加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統的制作方法
【專利摘要】一種加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，包括模擬裝置和檢測裝置，所述模擬裝置包括埋地油罐、輸入油氣的注油管道、液位計和點火器，所述注油管道與所述埋地油罐相通，所述液位計和點火器設于所述埋地油罐中，所述檢測裝置包括監測油氣濃度的濃度監控儀、第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，所述濃度監控儀設于所述油罐內，所述第一壓力傳感器和第一溫度傳感器設于所述埋地油罐的罐壁上。本發明的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統安全、全面、有效的模擬并監測了埋地油罐燃爆事故對油罐及周邊的影響數據，對加油站事故危害評估等方向提供有益的支持。
【專利說明】加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種爆炸模擬系統，尤其涉及一種能模擬加油站的埋地油罐的燃爆事故的模擬檢測系統。
【背景技術】
[0002]目前，國內加油站基本采用臥式埋地油罐，罐內存在油品液相空間和油氣氣相空間。在加油站的檢修、清罐、卸油等作業環節中，由于操作不當可能會產生燃燒爆炸等事故，會對加油站產生巨大的危害。但目前的技術中，國內外并無針對加油站埋地油罐可能發生的事故進行實驗模擬和監測數據并評估事故危害的裝置。
[0003]中國專利CN 200920201081.6，《可燃性氣體爆炸實驗系統》公開了一種可燃性氣體爆炸實驗系統，包括一管狀爆炸測試筒，所述爆炸測試筒與一向筒內腔注入常溫常壓可燃氣體的供氣裝置連接，爆炸測試筒上設有感應筒內壓力的壓力傳感器、監測筒內可燃氣體濃度的監測器和點燃筒內氣體的點火器。但該裝置為小型的實驗裝置，體積只20L左右，從形式與結構上均與加油站實際使用的埋地油罐有很大的區別。
[0004]中國專利CN 200920033142.2，《一種空氣混合物爆炸實驗裝置》公開了一種空氣混合物爆炸實驗裝置，由流量計、爆炸罐、電磁閥、熱電偶、加熱圈、點火器等組成，用于測試煤粉的爆炸壓力和溫度。
[0005]上述目前已公開的專利涉及到氣體燃爆實驗及測試的裝置多為小型實驗裝置，不具備實際模擬加油站埋地油罐事故的能力。而在實際加油站運行中，清罐和設備檢修期間操作不當會產生靜電打火并引發油氣爆炸；卸油時如果發生泄漏會引發火災等，類似的各種燃爆事故會對加油站及周圍設施產生巨大的危害。因此需要相應的模擬系統對可能出現的各種事故進行監測和評估。
[0006]因此，本領域的技術人員致力于開發一種能模擬加油站的埋地油罐的燃爆事故的模擬檢測系統。
【發明內容】
[0007]鑒于上述的現有技術中的問題，本發明的實施例利用埋地油罐、液位計、點火器、注油管道來模擬燃燒爆炸事故時罐內的實際狀況；通過濃度監控儀來監測事故時罐內的油氣濃度；并通過壓力波傳感器、溫度傳感器、熱流傳感器來測量燃爆事故對油罐及周邊的影響；通過采集的影響數據評估事故的危害情況。本發明的技術方案為:
一種加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，包括模擬裝置和檢測裝置，所述模擬裝置包括埋地油罐、輸入油氣的注油管道、液位計和點火器，所述注油管道與所述埋地油罐相通，所述液位計和點火器設于所述埋地油罐中，所述檢測裝置包括監測油氣濃度的濃度監控儀、第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，所述濃度監控儀設于所述油罐內，所述第一壓力傳感器和第一溫度傳感器設于所述埋地油罐的罐壁上。
[0008]在本發明的一個較佳實施方式中，還包括移動檢測器組，所述移動檢測器組設于所述埋地油罐外，所述移動檢測器組包括第二壓力傳感器、第二溫度傳感器和熱流傳感器。
[0009]在本發明的另一較佳實施方式中，還包括壓力數據采集器、溫度數據采集器、熱流數據采集器、濃度數據采集器和中央處理器，所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器、熱流傳感器、濃度監控儀分別各自通過所述壓力數據采集器、溫度數據采集器、熱流數據采集器、濃度數據采集器與所述中央處理器相連。
[0010]在本發明的另一較佳實施方式中，所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器為壓電式傳感器，所述壓力數據采集器的采集頻率為4096±500Hz。
[0011]在本發明的另一較佳實施方式中，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器為快速響應型熱電偶，所述溫度數據采集器和熱流數據采集器的采集頻率為512 土 50Hz。
[0012]在本發明的另一較佳實施方式中，所述濃度數據采集器的采集頻率為128±20Hz。
[0013]在本發明的另一較佳實施方式中，所述埋地油罐為臥式油罐，所述埋地油罐的體積為30±5 m3，所述埋地油罐的長度為6±2 m，所述埋地油罐的高為2.5± I m。
[0014]在本發明的另一較佳實施方式中，所述埋地油罐的上端設有實驗人孔和設備人孔，所述點火器和液位計分別通過所述實驗人孔、設備人孔設于所述埋地油罐中，所述注油管道通過所述設備人孔與所述埋地油罐相通。
[0015]在本發明的另一較佳實施方式中，所述移動檢測器組圍繞設于所述實驗人孔的四周，并臨近于所述實驗人孔，所述移動檢測器組可水平或垂直移動。
[0016]在本發明的另一較佳實施方式中，所述濃度監控儀包括采樣泵，所述采樣泵上設有球閥。
[0017]本發明的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統安全、全面、有效的模擬并監測了埋地油罐燃爆事故對油罐及周邊的影響數據，對加油站事故危害評估等方向提供有益的支持。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1是本發明的實施例的結構示意圖；
圖2是本發明的實施例的模擬監測流程圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結合附圖對本發明做具體闡釋。
[0020]如圖1中所示的本發明的實施例的一種加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，包括模擬裝置和檢測裝置。
[0021]模擬裝置包括埋地油罐1、輸入油氣的注油管道2、液位計3和點火器4。注油管道2與埋地油罐I相通，用于將模擬的油氣輸入到埋地油罐I內。液位計3和點火器4設于埋地油罐中，液位計3用于模擬事故前埋地油罐I內油的液位，點火器4用于點火。
[0022]檢測裝置包括監測油氣濃度的濃度監控儀5、第一壓力傳感器6和第一溫度傳感器7。濃度監控儀5設于油罐內，用于監測罐內油氣的濃度。第一壓力傳感器6和第一溫度傳感器7設于所述埋地油罐的罐壁上，可設于內壁，也可設于外壁，監測燃爆事故對油罐的影響。
[0023]本發明的實施例實時模擬并監測燃爆事故對油罐及周邊的影響,對加油站事故危害評估等方向提供有益的支持。
[0024]如圖1中所示，在本發明的實施例中，還包括移動檢測器組8。移動檢測器組8設于埋地油罐外，監測事故對油罐外的影響。移動檢測器組8包括第二壓力傳感器9、第二溫度傳感器10和熱流傳感器11。
[0025]此外，在本發明的實施例中，濃度監控儀優選為多個，并分布與埋地油罐內，利于更精確的監測罐內的油氣濃度。在實施例中，優選為3個，分別位于罐內空間的上端的中部和兩側。
[0026]另外，第一壓力傳感器和第一溫度傳感器也優選為多個，如各為2個，分布與油罐的罐壁上，以利于更精確的監測對罐壁的影響。
[0027]如圖2中所示，在本發明的實施例中，在模擬了事故前的罐內狀況并監測油氣濃度，采集數據后，還需將采集的數據歸集整理并分析評估事故的危害。在本實施例中，數據采集主要通過壓力數據采集器、溫度數據采集器、熱流數據采集器、濃度數據采集器和中央處理器進行。
[0028]并優選不同類型的傳感器分別連接不同的數據采集儀器，按照各自的采樣頻率獲得實驗數據并保存至中央處理器。即，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器、熱流傳感器、濃度監控儀分別各自通過壓力數據采集器、溫度數據采集器、熱流數據采集器、濃度數據采集器與中央處理器相連。中央處理器用于將數據歸集、顯示，并分析評估事故的危害。
[0029]在本發明的實施例中，第一壓力傳感器和第二壓力傳感器優選為壓電式傳感器，壓力數據采集器的采集頻率為4096±500Hz，優選為4096Hz。傳感器感壓面受到沖擊波后能夠轉化為電壓信號傳輸至數據采集儀器，數據采集儀器以4096Hz的采樣頻率采集數據并保存于中央處理器。
[0030]第一溫度傳感器和第二溫度傳感器為快速響應型熱電偶。溫度數據采集器和熱流數據采集器的采集頻率為512 ± 50Hz，優選為512Hz。溫度傳感器能夠將溫度變化轉化為電信號并通過數據采集儀器以512Hz的頻率采樣。熱流傳感器則將受到的熱輻射轉化為電壓信號并以512Hz的頻率采集數據。
[0031]濃度數據采集器的采集頻率為128±20Hz，優選為128Hz。濃度監控儀包括采樣泵，采用泵吸式采集原理，以較低的流速將氣體吸入采集器，并在線分析其濃度，濃度采集以128Hz的采樣頻率采集數據，實時監測罐內的油氣濃度。采樣泵上設有球閥。在實驗爆炸期間將閥門關閉，以避免爆炸產生的火焰或沖擊波損壞采樣泵及儀表。
[0032]如圖1中所示，在本發明的實施例中，埋地油罐I為臥式油罐。埋地油罐I的體積為30±5 m3，優選為30 m3，埋地油罐I的長度為6±2 m，優選為6 m，埋地油罐I的高為
2.5±1 m，優選為 2.5 m。
[0033]并如圖1中所示，在本發明的實施例中，埋地油罐I的上端設有實驗人孔12和設備人孔13，分別位于油罐上端的兩側。點火器4和液位計3分別通過實驗人孔12、設備人孔13設于埋地油罐I中，點火器4供電點火能量，并優選為可伸縮式高能點火器，能夠根據實驗的要求調解點火點的高度。注油管道2通過設備人孔13與埋地油罐I相通，用于模擬埋地油罐的注油、卸油管線。
[0034]并優選移動檢測器組8圍繞設于實驗人孔12的四周，并臨近于實驗人孔12。移動檢測器組8可水平或垂直移動，便于準確測量燃爆事故對油罐周邊的影響，滿足不同燃爆工況的數據采集要求。
[0035]此外，如圖1中所示，在本發明的實施例中，埋地油罐I的下端通過廢油管道14與油水分離器15相通。罐內的廢油通過油罐下端的廢油管道14經由油泵排出至油水分離器15處理。
[0036]如圖1中所示，本發明的模擬監測的實施例有:
1、罐內爆炸
首先關閉廢油管道14。在進行有油情況下爆炸的實驗時，從注油管道2注入汽油，讓罐內汽油自然揮發，三個濃度監控儀5的油氣濃度均達到爆炸范圍時，接通可伸縮式高能點火器4的電源，在罐內點火，引爆油氣；若進行無油情況下的實驗，則先打開實驗人孔12，由注油管道2注入按照實驗濃度配比的油氣，待罐內氣體濃度監控儀5的油氣濃度均達到實驗要求時，由可伸縮式高能點火器4點火實驗。實驗完成后，打開廢油管道14，將剩余殘油抽至油水分離器15進行處理。
[0037]2、罐內燃燒
首先關閉廢油管道14。打開實驗人孔12，從注油管道2注入汽油，空氣由實驗人孔12排出，罐內液位高度由液位計3監測，至要求液位時停止注油,關閉注油管道2，將可伸縮式高能點火器4點火探頭伸至液面附近點火引燃油氣。實驗期間實驗人孔12保持打開狀態，以保證燃燒期間補入氧氣。
[0038]3、采集數據
各種傳感器共同組成監測系統。實驗期間，為了減少數據的存儲量，壓力、溫度、熱流三組傳感器在點火前5秒開始數據采集，而濃度監控儀5則保持實時采集。
[0039]以上對本發明的具體實施例進行了詳細描述，但其只是作為范例，本發明并不限制于以上描述的具體實施例。對于本領域技術人員而言，任何對本發明進行的等同修改和替代也都在本發明的范疇之中。因此，在不脫離本發明的精神和范圍下所作的均等變換和修改，都應涵蓋在本發明的范圍內。
【權利要求】
1.一種加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，包括模擬裝置和檢測裝置，所述模擬裝置包括埋地油罐、輸入油氣的注油管道、液位計和點火器，所述注油管道與所述埋地油罐相通，所述液位計和點火器設于所述埋地油罐中，所述檢測裝置包括監測油氣濃度的濃度監控儀、第一壓力傳感器和第一溫度傳感器，所述濃度監控儀設于所述油罐內，所述第一壓力傳感器和第一溫度傳感器設于所述埋地油罐的罐壁上。
2.如權利要求1所述的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，還包括移動檢測器組，所述移動檢測器組設于所述埋地油罐外，所述移動檢測器組包括第二壓力傳感器、第二溫度傳感器和熱流傳感器。
3.如權利要求2所述的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，還包括壓力數據采集器、溫度數據采集器、熱流數據采集器、濃度數據采集器和中央處理器，所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器、第一溫度傳感器和第二溫度傳感器、熱流傳感器、濃度監控儀分別各自通過所述壓力數據采集器、溫度數據采集器、熱流數據采集器、濃度數據采集器與所述中央處理器相連。
4.如權利要求3所述的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器為壓電式傳感器，所述壓力數據采集器的采集頻率為4096±500Hz。
5.如權利要求3所述的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，所述第一溫度傳感器和第二溫度傳感器為快速響應型熱電偶，所述溫度數據采集器和熱流數據采集器的采集頻率為512 ± 50Hz。
6.如權利要求3所述的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，所述濃度數據采集器的采集頻率為128 ± 20Hz。
7.如權利要求1所述的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，所述埋地油罐為臥式油罐，所述埋地油罐的體積為30±5 m3，所述埋地油罐的長度為6±2 m，所述埋地油罐的高為2.5±1 m。
8.如權利要求7所述的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，所述埋地油罐的上端設有實驗人孔和設備人孔，所述點火器和液位計分別通過所述實驗人孔、設備人孔設于所述埋地油罐中，所述注油管道通過所述設備人孔與所述埋地油罐相通。
9.如權利要求8所述的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，所述移動檢測器組圍繞設于所述實驗人孔的四周，并臨近于所述實驗人孔，所述移動檢測器組可水平或垂直移動。
10.如權利要求1所述的加油站埋地油罐的燃爆模擬檢測系統，其特征在于，所述濃度監控儀包括采樣泵，所述采樣泵上設有球閥。
【文檔編號】G01N33/22GK103792331SQ201210423576
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年10月30日 優先權日:2012年10月30日
【發明者】張衛華, 張健中, 韓青林, 郎需慶, 厲建祥, 周金廣 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院