一种用于固定顶储罐初期火灾探测的装置及方法与流程

本发明属于仪器仪表技术领域，具体涉及一种用于固定顶储罐初期火灾探测的装置及方法。

背景技术：

在保证经济性并满足我国相关规范要求的前提下，国内乙b类和丙类液体的大规模存储一般采用固定顶储罐。

gb50160-2008《石油化工企业设计防火规范》、gb50229-2006《火力发电厂和变电站设计规范》、gb50074-2014《石油库设计规范》对储存甲b、乙a类液体的外浮顶罐提出了安装感温光纤或光栅探测器的要求，但未对储存乙b类和丙类液体的固定顶储罐提出具体火灾探测器的设置要求。gb50116-2013《火灾自动报警系统设计规范》明确“除浮顶和卧式油罐外的其它油罐宜采用火焰探测器”、“油罐区可在高架杆等高位处设置点型红外火焰探测器或图像型火灾探测器做辅助探测”，但未做强制性规定。

重油电厂中，油罐区火灾探测一般采用过火焰探测、感温光缆探测方式。对于火焰探测方式，由于固定顶罐为封闭结构，无法在罐内装设，也不便或不能维护，只能在油罐外或油堤上装设探测器，实际应用中的失效率、误报率居高不下，且需日常维护(清洁探头)。火焰探测器由于受到本身探测视角、探测距离及储罐结构遮挡造成探测盲区的影响，其仅能作为外浮顶储罐的辅助火灾探测装置；对固定顶储罐其只能在火灾导致罐顶结构损坏且有明火突出后才能实现探测，无法对固定顶储罐内部初期火灾进行探测。

对于感温光缆，其布置需在油罐施工基本结束后进行，一般需在罐体外壁做缠绕安装，施工成本较高。另外，感温光缆+安装附件的采购成本在10元/米左右(120℃高温光缆)，主机采购成本10万/台左右(4通道、2.5km/通道)。因此，采用感温光缆，电厂油罐区一套火灾探测设备的采购成本至少在20万以上。对于具有保温层的储罐，感温光缆安装后几乎不能维护。

浮顶储罐初期火灾不大，尤其是低液面时难以及时发现，所以相关规范要求储存甲b类和乙a类易燃液体的浮顶罐，应在储罐上设置光纤感温探测装置，以便能及时探测火情。但对于固定顶储罐，由于罐顶为固定结构，储罐为封闭空间，目前还没有可对固定顶储罐内部初期火灾进行探测的经济且有效的方法。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种利用感温包对固定顶储罐内部初期火灾进行探测的装置及方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种用于固定顶储罐初期火灾探测的装置，包括连接于固定顶储罐顶部的安装板，安装板上安装有与报警系统电连接的压力式温度开关，压力式温度开关上连接有毛细管，毛细管的另一端连接有感温包，感温包内填充有感温工质，感温包置于固定顶储罐内。

固定顶储罐内出现火灾的初期，感温包内的感温工质受热膨胀，感温工质沿毛细管流动。在液压作用下，感温工质推动压力式温度开关动作，则压力式温度开关触发报警系统。压力式温度开关具有工作温度范围宽、防爆和防护等级高等特点。本发明采用压力式温度开关作为火灾探测元件，并进行安装优化，为固定顶储罐内部初期火灾的探测提出了一种低成本、安全可靠的解决方案。本发明长期工作可靠性高、安装简便、可维护性好、成本低廉。

作为本发明的优选方案，所述压力式温度开关包括开关主体，开关主体内设置有平衡腔，平衡腔内套设有平衡柱，平衡腔与毛细管连通，平衡柱上固定有触发块，触发块旁设置有微动开关，微动开关安装于开关主体上。当毛细管内的感温工质推动平衡柱移动时，平衡柱上的触发块与微动开接触，则微动开关将信号传输到报警系统。感温工质受热膨胀比较灵敏，则本发明在火灾初期即能触发报警系统。

作为本发明的优选方案，所述微动开关包括触片，触片位于触发块旁，触片连接有触头，触头与报警系统电连接。平衡柱移动时，平衡柱上的触发块接触微动开关的触片，则微动开关接通，微动开关的触头能将信号传输到报警系统，实现即时报警。其中，触头为干接点式触头。

作为本发明的优选方案，所述平衡柱与平衡腔的底部之间连接有复位弹簧。当固定顶储罐内没有火情时，感温工质收缩，复位弹簧能将平衡柱拉动到初始位置。

作为本发明的优选方案，所述平衡柱上连接有调节弹簧，调节弹簧的另一端连接有旋钮，旋钮螺纹连接于开关主体上。旋拧旋钮时，旋钮推动调节弹簧移动，调节弹簧推动平衡柱移动，则平衡柱上的触发块与微动开关的触片之间的间距得以调整。经调整后，平衡柱触发微动开关所需移动的距离改变，则需要触发微动开关所需的感温工质膨胀率改变。感温工质的膨胀率与固定顶储罐内部温度满足确定的关系，则通过旋拧旋钮，可将微动开关的动作值设定为确定温度，提高报警的准确度。

作为本发明的优选方案，所述毛细管远离压力式温度开关的一端连接有卡套式安装组件，卡套式安装组件安装于安装板的固定顶储罐顶部。卡套式安装组件能将毛细管的下端准确固定到储罐的顶部，由于毛细管的下端连接感温包，则感温包能准确置于固定顶储罐内部的上部空间，方便感温包准确感知温度。

作为本发明的优选方案，所述卡套式安装组件包括依次设置的螺母、卡套和连接头，螺母、卡套和连接头均连接于毛细管上，连接头安装于固定顶储罐顶部的安装口中。毛细管穿过连接头、卡套和螺母，将连接头安装到固定顶储罐顶部的安装口中，将卡套卡到连接头上，再在卡套上旋紧螺母，则毛细管的下端得到稳定安装。

作为本发明的优选方案，所述卡套为开口卡套。卡套采用耐油、工作温度范围宽的氟塑料材质的开口卡套，以保证毛细管在固定安装中免受伤害。卡套的材料为氟塑料，可避免卡紧时毛细管受损，且具有耐油和宽温等优点。卡套的形状为腰鼓型。

作为本发明的优选方案，所述感温包的中心点与固定顶储罐顶板距离不超过100mm。

一种用于固定顶储罐初期火灾探测的方法，包括如下步骤：

s1：调节压力式温度开关内微动开关的动作值；

s2：使用感温包感知固定顶储罐内部温度；

s3：由感温包内感温工质膨胀并在毛细管中流动，以触发压力式温度开关。

本发明的有益效果为：

本发明的感温包内的感温工质受热膨胀，感温工质沿毛细管流动。在液压作用下，感温工质推动压力式温度开关动作，则压力式温度开关触发报警系统。压力式温度开关具有工作温度范围宽、防爆和防护等级高等特点。本发明采用压力式温度开关作为火灾探测元件，并进行安装优化，为固定顶储罐内部初期火灾的探测提出了一种低成本、安全可靠的解决方案。本发明长期工作可靠性高、安装简便、可维护性好、成本低廉。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中，1-安装板；2-压力式温度开关；3-毛细管；4-感温包；5-卡套式安装组件；21-开关主体；22-平衡柱；23-触发块；24-微动开关；25-复位弹簧；26-调节弹簧；27-旋钮；51-螺母；52-卡套；53-连接头；241-触片；242-触头。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例1：

如图1所示，本实施例的用于固定顶储罐初期火灾探测的装置，包括连接于固定顶储罐顶部的安装板1，安装板1上安装有与报警系统电连接的压力式温度开关2，压力式温度开关2上连接有毛细管3，毛细管3的另一端连接有感温包4，感温包4内填充有感温工质，感温包4置于固定顶储罐内。

需要注意的是：所述感温包4的中心点与固定顶储罐顶板距离不超过100mm。

固定顶储罐内部火灾发生初期，燃烧在罐内液面上进行，燃烧产生的炙热烟气将在罐顶积聚。本发明采用温湿度及防爆、防护等级均满足应用环境要求的压力式温度开关2作为罐内火灾探测装置，并将感温元件吊装于罐内顶部，通过感温元件感知罐顶内烟气温度异常情况，实现罐内火灾的报警。感温包4内的感温工质受热膨胀，感温工质沿毛细管3流动。在液压作用下，感温工质推动压力式温度开关2动作，则压力式温度开关2中的微动开关24被触发，产生报警信号(干接点信号)，并将信号传输到报警系统。压力式温度开关2具有工作温度范围宽、防爆和防护等级高等特点。

本发明采用压力式温度开关2作为火灾探测元件，并进行安装优化，为固定顶储罐内部初期火灾的探测提出了一种低成本、安全可靠的解决方案。本发明在重油电厂工程中得到了部分验证，长期工作可靠性高、安装简便、可维护性好、成本低廉。

压力式温度开关2的具体结构和原理为：压力式温度开关2包括开关主体21，开关主体21内设置有平衡腔，平衡腔内套设有平衡柱22，平衡腔与毛细管3连通，平衡柱22上固定有触发块23，触发块23旁设置有微动开关24，微动开关24安装于开关主体21上。当毛细管3内的感温工质推动平衡柱22移动时，平衡柱22上的触发块23与微动开接触，则微动开关24将信号传输到报警系统。感温工质受热膨胀比较灵敏，则本发明在火灾初期即能触发报警系统。

所述微动开关24包括触片241，触片241位于触发块23旁，触片241连接有触头242，触头242与报警系统电连接。平衡柱22移动时，平衡柱22上的触发块23接触微动开关24的触片241，则微动开关24接通，微动开关24的触头242能将信号传输到报警系统，实现即时报警。其中，触头242为干接点式触头。

为了保证平衡柱22能复位，所述平衡柱22与平衡腔的底部之间连接有复位弹簧25。当固定顶储罐内没有火情时，感温工质收缩，复位弹簧25能将平衡柱22拉动到初始位置。

为了方便调节微动开关24的动作值，所述平衡柱22上连接有调节弹簧26，调节弹簧26的另一端连接有旋钮27，旋钮27螺纹连接于开关主体21上。旋拧旋钮27时，旋钮27推动调节弹簧26移动，调节弹簧26推动平衡柱22移动，则平衡柱22上的触发块23与微动开关24的触片241之间的间距得以调整。经调整后，平衡柱22触发微动开关24所需移动的距离改变，则需要触发微动开关24所需的感温工质膨胀率改变。感温工质的膨胀率与固定顶储罐内部温度满足确定的关系，则通过旋拧旋钮27，可将微动开关24的动作值设定为确定温度，提高报警的准确度。

毛细管3和感温包4由卡套式安装组件5连接到固定顶储罐的顶部。毛细管3远离压力式温度开关2的一端连接有卡套式安装组件5，卡套式安装组件5安装于安装板1的固定顶储罐顶部。卡套式安装组件5能将毛细管3的下端准确固定到储罐的顶部，由于毛细管3的下端连接感温包4，则感温包4能准确置于固定顶储罐内部的上部空间，方便感温包4准确感知温度。

其中，所述卡套式安装组件5包括依次设置的螺母51、卡套52和连接头53，螺母51、卡套52和连接头53均连接于毛细管3上，连接头53安装于固定顶储罐顶部的安装口中。毛细管3穿过连接头53、卡套52和螺母51，将连接头53安装到固定顶储罐顶部的安装口中，将卡套52卡到连接头53上，再在卡套52上旋紧螺母51，则毛细管3的下端得到稳定安装。所述卡套52为开口卡套52。卡套52采用耐油、工作温度范围宽的氟塑料材质的开口卡套52，以保证毛细管3在固定安装中免受伤害。卡套52的材料为氟塑料，可避免卡紧时毛细管3受损，且具有耐油和宽温等优点。卡套52的形状为腰鼓型。

具体安装方式：

在固定顶储罐顶部观察孔法兰上制作安装螺孔，并通过卡套52式安装组件5，可方便地将压力式温度开关2的感温包4固定吊装于固定顶储罐内。选用氟塑料制作开口卡套52，不仅可有效保护毛细管3，且可方便调整感温包4的悬垂高度。压力式温度开关2通过安装板1固定安装在固定顶储罐顶部观察孔法兰上部。该安装方式简便、可靠，同时也便于压力式温度开关2的检修和维护。

实施例2：

一种用于固定顶储罐初期火灾探测的方法，包括如下步骤：

s1：调节压力式温度开关2内微动开关24的动作值；

s2：使用感温包4感知固定顶储罐内部温度；

s3：由感温包4内感温工质膨胀并在毛细管3中流动，以触发压力式温度开关2。

调节压力式温度开关2，压力式温度开关2内的触发块23与微动开关24的触片241之间的距离得到调整。由于感温工质的膨胀率与固定顶储罐内部温度满足确定的关系，则通过调节压力式温度开关2，可将微动开关24的动作值设定为确定温度，提高报警的准确度。

固定顶储罐内部火灾发生初期，燃烧在罐内液面上进行，燃烧产生的炙热烟气将在罐顶积聚。感温包4内的感温工质受热膨胀，感温工质沿毛细管3流动。在液压作用下，感温工质推动压力式温度开关2动作，则压力式温度开关2中的微动开关24被触发，产生报警信号(干接点信号)，并将信号传输到报警系统。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。