天然氣作為一種清潔能源,正迅速地被開發(fā)利用。目前國內(nèi)從改變能源結(jié)構(gòu)和改善環(huán)境狀況角度出發(fā),正積極發(fā)展液化天然氣(LNG)技術(shù),液化天然氣項目在各地紛紛啟動。沿海城市一般建液化天然氣接收站,從海外接收液化天然氣;而內(nèi)地?fù)碛刑烊粴赓Y源地區(qū)則建設(shè)天然氣液化工廠。無論是液化天然氣接收站,還是天然氣液化廠,低溫儲罐都是最為關(guān)鍵的設(shè)備,所占項目的投資比例也較高。文獻(xiàn)[1]中介紹了各種天然氣儲罐,其中應(yīng)用最為廣泛的是圓柱型常壓低溫儲罐。本文探討此類低溫儲罐的安全監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。
1、檢測器的布點
LNG低溫儲槽（低溫儲罐）檢測器的安裝位置應(yīng)綜合空氣流動的速度和方向與潛在泄漏源的相對位置、通風(fēng)條件而確定，并便于維護(hù)和標(biāo)定。檢測器和報警控制器應(yīng)以受到最小振動的方式安裝，如果附近易產(chǎn)生電磁干擾，宜使用鎧裝電纜或電纜加金屬護(hù)管。氣體檢測器安裝高度應(yīng)根據(jù)可燃?xì)怏w的密度而定。當(dāng)氣體密度大于0.97kg/m³(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)時，安裝高度距地面0.3-0.6m；當(dāng)氣體密度小于或等于0.97kg/m³(標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下)時，安裝高度距頂端0.5-1.0m為宜。
在檢測器布點及設(shè)置數(shù)量時參考遵循以下步驟要點：
(1)首先要查清所要監(jiān)測的儲罐，有哪些情況可能發(fā)生泄漏，并推算它們的泄漏壓力、單位時間的可能泄漏量及泄漏方向等，畫出棋格形分布圖，并根據(jù)推測的嚴(yán)重程度分成A、B、C3種等級。
(2)根據(jù)所在場所的主導(dǎo)風(fēng)向、空氣可能的環(huán)流現(xiàn)象及空氣流動的上升趨勢，以及空氣自然流動的習(xí)慣通道等，綜合推測當(dāng)發(fā)生大量泄漏時，可燃?xì)庠谄矫嫔系淖匀粩U散趨勢方向圖。
(3)再根據(jù)泄漏氣體的密度(大于空氣或小于空氣)并結(jié)合空氣流動的上升趨勢，最后綜合成泄漏流的立體流動趨勢圖。
(4)根據(jù)監(jiān)測范圍內(nèi)可燃?xì)庑孤┑牧Ⅲw流動概念，可在其流動的下游位置作出初始設(shè)點方案。
(5)研究泄漏點的點泄漏狀態(tài)可能是微漏還是噴射狀的泄漏。如果是微泄漏，則設(shè)點的位置就要靠近泄漏點，如果是噴射狀泄漏，則稍遠(yuǎn)離泄漏點。綜合這些狀況，擬定出最終設(shè)點方案。這樣，需要購置檢測器的數(shù)量和品種可以從考慮的最終棋格圖中估算出來。
(6)對于一個大中型有可燃?xì)怏w泄漏可能的儲罐區(qū)，建議每相距10-20m設(shè)1個檢測點。
(7)對密度大于空氣的氣體的檢測，應(yīng)將檢測器安裝在低于泄漏點的下方平面上，并注意周圍的環(huán)境特點。例如，地槽地溝容易積聚可燃?xì)怏w的地方，現(xiàn)場通往控制室的地下電纜溝，有密封蓋板的污水溝槽等，都是經(jīng)常性的或在生產(chǎn)不正常情況容易積聚可燃?xì)獾膱鏊?br />
2、監(jiān)控系統(tǒng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計
石化液化天然氣低溫儲槽（低溫儲罐）區(qū)火災(zāi)監(jiān)測與滅火聯(lián)動控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)兼顧了工藝監(jiān)測參數(shù)DC4-20mA傳輸和火災(zāi)參數(shù)傳輸?shù)牟煌�，以及滅火設(shè)備聯(lián)動控制的信號輸出要求。工藝參數(shù)的監(jiān)測是根據(jù)數(shù)據(jù)通信轉(zhuǎn)換協(xié)議，設(shè)計構(gòu)造防爆型DDZ轉(zhuǎn)換器，接受處理4-20mA本安型一次儀表輸出信號，如可燃?xì)怏w濃度、成分、LNG容器溫度、液位、壓力等工藝參數(shù)探測器的輸出信號。監(jiān)控主機主要完成對安全參數(shù)及火災(zāi)初期參數(shù)的連續(xù)采集處理，對采集到的信號采用現(xiàn)代信號檢測和處理方法，進(jìn)行狀態(tài)分析，及時預(yù)測并采取措施對事故進(jìn)行處理，通過直流硬線連接方式和遠(yuǎn)程聯(lián)動控制裝置有效啟動現(xiàn)場消防設(shè)備，實施滅火操作。
3、監(jiān)控系統(tǒng)軟件實現(xiàn)
系統(tǒng)應(yīng)用軟件采用模塊化編程方式，主要包括系統(tǒng)主控模塊和事故處理模塊、信息通信模塊、消防管理模塊等功能模塊。各個模塊的功能如下：
(1)系統(tǒng)主控模塊。主要完成數(shù)據(jù)采集處理，報警判斷與聯(lián)動控制輸出，自動與手動控制方式切換，系統(tǒng)管理。
(2)事故處置模塊。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)完成對監(jiān)測區(qū)域的事故狀態(tài)分析預(yù)測，對工藝安全進(jìn)行操作控制和處置緊急情況，實施救災(zāi)方案。
(3)信息通信模塊。主要完成通信協(xié)議管理，數(shù)據(jù)通信控制，異地遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)。
(4)消防管理模塊。主要完成系統(tǒng)操作管理，設(shè)備工況管理，防火管理與數(shù)據(jù)存儲。
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