加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统的制作方法
【专利摘要】一种加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，包括模拟装置和检测装置，所述模拟装置包括埋地油罐、输入油气的注油管道、液位计和点火器，所述注油管道与所述埋地油罐相通，所述液位计和点火器设于所述埋地油罐中，所述检测装置包括监测油气浓度的浓度监控仪、第一压力传感器和第一温度传感器，所述浓度监控仪设于所述油罐内，所述第一压力传感器和第一温度传感器设于所述埋地油罐的罐壁上。本发明的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统安全、全面、有效的模拟并监测了埋地油罐燃爆事故对油罐及周边的影响数据，对加油站事故危害评估等方向提供有益的支持。
【专利说明】加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种爆炸模拟系统，尤其涉及一种能模拟加油站的埋地油罐的燃爆事故的模拟检测系统。
【背景技术】
[0002]目前，国内加油站基本采用卧式埋地油罐，罐内存在油品液相空间和油气气相空间。在加油站的检修、清罐、卸油等作业环节中，由于操作不当可能会产生燃烧爆炸等事故，会对加油站产生巨大的危害。但目前的技术中，国内外并无针对加油站埋地油罐可能发生的事故进行实验模拟和监测数据并评估事故危害的装置。
[0003]中国专利CN 200920201081.6，《可燃性气体爆炸实验系统》公开了一种可燃性气体爆炸实验系统，包括一管状爆炸测试筒，所述爆炸测试筒与一向筒内腔注入常温常压可燃气体的供气装置连接，爆炸测试筒上设有感应筒内压力的压力传感器、监测筒内可燃气体浓度的监测器和点燃筒内气体的点火器。但该装置为小型的实验装置，体积只20L左右，从形式与结构上均与加油站实际使用的埋地油罐有很大的区别。
[0004]中国专利CN 200920033142.2，《一种空气混合物爆炸实验装置》公开了一种空气混合物爆炸实验装置，由流量计、爆炸罐、电磁阀、热电偶、加热圈、点火器等组成，用于测试煤粉的爆炸压力和温度。
[0005]上述目前已公开的专利涉及到气体燃爆实验及测试的装置多为小型实验装置，不具备实际模拟加油站埋地油罐事故的能力。而在实际加油站运行中，清罐和设备检修期间操作不当会产生静电打火并引发油气爆炸；卸油时如果发生泄漏会引发火灾等，类似的各种燃爆事故会对加油站及周围设施产生巨大的危害。因此需要相应的模拟系统对可能出现的各种事故进行监测和评估。
[0006]因此，本领域的技术人员致力于开发一种能模拟加油站的埋地油罐的燃爆事故的模拟检测系统。
【发明内容】
[0007]鉴于上述的现有技术中的问题，本发明的实施例利用埋地油罐、液位计、点火器、注油管道来模拟燃烧爆炸事故时罐内的实际状况；通过浓度监控仪来监测事故时罐内的油气浓度；并通过压力波传感器、温度传感器、热流传感器来测量燃爆事故对油罐及周边的影响；通过采集的影响数据评估事故的危害情况。本发明的技术方案为:
一种加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，包括模拟装置和检测装置，所述模拟装置包括埋地油罐、输入油气的注油管道、液位计和点火器，所述注油管道与所述埋地油罐相通，所述液位计和点火器设于所述埋地油罐中，所述检测装置包括监测油气浓度的浓度监控仪、第一压力传感器和第一温度传感器，所述浓度监控仪设于所述油罐内，所述第一压力传感器和第一温度传感器设于所述埋地油罐的罐壁上。
[0008]在本发明的一个较佳实施方式中，还包括移动检测器组，所述移动检测器组设于所述埋地油罐外，所述移动检测器组包括第二压力传感器、第二温度传感器和热流传感器。
[0009]在本发明的另一较佳实施方式中，还包括压力数据采集器、温度数据采集器、热流数据采集器、浓度数据采集器和中央处理器，所述第一压力传感器和第二压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器、热流传感器、浓度监控仪分别各自通过所述压力数据采集器、温度数据采集器、热流数据采集器、浓度数据采集器与所述中央处理器相连。
[0010]在本发明的另一较佳实施方式中，所述第一压力传感器和第二压力传感器为压电式传感器，所述压力数据采集器的采集频率为4096±500Hz。
[0011]在本发明的另一较佳实施方式中，所述第一温度传感器和第二温度传感器为快速响应型热电偶，所述温度数据采集器和热流数据采集器的采集频率为512 土 50Hz。
[0012]在本发明的另一较佳实施方式中，所述浓度数据采集器的采集频率为128±20Hz。
[0013]在本发明的另一较佳实施方式中，所述埋地油罐为卧式油罐，所述埋地油罐的体积为30±5 m3，所述埋地油罐的长度为6±2 m，所述埋地油罐的高为2.5± I m。
[0014]在本发明的另一较佳实施方式中，所述埋地油罐的上端设有实验人孔和设备人孔，所述点火器和液位计分别通过所述实验人孔、设备人孔设于所述埋地油罐中，所述注油管道通过所述设备人孔与所述埋地油罐相通。
[0015]在本发明的另一较佳实施方式中，所述移动检测器组围绕设于所述实验人孔的四周，并临近于所述实验人孔，所述移动检测器组可水平或垂直移动。
[0016]在本发明的另一较佳实施方式中，所述浓度监控仪包括采样泵，所述采样泵上设有球阀。
[0017]本发明的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统安全、全面、有效的模拟并监测了埋地油罐燃爆事故对油罐及周边的影响数据，对加油站事故危害评估等方向提供有益的支持。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明的实施例的结构示意图；
图2是本发明的实施例的模拟监测流程图。
【具体实施方式】
[0019]以下将结合附图对本发明做具体阐释。
[0020]如图1中所示的本发明的实施例的一种加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，包括模拟装置和检测装置。
[0021]模拟装置包括埋地油罐1、输入油气的注油管道2、液位计3和点火器4。注油管道2与埋地油罐I相通，用于将模拟的油气输入到埋地油罐I内。液位计3和点火器4设于埋地油罐中，液位计3用于模拟事故前埋地油罐I内油的液位，点火器4用于点火。
[0022]检测装置包括监测油气浓度的浓度监控仪5、第一压力传感器6和第一温度传感器7。浓度监控仪5设于油罐内，用于监测罐内油气的浓度。第一压力传感器6和第一温度传感器7设于所述埋地油罐的罐壁上，可设于内壁，也可设于外壁，监测燃爆事故对油罐的影响。
[0023]本发明的实施例实时模拟并监测燃爆事故对油罐及周边的影响,对加油站事故危害评估等方向提供有益的支持。
[0024]如图1中所示，在本发明的实施例中，还包括移动检测器组8。移动检测器组8设于埋地油罐外，监测事故对油罐外的影响。移动检测器组8包括第二压力传感器9、第二温度传感器10和热流传感器11。
[0025]此外，在本发明的实施例中，浓度监控仪优选为多个，并分布与埋地油罐内，利于更精确的监测罐内的油气浓度。在实施例中，优选为3个，分别位于罐内空间的上端的中部和两侧。
[0026]另外，第一压力传感器和第一温度传感器也优选为多个，如各为2个，分布与油罐的罐壁上，以利于更精确的监测对罐壁的影响。
[0027]如图2中所示，在本发明的实施例中，在模拟了事故前的罐内状况并监测油气浓度，采集数据后，还需将采集的数据归集整理并分析评估事故的危害。在本实施例中，数据采集主要通过压力数据采集器、温度数据采集器、热流数据采集器、浓度数据采集器和中央处理器进行。
[0028]并优选不同类型的传感器分别连接不同的数据采集仪器，按照各自的采样频率获得实验数据并保存至中央处理器。即，第一压力传感器和第二压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器、热流传感器、浓度监控仪分别各自通过压力数据采集器、温度数据采集器、热流数据采集器、浓度数据采集器与中央处理器相连。中央处理器用于将数据归集、显示，并分析评估事故的危害。
[0029]在本发明的实施例中，第一压力传感器和第二压力传感器优选为压电式传感器，压力数据采集器的采集频率为4096±500Hz，优选为4096Hz。传感器感压面受到冲击波后能够转化为电压信号传输至数据采集仪器，数据采集仪器以4096Hz的采样频率采集数据并保存于中央处理器。
[0030]第一温度传感器和第二温度传感器为快速响应型热电偶。温度数据采集器和热流数据采集器的采集频率为512 ± 50Hz，优选为512Hz。温度传感器能够将温度变化转化为电信号并通过数据采集仪器以512Hz的频率采样。热流传感器则将受到的热辐射转化为电压信号并以512Hz的频率采集数据。
[0031]浓度数据采集器的采集频率为128±20Hz，优选为128Hz。浓度监控仪包括采样泵，采用泵吸式采集原理，以较低的流速将气体吸入采集器，并在线分析其浓度，浓度采集以128Hz的采样频率采集数据，实时监测罐内的油气浓度。采样泵上设有球阀。在实验爆炸期间将阀门关闭，以避免爆炸产生的火焰或冲击波损坏采样泵及仪表。
[0032]如图1中所示，在本发明的实施例中，埋地油罐I为卧式油罐。埋地油罐I的体积为30±5 m3，优选为30 m3，埋地油罐I的长度为6±2 m，优选为6 m，埋地油罐I的高为
2.5±1 m，优选为 2.5 m。
[0033]并如图1中所示，在本发明的实施例中，埋地油罐I的上端设有实验人孔12和设备人孔13，分别位于油罐上端的两侧。点火器4和液位计3分别通过实验人孔12、设备人孔13设于埋地油罐I中，点火器4供电点火能量，并优选为可伸缩式高能点火器，能够根据实验的要求调解点火点的高度。注油管道2通过设备人孔13与埋地油罐I相通，用于模拟埋地油罐的注油、卸油管线。
[0034]并优选移动检测器组8围绕设于实验人孔12的四周，并临近于实验人孔12。移动检测器组8可水平或垂直移动，便于准确测量燃爆事故对油罐周边的影响，满足不同燃爆工况的数据采集要求。
[0035]此外，如图1中所示，在本发明的实施例中，埋地油罐I的下端通过废油管道14与油水分离器15相通。罐内的废油通过油罐下端的废油管道14经由油泵排出至油水分离器15处理。
[0036]如图1中所示，本发明的模拟监测的实施例有:
1、罐内爆炸
首先关闭废油管道14。在进行有油情况下爆炸的实验时，从注油管道2注入汽油，让罐内汽油自然挥发，三个浓度监控仪5的油气浓度均达到爆炸范围时，接通可伸缩式高能点火器4的电源，在罐内点火，引爆油气；若进行无油情况下的实验，则先打开实验人孔12，由注油管道2注入按照实验浓度配比的油气，待罐内气体浓度监控仪5的油气浓度均达到实验要求时，由可伸缩式高能点火器4点火实验。实验完成后，打开废油管道14，将剩余残油抽至油水分离器15进行处理。
[0037]2、罐内燃烧
首先关闭废油管道14。打开实验人孔12，从注油管道2注入汽油，空气由实验人孔12排出，罐内液位高度由液位计3监测，至要求液位时停止注油,关闭注油管道2，将可伸缩式高能点火器4点火探头伸至液面附近点火引燃油气。实验期间实验人孔12保持打开状态，以保证燃烧期间补入氧气。
[0038]3、采集数据
各种传感器共同组成监测系统。实验期间，为了减少数据的存储量，压力、温度、热流三组传感器在点火前5秒开始数据采集，而浓度监控仪5则保持实时采集。
[0039]以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，包括模拟装置和检测装置，所述模拟装置包括埋地油罐、输入油气的注油管道、液位计和点火器，所述注油管道与所述埋地油罐相通，所述液位计和点火器设于所述埋地油罐中，所述检测装置包括监测油气浓度的浓度监控仪、第一压力传感器和第一温度传感器，所述浓度监控仪设于所述油罐内，所述第一压力传感器和第一温度传感器设于所述埋地油罐的罐壁上。
2.如权利要求1所述的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，还包括移动检测器组，所述移动检测器组设于所述埋地油罐外，所述移动检测器组包括第二压力传感器、第二温度传感器和热流传感器。
3.如权利要求2所述的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，还包括压力数据采集器、温度数据采集器、热流数据采集器、浓度数据采集器和中央处理器，所述第一压力传感器和第二压力传感器、第一温度传感器和第二温度传感器、热流传感器、浓度监控仪分别各自通过所述压力数据采集器、温度数据采集器、热流数据采集器、浓度数据采集器与所述中央处理器相连。
4.如权利要求3所述的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，所述第一压力传感器和第二压力传感器为压电式传感器，所述压力数据采集器的采集频率为4096±500Hz。
5.如权利要求3所述的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，所述第一温度传感器和第二温度传感器为快速响应型热电偶，所述温度数据采集器和热流数据采集器的采集频率为512 ± 50Hz。
6.如权利要求3所述的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，所述浓度数据采集器的采集频率为128 ± 20Hz。
7.如权利要求1所述的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，所述埋地油罐为卧式油罐，所述埋地油罐的体积为30±5 m3，所述埋地油罐的长度为6±2 m，所述埋地油罐的高为2.5±1 m。
8.如权利要求7所述的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，所述埋地油罐的上端设有实验人孔和设备人孔，所述点火器和液位计分别通过所述实验人孔、设备人孔设于所述埋地油罐中，所述注油管道通过所述设备人孔与所述埋地油罐相通。
9.如权利要求8所述的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，所述移动检测器组围绕设于所述实验人孔的四周，并临近于所述实验人孔，所述移动检测器组可水平或垂直移动。
10.如权利要求1所述的加油站埋地油罐的燃爆模拟检测系统，其特征在于，所述浓度监控仪包括采样泵，所述采样泵上设有球阀。
【文档编号】G01N33/22GK103792331SQ201210423576
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2012年10月30日 优先权日:2012年10月30日
【发明者】张卫华, 张健中, 韩青林, 郎需庆, 厉建祥, 周金广 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司青岛安全工程研究院