基于无线技术浮顶储罐密封油气浓度检测

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大型外浮顶储罐密封装置存在的问题与对策探讨

大型外浮顶储罐密封装置存在的问题与对策探讨摘要：大型浮顶油罐是石油化工行业的重要储存和运输设施。

由于石油储藏量大，储存环境易燃、易爆和不稳定，如果大型储藏库的日常使用和管理不当，就会发生火灾、爆炸和环境污染等事故。

在不同类型储油罐引起的107起火灾中，65起是由闪电引起油气空间可燃气体造成的，占事故总数的61%，近几年储油罐防止油气挥发一般采用一次密封和二次密封二级密封结构。

在浮盘密封的油气空间中，浓度高于标准的燃料气体是易燃物质，闪电、静电、火花等。

是引起储油罐着火的重要点火源。

主密封装置的完整性和防地雷防静电装置的可靠性直接影响到罐体的安全运行。

因此，石油化工企业油库健全性管理应注重大型油库主体和关键附件(密封装置)的管理，加强风险防范，深化安全研究。

关键词：大型外浮顶储罐；密封装置；问题；对策；引言石油工业是国民经济的重要支柱，为国民经济各部门提供能源、原材料和相关产品。

近年来，国内原油需求逐年增长，从2000年至2017年平均每年7.5%，增至2017年的1.92亿吨，全年增长至6.1亿吨原油，对原油的依赖程度达到67.4%。

中国原油储量建设正处于快速发展阶段，在此背景下，石油储量的增加和储存设施的大型化已成为石油储量发展的主要重点，出现了许多大型油田。

大多数浮顶油罐用于储存原油，原油是石油化工企业广泛使用的储油罐，也是国内外主要储油罐中最常见的结构形式。

我国最大的浮顶油罐达20万立方米，由于油库数量和油库规模增加以及油库使用年限的增加，该区域发生火灾的风险增加，近年来灾难性事故增加，给当地消防部门和石油化工企业的预防工作带来了新的挑战。

1储罐密封装置大型油库一般采用外浮顶储罐，密封装置分为一次密封装置和二次密封装置。

近年来，我国外浮顶储罐的密封装置一般采用了一次密封和二次密封相结合的方式，单次密封采用了更多的包状弹性密封。

主密封装置安装在浮盘外缘与储罐内壁之间约250mm的环形空间内，以密封该环形空间的油面和油气空间。

基于无线传感器网络的油罐区火灾监测系统

基于无线传感器网络的油罐区火灾监测系统蔡文龙【摘要】为了有效地监测油罐区的状态和实时预警油罐区火情，设计了基于无线网络的油罐区火灾监测系统。

将无线传感器技术应用于油罐区的火灾监测，选择温度、湿度、烟雾、一氧化碳、二氧化碳、可燃气体这6个物理量作为监测对象，采集油罐区各个油罐的相关参数，实时将数据传输到服务器和客户端。

设计油罐区火灾预警专家系统，实时分析油罐区温度、湿度、烟雾、一氧化碳、二氧化碳、可燃气体等数据变化，监测油罐区状态。

基于无线网络的油罐区火灾监测系统，硬件结构只有数据采集节点模块、网关、服务器端，价格便宜，系统无需现场布线及复杂的安装调试过程，安装方便，经济性远高于其他监测系统。

【期刊名称】《油气田地面工程》【年(卷),期】2015(000)008【总页数】3页(P59-61)【关键词】油罐区;火灾监测;无线网络;无线传感器;设计【作者】蔡文龙【作者单位】北华航天工业学院【正文语种】中文随着无线传感器技术（WSN）的发展，可以更加方便、快捷地在油罐区布置数据采集设备，无需复杂的线路设计，既减少安装成本，又可提高油罐区安全性，减少设备维护巡查时间[1]。

因此，将无线传感器技术应用于油罐区的火灾监测，具有重要的意义。

1.1 系统功能与结构油罐区火灾监测系统应具有以下功能：①油罐区数据采集和传输，包括设计安装多种传感器，采集油罐区每个储油罐的状态参数(温度、压力、可燃气体)[2]，然后根据油罐区无线传感器节点网络拓扑结构，设计各传感器节点数据传输协议、路由算法等；②数据实时处理、存储、查询和异常预测，包括初步处理采集的油罐区状态数据，实现利用客户端和移动设备实时查看油罐区状态，同时对油罐区数据进行监测，有效预报油罐区的异常[3]；③火情响应机制，当油罐区火灾监测系统监测到异常情况时，需要及时采取措施，对现场进行检查、确认，对火情进行应急响应，同时向油罐区和周边所有工作人员进行火情通报，进行紧急的人员疏散。

汽油內浮顶储罐VOC减排技术探讨

汽油內浮顶储罐VOC减排技术探讨摘要：目前国内汽油内浮顶储罐采用的主要油气排放限制、控制技术是对浮盘进行液体镶嵌式、机械式鞋型、双封式等高效密封方式，该方式满足现行国家对储罐VOC排放的限制和控制要求，但是在使用中还是存在由于一二次密封失效、粘壁油品挥发、导向柱工艺开孔油气挥发等原因形成的油气挥发排入大气，随着国家对大气排放要求的日益严格，同时该部分VOC的排放确实可能会带来一系列安全、环境和健康危害，汽油內浮顶储罐VOC进一步的减排技术相继出现，其中不乏储罐VOC零排放技术的宣传，但是目前国内还没有真正的高效减排技术，零排放更多的是停留在纸面，本文主要针对这一系列减排技术，筛选认为具备一定可行性的技术进行探讨。

关键词：汽油內浮顶储罐；油气排放；零排放；1.概述储罐VOC排放一直是国家打好污染防治攻坚战的重点关注项，排放要求日益严格。

2018 年生态环境部下发了《关于加强重点排污单位自动监控建设工作的通知》，通知要求，纳入条件的重点排污单位主要废气的有组织排放口实施自动监控，自 2019 年开始，VOCs 重点排放源也纳入监控范围，储油库作为油气排放重点监管单位后续纳入监控范围亦是趋势。

2019年6月26日，生态环境补下发了《重点行业挥发性有机物综合治理方案》的通知，要求对油品储运销VOCs综合治理，加大汽油（含乙醇汽油）、石脑油、煤油（含航空煤油）以及原油等VOCs排放控制。

2021年8月4日又正式印发《关于加快解决当前挥发性有机物治理突出问题的通知》（环大气〔2021〕65号），该通知要求，对于储存汽油、航空煤油、石脑油等内浮顶罐罐顶气未收集治理的，宜配备新型高效浮盘与配件，选用“全接液高效浮盘+二次密封”结构；企业对环保的要求越来越高。

2020年9月中石化发布集团公司总经理1号令《臭氧污染防治专项行动方案》，其中对销售板块重点区域 VOCs 排放浓度控制指标要≤20g/m3，严于GB 20950-2020《储油库大气污染物排放标准》规定的25g/m3。

储罐运行状态监测系统

储罐运行状态监测系统
一、工艺技术装备简介
储罐运行状态监测系统主要包括浮盘状态监测系统和罐基础沉降监测系统、浮仓积液监测系统和密封圈分布式测温系统，其中浮盘状态监测系统主要监测参数为浮盘倾斜角度、浮盘上方积液和浮盘上方空气温度。

监测传感器本质无源，可应用在爆炸0区，不会输入安全隐患。

二、主要技术特点
1、浮盘状态监测系统：对储罐（内浮顶、外浮顶）浮盘倾角、表面积液、温度进行实时监测，浮盘表面积水液面实现0-100mm的液位监测，精度为1mm；浮盘表面温度实现-40-150℃监测，精度1℃；浮盘倾角实现±10°的监测，且精度为0.05°。

三者集成到同一传感器。

2、储罐基础沉降监测系统：可对储罐（内浮顶、外浮顶）储罐的均匀沉降、不均匀沉降进行实时监测，同时可对长输管线进行沉降监测，基础沉降量程可调，监测精度达1mm。

3、浮仓积液监测系统：可对外浮顶储罐浮仓内积液进行实时监测，量程可调，监测精度达1mm。

4、密封圈分布式测温系统：对外浮顶储罐密封圈温度进行实时监测，量程-40-150℃，监测精度达1℃，空间分
辨率为1m。

通过检测浮盘和密封圈温度变化，实现对浮盘表面火灾和密封圈火灾的提前感知。

5、所有的传感器均采用光纤光栅无源传感器，实现了传感器的本安防爆，可应用在爆炸0区，不会输入安全隐患。

6、维护量少，因检测原理为采用光纤自身特性，出厂前对系统进行了标定与测试，后续使用过程中无需进行维护。

7、安装便捷，可对在役储罐进行改造（内浮顶浮盘状态监测除外），工期约7天。

三、有关技术资料
液位传感器
倾角传感器
温度传感器。

浅谈苯类罐区vocs治理

★　石油化工安全环保技术　★VOCs （V olatile Organic Compounds ）是指油品蒸发产生的有机化合物。

石油及其产品是多种碳氢化合物的混合物，其中的轻组分具有很强的挥发性。

在石油储运过程中，不可避免地会挥发出VOCs ，排入大气，造成环境污染，产生安全隐患。

VOCs 具有大气化学反应活性，是光化学烟雾的重要前体污染物，对人体有强烈刺激性，在其长期作用下，可造成肺部永久性损害。

因此，空气中的烃类气体对人体的损害不容忽视。

特别是苯、甲苯、二甲苯为有毒介质，其中苯属于一类致癌物，甲苯和二甲苯属于三类致癌物。

根据中石化的部署，对苯类罐区VOCs 进行隐患治理。

1 储罐油气蒸发损耗产生原因及危害1.1 储罐油气蒸发损耗产生原因任何形式的油品蒸发损耗都是在输、储油容器内部传质过程的基础发生的。

这种传质过程包括发生在气、液接触面的相际传质，即油品的蒸发，以及发生在容器气体空间中烃分子的扩散。

通过上述传质过程，容器气体空间原有的空气逐渐变为趋于均匀分布的烃蒸气和空气的混合体，当外界条件变化引起混合气体状态参数改变时，油气混合气从容器排入大气，造成油品的蒸发损耗。

常温常压下为液态的烃类物质根据闪点的不同，选用不同类型的储罐。

汽油、石脑油、苯类介质一般选用内浮顶储罐。

内浮盘一般分为装配式（铝合金、不锈钢）和钢制（浅浮盘、浮舱式）2种类型。

内浮顶油罐与拱顶罐相比，油品蒸发损耗可降低90%以上[1]。

但是由于油品本身的特性、浮盘及密封装置无法解决的气体空间，由于生产操作等原因，储存过程中仍然有少量油品蒸发。

对不同类型内浮顶储罐的气相空间油气浓度进行了检测，相关数据见表1。

储罐收油作业时，随着内浮顶的上升，油气混合气从罐壁通气孔排入大气。

表1内浮顶储罐气相空间油气浓度检测数据注：总烃分析方法为《环境空气总烃的测定气相色谱法》（GB/T 15263－1994）。

从表1可以看出：内浮顶储罐气相空间油气收稿日期：2019-01-31作者简介：黄伟良，男，1990年毕业于抚顺石油学院石油储运专业，主要从事石化企业储运技术工作，高级工程师，国家二级安全评价师，国家注册安全工程师。

《石油化工储运罐区 VOCs 治理项目油气连通工艺实施方案及安全措施指导意见》

附件：前言《石油化工储运罐区VOCs治理项目油气连通工艺实施方案及安全措施指导意见》自2016年10月25日起发布。

负责起草单位: 中国石化工程建设公司、洛阳工程公司、青岛安工院。

主要起草人：张彦新、赵睿、韩钧、王惠勤、牟小冬审定人：孟庆海、王惠勤、党文义石油化工储运罐区VOCs治理项目油气连通工艺实施方案及安全措施指导意见一、总则1.罐区VOCs治理主要针对油品储运罐区按相关规范或规定需要治理的储罐无组织排放的罐顶油气进行集中收集并治理。

2.除特殊说明外，指导意见中罐区包括石油化工原料罐区、中间原料罐区及“三苯”等成品罐区。

3.罐组气相收集系统应与储罐本体、VOCs处理系统进行整体安全性考虑，采取系统的安全控制方案。

设计方案须进行安全论证。

4.储罐增加气相连通收集系统后，安全风险防控的重点应是防止重大群罐火灾。

5.主要执行标准、规范：GB 31570-2015 石油炼制工业污染物排放标准GB 31571-2015 石油化学工业污染物排放标准GB 50160-2008 石油化工企业设计防火规范GB 50341-2014 立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范GB/T13347-2010 石油气体管道阻火器SH/T 3007-2014 石油化工储运系统罐区设计规范ISO16852-2008 Flame arresters—Performance requirements，test methods and limits for use二、原则要求1. 储罐宜采取罐顶气相平衡线、罐顶隔热或涂敷隔热涂料等措施减少VOCs的排放。

每座储罐的罐顶气相线上应设手动切断阀。

2. 油气收集技术应选用本质安全的技术，并应确保技术成熟、可靠、节能、经济、操作简便。

3.油气收集系统应满足同一系统内同时运行的不同介质储罐的小时最大排气量的要求。

4.综合考虑火灾危险性、污染源距离、废气组成、浓度及气量、能耗、运行费用等因素，废气宜分区域、分种类集中收集。

《石油化工储运罐区VOCs治理项目油气连通工艺实施方案及安全措施

《石油化工储运罐区VOCs治理项目油气连通工艺实施方案及安全措施附件:前注《石油化工储运罐区挥发性有机化合物处理项目油气连通过程实施方案及安全措施指南》已于10月25日在XXXX发布负责起草单位:中国石化工程建设公司、洛阳工程公司、青岛安全工程学院主要起草人:张、、、王、牟晓东。

审核人:孟庆海、王、、石油连接工艺实施方案及安全措施指导1。

总则1。

罐区挥发性有机化合物的控制主要是集中收集和控制罐顶的油气，需要按照相关规范或规定进行控制。

2。

除特殊说明外，指南中的罐区包括石化原料罐区、中间原料罐区和成品罐区如“三苯基”3。

罐组的气相收集系统应考虑罐体和挥发性有机化合物处理系统的整体安全性，并采用系统安全控制方案。

设计方案应进行安全论证。

4。

储罐增加气体通讯收集系统后，安全风险防控的重点应是防止重大群体储罐火灾。

5。

主要实施标准和规范:GB 31570-2015《炼油工业污染物排放标准》GB 31571-2015《石油化工污染物排放标准》GB 50160-2008《石油化工企业消防设计规范》GB 50341-2014《立式圆筒形钢制焊接油罐设计规范》GB/ T13347-2010《油气管道阻火器》GB/T 3007-SH/T 3007储罐应采取罐顶气相平衡线、罐顶隔热或应用隔热涂层等措施减少挥发性有机化合物排放1每个储罐的顶部气相线上应设置手动切断阀2。

油气收集技术应本质安全，并应保证技术成熟、可靠、节能、经济、易操作。

3。

油气收集系统应满足同一系统中同时运行的不同介质储罐的最大小时排量要求。

4。

考虑火灾危险性、污染源距离、废气成分、浓度、气体体积、能耗、运行成本等因素。

，废气应按区域和类型集中收集。

5。

建立应急处理机制和措施，在下游废气处理装置出现异常和事故时，对挥发性有机化合物进行控制和处理6。

罐型选择应符合GB 50160、GB 31570、GB31571、SH/T3007的相关规定。

内浮顶罐和外浮顶罐的浮顶密封结构应符合GB 50341、GB 31570和GB 31571的有关规定7。

外浮顶油气储罐密封安全主动防护系统简介

外浮顶油气储罐密封安全主动防护系统简介摘要：浮顶式储油罐简称浮顶罐，为储油罐重要的一个类别，主要因其设计有一个能“贴浮”在油面上，并随储罐内油位升降的“浮顶装置”而区别于无该装置的普通固定顶油罐。

主动防防护系统是一种利用现代化的仪器、仪表对外浮顶储罐的油气泄漏进行实时分析、监测，应用氮气对密封腔内的油气浓度、氧含量进行调节、控制，从而避免火灾事故的发生的一套装置，它包括监测模块、气体惰化模块、油气回收模块。

关键词：主动防护；浮顶式储罐；油气；密封腔第1章绪论1.1外浮顶储罐、密封和主动防护系统的概念浮顶式储油罐简称浮顶罐，为储油罐重要的一个类别，主要因其设计有一个能“贴浮”在油面上，并随储罐内油位升降的“浮顶装置”而区别于无该装置的普通固定顶油罐。

浮顶式储油罐分为，内浮顶式和外浮顶式两种，因浮盘的灵活上下可以贴近液面从而大大减少液面上方的气体空间，因而可以大幅降低所储存物料的蒸发损耗。

该种储罐被广泛运用于诸如：汽油、航空煤油、柴油等轻质油品和原油的仓储。

[1]浮顶式储油罐的浮顶与储罐壁之间有两道密封，目前国内普遍采用的密封方式有机械密封和软填料密封，用于防止油气从罐壁与浮顶之间的间隙泄漏到大气中，同时防止雨水及杂物时入到罐内。

密封与储罐之间存在一定的间隙。

在浮顶石油储罐的火灾事故中，密封圈失效导致的火灾占72.8%。

目前国内广泛使用的密封结构主要有机械式密封和软密封，密封处均存在油气泄漏间隙。

受罐壁挂浮油挥发物影响，虽然储罐都配备了部分火灾报警系统、泡沫灭火系统及冷却喷淋系统，但是这些设备均是在火灾发生后才启动，不能实现对事故征兆的早期监测和预警。

[2]本文讨论的主动防防护系统是一种利用现代化的仪器、仪表对外浮顶储罐的油气泄漏进行实时分析、监测，应用氮气对密封腔内的油气浓度、氧含量进行调节、控制，从而避免火灾事故的发生的一套装置，它包括监测模块、气体惰化模块、油气回收模块。

1.2 主动防护系统技术分析目前国内普遍应用于浮顶石油类储罐的主动防护系统有很多种，比如：利用GDS（Gas Detection System）监测的防护系统以及利用采样泵循环采样监测的防护系统。

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０电力与能源ｏ
ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
２０１３年
第１９期
基于无线技术浮顶储罐密封油气浓度检测
肖兰（中国石化集团管道储运公司，江苏徐州２２１００８）
ＸＩＡ０Ｌａｎ
（Ｓｉｎｏｐｅｃｐｉｐｅｌｉｎｅｓｔｏｒａｇｅａｎｄｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎｃｏｍｐａｎｙ，ＸｕｚｈｏｕＪｉａｎｇｓｕ，２２１００８）
ｒｅａｓｏｎｓｔｈａｔｃａｕｓｅｌｉｇｈｔｎｉｎｇｆｉｒｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｄｅｔｅｃｔｉｎｇｏｆｆｌｏａｔｉｎｇｒｏｏｆｔａｎｋｓｅａ１．ｔｏｕｓｅｗｉｒｅｌｅｓｓｎｅｔｗｏｒｋｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｉｎｔｈｅｌｆｏａｔｉｎｇｒｏｏｆｔａｎｋｉｆｒｅａｃｃｉｄｅｎｔ，ａｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅｇａｓｅｓｉｎｔｈｅｉｆｒｓｔａｎｄｓｅｃｏｎｄｓｅａｌｉｎｇｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｉｍｐｏｒｔａｎｔ
【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］Ｆｌｏａｔｉｎｇｒｏｏｆｔａｎｋｓ；Ｇａｓ；Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ；Ｗｉｒｅｌｅｓｓ
我国是一个能源消耗的大国．而石油又是能源的重要组成部分。尽管我国有很大的石油储量和开采量．但仍不能满足国内需要。据专家预测．到２０２０年我国石油消费量将达到４．５亿吨以上．按照我国目前的消费量计算中国需要建立的石油储备量应该在７０００万吨左。因此．库区的可燃气体安全监测是一个普遍而又严峻的问题．尤其是浮顶储罐的一、二次密封层中的可燃气体浓度监测．更是一个急待解决的难题。通过有效的可燃气体浓度监测．可以提早发现事故隐患．采取恰当措施．杜绝事故发生。系统由前端的可燃气体检测仪、本安型供电系统、路由器、无线数据接收器和安全管理软件平台组成。一般情况下．根据储罐容量．可以在浮顶四周安装４至６台可燃气体检测仪．通过对一、二次密封层间气体采样．检测出该点可燃气体浓度．通过无线网络将检测数据发送到监控主机检测仪使用太阳能系统供电．储存电能的电池组安装在检测仪附近．太阳能电池板可以使用长导线．安装在易于接收阳光的地方在与主机距离较远的情况下．为了保证通信稳定可靠，可以使用
【摘要】在浮顶储罐火灾事故中，一、二次密封层间的可燃气体浓度过高是导致雷击火灾的重要原因之一。本文就浮顸储罐一、二次密封
层间可燃气体监测技术进行探讨．提出了使用无线网络技术进行可燃气体监测的方案，解决了浮顶储罐密封层气体监测的难题，为浮顶储罐安全生产提供了参考
【关键词】浮顶储罐；可燃气；检测；无线
ＯｉｌＡｎｄＧａｓＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎＤｅｔｅｃｉｎｔｇｏｆＦｌｏａｉｎｔｇＲｏｏｆＴａｎｋＳｅａｌＢａｓｅｄｏｎＷｉｒｅｌｅｓｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅｇａｓｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｐｒｏｇｒａｍｔｏｍｏｎｉｔｏｉｎｒｇｔｈｅｇａｓｉｎｔｈｅｌｆｏａｔｉｎｇｒｏｏｆｔａｎｋｉｆｒｓｔａｎｄｓｅｃｏｎｄｓｅｌｉａｎｇ，Ｓｏｌｖｅｔｈｅｌｆｏａｔｉｎｇｒｏｏｆｔａｎｋｓｅａｌｉｎｇｌａｙｅｒ
无线路由器中转检测数据采用路由通信方式后．这套系统的通信距
离可以覆盖国内绝大多数库区
袖簸峨蠹蝗羹
１浮顶储罐存在的安全隐患
浮顶储罐，特别是原油储罐。发生火灾事故的原因除人为原因外，很大的一个因素是雷击起火近年来国内外已有多起油罐因雷击起火的案例。大型浮顶金属油罐的雷击事故较多，虽然雷击是主要原因，设备的安全设计存在缺陷．浮船上下运动和储罐壁的变形．监测手段落后也是重要原因油罐浮顶边缘的～二次密封处．是造成雷击起火的主要部位．发生雷击情况下。遇到挥发出的可燃气，可能引燃储罐．这给库区安全管理带来极大的隐患因此迫切需要实时可靠的监测出二次密封层中可燃气体浓度，进而采取必要的技术措施和对策，降低可燃气体浓度．使其无法达到爆炸极限．消除密封空间产生爆炸的条件才是避免油罐雷击火灾的重要措施浮顶储罐二次密封装置的主要作用是避免外界条件（风力、阳光、沙石、雨、雪等）对一次密封装置的破坏，减少油气损耗，降低对大气的污染一次密封层和二次密封层都不能做到完全阻止油气挥发．随着长时间的积累，一、二次密封层之间可燃气体浓度可能存在较高数值，甚至超过爆炸极限．威胁着储罐的安全。现代储罐的防雷措施、设计水平和建造技术都已十分完善．但仍不能完全消除雷击火灾的发生实时监测密封层处的可燃气体浓度．及时采取应对措施就成了防止密封层火灾事故的有效手段