專利名稱：一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于油料儲罐的主動防火防爆的方法及裝置，特別涉及一種利用
惰化技術(shù)來對油料儲罐進(jìn)行防火防爆的方法及裝置。
背景技術(shù)：
在安全研究領(lǐng)域公認(rèn)"惰化技術(shù)"是最有效的防爆阻爆技術(shù)，適于不同用途的"惰化技術(shù)"是國內(nèi)外、各專業(yè)領(lǐng)域防爆技術(shù)研究的重點(diǎn)課題。在人員不是主要保護(hù)目的情況下，"主動惰化技術(shù)"得到了廣泛應(yīng)用。如油船惰化防火防爆、化工生產(chǎn)過程惰化保護(hù)等。
"惰化技術(shù)"即是向具有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)的封閉空間注入替代氧氣的氣體，例如二氧化碳、氮?dú)狻⒍栊詺怏w和上述氣體的混合氣體，通過將所涉及區(qū)域的氧氣濃度的平均值降低到大約12%體積百分比而實(shí)現(xiàn)在封閉空間中的可燃材料不能夠被點(diǎn)燃。該方法所實(shí)現(xiàn)的熄滅效應(yīng)基于氧氣取代原理。 普通周圍環(huán)境空氣已知是由21%體積百分比的氧氣、78%體積百分比的氮?dú)夂?%體積百分比的其它氣體構(gòu)成。為了滅火或主動防火，通過注入例如作為惰性氣體的純氮?dú)?，使所涉及空間的氮?dú)鉂舛冗M(jìn)一步提高，進(jìn)而降低氧氣含量。當(dāng)氧氣含量降低到大約15%體積百分比之下時(shí)，出現(xiàn)了滅火效應(yīng)。根據(jù)所涉及空間中的可燃材料，需要進(jìn)一步將氧氣含量降低到例如所述12%體積百分比。該方法中，替代氧氣的惰氣或者壓縮放置在鋼瓶中，或者根據(jù)需要通過發(fā)生器產(chǎn)生。該氣體通過管道系統(tǒng)和相應(yīng)的出口閥門注入到所涉及的目標(biāo)空間中。 隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，石油及石油制品日益成為主要的能源和化工原料，油料儲罐的使用越來越普遍，隨之而來的安全問題也越來越多。為保持油罐內(nèi)外壓力差在允許范圍內(nèi)，油罐在進(jìn)行收發(fā)油料時(shí)，罐內(nèi)需充入或排出大量的氣體，同時(shí)儲罐隨環(huán)境溫度變化還會存在少量的氣體充排，即通常所稱的大小呼吸，分別通過呼吸閥調(diào)控或量油孔直通來實(shí)現(xiàn)。 目前油罐充入氣體均是采用新鮮空氣，罐內(nèi)的油氣便會與新鮮空氣中的氧氣混合，形成爆炸性油氣混合物，容易產(chǎn)生爆炸。而油罐內(nèi)排出的是含有大量油蒸汽的爆炸性氣體，且大部分直接排于大氣中。 一旦遇到火源即會發(fā)后爆炸，且油料儲罐中的一個油罐發(fā)生失火爆炸等事故，將會威脅、以至殃及鄰近的油罐或設(shè)施，甚至波及更遠(yuǎn)，使事態(tài)擴(kuò)大，造成更大的事故。 目前，有關(guān)大型化適用于油料儲罐主動安全惰化防護(hù)技術(shù)及裝置的研發(fā)未見文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決油料儲罐防火防爆的問題，提供一種利用惰氣充填油料儲罐、減少氧氣含量的主動惰化防護(hù)方法，使惰氣在油料儲罐各油罐間形成一套封閉循環(huán)的呼吸系統(tǒng)，通過氧氣濃度的在線分析儀檢測將油罐內(nèi)空氣中氧含量控制在10%以內(nèi)，使油
4罐始終處于惰化保護(hù)狀態(tài)，以實(shí)現(xiàn)油料儲罐本質(zhì)安全主動防護(hù)的目的。 本發(fā)明的另一個目的是提供一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)裝置，以使油料儲罐的惰氣充填能夠達(dá)到本質(zhì)安全的防護(hù)要求，提高其安全防護(hù)水平，降低油氣燃燒或爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。 本發(fā)明的目的可以通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)
—種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)方法包括 a.依次惰化每個油罐，使每個油罐達(dá)到不爆炸條件，即罐內(nèi)氣體的氧氣濃度低于10%。 b.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)壓力，如果低于設(shè)定下限值，向管網(wǎng)輸送惰氣，并通過該管網(wǎng)向油罐輸入惰氣； c.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)壓力，如果高于設(shè)定上限值，排出管網(wǎng)內(nèi)的惰氣；
d.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)氧氣濃度，如果超過設(shè)定上限值，則重復(fù)步驟a。
本發(fā)明的方法具體實(shí)施方式
之一是，所述步驟a之前，還包括有步驟a0，即受控生
成惰氣輸入到緩沖裝置中，該緩沖裝置與所述管網(wǎng)受控接通或關(guān)閉。 其中，所述步驟aO包括 a01.惰氣發(fā)生裝置與緩沖裝置連接； a02.檢測緩沖裝置的壓力，如果低于設(shè)定下限值，啟動惰氣發(fā)生裝置生成惰氣并輸入到緩沖裝置中； a03.檢測緩沖裝置的壓力，如果高于設(shè)定上限值，關(guān)閉惰氣發(fā)生裝置。 所述步驟aOl中，惰氣發(fā)生裝置與緩沖裝置通過第一增壓裝置連接；步驟a02中，
如果緩沖裝置壓力低于設(shè)定下限值，第一增壓裝置也被啟動打開；步驟a03中，如果緩沖裝
置壓力高于設(shè)定上限值，第一增壓裝置也被關(guān)閉。 —個實(shí)施方式中，所述步驟a0中，生成的惰氣經(jīng)過凈化后輸入到緩沖裝置中。
所述步驟b中，管網(wǎng)內(nèi)排出的惰氣回輸給緩沖裝置；如果緩沖裝置中的壓力超過安全限定，則經(jīng)過油氣分離后排出。
—種本質(zhì)安全的油料儲罐防護(hù)裝置包括 緩沖裝置，入口端接收惰氣，出口端與呼吸管網(wǎng)通過控制閥連接； 第一壓力變送器，安裝在緩沖裝置上； 呼吸管網(wǎng)，與油罐連通； 在線氧氣分析儀安裝呼吸管網(wǎng)上； 第二壓力變送器，安裝在呼吸管網(wǎng)上； 電氣控制裝置，分別與第一壓力變送器、第二壓力變送器、在線氧氣分析儀、控制閥電連接。 —個具體方式中，所述的裝置還包括 第二增壓裝置，連接在緩沖裝置與呼吸管網(wǎng)之間，其控制部件與電氣控制裝置電連接。 所述油罐上分別安裝有與呼吸管網(wǎng)連接的進(jìn)氣截止閥和與大氣相通的排氣截止
閥，所述油罐內(nèi)的氣體氧氣濃度通過便攜氧氣分析儀進(jìn)行檢測； 所述便攜式氧氣分析儀，在實(shí)施步驟a時(shí)抽取罐內(nèi)氣體進(jìn)行檢測。
上述裝置更具體的結(jié)構(gòu)是，還包括 減壓器，與控制閥串接于呼吸管網(wǎng)與緩沖裝置之間； 第二單向閥，與第二增壓裝置串聯(lián)后，再并接于串聯(lián)的減壓器和控制閥兩端；
所述控制閥為電磁閥； 控制閥、第二增壓裝置的控制部件與電氣控制電連接。
還包括 第一增壓裝置、第一單向閥、惰氣發(fā)生裝置、凈化裝置； 凈化裝置、第一增壓裝置、第一單向閥串聯(lián)于惰氣發(fā)生裝置和緩沖裝置之間； 惰氣發(fā)生裝置、第一增壓裝置的控制部件與電氣控制裝置電連接。 本發(fā)明采用上述方法和/或裝置，通過檢測與油料儲罐連通的呼吸管網(wǎng)壓力自
動、主動地補(bǔ)充惰氣，且能夠在壓力過高時(shí)減壓排放，實(shí)現(xiàn)了油料儲罐惰化的本質(zhì)安全防
護(hù)；而且，通過緩沖裝置技術(shù)提高了補(bǔ)充惰氣的實(shí)時(shí)性和安全性。 本發(fā)明采用的凈化裝置對惰氣發(fā)生裝置的混合惰氣進(jìn)行凈化過濾，可以避免混合惰氣中一些成分對油罐的腐蝕性和對儲油品質(zhì)影響。 本發(fā)明采用的緩沖裝置作為油料儲罐中各油罐氣體循環(huán)的周轉(zhuǎn)站，以避免惰氣發(fā)生裝置反復(fù)啟停及惰氣的浪費(fèi)；第一增壓裝置與緩沖裝置之間的管路上設(shè)置的第一單向閥，可以防止氣體倒流。 本發(fā)明采用的呼吸管網(wǎng)統(tǒng)一給同質(zhì)的油罐進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，使各油罐的壓力保持均衡穩(wěn)定。 本發(fā)明采用的電磁閥和減壓器作為緩沖機(jī)構(gòu)向呼吸管網(wǎng)供氣，采用了第二增壓裝置和第二單向閥將呼吸管網(wǎng)內(nèi)超壓氣體回收至緩沖裝置。 本發(fā)明所使用的惰氣在緩沖裝置、電磁閥、減壓器、呼吸管網(wǎng)、油罐、第二增壓裝置、第二單向閥構(gòu)成的封閉系統(tǒng)中循環(huán)使用，提高了惰氣的使用效率。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中
圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖中標(biāo)號1是惰氣發(fā)生裝置，2是凈化裝置，3-1是第一增壓裝置，3-2是第二增壓裝置，4-1是第一單向閥，4-2是第二單向閥，5是緩沖裝置，6-1是第一壓力變送器，6-2是第二壓力變送器，7是安全閥，8是油氣分離裝置，9是電磁閥，10是減壓器，11是呼吸管網(wǎng)，12是油料儲罐，13是在線氧氣分析儀，14是油罐排氣截止閥，15是油罐進(jìn)氣截止閥，16是便攜氧氣分析儀。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。 如圖l，一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)裝置包括惰氣發(fā)生裝置1、凈化裝置2、緩沖裝置5、呼吸管網(wǎng)11以及電氣控制裝置(圖1中未示出)，其中呼吸管網(wǎng)11通過進(jìn)氣截止閥15與多個油罐12連通，油罐上安裝有排氣截止閥14與外界大氣連通。
惰氣發(fā)生裝置1可以是燃油惰氣生成裝置，其惰氣出口端與凈化裝置2連通，凈化裝置2的出口端與第一增壓裝置3-1連通，第一增壓裝置3-1與第一單向閥4-1的入口端連通，第一單向閥4-l的出口端與緩沖裝置5的入口端連通。緩沖裝置5可以是作為緩沖的氣體容器。 緩沖裝置5上安裝有與之相通的第一壓力變送器6-l、安全閥7，安全閥7的釋放口與油氣分離裝置8連通，油氣分離裝置8的出口端與外界大氣連通。
緩沖裝置5的出口端經(jīng)過作為控制閥的電磁閥9、減壓器10與呼吸管網(wǎng)11連接，呼吸管網(wǎng)11上安裝有與之相通的第二壓力變送器6-2。 呼吸管網(wǎng)11與緩沖裝置5之間還連接有第二增壓裝置3-2、第二單向閥4-2，其中第二增壓裝置3-2的入口端與減壓器10的出口端連接(即與呼吸管網(wǎng)11的入口端連通)，第二單向閥4-2的出口端與電磁閥9的入口端連接(即與緩沖裝置5的出口端連通)。
上述第一壓力變送器6-l、第二壓力變送器6-2還可以是其它具有壓力檢測功能的壓力傳感器件。 上述惰氣發(fā)生裝置1的啟動部件，以及第一壓力變送器6-l、第二壓力變送器6-2、電磁閥9、第一增壓裝置3-l、第二增壓裝置3-2的控制部件分別與電氣控制裝置電連接。
利用上述裝置來實(shí)現(xiàn)本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)的方法包括
a01.惰氣發(fā)生裝置與緩沖裝置連接； a02.檢測緩沖裝置的壓力，如果低于設(shè)定下限值，啟動惰氣發(fā)生裝置生成惰氣并輸入到緩沖裝置中； a03.檢測緩沖裝置的壓力，如果高于設(shè)定上限值，關(guān)閉惰氣發(fā)生裝置。 a.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)壓力，如果低于設(shè)定下限值，向管網(wǎng)輸送惰氣，并通
過該管網(wǎng)向油罐輸入惰氣； b.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)壓力，如果高于設(shè)定上限值，排出管網(wǎng)內(nèi)的惰氣。
上述方法更具體的過程是 通過第一壓力變送器6-1檢測緩沖裝置5內(nèi)的惰氣壓力，如果發(fā)現(xiàn)低于設(shè)定下限值，則第一壓力變送器6-1向電氣控制裝置傳送信號，電氣控制裝置使惰氣發(fā)生裝置1和第一增壓裝置3-1啟動，使用燃油的惰氣發(fā)生裝置1將空氣中的氧氣充分燃燒，產(chǎn)生的煙氣再經(jīng)冷卻后溫度被大幅度減低得到濕式混合惰氣，濕式混合惰氣中含有一定含量的水和一些無用的雜質(zhì)，再經(jīng)過凈化裝置2后，濕式混合惰氣中的水和一些無用的雜質(zhì)會得到凈化，得到一種干燥的、性能更加穩(wěn)定的惰氣，再經(jīng)第一增壓裝置3-1加壓后，通過第一單向閥4-1進(jìn)入緩沖裝置5。 第一壓力變送器6-1檢測到緩沖裝置5內(nèi)的惰氣壓力上升到設(shè)定上限值后，電氣控制裝置據(jù)此信號使惰氣發(fā)生裝置1和第一增壓裝置3-1停止，緩沖裝置5內(nèi)的氣體在第一單向閥4-1的作用下不會發(fā)生倒流。 第二壓力變送器6-2檢測到呼吸管網(wǎng)11內(nèi)的壓力低于設(shè)定下限值后，通過電氣控制裝置使電磁閥9打開，緩沖裝置5內(nèi)的高壓氣體經(jīng)電磁閥9、減壓器10進(jìn)入呼吸管網(wǎng)11，為各油罐12補(bǔ)充惰氣。 第二壓力變送器6-2檢測到呼吸管網(wǎng)11內(nèi)的壓力高于設(shè)定上限值后，通過電氣控制裝置使第二增壓裝置3-2啟動，經(jīng)第二單向閥4-2將呼吸管網(wǎng)11和油罐12內(nèi)多余氣體回收到緩沖裝置5內(nèi)。
7
如果緩沖裝置5內(nèi)的惰氣壓力超過安全閥7的設(shè)定值，則安全閥7打開，將超壓惰氣經(jīng)油氣分離裝置8處理后排放至大氣。 本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。 本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。 本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)方法，其特征在于，包括a.依次惰化每個油罐，使每個油罐達(dá)到不爆炸條件，即罐內(nèi)氣體的氧氣濃度低于10％。b.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)壓力，如果低于設(shè)定下限值，向管網(wǎng)輸送惰氣，并通過該管網(wǎng)向油罐輸入惰氣；c.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)壓力，如果高于設(shè)定上限值，排出管網(wǎng)內(nèi)的惰氣。d.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)氧氣濃度，如果超過設(shè)定上限值，則重復(fù)步驟a.
2. 如權(quán)利要求l所述一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)方法，其特征在于，所述步驟a 之前，還包括有步驟a0，即受控生成惰氣輸入到緩沖裝置中，該緩沖裝置與所述管網(wǎng)受控接 通或關(guān)閉。
3. 如權(quán)利要求2所述一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)方法，其特征在于，所述步驟 aO包括a01.惰氣發(fā)生裝置與緩沖裝置連接；a02.檢測緩沖裝置的壓力，如果低于設(shè)定下限值，啟動惰氣發(fā)生裝置生成惰氣并輸入 到緩沖裝置中；a03.檢測緩沖裝置的壓力，如果高于設(shè)定上限值，關(guān)閉惰氣發(fā)生裝置。
4. 如權(quán)利要求3所述一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)方法，其特征在于，所述步驟 a01中，惰氣發(fā)生裝置與緩沖裝置通過第一增壓裝置連接；步驟a02中，如果緩沖裝置壓力 低于設(shè)定下限值，第一增壓裝置也被啟動打開；步驟a03中，如果緩沖裝置壓力高于設(shè)定上 限值，第一增壓裝置也被關(guān)閉。
5. 如權(quán)利要求2或3或4所述一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)方法，其特征在于，所 述步驟aO中，生成的惰氣經(jīng)過凈化后輸入到緩沖裝置中。
6. 如權(quán)利要求5所述一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)方法，其特征在于，所述步驟b 中，管網(wǎng)內(nèi)排出的惰氣回輸給緩沖裝置；如果緩沖裝置中的壓力超過安全限定，則經(jīng)過油氣 分離后排出。
7. —種本質(zhì)安全的油料儲罐防護(hù)裝置，其特征在于，包括 緩沖裝置，入口端接收惰氣，出口端與呼吸管網(wǎng)通過控制閥連接； 第一壓力變送器，安裝在緩沖裝置上； 呼吸管網(wǎng)，與油罐連通； 在線氧氣分析儀，安裝在呼吸管網(wǎng)上； 第二壓力變送器，安裝在呼吸管網(wǎng)上；電氣控制裝置，分別與第一壓力變送器、第二壓力變送器、在線氧氣分析儀、控制閥電 連接。
8. 如權(quán)利要求7所述一種本質(zhì)安全的油料儲罐防護(hù)裝置，其特征在于，還包括 第二增壓裝置，連接在緩沖裝置與呼吸管網(wǎng)之間，其控制部件與電氣控制裝置電連接。
9. 如權(quán)利要求8所述一種本質(zhì)安全的油料儲罐防護(hù)裝置，其特征在于，還包括 減壓器，與控制閥串接于呼吸管網(wǎng)與緩沖裝置之間；第二單向閥，與第二增壓裝置串聯(lián)后，再并接于串聯(lián)的減壓器和控制閥兩端； 所述控制閥為電磁閥；控制閥、第二增壓裝置的控制部件與電氣控制電連接。
10.如權(quán)利要求9所述一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)裝置，其特征在于，所述油罐 (12)上分別安裝有與呼吸管網(wǎng)連接的進(jìn)氣截止閥(15)和與大氣相通的排氣截止閥(14);所述防護(hù)裝置還包括用以檢測油罐內(nèi)氣體氧氣濃度的便攜氧氣分析儀(16);還包括第一增壓裝置、第一單向閥、惰氣發(fā)生裝置、凈化裝置；凈化裝置、第一增壓裝置、第一單向閥串聯(lián)于惰氣發(fā)生裝置和緩沖裝置之間； 惰氣發(fā)生裝置、第一增壓裝置的控制部件與電氣控制裝置電連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種本質(zhì)安全的油料儲罐惰化防護(hù)方法及裝置，涉及一種用于油料儲罐的主動防火防爆的方法及裝置，目的是解決油料儲罐防火防爆的問題，方法包括a.依次惰化每個油罐，使每個油罐達(dá)到不爆炸條件，即罐內(nèi)氣體的氧氣濃度低于10％；b.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)壓力，如果低于設(shè)定下限值，向管網(wǎng)輸送惰氣，并通過該管網(wǎng)向油罐輸入惰氣；c.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)壓力，如果高于設(shè)定上限值，排出管網(wǎng)內(nèi)的惰氣；d.檢測給油罐輸送惰氣的管網(wǎng)氧氣濃度，如果超過設(shè)定上限值，則重復(fù)步驟a；裝置包括緩沖裝置、呼吸管網(wǎng)、第一壓力變送器、第二壓力變送器、在線氧氣分析儀，以及電氣控制裝置。
文檔編號B65D90/36GK101767697SQ20091031289
公開日2010年7月7日 申請日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者吳明軍, 周建忠, 杜揚(yáng), 汪映標(biāo), 王冬, 蔣新生, 錢海兵 申請人:杜揚(yáng);汪映標(biāo);錢海兵