监测园区内储罐排气口和罐区环境空气中VOC浓度，防止危险气体泄漏，为评估罐区VOC气体对全厂VOC污染的影响提供数据支撑，以便采取针对性的管控措施，同时尽量降低监测成本。这一目的通过以下技术方案实现。
基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的系统，包括多个储罐排气口采样探头、多个环境空气采样探头、2个多路切换阀门，全部储罐排气口采样探头与一个多路切换阀门连接，全部环境空气采样探头与另一个多路切换阀门连接；还包括2个真空泵、高浓度PID检测器、低浓度PID检测器、2个排气口、数据采集器和工控机；依次连接全部储罐排气口采样探头、多路切换阀门、高浓度PID检测器、真空泵和排气口，构成第一检测气路；依次连接全部环境空气采样探头、多路切换阀门、低浓度PID检测器、真空泵和排气口，构成第二检测气路；数据采集器分别与高浓度PID检测器、低浓度PID检测器和工控机连接，工控机还与多路切换阀门连接。通过设置两个由PID构成的检测气路，可以实时、精准监测储罐排气口和环境空气VOCs气体浓度；多路切换阀门可以切换采样探头，实现一台设备监测多个点位；数据采集器用于2个PID检测器的检测信号采集、放大、运算；工控机用于测量数据显示、存储，并控制相关部件的运行。
本发明提供的系统，通过在罐区全局布点的方式，监测各个储油罐排气口VOC浓度及环境空气VOC浓度，并通过大数据汇总，结合厂区监测点位，可以计算罐区对全厂VOC污染的贡献。同时本发明提供的系统，通过设置多个储罐排气口采样探头和环境空气采样探头，由工控机控制多路切换阀门切换所连通的采样探头（切换可以是定时切换，也可以是按监测要求切换）；可以实现一套设备监测多个点位，极大地降低了监测成本。
进一步地，2个多路切换阀门相互连接，工控机可以控制2个多路切换阀门切换所联通的检测气路，实现高浓度PID检测器和低浓度PID检测器相互标定：高浓度VOC（储罐排气口采样）通入低浓度PID传感器，能够检测传感器量程是否准确；低浓度VOC（环境空气采样）通入高浓度PID传感器，能够检测传感器灵敏度是否合格。通过相互标定，能够有效发现PID传感器是否老化失活，减少人工现场校准标定次数，降低高频率校准标定过程中产生的危险。
进一步地，还设有2个过滤器，一个过滤器连接进气口接头和高浓度PID检测器，一个过滤器连接进气口接头和低浓度PID检测器。过滤器可以过滤固态杂质，保护PID检测器。
进一步地，还设有无线传输模块，与工控机连接，用于测量数据的远程传输。
进一步地，还设有声光报警装置，与工控机连接，一旦监测浓度超标实时报警。
进一步地，还设有2个流量计，一个流量计连接过滤器和高浓度PID检测器，另一个流量计连接过滤器和低浓度PID检测器。
本发明的另一目的是提供一种基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的方法，通过上述系统监控，包括以下步骤：
（1）在储罐排气口布设储罐排气口采样探头，在储罐群上下风向布设环境空气采样探头；
（2）开启真空泵，分别采集多个储罐排气口、储罐群上下风向环境空气样气，使用高浓度PID检测器、低浓度PID检测器分别实时监测采集储罐排气口和环境空气VOCs气体浓度；
（3）工控机控制多路切换阀门切换采样探头，监测不同点位的VOCs气体浓度；一旦监测数据超过阈值，实时报警；
（4）结合气象数据（风速、风向等）和厂区整体VOC监测数据，分析储罐排气口、储罐环境空气VOCs气体浓度变化情况以及储罐区域VOC对厂区VOC的影响。
进一步地，还包括步骤（5）：监测一段时间以后，工控机控制多路切换阀门切换所联通的检测气路，实现高浓度PID检测器和低浓度PID检测器相互标定。
本发明具有以下有益技术效果：通过采用分别带有多路采样探头的2条独立气路和高、低浓度PID传感器的监测系统，分别顺序监测多个储油罐排气口、储油罐群上下风向环境空气VOCs气体浓度，可以实时准确地得到储油罐及储油罐群VOCs气体浓度，为VOCs气体泄露、环境污染情况进行监测和预警。该系统可以同时监测罐区环境空气VOC和储油罐排气口VOC，这是现有设备不能达到的。
较现有的空气污染物监测设备，该监测系统的成本和体积均大幅缩小。其成本仅为十分之一甚至更低，在布置时可以直接悬挂在储油罐侧壁或壁挂在储油罐旁边，可以与石油石化厂、化工园区现有的环境监测点形成有利互补。该系统可大量设置在储油罐区域内，将石油石化、化工园区储油罐作为分析对象，依靠风速、风向及VOC监测数据的相互印证和补充而实现精确分析。大数量的布局能够扩大监测面，针对每个储油罐进行监测，提高监测的实时性，及时发现危险信息，将危险因素消灭在萌芽状态。系统能与中心站总服务器进行通信，不需要进行复杂的设置操作。PID 传感器测试方法决定了测试的实时性，采集时间实现秒级响应，且采集时间可以任意设定，采集的数据实时入数据库，并可实时查询。该系统功耗低，适应性好，适合各种区域。
同时该监测系统所使用高低浓度PID传感器能够自动互相标定，能够有效发现PID传感器是否老化失活，减少人工现场校准标定次数，降低高频率校准标定过程中产生的危险。
附图说明
图1为本发明提供的基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或数量或位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的系统，包括多个储罐排气口采样探头、多个环境空气采样探头、2个多路切换阀门，全部储罐排气口采样探头与一个多路切换阀门连接，全部环境空气采样探头与另一个多路切换阀门连接；还设有2个过滤器、2个真空泵、高浓度PID检测器、低浓度PID检测器、2个排气口、数据采集器和工控机。依次连接全部储罐排气口采样探头、多路切换阀门、过滤器、高浓度PID检测器、真空泵和排气口，构成第一检测气路，用于储罐排气口VOCs气体浓度的检测。依次连接全部环境空气采样探头、多路切换阀门、过滤器、低浓度PID检测器、真空泵和排气口，构成第二检测气路，用于储油罐群上下风向环境空气VOCs气体浓度的检测。数据采集器分别与高浓度PID检测器、低浓度PID检测器和工控机连接，用于2个PID检测器的检测信号采集、放大、运算。工控机还与多路切换阀门连接，用于测量数据显示、存储，并控制多路切换阀门切换。
还可以设置声光报警装置（图中未画出），监测浓度超标实时报警。还可以设置无线传输模块（图中未画出），用于测量数据的远程传输。
基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的方法，通过上述系统监控，包括以下步骤：
（1）在储罐排气口布设储罐排气口采样探头，在储罐群上下风向布设环境空气采样探头。
（2）开启真空泵，分别采集多个储罐排气口、储罐群上下风向环境空气样气，使用高浓度PID检测器、低浓度PID检测器分别实时监测采集储罐排气口和环境空气VOCs气体浓度。
（3）工控机控制多路切换阀门切换采样探头，监测不同点位的VOCs气体浓度；一旦监测数据超过阈值，实时报警。
（4）结合气象数据（风速、风向）和厂区整体VOC监测数据，分析储罐排气口、储罐环境空气VOCs气体浓度变化情况以及储罐区域VOC对厂区VOC的影响。
（5）监测一段时间以后，工控机控制多路切换阀门切换所联通的检测气路，实现高浓度PID检测器和低浓度PID检测器相互标定。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。本发明的保护范围由权利要求书及其等同技术方案限定。

Claims (8)

1.基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的系统，其特征在于，包括多个储罐排气口采样探头、多个环境空气采样探头、2个多路切换阀门，全部储罐排气口采样探头与一个多路切换阀门连接，全部环境空气采样探头与另一个多路切换阀门连接；还包括2个真空泵、高浓度PID检测器、低浓度PID检测器、2个排气口、数据采集器和工控机；依次连接全部储罐排气口采样探头、多路切换阀门、高浓度PID检测器、真空泵和排气口，构成第一检测气路；依次连接全部环境空气采样探头、多路切换阀门、低浓度PID检测器、真空泵和排气口，构成第二检测气路；数据采集器分别与高浓度PID检测器、低浓度PID检测器和工控机连接，工控机还与多路切换阀门连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，2个多路切换阀门相互连接。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还设有2个过滤器，一个过滤器连接进气口接头和高浓度PID检测器，一个过滤器连接进气口接头和低浓度PID检测器。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还设有无线传输模块，与工控机连接。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还设有声光报警装置，与工控机连接。
6.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还设有2个流量计，一个流量计连接过滤器和高浓度PID检测器，另一个流量计连接过滤器和低浓度PID检测器。
7.基于双PID监控罐区VOC危险气体泄露的方法，其特征在于，通过权利要求1-6任一项所述的系统监控，包括以下步骤：
（1）在储罐排气口布设储罐排气口采样探头，在储罐群上下风向布设环境空气采样探头；
（2）开启真空泵，分别采集多个储罐排气口、储罐群上下风向环境空气样气，使用高浓度PID检测器、低浓度PID检测器分别实时监测采集储罐排气口和环境空气VOCs气体浓度；
（3）工控机控制多路切换阀门切换采样探头，监测不同点位的VOCs气体浓度；一旦监测数据超过阈值，实时报警；
（4）结合气象数据和厂区整体VOC监测数据，分析储罐排气口、储罐环境空气VOCs气体浓度变化情况以及储罐区域VOC对厂区VOC的影响。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，还包括步骤（5）：监测一段时间以后，工控机控制多路切换阀门切换所联通的检测气路，实现高浓度PID检测器和低浓度PID检测器相互标定。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115372566A (zh) * 2022-09-23 2022-11-22 国网湖北省电力有限公司中超建设管理公司 一种气体监测器及其使用方法

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