阅读说明：本技术 一种大型油罐安全环保一体化防护系统及防护方法 (A kind of large oil tank safety and environmental protection integrative protection system and means of defence ) 是由 吴明军 杨忠平 王占生 郝莹莹 喻涛 李春晓 任强 李民康 伍太 于 2019-09-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种大型油罐安全环保一体化防护系统及防护方法,本发明通过对石油储罐油气空间内的混合气体进行远程采样分析,检测其氧气浓度、可燃气体浓度和非甲烷总烃含量,并能过对检测结果与预设阈值进行对比判断,自动对油罐进行安全防护和VOCs排放防护,而且在监测出可燃气体浓度和氧气浓度达到设定安全阈值之后,自动停止防护并进行下一采样终端的气体检测,从而避免了对石油储罐油气空间内油气的连续抽取,尽可能的保证油罐内的气相平衡,减少油气的挥发损耗,降低油罐内VOCs的无组织排放,有利于对环境的保护。(The invention discloses a kind of large oil tank safety and environmental protection integrative protection system and means of defences, the present invention is by carrying out long-range sampling analysis to the mixed gas in petroleum storage tank oil-gas space, detect its oxygen concentration, combustable gas concentration and non-methane total hydrocarbons content, and judgement can be compared to testing result and preset threshold excessively, automatically security protection and VOCs discharge protection are carried out to oil tank, and after detecting combustable gas concentration and oxygen concentration reach setting secure threshold, it is automatically stopped protection and carries out the gas detection of next sampling terminal, so as to avoid the continuous drawing to oil gas in petroleum storage tank oil-gas space, guarantee the gas-liquid equilibrium in oil tank as far as possible, reduce the volatilizing loss of oil gas, reduce the uncontrollable discharge of VOCs in oil tank, be conducive to the protection to environment.)

一种大型油罐安全环保一体化防护系统及防护方法

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，特别涉及一种大型油罐安全环保一体化防护系统及防护方法。

背景技术

由于石油储罐不可能完全装满油品，均存在一定的气体空间，该空间内的混合气体主要由油品生成的油蒸汽和空气，当混合气体达到***极限浓度后，油罐一旦出现静电、电位差、明火或温度过高等现象，极易发生火灾***事故。近年，各类石油储罐火灾事故出现高发趋势，造成了重大人员伤亡和财产损失，同时还造成了大面积的环境污染。

目前，为实现对油罐火灾事故征兆的早期监测和预防，在油罐上采用主动惰化技术进行保护已成为研究重点。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够对石油储罐进行有效主动防护的基础上，能够降低油气挥发损耗且管路更简单的的大型油罐安全环保一体化防护系统及防护方法。

本发明技术的技术方案是这样实现的：一种大型油罐安全环保一体化防护系统，包括多个多用途终端、分控模块、供氮装置以及油气处理装置，所述多个多用途终端均设置在石油储罐的油气空间内，其特征在于：每个石油储罐对应一个分控模块，每个分控模块包括采样阀组、第一电磁阀、第二电磁阀、采样泵、预处理以及分析仪，所述采样阀组由多个采样电磁阀组成，所述多个多用途终端分别通过独立的多用管路与多个采样电磁阀的进口一一对应连接，所述多个采样电磁阀的出口相互连通且通过第二电磁阀与采样泵进口连通，所述采样泵出口经预处理、分析仪与抽气总管连通，所述抽气总管与油气处理装置连通，所述多个采样电磁阀的出口相互连通且通过第一电磁阀与注氮总管连通，所述注氮总管与供氮装置连通。

本发明所述的大型油罐安全环保一体化防护系统，其多个分控模块均设置在防护装置内，所述多个分控模块与所保护的石油储罐一一对应，所述注氮总管和抽气总管设置在防护装置内。

进一步地，本发明所述的大型油罐安全环保一体化防护系统在上述结构设计的基础上，其所述多用途终端可扩展为多个保护终端以及多个采样终端，所述多个保护终端设置在石油储罐的油气空间内，并通过保护管路与第一电磁阀连通，所述第一电磁阀与注氮总管连通；所述多个采样终端设置在石油储罐的油气空间内，并通过相互独立的采样管路分别接入对应的采样电磁阀进口，所述多个采样电磁阀的出口相互连通，并通过第二电磁阀与采样泵进口连通。

本发明所述的大型油罐安全环保一体化防护系统，其在所述石油储罐的油气空间内设置有环管，所述多个保护终端分别与环管连通，所述环管与保护管路连通。

进一步地，其所述分控模块还包括第三电磁阀，所述环管通过保护管路分别与第一电磁阀和第三电磁阀连通，所述第三电磁阀与抽气总管连通。

本发明所述的大型油罐安全环保一体化防护系统，其所述多个采样电磁阀的出口相互连通且分别与第二电磁阀和采样泵进口连通，所述第二电磁阀直接与抽气总管连通，所述采样泵出口经预处理、分析仪与抽气总管连通。

本发明所述的大型油罐安全环保一体化防护系统的防护方法，其启动采样泵，依次开启采样电磁阀与第二电磁阀，石油储罐内的混合气体经多用途终端、多用管路、采样阀组进入采样泵，采样泵输出的气体经预处理装置后进入分析仪，检测出气体中的氧气浓度和可燃气体浓度；

当监测出某一多用途终端的可燃气体浓度和氧气浓度达到设定危险预警阈值之后，自动打开第一电磁阀和所有采样电磁阀，且自动关闭第二电磁阀和采样泵，供氮装置的氮气经注氮总管、第一电磁阀、采样阀组、多用管路和多用途终端，向石油储罐的油气空间内注入氮气，降低油气空间内的氧气浓度和可燃气体浓度；

在持续注入氮气至设定时间后，重新启动采样泵，开启采样电磁阀与第二电磁阀，监测出可燃气体浓度和氧气浓度，如果达到设定安全阈值，则自动关闭第一电磁阀，停止向石油储罐的油气空间内注入氮气，并自动进行下一多用途终端的气体检测。

本发明所述的大型油罐安全环保一体化防护系统的防护方法，其启动采样泵，依次开启采样电磁阀，石油储罐内的混合气体经采样终端、采样管路、采样阀组进入采样泵，采样泵输出的气体经预处理装置后进入分析仪，检测出气体中的氧气浓度和可燃气体浓度；

当监测出某一采样终端的可燃气体浓度和氧气浓度达到设定危险预警阈值之后，自动打开第一电磁阀，供氮装置的氮气经注氮总管、第一电磁阀、保护管路、环管和保护终端，向石油储罐的油气空间内注入氮气，降低油气空间内的氧气浓度和可燃气体浓度；

当监测出可燃气体浓度和氧气浓度达到设定安全阈值之后，自动关闭第一电磁阀，停止向石油储罐的油气空间内注入氮气，并自动进行下一采样终端的气体检测。

本发明所述的大型油罐安全环保一体化防护系统的防护方法，其启动采样泵，依次开启采样电磁阀，石油储罐内的混合气体经采样终端、采样管路、采样阀组进入采样泵，采样泵输出的气体经预处理装置后进入分析仪，检测出气体中的氧气浓度和可燃气体浓度；

当监测出某一采样终端的可燃气体浓度和氧气浓度达到设定危险预警阈值之后，自动打开第一电磁阀、第二电磁阀和所有采样电磁阀，供氮装置的氮气经注氮总管、第一电磁阀、保护管路、环管和保护终端，向石油储罐的油气空间内注入氮气，同时石油储罐油气空间的气体经多个采样终端、采样管路、采样阀组和第二电磁阀进入抽气总管，流向油气处理装置，经油气处理装置回收处理后的气体再经增压返回石油储罐油气空间，形成闭式循环；

当监测出可燃气体浓度和氧气浓度达到设定安全阈值之后，自动关闭第一电磁阀、第二电磁阀以及所有采样电磁阀，停止向石油储罐的油气空间内注入氮气和抽取油气，并自动进行下一采样终端的气体检测。

本发明所述的大型油罐安全环保一体化防护系统的防护方法，其启动采样泵，依次打开各采样电磁阀，检测出各采样终端的气体浓度数据；

当监测出某一采样终端的非甲烷总烃含量达到设定预警阈值之后，自动打开第三电磁阀，石油储罐内的混合气体经过所有保护终端、环管、保护管路、第三电磁阀进入抽气总管，流向油气处理装置进行回收处理；

当监测出非甲烷总烃含量达到允许排放预警阈值之后，自动关闭第三电磁阀，停止抽取油气，并自动进行下一采样终端的气体检测。

本发明通过对石油储罐油气空间内的混合气体进行远程采样分析，检测其氧气浓度、可燃气体浓度和非甲烷总烃含量，并通过对检测结果与预设阈值进行对比判断，自动对油罐进行安全防护和VOCs排放防护，提供了一种可靠的大型油罐安全环保一体化防护系统和方法。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图3是本发明实施例3的结构示意图。

图4是本发明的智能保护动作流程图。

图5是本发明的智能回收动作流程图。

图中标记：1为防护装置，2为供氮装置，3为油气处理装置，4为保护管路，5为环管，6为采样管路，7为保护终端，8为采样终端，11为分控模块，12为注氮总管，13为抽气总管，14为石油储罐，15为多用途终端，16为多用管路，111为第一电磁阀，112为第二电磁阀，113为第三电磁阀，114为分析仪，115为预处理，116为采样泵，117为采样阀组，1171为采样电磁阀。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细的说明。

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明技术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。

实施例1：如图1所示，一种大型油罐安全环保一体化防护系统，包括多个多用途终端15、分控模块11、供氮装置2以及油气处理装置3，所述多个多用途终端15均设置在石油储罐14的油气空间内，每个石油储罐14对应一个分控模块11，每个分控模块11包括采样阀组117、第一电磁阀111、第二电磁阀112、采样泵116、预处理115以及分析仪114，所述采样阀组117由多个采样电磁阀1171组成，所述多个多用途终端15分别通过独立的多用管路16与多个采样电磁阀1171的进口一一对应连接，所述多个采样电磁阀1171的出口相互连通且通过第二电磁阀112与采样泵116进口连通，所述采样泵116出口经预处理115、分析仪114与抽气总管13连通，所述抽气总管13与油气处理装置3连通，所述多个采样电磁阀1171的出口相互连通且通过第一电磁阀111与注氮总管12连通，所述注氮总管12与供氮装置2连通。

其中，多个分控模块11均设置在防护装置1内，所述多个分控模块11与所保护的石油储罐14一一对应，所述注氮总管12和抽气总管13设置在防护装置1内。

本实施例的防护方法具体为：启动采样泵116，依次开启采样电磁阀1171与第二电磁阀112，石油储罐14内的混合气体经多用途终端15、多用管路16、采样阀组117进入采样泵116，采样泵116输出的气体经预处理装置115后进入分析仪114，检测出气体中的氧气浓度和可燃气体浓度。

当监测出某一多用途终端15的可燃气体浓度和氧气浓度达到设定危险预警阈值之后，自动打开第一电磁阀111和所有采样电磁阀1171，且自动关闭第二电磁阀112和采样泵116，供氮装置3的氮气经注氮总管12、第一电磁阀111、采样阀组117、多用管路16和多用途终端15，向石油储罐14的油气空间内注入氮气，降低油气空间内的氧气浓度和可燃气体浓度。

在持续注入氮气至设定时间后，重新启动采样泵116，开启采样电磁阀1171与第二电磁阀112，监测出可燃气体浓度和氧气浓度，如果达到设定安全阈值，则自动关闭第一电磁阀111，停止向石油储罐14的油气空间内注入氮气，并自动进行下一多用途终端15的气体检测。

在本实施例中，通过多用途终端对油气空间内油气的监测，根据监测结果，对第一电磁阀和第二电磁阀的开闭进行控制，利用多用途终端实现油气的采集、抽气以及氮气的注入，从而简化了防护系统的结构及防护控制方法。此外，在石油储罐的油气空间内油气浓度处于安全阈值时，本系统仅通过多用途终端进行极小流量的油气采集进行油气监测，而非连续式的抽取油气，从而尽可能的保证油罐内的气相平衡，减少油气的挥发损耗，降低油罐内VOCs的无组织排放，有利于对环境的保护。

实施例2：如图2所示，所述多用途终端15分为多个保护终端7以及多个采样终端8，所述多个保护终端7设置在石油储罐14的油气空间内，并通过保护管路4与第一电磁阀111连通，所述第一电磁阀111与注氮总管12连通；所述多个采样终端8设置在石油储罐14的油气空间内，并通过相互独立的采样管路6分别接入对应的采样电磁阀1171进口，所述多个采样电磁阀1171的出口相互连通，并通过第二电磁阀112与采样泵116进口连通。

其中，在所述石油储罐14的油气空间内设置有环管5，所述多个保护终端7分别与环管5连通，所述环管5与保护管路4连通。其他结构与实施例1相同。

本实施例的防护方法具体为：启动采样泵116，依次开启采样电磁阀1171，石油储罐14内的混合气体经采样终端8、采样管路6、采样阀组117进入采样泵116，采样泵116输出的气体经预处理装置115后进入分析仪114，检测出气体中的氧气浓度和可燃气体浓度。

当监测出某一采样终端8的可燃气体浓度和氧气浓度达到设定危险预警阈值之后，自动打开第一电磁阀11，供氮装置2的氮气经注氮总管12、第一电磁阀111、保护管路4、环管5和保护终端7，向石油储罐14的油气空间内注入氮气，降低油气空间内的氧气浓度和可燃气体浓度。

当监测出可燃气体浓度和氧气浓度达到设定安全阈值之后，自动关闭第一电磁阀111，停止向石油储罐14的油气空间内注入氮气，并自动进行下一采样终端8的气体检测。

在本实施例中，通过采样终端对油气空间内油气的监测，根据监测结果，对第一电磁阀的开闭进行控制，在完成主动防护后，则停止向石油储罐的油气空间内注入氮气，尽可能的保证油罐内的气相平衡，减少油气的挥发损耗，降低油罐内VOCs的无组织排放，有利于对环境的保护。

实施例3：如图3所示，所述分控模块11还包括第三电磁阀113，所述环管5通过保护管路4分别与第一电磁阀111和第三电磁阀113连通，所述第三电磁阀113与抽气总管13连通。

其中，所述多个采样电磁阀1171的出口相互连通且分别与第二电磁阀112和采样泵116进口连通，所述第二电磁阀112直接与抽气总管13连通，所述采样泵116出口经预处理115、分析仪114与抽气总管13连通。其他结构与实施例1相同。

本实施例的防护方法具体为：启动采样泵116，依次开启采样电磁阀1171，石油储罐14内的混合气体经采样终端8、采样管路6、采样阀组117进入采样泵116，采样泵116输出的气体经预处理装置115后进入分析仪114，检测出气体中的氧气浓度和可燃气体浓度。

当监测出某一采样终端8的可燃气体浓度和氧气浓度达到设定危险预警阈值之后，自动打开第一电磁阀111、第二电磁阀112和所有采样电磁阀1171，供氮装置2的氮气经注氮总管12、第一电磁阀111、保护管路4、环管5和保护终端7，向石油储罐14的油气空间内注入氮气，同时石油储罐14油气空间的气体经多个采样终端8、采样管路6、采样阀组117和第二电磁阀112进入抽气总管13，流向油气处理装置3，经油气处理装置3回收处理后的气体再经增压返回石油储罐油气空间，形成闭式循环。

当监测出可燃气体浓度和氧气浓度达到设定安全阈值之后，自动关闭第一电磁阀111、第二电磁阀112以及所有采样电磁阀1171，停止向石油储罐14的油气空间内注入氮气和抽取油气，并自动进行下一采样终端8的气体检测。

如图4和5所示，本实施例的环境保护方法具体为：启动采样泵116，依次打开各采样电磁阀1171，检测出各采样终端8的气体浓度数据。

当监测出某一采样终端8的非甲烷总烃含量达到设定预警阈值之后，自动打开第三电磁阀113，石油储罐14内的混合气体经过所有保护终端7、环管5、保护管路4、第三电磁阀113进入抽气总管13，流向油气处理装置3进行回收处理。

当监测出非甲烷总烃含量达到允许排放预警阈值之后，自动关闭第三电磁阀113，停止抽取油气，并自动进行下一采样终端8的气体检测。

本实施例在具有实施例2功能和优点的基础上，通过增设与保护终端连通的第三电磁阀，能够利用保护终端对油气空间内产生的非甲烷总烃进行抽取回收，有效避免了非甲烷总烃的排放对环境造成的污染。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。