一种智能储罐氮封系统的制作方法

本实用新型涉及工业生产领域的物料储存装置，特别涉及一种智能储罐氮封系统。

背景技术：

在工业生产领域，物料储存是非常重要的一个环节。部分物料会自然挥发，或者与空气里的某些成分(比如氧气)接触后生成各类化合物，例如碳氢化合物(甲苯、二甲苯、乙烷等)、卤代烃(氯甲烷、二氯甲烷、三氯乙烯等)以及各种醇类、醛类、酮类等。这些挥发物质有些具有毒性或难闻的气味，有些会对大气环境产生严重的危害，有些化合物质本身或者和空气混合后甚至还具有爆燃特性，埋下安全隐患。还有部分物料与空气中的氧气接触后，会被氧化，产品品质下降严重，例如食用油。此外，物料的蒸发损耗也会造成能源的损失和浪费，导致企业生产成本的提高。

为解决上述问题，目前应用最多的是惰性气体保护技术，即将物料储存容器内其接触到的空气置换为难以与物料发生反应的惰性气体(比如氮气和氩气)，同时将储存容器进行密封，以此达到封闭储存物料的目的。由于氮气的获取较氩气更加容易且成本较低，在使用范围上也更加普遍，所以在国内惰性保护技术也被称为氮封技术。

国内目前使用最多的氮封技术方案如图1所示，该方案使用自立式机械氮封阀来实现对触感的氮封保护；氮封阀有三个接口，分部是氮封气体进口、出口和感应气体接口，每个接口都配备一只关断阀1。

该氮封阀的内部结构如图2所示，由阀膜膜片2激活，可以控制储罐3上部空间压力，当储罐温度降低、储罐内蒸汽冷凝或者物料泵出时，该阀门可以引入惰性气体，避免储罐内部压力下降，同时储罐内的正压可以防止外部气体进入使物料氧化或者污染产品，当压力维持住之后，氮封阀关闭。

调节范围弹簧4可以设定氮封压力，感应管路5的气体压力会反馈到氮封阀的膜片下方，与作用于膜片2上方的范围弹簧4压力比较，从而实现阀头的上升或下降，进而实现阀门的开闭。

使用自立式氮封阀的方案存在三点缺点：

其一，自动化和系统集成程度低，无法实现对多个储罐的罐区运行状态的集中实时监视和控制调整，启停储罐的氮封必须由操作人员在现场开启或关闭关断阀来实现，特别针对多罐的罐区来说工作量非常大。

其二，灵活性差，大量使用机械式阀门就地调控，无法实现在中央控制室远程对罐区单个储罐的氮封和吹扫状态的选择，以及对压力和报警值的设定的修改。

其三，可靠性较低，采用的自立式氮封阀为膜片驱动，精密的膜片容易损坏且可维修性差。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种结构简单、自动化程度高、能够实时监控和调整的一种智能储罐氮封系统。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种智能储罐氮封系统，所述储罐氮封系统包括：

一储罐，储罐上设有氮气进口和尾气出口，氮气进口通过管道与主氮气管网连接，氮气进口与主氮气管网之间的管道上设有第一流量调节阀和进气控制阀；尾气出口通过管道与尾气管网连接，尾气出口与尾气管网之间的管道上设有排气控制阀和第二流量调节阀；

一压力传感器，所述压力传感器设置在储罐上，压力传感器用于采集储罐内部压力值，并将采集的压力值转换为压力值信号输送给远程模块；

至少一远程模块，用于接收压力传感器输送来的压力值信号，并将其压力值信号输送给控制主机；接收控制主机输出的动力信号，并控制安装在储罐上的进气控制阀和排气控制阀工作；

一控制主机，用于接收远程模块传输来的压力值信号，并将其转换成压力值，通过比较远程模块输送来的压力值和控制主机内部设定的压力值来输出动力信号给远程模块。

在本实用新型的一个实施例中，第一流量调节阀位于主氮气管网和进气控制阀之间，进气控制阀位于第一流量调节阀和氮气进口之间。

在本实用新型的一个实施例中，第二流量调节阀位于尾气管网和排气控制阀之间，排气控制阀位于第二流量调节阀和尾气出口之间。

在本实用新型的一个实施例中，每个远程模块均可以监控8个或12个储罐。

在本实用新型的一个实施例中，所述储罐上还设有呼吸阀。

在本实用新型的一个实施例中，所述进气控制阀为角座阀。

在本实用新型的一个实施例中，所述排气控制阀为大口径球阀。

通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型可以实现对多个储罐运行状态的集中实时监控，实现在中央控制室远程对罐区单个储罐的氮封启停、氮封和吹扫状态的选择，以及对压力和报警值的设定，灵活性更强，克服自立式氮封阀必须人员到现场进行启停氮封、修改压力设定、以及进行吹扫储罐的繁琐操作；同时，进气控制阀和排气控制阀均采用角座阀，结构简单可靠，降低潜在的自立式氮封阀膜片失效风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为自立式机械氮封阀的工作原理图；

图2为自立式机械氮封阀的内部结构示意图；

1、关断阀 2、膜片 3、储罐 4、范围弹簧 5、感应管路；

图3为本实用新型工作原理图；

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

10、储罐 11、氮气进口 12、尾气出口 13、第一流量调节阀 14、进气控制阀 15、排气控制阀 16、第二流量调节阀 20、压力传感器 30、远程模块 40、控制主机 50、管道 60、主氮气管网 70、尾气管网 80、呼吸阀。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

参见图3所示，本实用新型公开了一种智能储罐氮封系统，包括储罐10、压力传感器20、远程模块30以及控制主机40，压力传感器20设置在储罐10上，控制主机40安装于安全区域内，控制主机40可以连接多个远程模块30，因此，对于远程模块30的数量本申请不做限定，远程模块30可安装于Zone 2区域内，每个远程模块30可监控8个、12个或更多的储罐10；每套系统最高可控制80个储罐。

储罐10上设有氮气进口11和尾气出口12，氮气进口11通过管道50与外部的主氮气管网60连接，氮气进口11与主氮气管网60之间的管道50上设有第一流量调节阀13和进气控制阀14；尾气出口12通过管道50与尾气管网70连接，尾气出口12与尾气管网70之间的管道50上设有排气控制阀15和第二流量调节阀16；第一流量调节阀13位于主氮气管网60和进气控制阀14之间，进气控制阀14位于第一流量调节阀13和氮气进口11之间；第二流量调节阀16位于尾气管网70和排气控制阀15之间，排气控制阀15位于第二流量调节阀16和尾气出口12之间；第一流量调节阀13用于调节管道50内进入储罐10时氮气的流量大小，第二流量调节阀16用于调节管道50内排出尾气时的流量大小，第一流量调节阀13和第二流量调节阀16的安装位置可以使第一流量调节阀和第二流量调节阀在进气控制阀14和排气控制阀15工作前提前预调。

压力传感器20用于采集储罐10内部压力值，并将采集的压力值转换为压力值信号输送给远程模块30；远程模块30用于接收压力传感器20输送来的压力值信号，并将其压力值信号输送给控制主机40；控制主机40用于接收远程模块30传输来的压力值信号，并将其转换成压力值，通过比较远程模块30输送来的压力值和控制主机内部设定的压力值来输出动力信号给远程模块30；远程模块30接收控制主机40输出的动力信号，并控制安装在储罐10上的进气控制阀14和排气控制阀15工作，使每个储罐10中均维持极低的正压。

本实用新型储罐10上还设有呼吸阀80，呼吸阀80起到保护储罐10的作用，同时具有正压保护和真空保护的功能。

本实用新型的工作原理如下：

以储罐氮封压力设定值5mbar为例，如果压力传感器20检测到当前罐内压力低于4mbar(5mbar-20％)，控制主机40通过压力程度判断，并发送进气开阀指令，随即进气控制阀14开启，氮气即以适度流量通过第一流量调节阀13和进气控制阀14进入储罐10，使储罐10压力升高到5mbar时，进气控制阀14将关闭；反之，如果压力传感器20检测到当前罐内压力高于6mbar(5mbar+20％)，控制主机40通过压力程度判断，并发送排气开阀指令，随即排气控制阀15开启，罐内气体即以适度流量通过排气控制阀15和第二流量调节阀16排出储罐10，使储罐10压力降低到5mbar时，排气控制阀15将关闭；进气控制阀14和排气调节阀15是依据储罐10的进出料泵流量以及储罐自身配置条件和所处环境确定开度，此处不加赘述。

以一个包含51只储罐的煤焦油深加工企业工厂为例，通过实施此技术方案，用户可以在中央控制室通过控制主机监控当前每只储罐的运行状态和运行参数，并对数据进行记录和存储；用户可以在中央控制室进行操控，就可以让需要氮封的储罐投入氮封或者吹扫状态，而不需要人员到达现场；用户可以针对不同的存储物料设定不同的氮封压力，在控制主机上即可以简单实施，而不需要人员到达现场；使用结构更加简单的角座阀来实现进气和排气的控制，可靠性更高，可更换性和可维护性更高。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。