外浮顶储罐密封圈无线监测装置及检测密度的工艺的制作方法

1.本发明属于可燃气浓度监测领域，具体涉及一种外浮顶储罐密封圈内部可燃气浓度无线 监测装置。


背景技术：

2.外浮顶油罐设计施工时，为保证浮盘能够灵活地上下移动，浮盘与罐壁之间会保持一定 距离的间隔，形成裸露油面的环形空间。为隔绝环形空间内裸露油面与大气的接触、防止油 气挥发，在浮盘与罐壁之间设置密封装置。目前，国内外浮顶罐的密封装置普遍采用两次密 封的形式。一次密封用于油面的直接封盖，是最主要的密封设施。常用的一次密封主要有填 料式弹性软密封、充液式软密封及机械式密封三种形式。为了保证更好的密封效果，在一次 密封外面，设置二次密封，形成对一次密封的保护，并进一步减少油气损耗。然而，在储罐 的实际运行中，由于罐体的沉降、变形，或一次密封本身老化、损坏，以及罐壁残留油品的 持续挥发等原因，储罐一、二次密封之间的空间内往往会产生油气积聚，部分浓度甚至超过 油气爆炸下限。此时，遇到雷电、静电、明火等点火源，就会引发密封圈燃爆事故。因雷击 引起的密封圈燃爆事故在国内外时有发生，严重威胁着外浮顶油罐的安全运行。
3.因此，为防止密封圈油气浓度超标引发燃爆事故，石化行业一般要求对密封圈可燃气浓 度进行定期检测，且可燃气检测浓度超过一定数值的储罐应及时查找原因，具备条件的应立 即采取整改措施。目前，石化企业的普遍做法是由巡检人员携带便携式可燃气体检测仪对外 浮顶储罐密封圈定期进行多点位可燃气体浓度检测。该方法费时费力，且检测过程中要拉开 密封圈，导致密封圈内部油气逸散而浓度降低。为此，发明一种无线检测密封圈可燃气浓度 的监测装置，实现对密封圈可燃气浓度的实时监控，及时避免可燃气浓度超标，从而防止发 生密封圈燃爆事故。


技术实现要素：

4.本发明的目的是针对外浮顶储罐的密封圈燃爆隐患一直客观存在，现行的密封圈可燃气 监测方法费时费力且不准确的不足，提供了一种能够监测外浮顶储罐密封圈内部油气浓度的 一种外浮顶储罐密封圈内部可燃气浓度无线监测装置。
5.本发明采用如下技术方案：一种外浮顶储罐密封圈内部可燃气浓度无线监测装置，包括采样系统、检测系统和无线 传输系统，所述采样系统包括多条采样管路、电磁阀、抽气泵和备用抽气泵，所述检测系统 包括气体传感器，所述无线传输系统包括gprs天线和无线中继设备；所述每条采样管路连接 一个电磁阀，所述电磁阀的输出端连接抽气泵和备用抽气泵，所述抽气泵电连第二继电器， 所述备用抽气泵电连第一继电器，所述电磁阀、第一继电器、第二继电器和气体传感器分别 电连控制检测板，所述抽气泵与备用抽气泵的输出端连接气体传感器，所述气体传感器连接 排气端口。
6.优选地，所述电磁阀、第一继电器、第二继电器和控制检测板通过本安电池组供电。
7.优选地，所述本安电池组为12v。
8.优选地，所述控制检测板上设有gprs天线，所述控制检测板的内部设置有无线中继设备。
9.优选地，所述采样管路为低吸附采样管路。
10.一种定义火灾模式的装置，包括：第一获取模块，所述第一获取模块用于获取储罐的类型；第二获取模块，所述第二获取模块用于获取物料类型；其中，所述物料存储于所述储罐内；第三获取模块，所述第三获取模块用于获取所述储罐的每个燃烧阶段的燃烧位置；第四获取模块，所述第四获取模块用于获取每个所述燃烧阶段中的火点形状；第五获取模块，所述第五获取模块用于获取每个所述燃烧阶段的燃烧型式；定义模块，所述定义模块用于根据所述储罐的类型、所述物料类型、所述燃烧位置、所述火点形状以及所述燃烧型式定义每个所述燃烧阶段所对应的第一火灾模式。
11.本发明又提供了一种二次密封油气空间放电防护 装置的使用方法，包括以下步骤：将刮蜡器的横杆与固定梁进行电气连接， 将横杆连接刮蜡板并固定在罐壁上，将固定梁与浮顶的底板相连接，使得刮 蜡器与浮顶实现可靠电气连接。
12.所述二次密封油气空间放电防护装置的使用方法，当二次密封油气空间 放电防护装置上还设有导电片，所述导电片与二次密封刮板相连接，且与罐 壁相贴合连接时，包括以下步骤：移走二次密封上的导电片；将刮蜡器的横 杆与固定梁进行电气连接，将横杆连接刮蜡板并固定在罐壁上，将固定梁与 浮顶的底板相连接，使得刮蜡器与浮顶实现可靠电气连接。
13.为解决上述技术问题，本发明又提供了一种二次密封油气空间放电防护 装置及其使用方法的应用，即应用于浮顶储罐的二次密封油气空间放电防护 中。
14.本发明的二次密封油气空间放电防护装置及其使用方法、应用，其通过 移走二次密封上的导电片，且通过刮蜡器与浮顶进行可靠电气连接来替代导 电片，从而实现浮顶与罐壁之间雷电流的快速泄放，使现有放电点移入距离 油品液面0.3m以下，使得放电产生的点燃性火花上升到油品液面上方可自行 熄灭，从而避免了二次密封油气空间雷击火花放电的产生，即避免了浮顶储 罐在遭受雷击时，因导电片与罐壁之间形成放电间隙而导致的在二次密封的 油气空间中产生火花放电所引发的储罐密封圈火灾事故，其具有安装维护方 便，使用安全可靠的优点。
15.通过光纤气体浓度传感器(7)监测外浮顶储罐二次密封空 间的油气浓度，并采用抽真空装置抽出二次密封空间的油气，避免二次空间因油气积聚导 致的燃烧和爆炸事故。
16.上述技术方案中，优选地，采用抽真空和活性炭吸附技术，将二次密封空间的油气抽 到活性炭罐(1)并进行吸附。
17.上述技术方案中，优选地，外浮顶储罐二次密封空间安装有光纤压力传感器(8)，根 据光纤压力传感器(8)的压力，利用变频器实时调节真空泵的转速。
18.上述技术方案中，优选地，外浮顶储罐二次密封空间安装有进气管线(9)，当抽真 空时，空气通过进气管线(9)进入二次密封空间，从而保证二次密封空间的压力始终与 外界一致。
19.本发明具有的有益效果是：通过采样管路抽取密封圈内部的油气，经过电磁阀，将油气 通过管路传递给气体传感器，气体传感器将油气浓度的电信号传递给控制检测板，控制检测 板将油气浓度电信号进行分析处理，通过gprs传递给外界，实现对外浮顶储罐密封圈内部油 气浓度进行密切的监测。
附图说明
20.图1为一种外浮顶储罐密封圈内部可燃气浓度无线监测装置原理图。
21.其中，1为采样管路，2为电磁阀，3为抽气泵，4为备用抽气泵，5为气体传感器，6为 本安电池组，7为第一继电器，8为第二继电器，9为控制检测板，10为gprs天线，11为排 气端口，12为进气端口。
具体实施方式
22.下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：如图1所示，一种外浮顶储罐密封圈内部可燃气浓度无线监测装置，包括采样系统、检 测系统和无线传输系统，所述采样系统包括多条采样管路1、采样管路的数量可以根据密封 圈内部空间的大小调整，电磁阀2、抽气泵3和备用抽气泵4，所述检测系统包括气体传感器 5，所述无线传输系统包括gprs天线10和无线中继设备；所述每条采样管路1连接一个电磁 阀2，所述电磁阀2的输出端连接抽气泵3和备用抽气泵4，所述电磁阀2通过本安电池组6 供电，所述抽气泵3电连第二继电器8，所述备用抽气泵4电连第一继电器7，所述电磁阀2、 第一继电器7、第二继电器8和气体传感器5分别电连控制检测板9，所述抽气泵3与备用抽 气泵4的输出端连接气体传感器5，所述气体传感器5连接排气端口12。
23.所述电磁阀2、第一继电器7、第二继电器8和控制检测板9通过本安电池组6供电。
24.所述本安电池组6为12v。
25.所述控制检测板9上设有gprs天线10，所述控制检测板9的内部设置有无线中继设备。
26.所述采样管路1为低吸附采样管路，采用低吸附采样管路能够减少管路对油气的吸附， 尽可能的减小测量误差。
27.所述抽气泵3和备用抽气泵4为防爆抽气泵，设备所处的工作环境属于高危环境，需要 尽可能的避免安全隐患，抽气泵工作时直接与油气接触而且为带电操作，所以，选用防爆抽 气泵，降低安全隐患。
28.所述采样管路1的进气端放置于同一进气端口12内。
29.所述外浮顶储罐密封圈内部可燃气浓度无线监测装置工作时，装置通电启动之后，第二 继电器8控制抽气泵3工作，抽气泵3带动电磁阀2和采气管路1开始工作，采集密封圈内 部的油气，采集的油气样本经过管路进入气体传感器5，气体传感器5将油气浓度信号传输 到控制检测板9，控制检测板9经过分析处理，将数据通过gprs天线10和无线中继设备传 输给外界，当抽气泵3出现故障时，备用抽气泵4会启动工作。
30.本发明提供一种外浮顶储罐密封圈监测及保护装置，如图1所示。在外浮顶储罐上安 装光纤浓度监测装置，在外浮顶储罐上安装真空抽气装置；其中，所述光纤浓度监测装 置包括位于储罐附近的光纤传感控制箱(3)、位于地面及储罐罐壁的传输光纤(6)、位 于外
浮顶储罐二次密封空间中的光纤气体浓度传感器(7)和光纤压力传感器(8)；所述 真空抽气装置包括位于储罐罐壁及密封圈处的抽气管线(5)、位于抽气管线上的电动阀 门(4)、位于抽气管线上的真空泵(2)、位于抽气管线末端的活性炭罐(1)以及位于 二次密封圈上的进气管线(9)。
31.气体浓度传感器和压力传感器采用光纤传感技术，无源器件，抗电磁干扰，本质安 全。采用的光纤气体浓度传感器将戊烷的光谱刻入光纤，利用光电转换和ad转换采集光 纤气体浓度传感器的信号。采用抽真空和活性炭吸附技术，将二次密封空间的油气抽到 活性炭罐并进行吸附。外浮顶储罐二次密封空间安装有光纤压力传感器(8)，根据光纤 压力传感器(8)的压力，利用变频器实时调节真空泵(2)的转速。外浮顶储罐二次密封 空间安装有进气管线(9)，当抽真空时，空气通过进气管线(9)进入二次密封空间，从 而保证二次密封空间的压力始终与外界一致。
32.当光纤气体浓度传感器(7)监测到二次密封空间的油气浓度达到上限值后，光纤传感 控制箱(3)控制抽气管线上的电动阀门(4)打开，并控制真空泵(2)开启，此时，二 次密封空间的光纤压力传感器(8)实时监测二次密封空间内部的压力，一旦负压过大， 会调节真空泵(2)的转速，真空泵(2)将二次密封空间的油气抽到活性炭罐(1)中进 行吸附，再将进行吸附处理的油气通过活性炭罐(1)顶端出口排到大气中，此时二次密 封空间处的进气管线(9)进入空气，从而保证二次密封空间油气浓度降低，消除燃烧和 爆炸风险。

技术特征：
1.一种外浮顶储罐密封圈无线监测装置，包括采样系统、检测系统和无线传输系统，其特征在于，所述采样系统包括多条采样管路、电磁阀、抽气泵和备用抽气泵，在外浮顶储罐上安装光纤浓度监测装置，在外浮顶储罐上安装真空抽气装置；其中，所述光纤浓度监测装置包括位于储罐附近的光纤 传感控制箱、位于地面及储罐罐壁的传输光纤、位于外浮顶储罐二次密封空间中的光纤气体浓度传感器和光纤压力传感器；所述真空抽气装置包括位于储罐 罐壁及密封圈处的抽气管线、位于抽气管线上的电动阀门、位于抽气管线上的 真空泵、位于抽气管线末端的活性炭罐以及位于二次密封圈上的进气管线，所述电磁阀、第一继电器、第二继电器和气体传 感器分别电连控制检测板，所述抽气泵与备用抽气泵的输出端连接气体传感器，所述气体传 感器连接排气端口。2.如权利要求1所述的外浮顶储罐密封圈无线监测装置，其特征在于，所述刮蜡器的横杆和固定梁通过导线进行电气连接的 结构；所述横杆和固定梁通过不锈钢材质的第一电气连接端子和第二电气连接端子并采用第一螺栓和第二螺栓与导线相连接固定；所述第一螺栓和第二螺栓设有防松垫片。3.如权利要求2所述的外浮顶储罐密封圈无线监测装置，其特征在 于，所述本安电池组为12v。4.如权利要求1所述的外浮顶储罐密封圈无线监测装置，其特征在 于，其还设有导电片；所述导电片与二次密封刮板相连接，且与 罐壁相贴合连接。5.如权利要求1所述的外浮顶储罐密封圈无线监测装置，其特征在 于，所述采样管路为低吸附采样管路。6.如权利要求1所述的外浮顶储罐密封圈无线监测装置，其特征在 于，所述抽气泵和备用抽气泵为防爆抽气泵。7.如权利要求1所述的外浮顶储罐密封圈无线监测装置，其特征在 于，所述采样管路的进气端放置于同一进气端口内。8.外浮顶储罐密封圈无线监测方法，其特征是，包括以下步骤：将刮蜡器的横杆与 固定梁进行电气连接，所述横杆连接刮蜡板并固定在罐壁上，所述固定梁与浮顶的底板相连接，使得刮蜡器与浮顶实现可靠电气连接。9.根据权利要求8所述的外浮顶储罐密封圈无线监测方法， 其特征是，包括以下步骤：移走二次密封上的导电片；将刮蜡器的横杆与固定梁进行电气连接，所述横杆连接刮蜡板并固定在罐壁上，所述固定梁与浮顶的底板相连接， 使得刮蜡器与浮顶实现可靠电气连接。

技术总结
本发明公开了外浮顶储罐密封圈无线监测装置及检测密度的工艺，具体涉及可燃气浓度监测领域，本发明的目的是提供一种能够实时监测外浮顶储罐密封圈内部油气浓度的一种外浮顶储罐密封圈内部可燃气浓度无线监测装置。该外浮顶储罐密封圈内部可燃气浓度无线监测装置，包括采样系统、检测系统和无线传输系统，采样系统包括多条采样管路、电磁阀、抽气泵和备用抽气泵，检测系统包括气体传感器，无线传输系统包括GPRS天线和无线中继设备；每条采样管路连接一个电磁阀，电磁阀的输出端连接抽气泵和备用抽气泵，抽气泵电连第二继电器，备用抽气泵电连第一继电器。泵电连第一继电器。


技术研发人员：潘承林
受保护的技术使用者：中国化学工程第十六建设有限公司
技术研发日：2020.11.23
技术公布日：2022/5/25