基于声呐的油品储罐火灾沸溢、喷溅预警技术

本发明涉及油品储罐火灾预警领域，具体涉及一种油品储罐火灾沸溢、喷溅预警装置。

背景技术：

原油是地下开采出来的未经加工的石油。原油是烃类的混合物，主要成分是碳氢化合物。原油的黏度较大，而且不同程度地含有一定的水分。原油中含有自由水、乳化水，在原油火灾中，热波会使原油中的水被加热汽化，变成水蒸气，蒸汽泡被油薄膜包围形成大量油泡沫，使体积剧烈膨胀，超出贮罐所能容纳时，就会像煮稀粥溢锅一样，溢出罐外，造成沸溢。随着燃烧的继续进行，热波的温度逐渐升高，且不断向下移动，当热锋面遇到水层(或大量水)时，大量水迅速汽化为水蒸气时，体积膨胀1700倍，其蒸汽压也迅速增大，当水蒸气以很大的压力急剧冲出液面时，将水垫层上部的原油抛向上空，形成喷溅把着火的油品带到上空，形成巨大火柱，这种现象叫喷溅。沸溢和喷溅在原油火灾中危害极大，沸溢可使原油溅出距离达几十米，大油罐储油多时，其溢出的面积可达几千平方米，从而使火灾大面积扩散。喷溅时，原油的火焰突然腾空，火柱可高达70～80m，火柱顺风向喷射距离可达120m左右。火焰下卷时，向四周扩散，容易蔓延至邻近油罐，扩大灾情，并且可能使灭火人员突然处于火焰包围中，造成人员伤亡。

现有技术对油品储罐火灾的探测通常使用红外火焰探测器和线性光束探测方式，虽然可以尽早发现火灾，但不能很好的预测火灾的沸溢及喷溅是否发生及发生时间，威胁救火消防人员的人身安全。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于声呐的油品储罐火灾沸溢、喷溅预警装置，利用在沸溢火灾发生时会产生大量气泡的特征，通过声呐探头可以检测到储罐油内水份受热蒸发的气泡；通过显示装置接收声呐探头信号，显示气泡信息；通过报警装置在火灾发生初期报警，使周围工作人员及时响应和撤离。

一种基于声呐的油品储罐火灾沸溢、喷溅预警装置，包括油层上部固定探头和油层下部固定探头两种布置方式，其特征是：包括声呐探头、冷却装置、显示装置、报警装置、固定支柱、固定绳、消防泡沫浮板、浮漂。

所述声呐探头主要由固定支柱固定在支柱上，外侧由冷却装置包围，基于声波传输原理，在油品储罐发生火灾时，可以检测到储罐油内水份受热蒸发的气泡，并转化为信号传输到显示装置。

所述冷却装置由固定支柱固定，包围在声呐探头外侧，在油品储罐发生火灾时，冷却声呐探头周围油温。

所述显示装置主要由显示主体和控制按键组成，所述显示主体，位于显示装置上部，其用于接收声呐探头的反馈信号，显示气泡信息；所述控制按键，位于显示装置下部，用于控制显示装置开关及油内显示位置。

所述报警装置连接在显示装置后，其用于接收信号并报警，提醒人员撤离。

所述固定支柱固定在消防泡沫浮板下方，主要用于固定声呐探头。

所述消防泡沫浮板用于安装固定支柱，并随油面上升而上升。

所述浮漂用于固定在声呐探头，并随油品储罐底的水面上升而上升。

所述固定线缆长度在30-50cm，线缆外侧加强隔热保护，用于固定浮漂。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明所提供的一种基于声呐的油品储罐火灾沸溢喷溅预警装置，能够在油罐火灾发生时，在常规消防措施采取后仍然无法有效扑灭火灾时，通过声呐探头检测油内气泡产生数量和上升速率以判断是否会发生沸溢喷溅，并在发生沸溢喷溅之前将信息传输至报警装置，触发其发出警报，提醒工作人员撤离，减少人员伤亡。

(2)本发明设置有冷却装置，该冷却装置能够通过本身冷凝液循环对其包围的声呐探头起到冷却作用，保证其正常运作。

(3)本发明设置的显示装置，能够清晰表示气泡数量及上升速率。

附图说明

图1为本发明的装置整体示意图；

图2为本发明的油层上部布置探头方式的示意图；

图3为本发明的油层下部布置探头方式的示意图。

其中，11.声呐探头、12.冷却装置、13.显示装置、131.显示主体、132.控制按键、14.报警装置；

21.油品储罐、22.消防泡沫浮板、23.固定支柱；

31.浮漂、32.固定线缆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明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。

下面结合附图及具体实施例来进一步说明本发明。

本发明公开了一种基于声呐的油品储罐火灾沸溢喷溅预警装置，包括声呐探头11、冷却装置12、显示装置13、报警装置14、固定支柱23、固定绳32、消防泡沫浮板22、浮漂31。

参见附图1，本发明中的声呐探头11主要由固定支柱23固定在油面以下或由固定线缆32固定在油品储罐底部，外侧由冷却装置12包围，基于声波传输原理，在油品储罐发生火灾时，可以检测到油品储罐21内水份受热蒸发的气泡。通过采用声呐方式接收油品储罐21内液体产生气泡的信息，可避免采用有线方式进行信息传输存在布线复杂且该布线容易在发生火灾时高温环境下被破坏而无法有效传输信息的问题；

参见附图1，本发明中的冷却装置12包围在声呐探头外侧，在油品储罐21发生火灾时，冷却声呐探头11周围油温，可避免在火灾发生时因较高油温而导致声呐探头11失效的问题；冷却装置12中具有温度传感器，可实时监测油温，当油温达到预设值时开始工作进行冷却；

参见附图1，本发明中的显示装置13主要由显示主体131和控制按键132组成，所述显示主体131，位于显示装置13上部，其用于接收声呐探头11的反馈信号，显示气泡的上升速率和数量；所述控制按键132，位于显示装置13下部，用于控制显示装置开关及油品储罐21内显示区域。所述显示装置13在接收到所述声呐探头11的信息后，读取油品储罐21内液体产生的气泡信息，并在满足引发沸溢喷溅火灾的临界条件之前，将信息传输至报警系统14；

参见附图1，本发明的报警装置14连接在显示装置13后，其用于接收信号并报警，提醒人员撤离；

参见附图2，本发明的固定支柱23固定在消防泡沫浮板22下方，在采用油层上部布置探头方式时，用于固定声呐探头11；

参见附图2，本发明的消防泡沫浮板22浮于油品储罐21内油面上方，随油面上升而上升，并在消防泡沫浮板22的下方固定有固定支柱23；

参见附图3，本发明的浮漂31固定在声呐探头11上方，并随油品储罐底的水面上升而上升；

参见附图3，本发明的固定线缆32在采用油层下方布置探头方式时，用于固定声呐探头11。

具体而言，现以火灾情况下的油品储罐为例来解释本发明提供的一种基于声呐的油品储罐火灾沸溢喷溅预警装置。由于原油中含有水且其相对密度小于水的密度，故原油中的水分会逐渐蒸发并在原油储罐底部集聚，一旦发生火灾，原油温度会不断地的升高，当温度达到原油燃点时，原油开始燃烧并产生热波，热波逐渐向原油罐底部运动，由于热波温度远高于水的沸点，故热波会使原油储罐底部聚集的水气化，大量的蒸汽就要穿过原油向液面上浮，在向上移动的过程中会形成油包气的气泡，并随着油温的升高，油的粘度会下降，气泡产生的更加剧烈。这样，必然使原油体积膨胀，向外溢出，同时部分未形成泡沫的原油也被其下面的蒸汽膨胀力抛出油品储罐外，使原油液面猛烈沸腾起来，从而导致沸溢现象的产生。

在本实例中，根据实际情况可以采用两种不同的探头布置方式，所述声呐探头11对所述油品储罐21在发生火灾时内部产生的气泡进行实时监测，并将测量结果传输至显示装置13,；当有火灾发生时，所述油品储罐21内部油温会越来越高，油品的粘度会下降，气泡产生的数和上升速率量会增加，通过声呐探头11检测气泡的信息并将信息传输给显示装置13，所述显示装置13接收并对气泡信息进行读取分析，当气泡产生数量和上升速率满足引发沸溢喷溅前，将信息传输至报警装置14并控制报警装置14报警，提醒人员撤离。

本发明的有益效果如下：

(1)本发明所提供的一种基于声呐的油品储罐火灾沸溢喷溅预警装置，能够在油罐火灾发生时，在常规消防措施采取后仍然无法有效扑灭火灾时，通过声呐探头检测油内气泡产生数量和上升速率以判断是否会发生沸溢喷溅，并在发生沸溢喷溅之前将信息传输至报警装置，触发其发出警报，提醒工作人员撤离，减少人员伤亡。

(2)本发明设置有冷却装置，该冷却装置能够通过本身冷凝液循环对其包围的声呐探头起到冷却作用，保证其正常运作。

(3)本发明设置的显示装置，能够清晰表示气泡数量及上升速率。