阅读说明：本技术 一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制系统及方法 (Oil gas volatilization inhibition system and method with inert gas protection function ) 是由 郭继红 李军 豆建笃 张艺山 于 2020-08-12 设计创作，主要内容包括：本发明属于油品储罐安全和环保技术领域,公开了一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制系统,应用于储存油品的储罐,包括：缓冲罐,具有出气口以及与至少一个所述储罐连通的进气口,所述缓冲罐用于在储罐内气压过高时接收罐中多余气体；第一储气罐,具有出气口以及与所述缓冲罐出气口连通的进气口,所述第一储气罐用于在储罐内气压过低时通过其出气口将第一储气罐中气体排入储罐中；第一压缩机；本发明还公开了一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制方法。本发明能够在罐顶压力不平衡时,利用罐内原有油气快速补充调整,使其重新达到平衡,并可阻止呼吸阀的呼吸动作,达到节能减排的目的,而且能够对储罐进行惰性保护。(The invention belongs to the technical field of oil product storage tank safety and environmental protection, and discloses an oil gas volatilization inhibition system with an inert gas protection function, which is applied to a storage tank for storing oil products and comprises the following components: the buffer tank is provided with an air outlet and an air inlet communicated with at least one storage tank and is used for receiving redundant gas in the tank when the air pressure in the storage tank is too high; the first gas storage tank is provided with a gas outlet and a gas inlet communicated with the gas outlet of the buffer tank, and is used for discharging gas in the first gas storage tank into the storage tank through the gas outlet when the air pressure in the storage tank is too low; a first compressor; the invention also discloses an oil gas volatilization inhibition method with the inert gas protection function. The invention can utilize the original oil gas in the tank to quickly supplement and adjust when the pressure at the top of the tank is unbalanced, so that the tank is balanced again, the breathing action of the breather valve can be prevented, the purposes of energy saving and emission reduction are achieved, and the tank can be subjected to inertia protection.)

一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制系统及方法

技术领域

本发明属于油品储罐安全和环保技术领域，具体涉及一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制系统和一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制方法。

背景技术

目前拱顶罐在装油品的时候，罐体内的空间会随油品增多而减少，压力的快速升高导致大呼吸阀直接排空，此时罐内气体多是浓度较高的油气，排出后严重污染空气，并且高浓度的油气的排出形成的油雾有巨大的安全隐患，容易引起火灾。拱顶罐在卸油品的时候，罐内形成负压，呼吸阀可能会动作进行吸入空气造成罐内氧气含量超标而形成安全隐患。而当前几乎所有的油品拱顶罐都是通过这种呼吸阀来让罐体内的气体达到平衡的，不经济，不环保，也不安全。

发明内容

本发明目的在于提供一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制系统及方法，其能够在罐顶压力不平衡时，利用罐内原有油气快速补充调整，使其重新达到平衡，并可阻止呼吸阀的呼吸动作，达到节能减排的目的，而且能够对储罐进行惰性保护。

本发明所采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制系统，应用于储存油品的储罐，包括：

缓冲罐，具有出气口以及与至少一个所述储罐连通的进气口，所述缓冲罐用于在储罐内气压过高时接收罐中多余气体；

第一储气罐，具有出气口以及与所述缓冲罐出气口连通的进气口，所述第一储气罐用于在储罐内气压过低时通过其出气口将第一储气罐中气体排入储罐中；

第一压缩机，连接于所述缓冲罐出气口与第一储气罐进气口之间，并用于对进入第一储气罐的气体进行压缩；

惰性气体保护装置，具有惰性气体输出端且通过该惰性气体输出端与所述储罐连通，用于在储罐内氧气含量过高时向储罐注入惰性气体和/或在第一储气罐向储罐排入气体压力不足时向储罐注入惰性气体。

在优选的技术方案中，每个所述储罐的顶部均设有通气口，所述通气口连接有三通阀，所述三通阀的一个连接端分别与所述缓冲罐的进气口和所述第一储气罐的出气口连通，所述三通阀的另一个连接端连接有呼吸阀。

在优选的技术方案中，每个所述储罐的三通阀通过第一分支管同时连接有总管，所述总管远离三通阀的一端分别通过第二分支管与所述缓冲罐的进气口和所述第一储气罐的出气口连接；所述第二分支管上均设有第一电磁阀；与第一储气罐连接的第二分支管连通所述惰性气体输出端，所述惰性气体输出端与第二分支管之间设有第十电磁阀。

在优选的技术方案中，还包括控制系统；所述储罐设有用于检测其内部气压的第一压力检测器，所述第一电磁阀、第一压缩机和压力检测器分别与所述控制系统电连接。

在优选的技术方案中，所述第一储气罐和缓冲罐分别设有用于检测器内部压力的第二压力检测器和第三压力检测器，所述缓冲罐的出气口与第一压缩机之间设有第二电磁阀，所述第二电磁阀、第二压力检测器和第三压力检测器分别与所述控制系统电连接。

在优选的技术方案中，所述第一储气罐设有用于检测其内油液液位第一液位传感器，所述第一储气罐设有排液口，所述排液口连接有排液管，所述排液管上设有第三电磁阀；所述第三电磁阀和第一液位传感器分别与所述控制系统电连接。

在优选的技术方案中，所述第一储气罐与缓冲罐之间还连接有补充管路，所述补充管路上设有与所述控制系统电连接的第四电磁阀。

在优选的技术方案中，所述缓冲罐出气口与第一储气罐进气口之间还设有与第一压缩机并连的第二压缩机。

在优选的技术方案中，还包括尾气处理装置，所述尾气处理装置的进气端通过第八电磁阀与所述第一储气罐的废气排出口连通。

在优选的技术方案中，所述第一压缩机与所述第一储气罐之间还设有第二储气罐，所述第二储气罐的进气口与第一压缩机的输出端连通，所述第二储气罐的出气口与第一储气罐的进气口连通；所述第二储气罐的进气口与第一储气罐的进气口之前还设有第五电磁阀；所述第二储气罐连接有集液装置。

在优选的技术方案中，所述集液装置包括集液罐；所述第二储气罐设有用于检测其内油液液位的第二液位传感器；所述第二储气罐的底部和侧部分别设有第一排液口和第二排液口，所述第一排液口和第二排液口分别通过集液管连接集液罐的进液口，所述集液罐的排液口连接有排液管，所述排液管上设有第六电磁阀；所述集液管设有第七电磁阀。

另一方面，本发明也提供了一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制方法，包括以下步骤：

S1：在各储罐的压力值超过上限设定值时，启动第一压缩机，并打开控制缓冲罐进气的第一电磁阀以及第二电磁阀，被第一压缩机抽成负压的缓冲罐吸入各储罐内挥发的油气；

S2：缓冲罐内的油气被压缩机抽出进行压缩，经过压缩后的油气送入第一储气罐中进行储存；其中，在第一储气罐内气体达到储存上限时，开启第八电磁阀，尾气处理装置接收第一储气罐的多余油气并进行尾气处理；

S3：在各储罐的压力值低于上限设定值后，关于第一压缩机、第一电磁阀和第二电磁阀；

S4：在各储罐的压力值低于下限设定值时，开启控制第一储气罐储气的第一电磁阀，第一储气罐向各储罐输送其内存储的油气；其中，在第一储气罐向储罐排入气体压力不足时，打开第十电磁阀，惰性气体保护装置向储罐注入惰性气体。

S5：在各储罐的压力值高于下限设定值后，关闭控制第一储气罐储气的第一电磁阀。

S6：在储罐内氧气含量高于设定值时，打开第十电磁阀，惰性气体保护装置向储罐注入惰性气体。

本发明的有益效果为：

(1)本发明可对每个拱顶罐内压力进行监测，当压力高于上限设定值，对罐内挥发气体的进行抽取并压缩收集，实现对呼吸阀开启的抑制，有效地减少了油气的直接排放量，避免了大含量油气的排放以及排放油气的繁琐处理。

(2)当拱顶罐罐顶压力低于下限设定值时，储气罐能够对各储罐进行补充以维持气压平衡，使得呼吸阀的开启得到抑制，避免了因呼吸阀的开启而使得罐内氧气增多的问题；而且由于补充的气体是经过压缩过的油气，当储罐挥发的油气浓度保持在一个浓度范围值时，会抑制新的油品挥发气，当挥发减少以后，会带来直接的经济效益。

(3)通过在拱顶罐顶部增设三通阀，各个拱顶罐并连后相互之间可形成气压平衡，实现一定气压范围内的相互平衡，进而减少了呼吸抑制系统的开启次数，从而节约了能源消耗，更加节能环保。

(4)对超过容量的油气进行尾气处理，拱顶罐大排量的气体经过压缩收集，其余超容量的气体需要排入尾气处理装置，进行二次处理，可以以较低的功耗完成拱顶罐区的多余油气挥发处理，实现了节能的目的。

(5)实时监测拱顶罐顶部总管的氧气含量，超过设定值则启动惰化保护系统注入惰性气体进行安全保护。

(6)控制系统可进行自动控制，根据拱顶罐、缓冲罐和储气罐的压力情况自行控制对应阀动作，实现对拱顶罐呼吸阀的抑制过程，控制更加准确，更加安全。

附图说明

图1是本发明一实施例的连接原理示意图；

图2是本发明另一实施例的连接原理示意图。

图中：1-呼吸阀；2-三通阀；3-氧气检测仪；4-流量传感器；5-第九电磁阀；6-第一针阀；7-第一压缩机；8-第二针阀；9-第一电磁阀；10-第三压力检测器；11-缓冲罐；12-第三针阀；13-第二电磁阀；14-第三针阀；15-第二压缩机；16-第四电磁阀；17-第八电磁阀；18-第二压力检测器；19-第一储气罐；20-第一液位传感器；21-排液管；22-第三电磁阀；23-惰性气体保护装置；24-控制系统；25-第十电磁阀；26-尾气处理装置；27-第二储气罐；28-第七电磁阀；29-第六电磁阀；30-集液罐。

图1和图2中实线为连接管线路，虚线为控制线路。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。

结合图1和图2所示，一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制系统，应用于储存油品的储罐，包括：缓冲罐11、第一储气罐19、第一压缩机7和惰性气体保护装置23。本抑制系统可用于其他储存油品的储罐，并不仅限用于拱顶罐。

缓冲罐11，具有出气口以及与至少一个所述储罐连通的进气口，所述缓冲罐11用于在储罐内气压过高时接收罐中多余气体；该缓冲罐11主要用于在油气进入第一储气罐19前暂时存储，从而起到缓冲的作用，并且在工作时其内为负压，这样便于更好的接收来自各储罐的多余油气。储罐内气压也就是罐顶内挥发的油气气压，在该油气气压超过上限设定值时，缓冲罐11与储罐连通并接收多余的油气，维持储罐内气压平衡，在低于上限设定值后停止接收。

第一储气罐19，具有出气口以及与所述缓冲罐11出气口连通的进气口，所述第一储气罐19用于在储罐内气压过低时通过其出气口将第一储气罐19中气体排入储罐中；以及该第一储气罐19在起到油气储存作用的同时，也用于在储罐内气压过低时送入其储存的气体，使得储罐内压力平衡，在低于下限设定值后停止输送。第一储气罐19在运行和储存时均为正压状态。

第一压缩机7，连接于所述缓冲罐11出气口与第一储气罐19进气口之间，并用于对进入第一储气罐19的气体进行压缩。第一压缩机7可将缓冲罐11抽成负压，以便于缓冲罐11更好的接收储罐的油气，同时其能够将对进入第一储气罐19的油气进行压缩，使得第一储气罐19内能够储存更多的油气，而且也使得第一储气罐19向储罐排送的气体是经过压缩的，其浓度较高，在进入储罐内后油品新挥发出的油气也会随之减少，满足了环保要求，提高了经济效益。

惰性气体保护装置23，具有惰性气体输出端且通过该惰性气体输出端与所述储罐连通，用于在储罐内氧气含量过高时向储罐注入惰性气体和/或在第一储气罐19向储罐排入气体压力不足时向储罐注入惰性气体。该惰性气体保护装置23在实施过程中优选同时用于上述的两种情况，当然并不进行限制。通过该惰性气体保护装置23可向储罐内注入如氮气等惰性气体，使得储罐更加安全，避免***和燃烧。惰性气体保护装置23可以是现有可输出的制氮装置或制其他惰性气体的装置，也可以是接入可提供氮气或其他惰性气体的厂区，并不做限制。

本抑制系统能够在罐顶压力不平衡时，利用罐内原有油气快速补充调整，使其重新达到平衡而阻止呼吸阀1的呼吸动作，达到节能减排的目的。同时，储罐在连接本抑制系统后可不设置呼吸阀1，通过本抑制系统维持各储罐的压力平衡，同时通过惰性气体保护装置23，可有效的对储罐进行安全保护。

如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，每个所述储罐的顶部均设有通气口，所述通气口连接有三通阀2，所述三通阀2的一个连接端分别与所述缓冲罐11的进气口和所述第一储气罐19的出气口连通，所述三通阀2的另一个连接端连接有呼吸阀1。通过在呼吸阀1与储罐通气口之间增设三通阀2，既可以便于本抑制系统的接入，也保留了原有呼吸阀1的设置，呼吸阀1与本抑制系统可实现双重的气压平衡的维持，更加安全、环保。

如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，每个所述储罐的三通阀2通过第一分支管同时连接有总管，所述总管远离三通阀2的一端分别通过第二分支管与所述缓冲罐11的进气口和所述第一储气罐19的出气口连接；所述第二分支管上均设有第一电磁阀9；与第一储气罐连接的第二分支管连通所述惰性气体输出端，所述惰性气体输出端与第二分支管之间设有第十电磁阀25。每个储罐通过第一分支管并接总管，使得各储罐之间相互连通，在第二分支管上的第一电磁阀9未开启时，可达到储罐之间的压力平衡，实现一定气压范围内的相互平衡，进而减少了呼吸抑制系统的开启次数，从而节约了能源消耗，更加节能环保。两个第二分支管上的第一电磁阀9控制缓冲罐11的进气和第一储气罐19的排气。惰性气体保护装置23的惰性气体输出端通过接入第二分支管，这样可以以第一储气罐12的排送管道向储罐注入惰性气体，并可在储罐内氧气含量过高时向储罐注入惰性气体和在第一储气罐19向储罐排入气体压力不足情况时分别进行注气，更加实用、方便。同时，通过第一分支管、总管和第二分支管的设置，储罐挥发油气的排出和油气的输入公用一个管路，管路设计更加合理，减少了管材料的使用，降低了成本。

当然的，在第二分支管还可以直接与第一压缩的输入端直接连通，并在两者之前设置第九电磁阀5，使得从储罐排出的油气直接通过第一压缩机7进入第一储气罐19中，以便于在如缓冲罐11需要维修时等情况下的需求。

如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，还包括控制系统24；所述储罐设有用于检测其内部气压的第一压力检测器，所述第一电磁阀9、第一压缩机7和压力检测器分别与所述控制系统24电连接。第一压力检测器用于检测储罐罐顶内的气压，并将检测到的压力信息反馈至控制系统24，由控制系统24根据预先设定的上、下限设定值控制第一电磁阀9的开启和关闭，完成对储罐的进气平衡和输气平衡，实现储罐气压的自动平衡。第一压力检测器可以压力传感器，也可以是压力检测仪，并不做限制。该控制系统24包括可编程逻辑控制器或工控机以及信号采集模块，其实现的控制逻辑如下：有信号采集模块分别采集拱顶罐罐顶压力信号、缓冲罐11压力信号、第一储气罐19压力信号等信号，并对以上信号按设定值进行判断，从而实现在装卸油品时对拱顶罐顶部气体压力的变化不同而进行不同的处理措施。在第二分支管上还设有与控制系统24电连接的流量传感器4，通过该流量传感器4采集流量信息。

如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，所述第一储气罐19和缓冲罐11分别设有用于检测器内部压力的第二压力检测器18和第三压力检测器10，所述缓冲罐11的出气口与第一压缩机7之间设有第二电磁阀13，所述第二电磁阀13、第二压力检测器18和第三压力检测器10分别与所述控制系统24电连接。第二压力检测器18用于检测第一储气罐19内气压，第二压力检测器18用于检测缓冲罐11内气压，这样利于控制系统24根据缓冲罐11和第一储气罐19压力进行平衡，并自动调节第一压缩机7的处理气量。具体的，在第一压缩机7的输入端和输出端分分别设有第一针阀6和第二针阀8，通过这两个针阀调节第一压缩机7的处理气量，进而使得缓冲罐11和第一储气罐19能够压力平衡。

如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，所述第一储气罐19设有用于检测其内油液液位第一液位传感器20，所述第一储气罐19设有排液口，所述排液口连接有排液管21，所述排液管21上设有第三电磁阀22；所述第三电磁阀22和第一液位传感器20分别与所述控制系统24电连接。该液位传感器用于检测第一储气罐19内的油液位，控制系统24根据所采集到的液位信号进行判断，在油液位达到设定值时，打开第三电磁阀22进行排液，以避免其中油液积累。

如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，所述第一储气罐19与缓冲罐11之间还连接有补充管路，所述补充管路上设有与所述控制系统24电连接的第四电磁阀16。在第一缓冲罐11达到储存上限时，可通过打开第四电磁阀16使得第一储气罐19与缓冲罐11连通，第一储气罐19过多气体则进入缓冲罐11中进行临时存储，并通过调节第一压缩机7的处理气量限制缓冲罐11内油气进入第一储气罐19中，实现气压平衡的调节。

如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，还包括尾气处理装置26，所述尾气处理装置26的进气端通过第八电磁阀17与所述第一储气罐19的废气排出口连通。在第二压力检测器18检测到第一储气罐19内压力值超过其上限压力设定值时，开启第八电磁阀，第一储气罐19多余的油气排入至尾气处理装置进行二次处理，可以以较低的功耗完成储罐区的多余油气挥发处理，实现了节能的目的。尾气处理装置26可以是采用现有的废气燃烧处理装置，也可以是采用现有的深冷处理装置，也可以是采用现有的燃气发电装置来对尾气进行处理利再用，以达到节能环保的目的。在实施过程中该尾气处理装置26优选采用现有的燃气发电装置或系统，通过其对废气进行燃烧，而产生的电量可用于本油气抑制系统的供电，作为备用电源，也可为作为并用电源，比如为第一压缩机或其他用电器提供电能。

如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，所述缓冲罐11出气口与第一储气罐19进气口之间还设有与第一压缩机7并连的第二压缩机15。第二压缩机15作为备用压缩机，在正常运行时通过第一压缩机7进行，在如第一压缩机7损坏等情况下则使用第二压缩机15工作。具体的，第二压缩机15的输入端和输出端分别设有用于调节流量的第三针阀12和第三针阀12。

如图2所示，在本发明的一个优选实施例中，所述第一压缩机7与所述第一储气罐19之间还设有第二储气罐27，所述第二储气罐27的进气口与第一压缩机7的输出端连通，所述第二储气罐27的出气口与第一储气罐19的进气口连通；所述第二储气罐27的进气口与第一储气罐19的进气口之前还设有第五电磁阀；所述第二储气罐27连接有集液装置。在本实施例中，第二储气罐27为主储气罐，而缓冲罐11和第一储气罐19均主要起缓冲作用。第二连接有配液管路。缓冲罐11和第一储气罐19的容积优选为1m³，所述第二储气罐27的容积优选为50m³。本实施例适用于较大挥发油气量的储罐。

如图2所示，在本发明的一个优选实施例中，所述集液装置包括集液罐30；所述第二储气罐27设有用于检测其内油液液位的第二液位传感器；所述第二储气罐27的底部和侧部分别设有第一排液口和第二排液口，所述第一排液口和第二排液口分别通过集液管连接集液罐30的进液口，所述集液罐30的排液口连接有排液管21，所述排液管21上设有第六电磁阀29；所述集液管设有第七电磁阀28。第二液位传感器在其检测到第二储气罐27中的油液液位超过上限设定值时，两个第七电磁阀28同时开启，使第二储气罐27向集液管内排液，排液效率更高，而集液罐30中油液在第六电磁阀29打开后排出管外进行处理。

结合图1和图2所示，一种具有惰性气体保护功能的油气挥发抑制方法，包括以下步骤：

S1：在储罐的压力值超过上限设定值时，启动第一压缩机7，并打开控制缓冲罐11进气的第一电磁阀9以及第二电磁阀13，被第一压缩机7抽成负压的缓冲罐11吸入各储罐内挥发的油气；

S2：缓冲罐11内的油气被压缩机抽出进行压缩，经过压缩后的油气送入第一储气罐19中进行储存；其中，在第一储气罐19内气体达到储存上限时，开启第八电磁阀17，尾气处理装26置接收第一储气罐19的多余油气并进行尾气处理；

S3：在各储罐的压力值低于上限设定值后，关于第一压缩机7、第一电磁阀9和第二电磁阀13；

S4：在各储罐的压力值低于下限设定值时，开启控制第一储气罐19储气的第一电磁阀9，第一储气罐19向各储罐输送其内存储的油气；其中，在第一储气罐19向储罐排入气体压力不足时，打开第十电磁阀25，惰性气体保护装置23向储罐注入惰性气体。

S5：在各储罐的压力值高于下限设定值后，关闭控制第一储气罐19储气的第一电磁阀9。

S6：在储罐内氧气含量高于设定值时，打开第十电磁阀25，惰性气体保护装置23向储罐注入惰性气体。

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。