大型石油储罐主动安全防护系统改进研究

发布时间：2020-03-23 02:52

【摘要】：大型石油储罐主动安全防护系统是一种通过对大型外浮顶油罐油气浓度控制来实现火灾预防的安全防护系统。该系统应用实时气体分析系统与主动惰化保护系统相结合的闭环控制方式对大型石油储罐进行主动防护,可有效防止在石油储运过程中可能发生的因雷击、静电、着火引起的爆炸事故。目前,该系统已普遍用于大连等地,并取得了良好的防护效果。本文通过对近年来的工程应用实例的运行数据分析发现部分大型油罐在满罐状态下存在长期油气浓度超标的问题。防护系统频繁注氮,无法保证油罐处于安全状态,同时造成了能源浪费,故本文对该系统进行了改进研究,提出了“疏堵结合”一种新的安全防护方法。同时,运用数字滤波算法完成了滤波设计,克服模拟量采集的随机干扰的误差,增强了抗干扰能力。本文主要的研究内容是对新的防护系统进行了设计及对新系统PLC程序进行编辑。包括:根据工艺流程分析控制要求,明确控制任务完成新系统的工作流程设计;确定所需的用户输入设备、输出设备以及由输出设备驱动的控制对象;估算PLC的I/O点数,分析控制对象与PLC之间的信号关系,信号性质;根据控制要求的复杂程度,控制精度估算PLC的用户存储器容量;依据输入输出形式与点数,控制方式与速度、控制精度与分辨率,用户程序容量选择PLC;运用西门子S7-200专用编程软件对新系统的程序编制,包括设计梯形图、编写语句表、绘制控制系统流程图;运用力控组态软件完成对上位机系统的设计。
【图文】：

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东北石油大学工程硕士专业学位论文第一章系统改进方案设计上文已经提到大型石油储罐主动安全防护系统在现场应用过程中反映了一些问题，本章通过对试运行的数据分析找出原系统在运行过程中存在的问题，并以长兴岛原油库区一期工程主动安全防护系统工程为例对原有系统进行改进设计。1.1 防护方式的改进方案设计1.1.1 防护方式存在的问题大连港新港五个罐组已经全部安装了主动安全防护系统，，通过一段时间的运行，系统基本能够达到设计要求，然而有些储罐的安全防护依然达不到要求。下面，我们通过系统运行过程中记录的气体浓度分析曲线对存在的问题进行分析。图 1.1 为海滨罐区T25 号储罐运行过程中的气体浓度曲线图。

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主动安全防护系统与传统灭火系统的不同在于该系统是通过事前预防来进行火灾防护的，该系统主要包括气体分析和惰化保护两大模块，系统通过采样接头对储罐密封区域进行气体取样，通过分析模块对采集的气体进行浓度分析，当密封圈内气体达到爆炸极限时，惰化保护模块会自动对油气浓度偏高的储罐进行氮气惰化，从而降低混合气体的浓度至爆炸极限一下，起到事前预防的作用。该系统从根源上消除了密封圈起火的安全隐患。主动安全防护系统的工作流程主要由三部分组成；依次是通过库区内管线进行采样并通过分析模块进行气体分析→通过数据分析进行安全判定→通过管线和注氮喷头进行惰化保护。该系统通过 6 个气体取样泵对每台储罐的密封圈环形空间 8 个分区内的混合气体进行自动巡回取样，气体经预处理后进入气体浓度分析仪，在气体浓度分析仪中完成对氧气浓度和油气浓度的检测分析，通过模拟量信号将检测得到的结果传输给 PLC 的CPU，由 PLC 控制对油气氧气浓度不合格的储罐进行氮气惰化。气体分析仪在传输给PLC 的同时也将数据传送到上位机进行存储分析。具体流程见图 1.2。
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TE88

【参考文献】