专利名称：一种油气安全主动防护系统及其防护方法
技术领域：
本发明属于消防安全技术领域，具体涉及一种用于石油储罐的油气安全主动防护系统及其防护方法。
背景技术：
由于石油储罐不可能完全装满油品，均存在一定的气体空间，该空间内的混合气体主要由油品生成的油蒸汽和空气，当混合气体达到爆炸极限浓度后，油罐一旦出现静电、电位差、明火或都温度过高等现象，极易发生火灾爆炸事故。近年，各类石油储罐火灾事故出现高发趋势，造成了重大人员伤亡和财产损失，同时还造成了大面积的环境污染。目前，为实现对油罐火灾事故征兆的早期监测和预防，在油罐上采用主动惰化技术进行保护已成为研究重点。为了克服上述问题，本申请人申请了外浮顶式石油储罐微水雾安全防护系统及防护方法(201110210497.6)，公开了一种外浮顶式石油储罐微水雾安全防护系统，包括控制系统、气体检测分析仪和惰性介质发生系统，控制系统与气体检测分析仪连接，气体检测分析仪通过分析用气管与石油储罐一、二次密封空间连通，惰性介质发生系统与设置在石油储罐的一、二次密封空间的微水雾发生器连接，通过向石油储罐一、二次密封空间充入具有惰性介质的微水雾将该密 封空间的油气混合物含量控制在设定范围内，解决了外浮顶式石油储罐一、二次密封空间易爆炸的问题。但是，该专利在应用过程因外浮顶储罐一、二次密封空间的密封效果较差，在停止注入惰性介质后，保护空间内混合气体很快又恢复到易燃易爆的危险状态，因此需要长期充入惰性介质，使用成本较高。加之，该系统的保护对象仅限于一个外浮顶储罐的一、二次密封空间，导致推广应用受限。
发明内容
本发明的目的在于:针对上述存在的问题，提供了一种应用范围更广、使用成本较低，能够应用在各类储罐上且能降低惰性介质消耗量的油气安全主动防护系统及其防护方法。本发明技术的技术方案是这样实现的:一种油气安全主动防护系统，包括设置在石油储罐油气空间内的取样探头和喷头，其特征在于:所述取样探头与取样电磁阀的进口连接，所述取样电磁阀的两个出口分别与抽气总管和气体分析仪连接，所述喷头通过惰气电磁阀与惰气总管连通。 本发明所述的油气安全主动防护系统，其在所述石油储罐油气空间内设置有抽气接头，所述抽气接头通过抽气电磁阀与抽气总管连通。本发明所述的油气安全主动防护系统，其在所述抽气总管上设置有抽气泵，所述抽气泵的出口以及气体分析仪的出口分别与排气总管连通。本发明所述的油气安全主动防护系统，其在所述取样电磁阀与气体分析仪连接的管路上依次设置有粗过滤器、取样泵、气水分离器、精过滤器以及可调流量计。
本发明所述的油气安全主动防护系统，其所述气水分离器底部的排液口与排液总管连通。本发明所述的油气安全主动防护系统，其在所述精过滤器与气体分析仪连接的管路上设置有可调流量计。本发明所述的油气安全主动防护系统，其在所述惰气电磁阀与惰气总管连接的管道上设置有惰气减压阀。本发明所述的油气安全主动防护系统，其所述气体分析仪、取样泵、气水分离器、可调流量计、精过滤器、粗过滤器、取样电磁阀、抽气电磁阀、惰气减压阀、惰气电磁阀、连接管路及管接头构成一个分区控制模块设置于集装房内，所述分区控制模块与置于石油储罐油气空间内的取样探头、喷头和抽气接头对应连接，在所述集装房内设置有至少一个分区控制|吴块。一种如上述权利要求所述的油气安全主动防护系统的防护方法，其特征在于:启动抽气泵，使抽气总管处于负压状态，通过设置在石油储罐油气空间内的取样探头将油气经取样电磁阀抽取到抽气总管中，当需要对某点取样探头所在区域进行气体分析时，取样电磁阀通电，切断与抽气总管的连接，抽取的油气在取样泵的输送下，经粗过滤器、气水分离器、精过滤器、可调流量计进入气体分析仪，当检测出保护区域内的混合气体处于危险状态后，系统根据预设的控制程序进行惰化保护、抽取油气保护及同时惰化抽气保护。本发明所述的油气安全主动防护系统的防护方法，其当需执行惰化保护时，惰气电磁阀得电，惰气总管内的气体经惰气减压阀进行压力调节后，经惰气电磁阀输送到各喷头，快速降低保护区域内的氧气浓度；当需要执行抽取油气保护时，抽气电磁阀通电开启，在抽气泵的作用下，保护区域内的混合气体经抽气电磁阀进入抽气总管中，通过抽气泵输送到排气总管进行集中处理。本发明所述的油气安全主动防护系统的防护方法，其当保护区域为外浮顶储罐·一、二次密封空间时，由于该空间密封性较差，系统可针对该空间只进行抽取油气保护，利用外部空气置换混合气体，使空间内的可燃气体浓度保持在预设的安全浓度，当该区域出现紧急状况需要惰化处理时，系统可进行充入惰气保护，混合气体经二次密封排出到大气中；当保护区域为内浮顶储罐或金属拱顶罐时，由于其密封性较好，系统可采用注入惰气同时抽取油气的方法进行保护，使保护空间内混合气体中氧气浓度和可燃气体浓度迅速达到安全浓度。本发明通过取样探头对石油储罐保护区域进行检测，针对不同油罐类型，根据其保护区域的实际情况，采用惰化保护或抽取油气保护或同时惰化抽气保护的不同保护方法，使该系统的应用范围更广，而且有针对性的采用不同保护方式能够降低惰性介质消耗量，从而降低使用成本。
图1和图2是本发明的结构示意图。图中标记:1为取样探头,2为喷头，3为取样电磁阀，4为抽气总管，5为气体分析仪，6为惰气电磁阀，7为惰气总管，8为石油储罐油气空间，9为抽气接头，10为抽气电磁阀，11为抽气泵，12为排气总管，13为粗过滤器，14为取样泵，15为气水分离器，16精过滤器，17为可调流量计，18为惰气减压阀，19为排液总管，20为控制模块，21为集装房，22为外浮顶石油储罐，23为内浮顶石油储罐或金属拱顶罐。
具体实施例方式下面结合附图，对本发明作详细的说明。为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。如图1和2所示，一种油气安全主动防护系统，包括设置在石油储罐油气空间8内的取样探头I和喷 头2，若干取样探头和喷头分布在石油储罐油气空间内，所述取样探头I与取样电磁阀3的进口连接且一个取样探头对应一个取样电磁阀，所述取样电磁阀3的两个出口分别与抽气总管4和气体分析仪5连接，所述喷头2通过惰气电磁阀6与惰气总管7连通，在所述石油储罐油气空间8内还设置有抽气接头9，所述抽气接头9通过抽气电磁阀10与抽气总管4连通，在所述抽气总管4上设置有抽气泵11，所述抽气泵11的出口以及气体分析仪5的出口分别与排气总管12连通。所述取样电磁阀为两位三通电磁阀或采用两个二通电磁阀代替，惰性电磁阀和抽气电磁阀可采用气动阀代替。其中，在所述取样电磁阀3与气体分析仪5连接的管路上依次设置有粗过滤器13、取样泵14、气水分离器15以及精过滤器16，所述气水分离器15底部的排液口与排液总管19连通，在所述精过滤器16与气体分析仪5连接的管路上设置有可调流量计17，在所述惰气电磁阀6与惰气总管7连接的管道上设置有惰气减压阀18。在取样电磁阀未通电状态，取样探头通过取样电磁阀与抽气总管接通，在电磁阀通电状态，取样探头通过取样电磁阀经粗过滤器接通、取样泵、气水分离器、精过滤器、可调流量计进入气体分析仪。其中，气体分析仪、取样泵、气水分离器、可调流量计、精过滤器、粗过滤器、取样电磁阀、抽气电磁阀、惰气减压阀、惰气电磁阀、连接管路及管接头等构成一个控制模块20设置于集装房21内，该控制模块与置于石油储罐油气空间内的取样探头、喷头和抽气接头对应连接，在所述集装房内设置有至少一个控制模块。一种油气安全主动防护系统的防护方法为:启动抽气泵，使抽气总管处于负压状态，通过设置在石油储罐油气空间内的取样探头将油气经取样电磁阀抽取到抽气总管中，当需要对某点取样探头所在区域进行气体分析时，取样电磁阀通电，切断与抽气总管的连接，抽取的油气在取样泵的输送下，经粗过滤器、气水分离器、精过滤器、可调流量计进入气体分析仪，当检测出保护区域内的混合气体处于危险状态后，系统根据预设的控制程序进行惰化保护、抽取油气保护及同时惰化抽气保护。当需执行惰化保护时，惰气电磁阀得电，惰气总管内的气体经惰气减压阀进行压力调节后，经惰气电磁阀输送到各喷头，快速降低保护区域内的氧气浓度；当需要执行抽取油气保护时，抽气电磁阀通电开启，在抽气泵的作用下，保护区域内的混合气体经抽气电磁阀进入抽气总管中，通过抽气泵输送到排气总管进行集中处理。当保护区域为外浮顶石油储罐22的一、二次密封空间时，由于该空间密封性较差，系统可针对该空间只进行抽取油气保护，利用外部空气置换混合气体，使空间内的可燃气体浓度保持在预设的安全浓度，当该区域出现紧急状况需要惰化处理时，系统可进行充入惰气保护，混合气体经二次密封排出到大气中；当保护区域为内浮顶石油储罐或金属拱顶罐23时，由于其密封性较好，系统可采用注入惰气同时抽取油气的方法进行保护，使保护空间内混合气体中氧气浓度和可燃气体浓度迅速达到安全浓度。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任 何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种油气安全主动防护系统，包括设置在石油储罐油气空间(8)内的取样探头(I)和喷头(2)，其特征在于:所述取样探头(I)与取样电磁阀(3)的进口连接，所述取样电磁阀(3)的两个出口分别与抽气总管(4)和气体分析仪(5)连接，所述喷头(2)通过惰气电磁阀(6)与惰气总管(7)连通。
2.根据权利要求1所述的油气安全主动防护系统，其特征在于:在所述石油储罐油气空间(8 )内设置有抽气接头(9 )，所述抽气接头(9 )通过抽气电磁阀(10 )与抽气总管(4)连通。
3.根据权利要求2所述的油气安全主动防护系统，其特征在于:在所述抽气总管(4)上设置有抽气泵(11)，所述抽气泵(11)的出口以及气体分析仪(5 )的出口分别与排气总管(12)连通。
4.根据权利要求2或3所述的油气安全主动防护系统，其特征在于:在所述取样电磁阀(3)与气体分析仪(5)连接的管路上依次设置有粗过滤器(13)、取样泵(14)、气水分离器(15)、精过滤器(16)以及可调流量计(17)。
5.根据权利要求4所述的油气安全主动防护系统，其特征在于:所述气水分离器(15)底部的排液口与排液总管(19)连通。
6.根据权利要求4所述的油气安全主动防护系统，其特征在于:在所述惰气电磁阀(6)与惰气总管(7)连接的管道上设置有惰气减压阀(18)。
7.根据权利要求6所述的油气安全主动防护系统，其特征在于:所述气体分析仪(5)、取样泵(14)、气水分离器(15)、可调流量计(17)、精过滤器(16)、粗过滤器(13)、取样电磁阀(3)、抽气电磁阀(10)、惰气减压阀(18)、惰气电磁阀(6)、连接管路及管接头构成一个分区控制模块(20)设置于集装房(21)内，所述分区控制模块(20)与置于石油储罐油气空间(8)内的取样探头(I)、喷头(2)和抽气接头(9)对应连接，在所述集装房(21)内设置有至少一个分区控制模块(20)。
8.—种如上述权利要求所述的油气安全主动防护系统的防护方法，其特征在于:启动抽气泵，使抽气总管处于负压状态，通过设置在石油储罐油气空间内的取样探头将油气经取样电磁阀抽取到抽气总管中，当需要对某点取样探头所在区域进行气体分析时，取样电磁阀通电，切断与抽气总管的连接，抽取的油气在取样泵的输送下，经粗过滤器、气水分离器、精过滤器、可调流量计进入气体分析仪，当检测出保护区域内的混合气体处于危险状态后，系统根据预设的控制程序进行惰化保护、抽取油气保护及同时惰化抽气保护。
9.根据权利要求8所述的油气安全主动防护系统的防护方法，其特征在于:当需执行惰化保护时，惰气电磁阀得电，惰气总管内的气体经惰气减压阀进行压力调节后，经惰气电磁阀输送到各喷头，快速降低保护区域内的氧气浓度；当需要执行抽取油气保护时，抽气电磁阀通电开启，在抽气泵的作用下，保护区域内的混合气体经抽气电磁阀进入抽气总管中，通过抽气泵输送到排气总管进行集中处理。
10.根据权利要求9所述的油气安全主动防护系统的防护方法，其特征在于:当保护区域为外浮顶储罐一、二次密封空间时，由于该空间密封性较差，系统可针对该空间只进行抽取油气保护，利用外部空气置换混合气体，使空间内的可燃气体浓度保持在预设的安全浓度，当该区域出现紧急状况需要惰化处理时，系统可进行充入惰气保护，混合气体经二次密封排出到大气中；当保护区域为内浮顶储罐或金属拱顶罐时，由于其密封性较好，系统可采用注入惰气同时抽取油气的方法进行保护，使保护空间内混合气体中氧气浓度和可燃气体浓度迅速达到安 全浓度。
全文摘要
本发明公开了一种油气安全主动防护系统，包括设置在石油储罐油气空间内的取样探头和喷头，所述取样探头与取样电磁阀的进口连接，所述取样电磁阀的两个出口分别与抽气总管和气体分析仪连接，所述喷头通过惰气电磁阀与惰气总管连通。本发明通过取样探头对石油储罐保护区域进行检测，针对不同油罐类型，根据其保护区域的实际情况，采用惰化保护或抽取油气保护或同时惰化抽气保护的不同保护方法，使该系统的应用范围更广，而且有针对性的采用不同保护方式能够降低惰性介质消耗量，从而降低使用成本。
文档编号B65D90/44GK103231880SQ20131014448
公开日2013年8月7日 申请日期2013年4月24日 优先权日2013年4月24日
发明者汪映标, 吴明军, 张宗勤, 李伟 申请人:四川威特龙消防设备有限公司