СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТЬЮ РЕЗЕРВУАРОВ СО СВЕТЛЫМ ПОЖАРОВЗРЫВООПАСНЫМ ПРОДУКТОМ Российский патент 2011 года по МПК G01N7/00 G05B13/00 

Изобретение относится к области управления промышленной и экологической безопасностью в аварийных ситуациях на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, сопровождающихся загрязнением почвы, водного и воздушного бассейнов вредными веществами.

Пожары бывают при испарениях и утечках парогазовой фазы из резервуаров через дыхательные клапаны резервуара (механические и гидравлические) при так называемых больших и малых дыханиях из резервуара, что приводит к образованию парогазовой фазы над резервуаром и при воздействии источника зажигания, чаще всего атмосферного разряда, накапливаемого грозовыми облаками, приводит к его возгоранию, взрыву и пожару в резервуаре.

Известна система защиты резервуара от пожара способом поливки резервуара водой. Однако данная система мало эффективна при больших объемах парогазовой фазы, так как конденсируется только часть парогазовой фазы (Л.А.Муравей и др. Экология и безопасность жизнедеятельности: Учеб. пособие для вузов / М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000. - 447 с.).

Известна система сбора легких углеводородных паров и газа с предохранительных клапанов резервуаров в газгольдеры, эта система эффективна, когда газгольдеры не заполнены, а в случае их заполнения, клапаны сбрасывают парогазовую фазу на свечу, то есть в атмосферу (Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем: Учебник / М.: Химия, 2002. - 608 с.).

Существует система рассеивания парогазовой фазы водяным паром, которая применяется для защиты группы резервуаров от пожара при загорании одного из них (Абросимов А.А. Экология переработки углеводородных систем: Учебник / М.: Химия, 2002. - 608 с.).

Прототипом данного изобретения является система автоматического управления и регулирования промышленной и экологической безопасностью оборудования с пожаровзрывоопасным продуктом для процесса с высокой энергией, содержащая автоматическую систему откачки жидкой фазы при аварийной ситуации на очистные сооружения и автоматическую систему для сбора газопаровой фазы пожаровзрывоопасного продукта через люк-лаз аппарата, катушку и пламегаситель, в который подается водяной пар для разбавления пожаровзрывоопасного продукта ниже предела его воспламенения (смотри положительное решение по заявке № 2008140802.

Однако существующая система имеет недостаток, заключающийся в том, что работа системы вызывает затруднения при больших объемах парогазовой фазы, так как требуется большое количество водяного пара и длительное время для разбавления парогазовой фазы ниже предела взрываемости пожаровзрывоопасного продукта.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности и безопасности работы аппарата и оборудования в аварийных ситуациях при большом объеме парогазовой фазы в аппарате и предотвращение его разрыва.

Указанная задача решается тем, что система автоматического управления и регулирования промышленной и экологической безопасностью резервуаров со светлым пожаровзрывоопасным продуктом, содержащая автоматическую систему откачки жидкой фазы пожаровзрывоопасного продукта на очистные сооружения в аварийных ситуациях и устройство для сбора и удаления парогазовой фазы при аварийной ситуации в аппарате, согласно изобретению содержит устройство для конденсации парогазовой фазы, состоящее из конденсатора-водоотделителя с центральной перфорированной трубой и парового эжектора, соединенного со смотровым люком аппарата через катушку. Парогазовая фаза подается паровым эжектором в центральную перфорированную трубу конденсатора-водоотделителя, имеющую небольшие отверстия, где смесь парогазовой фазы и водяного пара при истечении через небольшие отверстия барботируется через водный слой конденсатора-водоотделителя и конденсируется; сконденсированная углеводородная часть поднимается в верхнюю часть конденсатора-водоотделителя и периодически откачивается на очистные сооружения, а водяной пар, конденсируясь вместе с водой, периодически сбрасывается через клапан в канализацию. Конденсатор-водоотделитель перед пуском однократно заполняется водой; для измерения уровня воды в системе конденсатор-водоотделитель установлен прибор LGS (HL). Конденсатор-водоотделитель выполнен из стальной нержавеющей трубы марки Х18Н10Т Ду 500 мм, внизу труба имеет эллиптическое днище, в трубе имеются три штуцера: нижний для спуска воды через клапан из аппарата, другой - в верхней части аппарата, для откачки углеводородной фазы на очистные сооружения, третий в средней части для подачи воды в аппарат. В конденсаторе-водоотделителе имеется центральная перфорированная труба Ду 300 мм из стали марки Х18Н10Т, перфорация выполнена отверстиями Ф 2-3 мм, расположенными на высоте 2/3 от низа трубы, внизу труба имеет эллиптическое днище.

Для проведения процесса интенсивной конденсации парогазовой фазы диаметр отверстий выбран 2-3 мм, так как при больших размерах отверстий отдельные пузырьки сливаются в сплошной поток, что ухудшает процесс тепло- и массообмена; количество отверстий выбрано таким, чтобы суммарная их поверхность равнялась площади сечения трубы на входе парогазовой фазы в центральную трубу конденсатора-водоотделителя; выбранная высота 2/3 от низа трубы, на которой выполнена перфорация, является зоной барботажа, которая не должна создавать дополнительного сопротивления для парогазового потока.

На чертеже представлена схема системы автоматического управления и регулирования промышленной и экологической безопасностью для резервуаров со светлым пожаровзрывоопасным продуктом. Система содержит в резервуаре 1 устройство для сбора парогазовой фазы, состоящее из парового эжектора 2, соединенного со смотровым люком 3 через катушку 4, и клапана подачи водяного пара 5 в паровой эжектор 2. Система содержит устройство для конденсации парогазовой фазы, состоящее из конденсатора-водоотделителя 6 с центральной перфорированной трубой 7, и прибор для измерения уровня воды 8; в конденсаторе-водоотделителе 6, который имеет эллиптическое днище 9, имеются три штуцера: нижний 10 для спуска воды, другой 11, в верхней части аппарата, для откачки сконденсированной углеводородной фазы на очистные сооружения, третий - в средней части для подачи воды в аппарат через вентиль 18. Система содержит для аварийной откачки продукта из резервуара - насос 12, а для прекращения ведения технологических операций - насос 13.

Система работает следующим образом.

В случае аварийной ситуации в резервуаре 1 сигнал повышения давления и температуры поступает на блок контроля пожаровзрывоопасной ситуации 14, который подает сигнал на открытие клапана 5 подачи водяного пара в паровой эжектор 2; паровая фаза из резервуара 1 через смотровой люк 3 и катушку 4 всасывается паровым эжектором 2, далее парогазовая фаза и водяной пар выбрасывается паровым эжектором 2 в трубу 15, затем в центральную перфорированную трубу 7 конденсатора-водоотделителя 6, где при истечении через отверстия происходит барботация через водный слой и конденсация парогазовой фазы в конденсаторе-водоотделителе; сконденсированная углеводородная часть поднимается в верхнюю часть конденсатора-водоотделителя 6 и через штуцер 11 периодически откачивается на очистные сооружения, а водяной пар, конденсируясь вместе с водой, периодически сбрасывается в канализацию 16 через регулирующий клапан 17. Для измерения уровня воды в системе конденсатор-водоотделитель установлен прибор LGS (HL) - 8. Конденсатор-водоотделитель перед пуском однократно заполняется водой через вентиль 18.

Одновременно из блока контроля пожаровзрывоопасной ситуации 14 сигнал поступает на включение аварийного насоса 12 откачки продукта на очистные сооружения и остановку насоса 13 для технологических операций.

Использование предложенного изобретения позволит повысить надежность и безопасность работы резервуаров со светлым пожаровзрывоопасным продуктом, не допуская разрыва аппарата и исключая чрезвычайные ситуации, связанные с большими пожарами на предприятиях.

Изобретение относится к области управления промышленной и экологической безопасностью в аварийных ситуациях на предприятиях химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности, сопровождающейся загрязнением почвы, водяного и воздушного бассейнов вредными веществами. Система автоматического управления и регулирования промышленной и экологической безопасностью резервуаров со светлым пожаровзрывоопасным продуктом содержит автоматическую систему откачки жидкой фазы пожаровзрывоопасного продукта на очистные сооружения в аварийных ситуациях и устройство для сбора и удаления парогазовой фазы при аварийной ситуации в аппарате. При этом указанная система дополнительно содержит устройство для конденсации парогазовой фазы, состоящее из конденсатора-водоотделителя с центральной перфорированной трубой и парового эжектора, соединенного со смотровым люком аппарата через катушку. Причем парогазовая фаза подается паровым эжектором в центральную перфорированную трубу конденсатора-водоотделителя, имеющую небольшие отверстия, где смесь парогазовой фазы и водяного пара при истечении через небольшие отверстия барботируется через водный слой конденсатора-водоотделителя и конденсируется. Сконденсированная углеводородная часть поднимается в верхнюю часть конденсатора-водоотделителя и периодически откачивается на очистные сооружения, а водяной пар, конденсируясь вместе с водой, периодически сбрасывается через клапан в канализацию. Техническим результатом изобретения является повышение надежности и безопасности работы аппарата и оборудования в аварийных ситуациях при большом объеме парогазовой фазы в аппарате и предотвращение его разрыва. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Система автоматического управления и регулирования промышленной и экологической безопасностью резервуаров со светлым пожаровзрывоопасным продуктом, содержащая автоматическую систему откачки жидкой фазы пожаровзрывоопасного продукта на очистные сооружения в аварийных ситуациях и устройство для сбора и удаления парогазовой фазы при аварийной ситуации в аппарате, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит устройство для конденсации парогазовой фазы, состоящее из конденсатора-водоотделителя с центральной перфорированной трубой и парового эжектора, соединенного со смотровым люком аппарата через катушку.

2. Система по п.1, отличающаяся тем, что парогазовая фаза подается паровым эжектором в центральную перфорированную трубу конденсатора-водоотделителя, имеющую небольшие отверстия, где смесь парогазовой фазы и водяного пара при истечении через небольшие отверстия барботируется через водный слой конденсатора-водоотделителя и конденсируется; сконденсированная углеводородная часть поднимается в верхнюю часть конденсатора-водоотделителя и периодически откачивается на очистные сооружения, а водяной пар, конденсируясь вместе с водой, периодически сбрасывается через клапан в канализацию.

3. Система по п.2, отличающаяся тем, что конденсатор-водоотделитель перед пуском однократно заполняется водой; для измерения уровня воды в системе конденсатор-водоотделитель установлен прибор LGS (HL).

4. Система по п.2, отличающаяся тем, что конденсатор-водоотделитель выполнен из стальной нержавеющей трубы марки Х18Н10Т Ду 500 мм, внизу труба имеет эллиптическое днище, в трубе имеются три штуцера: нижний для спуска воды через клапан из аппарата, другой - в верхней части аппарата, для откачки углеводородной фазы на очистные сооружения, третий - в средней части для подачи воды в аппарат.

5. Система по п.2, отличающаяся тем, что в конденсаторе-водоотделителе имеется центральная перфорированная труба Ду 300 мм из стали марки Х18Н10Т, перфорация выполнена отверстиями Ф 2-3 мм, расположенными на высоте 2/3 от низа трубы, внизу труба имеет эллиптическое днище.