CN115626390A - 一种浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统,包括浮顶储罐、油气浓度传感器、解调仪及氮气储罐及控制器;浮顶储罐内设有第一密封结构及第二密封结构,第一密封结构与第二密封结构分别与浮顶储罐的罐壁接触,形成油气空间;氮气储罐设有喷头;喷头及油气浓度传感器设于罐壁,且位于油气空间处;油气浓度传感器与解调仪连接;解调仪及氮气控制阀与控制器电连接。通过油气浓度传感器实时监测油气空间内的油气浓度,当油气浓度大于解调仪设置的浓度值时,通过解调仪将数据传输到控制器,控制器控制氮气控制阀,将氮气通过喷头注入油气空间内,从而降低了油气空间内油气浓度,进而对油气空间形成惰性气体空间保证了安全性。
Description
技术领域
本发明涉及石油化工行业或液体化学品仓储技术领域,尤其涉及一种浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统。
背景技术
据调研,1960年至今,全球共发生原油火灾有600余起,其中81%来自密封圈,原因是轻烃组分挥发,产生油气空间,如果遇到静电导出不良,雷雨天气及机械火花就会发生火灾或爆炸等事故。那么对于浮顶储罐,浮顶周边和罐壁间带有周边密封装置,分为一次密封+二次密封装置。那么一次密封+二次密封间的环形空间会存在油气与空气结合形成高浓度的油气空间,油气超标受雷雨天气影响、静电导出不良、机械火花等因素极易引发一次密封、二次密封间油气爆炸事故,造成了的大量的人员伤亡和大面积的环境污染,同时对企业造成了大量的财产损失。
目前,传统形式主动防护系统是将一次密封、二次密封间的气体通过中空管抽回到在线分析小屋进行分析,如果油气超标注氮装置会向一次密封、二次密封环形空间进行注氮,进而对该一、二次密封空间形成惰性气体空间保证了安全性,但是传统形式主动防护系统有以下问题:
1、 当一、二次密封空间内气体被抽回进行分析需要大量设备,运行成本高,安装工作量大,如抽取气体管道设备、多种阀门、分析设备;
2、 从一、二次密封空间抽回的有机VOCs油气后期无法处理、无法排放,油气排放对企业压力较大,会造成环境污染。
发明内容
本发明提出一种浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统,通过VOCs油气浓度光纤传感器实时监测油气空间内的VOCs油气浓度,当VOCs油气浓度大于解调仪设置的浓度值时,通过解调仪将数据传输到控制器,控制器控制氮气储罐的控制阀,将氮气通过喷头注入油气空间内,从而降低了油气空间内VOCs油气浓度,进而对油气空间形成惰性气体空间保证了安全性。
为了解决上述背景技术中的问题,本发明是通过以下技术方案来实现的:
一种浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统,包括浮顶储罐、油气浓度传感器、解调仪、氮气储罐及控制器;所述浮顶储罐内设有第一密封结构及第二密封结构,所述第一密封结构与所述第二密封结构分别与所述浮顶储罐的罐壁接触,形成油气空间;所述氮气储罐设有喷头及氮气控制阀;所述喷头及所述油气浓度传感器设于所述罐壁上,且位于所述油气空间处;所述油气浓度传感器与所述解调仪连接;所述解调仪及氮气控制阀与控制器电连接;所述氮气储罐通过氮气管道依次与所述氮气控制阀、所述喷头气路连接。
优选的,所述油气浓度传感器为VOCs油气浓度光纤传感器;所述油气浓度传感器通过光纤与所述解调仪连接。
优选的,将所述油气浓度传感器及所述喷头设于所述罐壁上,且位于所述第一密封结构与所述第二密封结构分别与所述浮顶储罐的罐壁接触形成油气空间内,利用所述油气浓度传感器对所述油气空间内的VOCs油气浓度进行实时监测,并将监测信号传输至所述解调仪进行解调,所述解调仪将解调后的数据发送至所述控制器;当所述油气浓度传感器监测到VOCs油气浓度超过所述解调仪设定的浓度值时,由所述控制器发出指令,控制所述氮气控制阀打开,将氮气通过所述喷头向所述油气空间内喷放氮气;当所述油气浓度传感器及解调仪监测到所述油气空间内的VOCs油气浓度回归到所述解调仪设定的浓度值时,所述控制器控制所述氮气控制阀关闭,所述喷头停止向所述油气空间内喷放氮气。
优选的,还包括膜分离器、泄压阀、压力传感器及回收储罐;所述膜分离器一端通过泄压管道依次与所述泄压阀及氮气管道气路连接,且所述泄压管道位于所述氮气控制阀与所述喷头之间;所述膜分离器另一端设有回收口;所述回收口与所述回收储罐气路连接,用于将分离后的油气输送至所述回收储罐;所述膜分离器、所述压力传感器及所述泄压阀与所述控制器电连接;所述压力传感器设于所述罐壁上,且位于所述油气空间处。
优选的,压力传感器将所述油气空间内的压力值实时传输至所述控制器;当所述油气空间内的压力超出所述压力传感器设定的压力值时,当所述喷头处于喷放状态,此时控制器首先控制所述氮气控制阀关闭,然后控制泄压阀打开及所述膜分离器开启,所述油气空间内的油气及氮气混合物,从所述喷头通过所述泄压管道进入所述膜分离器进行分离,并将分离后的油气输入至回收储罐进行回收;当所述喷头未处于喷放状态,此时所述氮气控制阀处于关闭状态;所述控制器控制所述泄压阀打开及所述膜分离器开启,所述油气空间内的油气及氮气混合物,从所述喷头通过泄压管道进入所述膜分离器进行分离,并将分离后的油气输入至所述回收储罐进行回收;当所述压力传感器检测所述油气空间内的压力值降低至所述压力传感器设定的压力值时,所述控制器关闭所述泄压阀及所述膜分离器,停止泄压及分离。
与现有技术相比,本发明具有以下有益的技术效果:
1.通过VOCs油气浓度光纤传感器实时监测油气空间内的VOCs油气浓度,当VOCs油气浓度大于解调仪设置的浓度值时,通过解调仪将数据传输到控制器,控制器控制氮气储罐的控制阀,将氮气通过喷头注入油气空间内,从而降低了油气空间内VOCs油气浓度,进而对油气空间形成惰性气体空间保证了安全性。
2.不用对油气空间内的有机VOCs油气进行抽出检测,并通过设置膜分离器,在油气空间内的压力超限后进行分离处理,并将分离后的油气进行回收,无油气排放,不会对环境造成污染。
附图说明
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明油气浓度传感器的结构示意图。
附图标记说明
10、第一密封结构;11、第二密封结构;12、罐壁;13、油气空间;20、油气浓度传感器;21、光纤;30、解调仪;40、氮气储罐;41、喷头;42、氮气控制阀;43、氮气管道;50、控制器;60、膜分离器;61、泄压阀;62、回收储罐;63、泄压管道。
具体实施方式
实施例1
如图1-图2所示,一种浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统,包括浮顶储罐、油气浓度传感器20、解调仪30、氮气储罐40及控制器50;浮顶储罐内设有第一密封结构10及第二密封结构11,第一密封结构10与第二密封结构11分别与浮顶储罐的罐壁12接触,形成油气空间13;氮气储罐40设有喷头41及氮气控制阀42;喷头41及油气浓度传感器20设于所述罐壁12上,且位于油气空间13处;油气浓度传感器20与解调仪30连接;解调仪30及氮气控制阀42与控制器50电连接;氮气储罐40通过氮气管道43依次与氮气控制阀42、喷头41气路连接。
油气浓度传感器20为VOCs油气浓度光纤传感器;油气浓度传感器20通过光纤21与解调仪30连接。
将油气浓度传感器20及喷头41设于罐壁12上,且位于第一密封结构10与第二密封结构11分别与浮顶储罐的罐壁12接触形成油气空间13内,利用油气浓度传感器20对油气空间13内的VOCs油气浓度进行实时监测,并将监测信号传输至解调仪30进行解调,解调仪30将解调后的数据发送至控制器50;当油气浓度传感器20监测到VOCs油气浓度超过解调仪30设定的浓度值时,由控制器50发出指令,控制氮气控制阀42打开,将氮气通过喷头41向油气空间13内喷放氮气;当油气浓度传感器20及解调仪30监测到油气空间13内的VOCs油气浓度回归到解调仪30设定的浓度值时,控制器50控制氮气控制阀42关闭,喷头41停止向油气空间13内喷放氮气。
通过油气浓度传感器20实时监测油气空间13内的油气浓度,当油气浓度大于解调仪30设置的浓度值时,通过解调仪30将数据传输到控制器50,控制器50控制氮气控制阀42打开,将氮气通过喷头41注入油气空间13内,从而降低了油气空间13内VOCs油气浓度,进而对油气空间13形成惰性气体空间保证了安全性;且油气浓度传感器20可根据实际情况,在罐壁12上对应油气空间13处,设置多个,形成环形监测,进行全方位的监测。
实施例2
还包括膜分离器60、泄压阀61、压力传感器及回收储罐62;膜分离器60一端通过泄压管道63依次与泄压阀61及氮气管道43气路连接,且泄压管道63位于氮气控制阀42与喷头41之间;膜分离器60另一端设有回收口;回收口与回收储罐62气路连接,用于将分离后的油气输送至回收储罐62;膜分离器60、压力传感器及泄压阀61与控制器50电连接;压力传感器设于罐壁12上,且位于油气空间13处。
压力传感器将油气空间13内的压力值实时传输至控制器50;当油气空间13内的压力超出压力传感器设定的压力值时,当喷头41处于喷放状态时,此时控制器50首先控制氮气控制阀42关闭,然后控制泄压阀61打开及膜分离器60开启,油气空间13内的油气及氮气混合物,从喷头41通过泄压管道63进入膜分离器60进行分离,并将分离后的油气输入至回收储罐62进行回收;当喷头41未处于喷放状态,此时氮气控制阀42关闭;控制器50控制泄压阀61打开及膜分离器60开启,油气空间13内的油气及氮气混合物,从喷头41通过泄压管道63进入膜分离器60进行分离,并将分离后的油气输入至回收储罐62进行回收;当压力传感器检测油气空间13内的压力值降低至压力传感器设定的压力值时,控制器50关闭泄压阀61及膜分离器60,停止泄压。
由此可知,通过本申请技术方案,在不用对油气空间13内的有机VOCs油气进行抽出检测的情况下进行实时监测并进行充氮气惰性处理,并通过设置膜分离器60,在油气空间13内的压力超限后进行分离处理,并将分离后的油气进行回收,无油气排放,不会对环境造成污染。
Claims (5)
1.一种浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统,其特征在于:包括浮顶储罐、油气浓度传感器(20)、解调仪(30)、氮气储罐(40)及控制器(50);所述浮顶储罐内设有第一密封结构(10)及第二密封结构(11),所述第一密封结构(10)与所述第二密封结构(11)分别与所述浮顶储罐的罐壁(12)接触,形成油气空间(13);所述氮气储罐(40)设有喷头(41)及氮气控制阀(42);所述喷头(41)及所述油气浓度传感器(20)设于所述罐壁(12)上,且位于所述油气空间(13)处;所述油气浓度传感器(20)与所述解调仪(30)连接;所述解调仪(30)及氮气控制阀(42)与控制器(50)电连接;所述氮气储罐(40)通过氮气管道(43)依次与所述氮气控制阀(42)、所述喷头(41)气路连接。
2.根据权利要求1所述的浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统,其特征在于,所述油气浓度传感器(20)为VOCs油气浓度光纤传感器;所述油气浓度传感器(20)通过光纤(21)与所述解调仪(30)连接。
3.根据权利要求1所述的浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统,其特征在于,将所述油气浓度传感器(20)及所述喷头(41)设于所述罐壁(12)上,且位于所述第一密封结构(10)与所述第二密封结构(11)分别与所述浮顶储罐的罐壁(12)接触形成油气空间(13)内,利用所述油气浓度传感器(20)对所述油气空间(13)内的VOCs油气浓度进行实时监测,并将监测信号传输至所述解调仪(30)进行解调,所述解调仪(30)将解调后的数据发送至所述控制器(50);当所述油气浓度传感器(20)监测到VOCs油气浓度超过所述解调仪(30)设定的浓度值时,由所述控制器(50)发出指令,控制所述氮气控制阀(42)打开,将氮气通过所述喷头(41)向所述油气空间(13)内喷放氮气;当所述油气浓度传感器(20)及解调仪(30)监测到所述油气空间(13)内的VOCs油气浓度回归到所述解调仪(30)设定的浓度值时,所述控制器(50)控制所述氮气控制阀(42)关闭,所述喷头(41)停止向所述油气空间(13)内喷放氮气。
4.根据权利要求1所述的浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统,其特征在于,还包括膜分离器(60)、泄压阀(61)、压力传感器及回收储罐(62);所述膜分离器(60)一端通过泄压管道(63)依次与所述泄压阀(61)及氮气管道(43)气路连接,且所述泄压管道(63)位于所述氮气控制阀(42)与所述喷头(41)之间;所述膜分离器(60)另一端设有回收口;所述回收口与所述回收储罐(62)气路连接,用于将分离后的油气输送至所述回收储罐(62);所述膜分离器(60)、所述压力传感器及所述泄压阀(61)与所述控制器(50)电连接;所述压力传感器设于所述罐壁(12)上,且位于所述油气空间(13)处。
5.根据权利要求4所述的浮顶储罐安全主动防护光纤监测系统,其特征在于,压力传感器将所述油气空间(13)内的压力值实时传输至所述控制器(50);当所述油气空间(13)内的压力超出所述压力传感器设定的压力值时,当所述喷头(41)处于喷放状态,此时所述控制器(50)首先控制所述氮气控制阀(42)关闭,然后控制所述泄压阀(61)打开及所述膜分离器(60)开启,所述油气空间(13)内的油气及氮气混合物,从所述喷头(41)通过泄压管道(63)进入所述膜分离器(60)进行分离,并将分离后的油气输入至回收储罐(62)进行回收;当所述喷头(41)未处于喷放状态,此时所述氮气控制阀(42)处于关闭状态;所述控制器(50)控制所述泄压阀(61)打开及所述膜分离器(60)开启,所述油气空间(13)内的油气及氮气混合物,从所述喷头(41)通过泄压管道(63)进入所述膜分离器(60)进行分离,并将分离后的油气输入至所述回收储罐(62)进行回收;当所述压力传感器检测所述油气空间(13)内的压力值降低至所述压力传感器设定的压力值时,所述控制器(50)关闭所述泄压阀(61)及所述膜分离器(60),停止泄压及分离。
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