基于云台的油气罐微泄漏全方位监测

发布时间：2017-06-13 00:05

  本文关键词：基于云台的油气罐微泄漏全方位监测，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液化石油气作为一种高经济效益的燃料日益受到各行业的重视,其资源储备丰富,被广泛应用到化工企业及人民生活之中。在石油的提炼制备过程中,以及在油田开采时,都会伴随着液化石油气的产生,因此绝大多数的能源类型工厂、企业都会生产、储存液化石油气。随着我国经济的飞速发展和进出口贸易的提升,我国对液化石油气的需求量日益巨大。但是其极易挥发,引燃能量小,爆炸浓度范围广、下限低、能量大的特点也给人民生命和财产安全、社会环境安全带来严重的威胁。目前国内液化石油气储配库中普遍中采用的气体泄漏监测手段为点式分布的催化燃烧式监测仪,其精度有限且响应时间较长。本文针对目前催化燃烧式监测仪的不足之处,从液化石油气气体泄漏成因及扩散机理入手,利用高灵敏度激光气体传感器,对液化石油气储气罐进行全方位分布式微泄漏监测。并且结合高性能云台设备,充分利用云台的运动性能与承载能力减少激光气体传感器的使用数量,实现对液化石油气储气罐立体式监测。本文的主要研究分为以下几点：(1)针对液化石油气储配库发生泄漏事故危害大的特点,分析归纳在储气罐日常运营中可能发生泄漏的机理,并利用有限元计算软件对发生概率较大的微泄漏成因进行扩散现象分析。利用正交实验的方法对比分析泄漏方向,泄漏强度以及环境风速对液化石油气扩散范围的影响性。(2)从传统液化石油气气体泄漏点式监测手段效果差的缺点入手,通过对比激光气体传感器和传统催化燃烧式传感器对液化石油气微泄漏报警的响应时间,提出利用激光气体传感器对液化石油气储气罐进行全方位分布式监测方案,结合道化学火灾爆炸危险指数评价法对液化石油气储罐进行基本的安全评价。(3)结合高性能云台设备,对液化石油气储罐进行全方位立体式监测。设计并实现了云台-激光气体传感器监测控制软件。软件系统实现了云台运动控制,和激光气体传感器的度数控制,同时实现了显示不同监测点的浓度时间曲线和即时浓度值,以及监测数据导出至文本文档的功能。
【关键词】：气体泄漏扩散 激光气体传感器 云台 LabVIEW
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE972
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 国内外研究概况及发展趋势9-15
• 1.2.1 LPG储罐泄漏风险评价研究现状9
• 1.2.2 泄漏检测现状及技术分析9-12
• 1.2.3 LPG监测系统研究进展12-15
• 1.3 本文主要研究内容15-17
• 2 油气储配泄漏机理及气体扩散特征分析17-40
• 2.1 油气储配泄漏机理17-21
• 2.1.1 液化石油气储配方式17-19
• 2.1.2 液化石油气泄漏机理19-20
• 2.1.3 液化石油气泄漏事故危害剖析20-21
• 2.2 液化石油气气体微泄漏扩散规律有限元分析21-30
• 2.2.1 数学模型21-23
• 2.2.2 有限元计算重要设置23-25
• 2.2.3 气体泄漏扩散物理模型建立25-27
• 2.2.4 计算流域网格划分及加密分析27-29
• 2.2.5 边界类型分析29-30
• 2.3 液化石油气气体泄漏扩散规律分析30-40
• 2.3.1 环境风速对液化石油气泄漏扩散的影响分析31-34
• 2.3.2 液化石油气泄漏强度对其扩散的影响分析34-35
• 2.3.3 影响液化石油气泄漏扩散的主要因素分析35-40
• 3 全方位监测方案设计40-52
• 3.1 传统液化石油气储配库泄漏监测40-41
• 3.2 激光气体传感器原理分析41-44
• 3.2.1 气体分子红外光谱理论41
• 3.2.2 产生红外吸收的条件41-42
• 3.2.3 气体分子吸收谱线线型和增宽42-43
• 3.2.4 Beer-Lambert定律及应用43-44
• 3.3 激光气体传感器与传统传感器响应时间分析44
• 3.4 激光气体传感器全方位气体泄漏监测方案探究44-52
• 3.4.1 监测任务44-45
• 3.4.2 监测项目及控制标准45-46
• 3.4.3 监测方法46-47
• 3.4.4 监测信息反馈程序47
• 3.4.5 液化石油气储罐安全评价47-52
• 4 基于云台的全方位立体式监测方案设计与实现52-69
• 4.1 云台设备基本原理52-54
• 4.2 云台-激光气体传感器立体式监测方案设计54-56
• 4.3 云台-激光气体传感器监测系统软件设计与实现56-69
• 4.3.1 LabVIEW开发环境57
• 4.3.2 需求分析与设计57-59
• 4.3.3 系统模块设计59-60
• 4.3.4 模块功能的实现60-69
• 结论69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75

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本文编号：445233