[发明专利]一种浮顶油罐的防火防爆系统

说明书

技术领域

本发明涉及浮顶油罐的防火防爆系统，特指一种用氮气惰化浮顶油罐罐顶一、二次密封件间的油气空间的防火防爆系统。

背景技术

浮顶油罐的安全问题中最严重的是燃烧爆炸事故。油罐的起火和爆炸事故不仅带来的是油品、油库设施的损失，而且极易造成人员的伤亡，甚至导致环境污染问题。油罐着火爆炸必须具备一定的点火源和到达爆炸浓度极限范围的油气混合物，防火防爆的基本措施就是使两个条件不能同时存在，防止爆炸性油气混合物产生的措施称为一次防护措施，消除点火源的措施称为二次防护措施。要完全避免或排除点火源是不可能的，防火防爆的第一要务应该是避免爆炸性混合气体的形成。所以浮顶油罐防火防爆技术的发展方向应该是降低混合气体中的油气浓度或者消除罐内油气空间。

不论是单盘式浮顶还是双盘式浮顶其浮顶的外边缘与罐壁板之间都有约250mm的环形间隙。此间隙是油罐浮顶上下运行的需要, 同时也是油罐浮顶散发油气的主要渠道。为阻止油气蒸发, 必须依靠密封装置来减少油品的蒸发损失。当前国内浮顶储罐浮盘密封圈由一次密封件和二次密封件组成，一次密封可采用机械密封或软密封，二次密封件安装在一次密封上部，二者之间存在较大油气空间。

浮顶油罐防火防爆有两种基本措施：防止形成爆炸性油气混合物的一次防护措施；消除点火源的二次防护措施。目前常用的一次防护措施有：淋水冷却、选用浅色强反光防腐涂料、安装反射隔热板等降低油罐内温差的措施；改进浮顶密封装置结构，减小油气空间的措施；在罐壁及罐顶设置额外的通风设备，如呼吸阀、安全阀等措施。这些措施都存在安全系数低、油气易挥发到大气中造成能源浪费和环境污染的缺点。

王振国，外浮顶油罐一二次密封油气空间火灾分析，消防科学与技术，2007，26（6）：654-655和郎需庆、高鑫等，降低大型浮顶储罐密封圈内油气浓度的研究，石油天然气学报，2008，30（2）：618-619，都提出了针对大型浮顶油罐防火防爆的一种措施：在一、二次密封装置之间安装惰性气体释放装置，当可燃气体达到爆炸临界点时自动向一、二次密封件之间通入惰性气体，抑制并冲淡可燃气体。这些措施虽然给出了可以尝试的发展方向，但仅限于理论，都没有给出具体的实施方案，也没有应用于实践中。

发明内容

本发明的目的是提供一种便于应用、安全且环保的用氮气惰化浮顶油罐罐顶一、二次密封件间油气空间的防火防爆系统。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：在浮顶油罐的浮顶浮舱上设置氮气通入管和混合气体排出管，氮气通入管和混合气体排出管的内端均进入浮顶油罐具有的油气空间中，氮气通入管的外端通过第一单向阀和第一流量调节阀与富氮气体储罐相连，富氮气体储罐又与富氮气体产生装置相连；混合气体排出管的外端通过第二单向阀和第二流量控制阀与活性炭吸附装置相连接，活性炭吸附装置连接回收罐，所述油气空间中设置油气浓度测量仪，油气浓度测量仪连接油气浓度监控系统，若监控到油气空间中的油气浓度达到爆炸发生的可能值，调节第一流量调节阀通入氮气，使油气空间的油气浓度下降，经氮气置换出的油气混合着氮气从混合气体排出管排出。

本发明中的氮气体产生装置包括空压机、中空纤维膜组件，所述空压机依次连接空气压入缓冲罐、过滤器和中空纤维膜组件，中空纤维膜组件的输出端经第二控制阀连接富氮气体储罐；中空纤维膜组件的输出端还连接在线氧分析仪，在中空纤维膜组件的输入管道和输出管道之间串接第一控制阀。

本发明采用上述技术方案后的有益效果是：

1、本发明在一、二次密封件之间设置油气浓度测量仪，可实时检测空间内的油气浓度；由油气浓度监控系统对空间内气体的危险程度进行判断，在适当时刻可通入定量的富氮气体，用氮气来置换油气空间的油气，使油气空间惰化，自动控制油气空间油气浓度，从而达到防止油罐起火爆炸的功效。

2、本发明采用膜法制氮气，通过控制空气压缩机的强度来控制得到的富氮气体的浓度，所用原料是取之不尽、用之不竭的空气，选用半透性中空纤维膜，利用气体在中空纤维膜中的渗透率不同，从空气中分离氮气，排出富氧空气，留下高纯度氮气，可分离得到纯度在93.0%－99.9%范围内的富氮气体，可以满足惰化需求。 

3、本发明由于所要处理的油气量较少，解吸的频率比较低，所以只需独立安装一套活性炭吸附装置，结构简单。

附图说明

图1是本发明浮顶油罐的防火防爆系统的结构图；

图2是图1中富氮气体产生装置18的结构图；