CN220466424U - 蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置及移动式降氧量设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置及移动式降氧量设备，包括：锅炉、燃料系统、软水系统、冷却系统和输送系统。燃料系统和软水系统与锅炉连接，冷却系统与锅炉连接，冷却系统与输送系统连接，且燃料系统为锅炉提供燃料，软水系统为锅炉提供软水，冷却系统降低锅炉产生的惰性混合气体温度，输送系统输送冷却后的惰性混合气体至所述石油储罐内部。软水系统包括的补水箱和自动软水除氧装置，能够进一步提升气体发生装置在石油储罐内部的氧气置换效率，能够快速降低石油储罐内部的氧气含量百分比，从而避免密度更大的氧气沉积在底部。

Description

蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置及移动式降氧量设备

技术领域

本申请涉石油工业设备技术领域，尤其涉及一种蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置及移动式降氧量设备。

背景技术

随着石油产业发展的需要，所配套修建的各类石油储罐也在不断地大量涌现，目前，世界各国石油企业对储油罐的清洗工作十分重视。因为储油罐底部经长期储油会沉积大量的沉积物，如沥青、腊、泥沙等，其中98％为可利用的成分，长期储存会造成储油罐的腐蚀及资源浪费等不利现象，这里需要对储油罐进行定期的检修，在进行检査维修之前，就必须要对罐内进行彻底的清洗。油罐的清洗工作是一项安全系数较小的工作，原因是，储油罐内的罐底、罐壁都有大量的油，在清洗工作过程中会产生大量的油气，很容易因清洗工作中产生的静电产生火花，引发爆炸事故等不安全因素，要想杜绝此类事故的发生，就要降低油罐内的氧气含量，一般应控制为8％以下，以往的做法都是往罐内注入氮气，降低石油储罐内部的氧气含量百分比，避免产生的静电产生火花。

然而，氮气密度低于氧气的密度及油气密度，若惰性氮气置换罐内氧气的效率较低，罐外昼夜温差变化，氮气流失大，成本高造成石油储罐底部油温降低及存在氧气，容易导致清洗机喷射过程中引起闪爆等。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置及移动式降氧量设备，可以快速置换石油储罐内部的氧气。

根据本申请的一方面，提供了一种蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，包括：锅炉、燃料系统、软水系统、冷却系统和输送系统；

所述燃料系统和所述软水系统的输出端与所述锅炉的输入端连接，所述冷却系统的输入端与所述锅炉的输出端连接，所述冷却系统的输出端与所述输送系统连接；且

所述燃料系统为所述锅炉提供燃料；

所述软水系统为所述锅炉提供软水；

所述冷却系统降低所述锅炉产生的惰性混合气体温度；

所述输送系统输送冷却后的惰性混合气体至所述石油储罐内部。

在一种可能实现的方式中，所述软水系统包括自动软水器、盐罐和软水罐；

所述盐罐、所述自动软水器所述软水罐依次连接所述锅炉；且

所述软水系统还包括补水泵和补水箱；所述补水箱和所述补水泵依次连接所述软水器。

在一种可能实现的方式中，所述软水系统还包括软水自动除氧装置；

所述软水自动除氧装置与所述软水罐连接。

在一种可能实现的方式中，所述冷却系统包括冷却水箱、驱动泵和冷却喷淋装置；

所述冷却喷淋装置的输入端与所述锅炉的输出端连接；

所述冷却水箱的输入端与所述冷却喷淋装置的输出端连接；

所述驱动泵与所述冷却水箱和所述冷却喷淋装置连接，给惰性混合气体进行降温。

在一种可能实现的方式中，所述冷却系统还包括二次冷却喷淋装置；

所述二次冷却喷淋装置设置在所述冷却喷淋装置的输出端，与所述冷却水箱的输入端连接。

在一种可能实现的方式中，所述冷却系统还包括冷却风机；

所述冷却风机设置在所述冷却水箱的上部。

在一种可能实现的方式中，所述输送系统包括集气罩、输送风机、输送管道和检测装置；

所述集气罩、所述输送风机和所述输送管道依次连接；且

所述集气罩与所述冷却系统的输出端连接；

所述输送管道的输出端与所述石油储罐连接；

所述检测装置设置在所述输送管道。

在一种可能实现的方式中，所述蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：分流设备和过滤罐；

所述分流设备和所述过滤罐连接，且所述分流设备的输入端与所述输送系统的输出端连接，所述过滤罐的输出端与所述石油储罐连接。

在一种可能实现的方式中，所述蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：自动排污装置和仪表控制盘；

所述自动排污装置与所述锅炉相连通；

所述仪表控制盘与所述锅炉、所述燃料系统、所述软水系统、所述冷却系统和所述输送系统通信控制连接。

一种可移动式降氧设备，包括以上所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，以及移动仓；

所述移动仓为内部中空的方型壳体，底部设置有可转动的滚动轮；

所述锅炉、燃料系统、软水系统、冷却系统和输送系统设置在所述移动仓的内部。

本申请实施例的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置的有益效果：通过气体发生装置将产生的惰性混合气体传输至石油储罐的内部，快速置换罐内氧气含量到8％以下，从而避免石油储罐内部在清洗工作中产生的静电产生火花，引发爆炸事故等。同时解决大量储罐库区无蒸汽造成的无法清罐作业情况，输出的惰性混合气体密度大于罐内氧气及油气密度，注入后稳定性强，不流失。输出的惰性混合气体的温度为70°左右，有助于快速溶解油品，清洗作业工期短，成本低。如此，在软水系统的输入端增加补水器，增加预设软水量，避免因各地域水质不同造成原装置锅炉腐蚀严重，且在软水系统的输出端增加软水自动除氧装置，尽量除去软水中的氧气，降低蒸汽和惰性混合气体中的氧气成分，如此能够提升气体发生装置在置换石油储罐内部的氧气含量百分比。不仅如此，冷风系统包括二次冷却喷淋装置和冷却风机，可降低惰性混合气体的温度，能够满足各类储罐的使用，输送系统包括的检测设备，能够检测混合气体的含氧量、输送压力和温度，进一步提升气体发生装置的气体置换效率。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出本申请实施例的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置的系统连接示意图；

图2示出本申请实施例的石油储罐的主体结构的剖视示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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或简化描述，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者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

图1示出本申请实施例的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置的系统连接示意图。如图1所示，本申请实施例的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置包括：锅炉100、燃料系统300、软水系统200、冷却系统400和输送系统500。燃料系统300和软水系统200的输出端与锅炉100的输入端连接，冷却系统400的输入端与锅炉100的输出端连接，冷却系统400的输出端与输送系统500连接，且燃料系统300为锅炉100提供燃料，软水系统200为锅炉100提供软水，冷却系统400降低锅炉100产生的惰性混合气体温度，输送系统500输送冷却后的惰性混合气体至石油储罐800内部。如此，在将惰性混合气体排入石油储罐800的内部，降低石油储罐800内部的含氧量至8％以下，从而避免清洗机在喷射过程中不会引起闪爆。此外，软水系统200包括的补水箱210和自动除氧装置250，补水箱210为软水系统200提供所需的软水，避免因各地域水质不同造成原装置锅炉100腐蚀严重，施工作业过程中，设备相关部品部件的损坏频繁，如此能够提升气体发生装置整体的气体置换效率，且软水自动除氧装置250能够除去软水中夹杂的氧气，减少生成蒸汽中的含氧量，从而提升气体发生装置整体的气体置换效率。

其中，分别在锅炉100、软水系统200、冷却系统400和输送系统500。燃料系统300和软水系统200上，增加提高蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置工作效率的装置，高效完成惰性混合气体的生产。

在此具体实施例中，锅炉100对燃料进行燃烧生成惰气，对除氧后的软水燃烧生产蒸气，如此生成高温蒸汽给其他设备提供蒸汽，生成的惰性气体的混合气体，经过冷却系统400和传输系统，排入石油储罐800的内部。需要说明的是，惰性混合气体可替代氮气。其中，由于惰性混合气体的密度，大于氧气和油气的密度，使惰性混合气体注入罐内后，沉积于罐内底部，容易将氧气置换罐外，在油面与罐顶之间形成氧含量低于8％的非爆炸环境，保证清洗作业区域的氧含量达标，稳定、安全。

其中，罐里的受罐外温差影响大，清洗作业24小时连续作业，昼夜温差变化大，白天气温上升，罐内气体膨胀，氮气被挤出罐外，而晚上气温下降收缩，罐外氧气迅速进入罐内，使罐内氧气含量超标无法作业。由于惰性混合气体比重大于氧气、油气，温差影响罐内气体时，氧气和油气先被挤出罐外，惰性混合气体不会外泄罐外，罐内氧含量始终保持低于8％，不受温差的影响。如此，氧含量始终保持达标，清洗作业不会发生中止，可以连续作业，保证工期，成本低。

在一具体实施例中，软水系统200包括补水箱210、补水泵220、自动软水器240、盐罐230、软水自动除氧装置240和软水罐250。补水箱210、补水泵220、盐罐230、自动软水器240和软水罐250依次连接，软水自动除氧装置与软水罐250连接，且软水罐250的输出端与锅炉100连接，为锅炉100提供产生蒸汽的软水。

其中，补水泵220为软水器提供稳定的所需软水，保证软水的品质相同，达到了制水水压稳定，软水合格，避免各地水质不同，锅炉出现结垢损坏的现象发生。

燃料系统300包括抽吸泵310和燃料罐320。抽吸泵310与燃料罐320连接，且燃料罐320的输出端与锅炉100连接，为锅炉100提供燃料。其中，由锅炉100生产的惰性混合气体输入量为1500m³/h，可以在3-4小时内就可以置换完5000m³空间的氧气。相对于传统的制氮机最大产氮气量300m³/h，如果清洗10万m³储罐，需要置换5000m³空间，2-3天才能注满。本发明的锅炉100氧气置换效率快，设备运行时间短，成本低。

冷却系统400包括冷却喷淋装置420、冷却水箱450、惰气风管和驱动泵410。喷淋装置的输入端与锅炉100的输出端连接，且在冷却喷淋装置420，用冷却水箱450的冷却介质通过驱动泵410给冷却喷淋装置420给惰性混合气体进行降温。

其中，氮气温度常温，低于清洗温度，注入的氮气处于常温，进入罐内后，消耗罐内清洗作业热量，降低罐体内部的温度，只能增加清洗难度。本发明输出的惰性混合气体温度与清洗温度保持一致在50-70℃区间内。如此，在罐体内注入具有与清洗温度一致的惰性混合气体，能够加速清洗油品的溶解，缩短清洗工期，提高清洗效率。

具体的，锅炉100可以产生蒸气，能够对清洗介质加热，使清洗现场在没有蒸气时，也能够进行清洗作业。

此外，惰气管道连通锅炉100和冷却水箱450，冷却喷淋装置420在惰气风管，降低惰性混合气体的温度。

输送系统500包括集气罩510、输送风机520和输送管道。集气罩510、输送风机520和输送管道依次连接，且集气罩510的输入端与冷却水箱450的输出端连接，输送管道的输出端与所述石油储罐800连通，将产生的惰性混合气体输送至石油储罐800的内部。

如此，通过锅炉100、燃料系统300、软水系统200、冷却系统400和输送系统500配合产生的惰性混合气体输送至石油储罐800的内部，降低石油储罐800内部的氧气含量，避免石油储罐800内部的氧气含量过多，使用清洗机喷射过程中引起闪爆。

在一具体实施例中，冷却系统400还包括二次冷却喷淋装置430和冷却风机440。

二次冷却喷淋装置430设置在冷却喷淋装置420的输出端，使锅炉100产生的惰性混合气体能够经过二次冷却后，排入冷却水箱450的内部，从而减低惰性气体的温度，避免造成惰气管道的快速老化，降低惰气管道的更换速度和成本。

冷却风机440设置在冷却水箱450的上部，进一步降低冷却水箱450内部的温度，从而降低惰性混合气体的温度，使温度合适的惰性混合气体能够满足各类储罐使用，且避免造成惰气管道的快速老化。

在一具体实施例中，输送系统500包括集气罩510、输送风机520、输送管道和检测装置530，常规的输送系统500仅包括输送管道，将冷却后惰性混合气体传输至石油储罐800即可。

其中，增加的集气罩510，便于输送管道收集冷却水箱450内冷却的惰性混合气体。

其中，增加的输送风机520，使冷却水箱450内部的惰性混合气体，顺利通过集气罩510进入输送管道，再排入石油储罐800的内部。

其中，增加的检测装置530，用于检测输送管道内部的含氧量、风压和风温的实时监测，更精确的控制惰性混合气体的注入参数。

在一具体实施例中，蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：分流设备600和过滤罐700。分流设备600与过滤罐700连接，且分流设备600的输入端与输送系统500的输出端连接，过滤罐700的输出端与石油储罐800连接。

增加惰性混合气体的分流设备600，解决初始运行时，有含氧量过高的气体进入罐内，造成置换效率下降的问题。石油储罐800内气体达标后，现场出现继续需要使用蒸汽时，通过调整分流设备600惰性混合气体不会连续注入罐内，避免惰性混合气体会从石油储罐800顶部溢出，避免造成罐上作业人员窒息的安全事故。

过滤罐700能够过滤惰性混合气体中的水，避免水液体惰性混合气体一同进入石油储罐800的内部。

在一具体实施例中，蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：自动排污装置900和仪表控制盘1200。

其中，自动排污装置900与锅炉100连接，用于自动排出锅炉100内的废料，避免锅炉100易结垢现象。

其中，仪表控制盘1200与锅炉100、燃料系统300、软水系统200、冷却系统400和输送系统500通信控制连接，控制系统增加各设备联动控制启停，降低装置使用过程中人员操作工作量，避免人员的疏忽导致设备无法正常使用。

在一具体实施例中，蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：变频系统1300。变频系统1300能够在锅炉100的燃烧过程中调节空燃比，和火焰的稳定燃烧，避免锅炉100燃烧故障的发生。

如此，通过锅炉100、燃料系统300、软水系统200、冷却系统400和输送系统500的相互配合，完成惰性混合气体的生产，并传输至石油储罐800的内部，完成氧气含量的置换，从而避免静电产生火花造成安全问题。不仅如此，通过完善各个系统的设备，能够有效提升气体发生装置的气体生产效率和生产过程中的安全性能，并减低了设备的更换成本。

本申请实施例的可移动式降氧量设备，包括蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置和移动仓10。移动仓10为中空的方型壳体，能够将锅炉100、燃料系统300、软水系统200、冷却系统400和输送系统500的设备放置在移动仓的内部。

其中，移动仓10的底部设有滚动轮，滚动轮的数量为4个，分别可转动的设置在移动仓底部的4个边角位置。移动仓10内部放置的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，清洗完一个石油储罐800后，方便清洗下一个石油储罐800。在边缘地区的，可以通过汽车拖拉移动仓10，完成蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置的转移。

在一具体实施例中，蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：危险气体报警系统。危险气体报警系统的传感装置设置在油罐的外部、上部，以及设置在移动仓10的内部，使工作人员能够实时检测油罐的外部、上部和移动仓10内部的危险气体，进行实时掌控，减少出现安全隐患的出现。不仅如此，危险气体报警系统还包括数据传输模块，能够实时将移动仓10和油罐外部、上部的气体数据传输至移动端，使工作人员和相关人员在较远的位置也可以对作业状况进行掌控。

在一具体实施例中，蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：现场监控系统。现场监控系统包括音频和视频监控装置，音频和视频监控装置设置在移动仓10内部，对移动仓10进行实时监控。

在一具体实施例中，设备整体为清洗各个地方的储罐，可通过运输对不同地区的油罐进行清洗，多次使用。在实际的使用场景时，需要使用大型的吊装设备将整套的设备吊入，然而实际清洗现场的空间较为狭小，大型的吊装设备难以进入。因此，本发明对软水罐、油罐、冷却水箱及相关管线等采用不锈钢材质的设备，替换为碳纤维与不锈钢复合材料取代不锈钢材质，使整体的设备能够在重量上减少一半以上，从而能够在不使用大型的吊装设备，使用中型或小型吊装设备将整套的设备吊入清洗现场。

在一具体实施例中，在锅炉100、燃料系统300、软水系统200、冷却系统400和输送系统500的设备中，都会安装有温度检测设备，让作业人员能够实时了解系统中各设备的温度，避免温度过高引起燃爆的危险。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，适用于连接石油储罐，其特征在于，包括：锅炉、燃料系统、软水系统、冷却系统和输送系统；

所述燃料系统和所述软水系统与所述锅炉连接，所述冷却系统与所述锅炉连接，所述冷却系统与所述输送系统连接；且

所述燃料系统为所述锅炉提供能够通过燃烧产生惰性气体的燃料；

所述软水系统输送软水到所述锅炉内部，且所述软水系统还包括补水箱和软水自动除氧装置，所述补水箱与所述软水系统连接，提供所述软水系统所需的软水，所述软水自动除氧装置与所述软水系统连接，对所述软水进行除氧；

所述冷却系统对所述锅炉输出的惰性混合气体进行降温；

所述输送系统适用于连接石油储罐并输送冷却后的惰性混合气体至所述石油储罐内部。

2.根据权利要求1所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，其特征在于，所述软水系统包括自动软水器、盐罐和软水罐；

所述盐罐、所述自动软水器和所述软水罐依次连接所述锅炉；且

所述软水系统还包括补水泵和补水箱；所述补水箱和所述补水泵依次连接所述软水器。

3.根据权利要求1所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，其特征在于，所述燃料系统包括抽吸泵和燃料罐；

所述抽吸泵与所述燃料罐连接，且所述燃料罐的输出端与所述锅炉的出入端连接。

4.根据权利要求1所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，其特征在于，所述冷却系统包括冷却水箱、驱动泵和冷却喷淋装置；

所述冷却喷淋装置的输入端与所述锅炉的输出端连接；

所述冷却水箱的输入端与所述冷却喷淋装置的输出端连接；

所述驱动泵与所述冷却水箱和所述冷却喷淋装置连接，给惰性混合气体进行降温。

5.根据权利要求4所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，其特征在于，所述冷却系统还包括二次冷却喷淋装置和冷却风机；

所述二次冷却喷淋装置设置在所述冷却喷淋装置的输出端，与所述冷却水箱的输入端连接；且

所述冷却风机设置在所述冷却水箱的上部。

6.根据权利要求1所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，其特征在于，所述输送系统包括集气罩、输送风机、输送管道和检测装置；

所述集气罩、所述输送风机和所述输送管道依次连接；且

所述集气罩与所述冷却系统的输出端连接；

所述输送管道的输出端与所述石油储罐连接；

所述检测装置设置在所述输送管道。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，其特征在于，所述蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：分流设备和过滤罐；

所述分流设备和所述过滤罐连接，且所述分流设备的输入端与所述输送系统的输出端连接，所述过滤罐的输出端与所述石油储罐连接。

8.根据权利要求7所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，其特征在于，所述蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：自动排污装置；

所述自动排污装置与所述锅炉相连通，排出所述锅炉的废料。

9.根据权利要求7所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，其特征在于，所述蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置还包括：仪表控制盘；

所述仪表控制盘与所述锅炉、所述燃料系统、所述软水系统、所述冷却系统和所述输送系统通信控制连接。

10.一种可移动式降氧设备，包括权利要求1至9任一项所述的蒸汽和惰性气体的混合气体发生装置，以及移动仓；

所述移动仓为内部中空的方型壳体，底部设置有可转动的滚动轮；

所述锅炉、燃料系统、软水系统、冷却系统和输送系统设置在所述移动仓的内部。