通过化学抑制减轻蒸气云爆炸的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过抑制来使无限制的或部分限制的蒸气云爆炸的后果减轻的方法。
【背景技术】
[0002]石油化工厂和精炼厂的特定危险为大量易燃材料的意外释放，其导致在设备内形成易燃云。历史证据已表明，这种云的点燃会导致毁灭性的爆炸以及设备的毁坏。这种事故通常命名为“蒸气云爆炸”(VCE)或“无限制的蒸气云爆炸”并被称为“VCE”。
[0003]火焰抑制指的是使火焰减弱，即，使火焰中的整体放热反应速率降低。根据火焰所存在于的流场，这种减弱会或不会导致熄灭。
[0004]火焰抑制与灭火、火焰熄灭或火焰消失不同，灭火、火焰熄灭或火焰消失常用来指火焰已被减弱至其在相关流场中不再能稳定的点的情况。火焰淬火指的是至表面的热损失为诱发因素的火焰熄灭。
[0005]通过化学相互作用(通过抑制剂)或通过冷却(例如用水)能够实现抑制。
[0006]更确切地，本发明涉及通过化学相互作用进行的对加速火焰的抑制。目的是阻止火焰加速以使得由VCE造成的最大过压降低。
[0007]实际上，VCE的破坏可能性来自于火焰通过未燃云而进行的加速。火焰速度越高，过压就越高。在特定情况下，爆燃过程会经历DDT (从爆燃到爆炸的转变)。
[0008]WO 2010/010044描述了一种包括在云中引入将避免火焰加速的产品的方法。这既不是火焰熄灭也不是火焰抑制。结果是易燃云转变成易燃物、空气和火焰加速抑制物的混合物。在点燃的情况下，最大可能的影响从VCE降低到“不充分的”燃烧闪火。这意味着，在点燃的情况下，易燃气体在不爆炸的情况下燃烧。优势是易燃气体已消失。
[0009]需要一种提供更加可靠的结果的方法。
【发明内容】
[0010]提供了一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的方法，该方法包括:
[0011]-限定危险区域，在该危险区域中可能发生易燃气体的意外释放；
[0012]-在危险区域内设置多个检测器装置，每个检测器装置均能够检测易燃气体的存在。
[0013]有利地，在检测到危险区域内存在易燃气体时，所述方法可以包括产生将火焰加速抑制物在限定的危险区域中的释放激活的控制信号，以及向释放器件传递控制信号。
[0014]抑制剂的释放量可以足以使易燃云转变成易燃气体、空气和所述火焰加速抑制物的混合物以防止火焰加速并最终使易燃气体在点燃的情况下燃烧。
[0015]该方法可以允许检测相对较小的易燃云，这可以避免大量的易燃气体燃烧。特别地，如果大量(例如多于100kg)的碳氢化合物燃烧，则存在周围设备损坏的风险。由于火焰加速抑制物的释放会在云过大之前发生，因此根据本发明的实施方式的方法相对可靠。
[0016]设置多个检测器装置可以允许形成具有使得可以以相对较高的可能性和/或相对较快地检测易燃气体的存在的精细度的阵列。
[0017]有利地，将火焰加速抑制物在被限定的危险区域中的释放激活的控制信号可以仅在包括至少两个检测器装置、有利地包括三个检测器装置或更多个检测器装置的多个检测器装置检测到所述危险区域内存在所述易燃气体的情况下才产生并被向释放器件传递。
[0018]使用几个检测器可以允许避免粉末在检测器发生故障并错误地检测到存在易燃气体的情况下的释放。
[0019]阵列的精细度可以允许建立关于激活火焰加速抑制物的释放的相对可靠的决定。
[0020]在该实施方式中，如果单个检测器装置例如通过测量到高于预定阈值的易燃气体的浓度而检测到易燃气体的存在，则不释放火焰加速抑制物。即，该释放仅在易燃云的存在被相同区域中的至少两个检测器装置、有利地被三个检测器装置证实之后才触发。
[0021]有利地，所产生的控制信号可以使得释放(在单次喷射内)连续地，即没有中断地发生。
[0022]有利的是，只要VCE的风险是可能的，火焰加速抑制物就会保持在云中通过空气传播。
[0023]在整个释放期间，释放速度可以具有相同的值，例如2kg每秒每喷嘴，或者不具有相同的值。
[0024]有利地，控制信号仅在检测易燃气体的存在的所述至少两个检测器装置相邻的情况下才产生。
[0025]实际上，通过彼此分开相对较远的至少两个检测器装置进行检测可能是由于除易燃云在危险区域内的释放(这可能产生VCE)以外的另一个原因，例如，检测器发生故障并错误地检测到易燃气体或操作者在单元的一部分中对设备进行清洗。通过并排的两个检测器进行检测更可能是由于可靠的易燃气体释放。
[0026]更普遍地，如果多个并排的检测器可以允许获得易燃云的相对可靠的表示，则设置多个检测器并进行监控，因此允许仅在需要时触发粉末的释放。
[0027]有利地，至少一个检测器可以允许测量信号值与易燃气体的浓度成比例的信号。随后，该信号被与至少一个阈值进行比较，并且认为在测量值超过阈值时检测到易燃气体。这可以允许避免粉末在非常小的泄漏的情况下释放。因此可以将易燃气体的小的泄漏(例如，少于1kg的易燃气体在云中)与易燃气体的大的泄漏(例如，多于50kg的易燃气体在云中)分开。
[0028]替代性地，至少一个检测器装置可以允许测量布尔信号，例如只要没有检测到易燃气体，该布尔信号的值就等于零，否则，该布尔信号的值等于I。
[0029]有利地，该方法可以包括多个检测步骤，每个检测步骤之后是相关联的激活。
[0030]例如，在检测少量易燃气体的存在的第一检测步骤后，激活警报使得操作者能够离开危险区域。
[0031]可能地，在上述存在被确认的第二检测步骤后(例如，因为测量到更高的浓度和/或因为更多数量的检测器装置已检测到易燃气体的存在)，可以使容纳粉末的容器加压。
[0032]在第三检测步骤(或者第二检测步骤)后，可以产生和传递控制信号以将粉末释放到危险区域中。
[0033]还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括在被处理器执行时执行上文描述的方法的步骤的指令。该程序可以被存储、下载等。
[0034]还提供了一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的装置，该装置包括:
[0035]-存储器，该存储器储存危险区域的标识符，在该危险区域中可能发生易燃气体的意外释放；
[0036]-接收器件，该接收器件接收来自多个检测器装置的多个信号，每个检测器装置均能够检测易燃气体在危险区域内的存在，
[0037]-处理器件，该处理器件设置成在一个检测器装置或包括至少两个检测器装置的多个检测器装置检测到易燃气体的存在的情况下产生激活火焰加速抑制物在限定的危险区域中的释放的控制信号，以及
[0038]-传递器件，该传递器件将控制信号向与危险区域对应的释放器件传递。
[0039]该装置可以包括一个或多个处理器(例如微控制器、微处理器等)或被集成到一个或多个处理器中。
[0040]接收器件可以包括输出引线、输入端口等。
[0041]处理器件可以包括中央处理单元、处理器等。
[0042]传递器件可以包括输出引线、输出端口等。
[0043]还提供了一种使由于易燃气体在开放区域中的意外释放而产生的蒸气云爆炸的后果减轻的方法，该方法包括:
[0044]-限定危险区域并可能地存储该危险区域的尺寸数据，在该危险区域中可能发生易燃气体的意外释放；
[0045]-接收来自检测器装置的信号，该检测器装置能够检测易燃气体在危险区域内的存在，
[0046]-在接收到表示危险区域内存在易燃气体的信号时，产生如下控制信号:以作为危险区域的容积的函数而被确定的速率激活火焰加速抑制物在危险区域中的释放和/或使得要释放的量作为危险区域的容积的函数而被确定。
[0047]S卩，确定危险区域内的取决于危险区域的容积的释放速率(和/或要释放的粉末的量)，以抑制该区域内的任何云爆炸，因此允许相比现有技术中而言更安全地减轻后果。这在危险区域处于工厂例如炼油厂的区块内时可能是特别有吸引力的，因为预测易燃气体在区块内的散布可能是相对困难的。特别地，易燃气体可以遵循优选路径。通过提供足够的粉末来占据整个危险区域，具有无抑制的云的风险得到降低。
[0048]控制信号可以传递至与整个危险区域对应的释放器件。
[0049]该方法因此比仅从接近已检测到易燃气体的存在的检测器装置的喷嘴释放粉末的方法更加可靠。
[0050]尺寸数据例如可以包括危险区域的容积的值，长度、宽度和高度的值，危险区域的端部的位置值，和/或其他值。本发明不限于尺寸数据的性质，只要尺寸数据允许计算危险区域的容积值即可。
[0051]速率值可以确定成使得该速率值与危险区域的容积之间的比值等于例如在lg.s' IiT3S 4g.s ^1.m_3之间、有利地在 1.6g.s Λ πΓ3至 2g.s ^1.πΓ3之间的预定量。
[0052]上述速率和/或量还可以作为所需的保护持续时间和/或危险区域内粉末的目标浓度的函数而被确定。
[0053]有利地，控制信号可以产生以使得在单个时间间隔期间连续地释放粉末，S卩，不中断。
[0054]速率可以在释放期间变化，或者有利地在释放的时间间隔期间保持恒定。
[0055]有利地，要在危险区域内释放的火焰加速抑制物的速率和/或量可以确定成使得在例如持续5分钟的预定的时间段期间，在危险区域内释放的加速抑制物的浓度超过50g/m3、有利地超过75g/m3