石油储存罐双相流细水雾灭火装置的制造方法

专利名称:石油储存罐双相流细水雾灭火装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种石油储存罐双相流细水雾灭火装置，包括设置在石油浮顶储存罐外的水源和高压氮气源，与浮顶一体化的管网，安装在管道上的双相流细水雾喷头，在所述的石油浮顶储存罐中还至少设立三根支柱，所述的支柱均布设置在与所述的石油浮顶储存罐同心的圆弧上并穿过所述的浮顶，在所述的支柱内设置有与所述的水源和高压氮气源相连的进水管和进气管，进水管和进气管的另一端从支柱的顶端伸出下垂的柔性管道分别与作为浮顶骨架的消防水管和消防气管相通。由于存在立柱，在浮顶失去平衡时，可以支撑浮顶使浮顶不至于倾覆。
【专利说明】
石油储存罐双相流细水雾灭火装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及石油储罐消防领域，特别涉及一种石油浮顶储存罐的双相流细水雾灭火装置。
【背景技术】
[0002]石油浮顶储存罐分为浮顶储存罐和内浮顶储存罐(带盖内浮顶储存罐)。其中:
[0003]浮顶储存罐的浮顶是一个漂浮在贮液表面上的浮动顶盖，随着储液的输入输出而上下浮动，浮顶与罐壁之间有一个环形空间，这个环形空间有一个密封装置，使罐内液体在顶盖上下浮动时与大气隔绝，从而大大减少了储液在储存过程中的蒸发损失。采用浮顶罐储存油品时，可比固定顶触减少油品损失80%左右。
[0004]另外内浮顶储存罐是带罐顶的浮顶罐，也是拱顶罐和浮顶罐相结合的新型储存罐。内浮顶储存罐的顶部是拱顶与浮顶的结合，外部为拱顶，内部为浮顶。内浮顶储存罐具有独特优点:一是与浮顶罐比较，因为有固定顶，能有效地防止风、砂、雨雪或灰尘的侵入，绝对保证储液的质量。同时，内浮盘漂浮在液面上，使液体无蒸汽空间，减少蒸发损失85%?96%;减少空气污染，减少着火爆炸危险，发生火灾一般不会造成大面积燃烧，易于保证储液质量，特别适合于储存高级汽油和喷气燃料及有毒的石油化工产品；由于液面上没有气体空间，故减少罐壁罐顶的腐蚀，从而延长储存罐的使用寿命，二是在密封相同情况下，与浮顶相比可以进一步降低蒸发损耗。
[0005]目前，石油浮顶储存罐的灭火系统采用消防用水和高压氮气(或者其它惰性气体)双相流灭火装置，消防用水和惰性气体等灭火剂的管网与浮盘或浮船一体化设计，在应用时，灭火剂充实管网以后对浮盘或者浮船的平衡造成影响，有时设计不好可能导致浮盘或者浮船倾覆，造成更加严重的后果。

【发明内容】

[0006]本实用新型针对目前石油储存罐双相流细水雾灭火装置管网与浮盘或船一体设计时，灭火剂充实管网以后对浮盘或者浮船的平衡造成影响，有时设计不好可能导致浮盘或者浮船倾覆，造成更加严重的后果的不足，提供一种石油储存罐双相流细水雾灭火装置。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种石油储存罐双相流细水雾灭火装置，包括设置在石油浮顶储存罐外的水源和高压氮气源，与浮顶一体化的管网，安装在管道上的双相流细水雾喷头，在所述的石油浮顶储存罐中还至少设立三根支柱，所述的支柱均布设置在与所述的石油浮顶储存罐同心的圆弧上并穿过所述的浮顶，在所述的支柱内设置有与所述的水源和高压氮气源相连的进水管和进气管，进水管和进气管的另一端从支柱的顶端伸出下垂的柔性管道分别与作为浮顶骨架的消防水管和消防气管相通。
[0008]由于存在立柱，在浮顶失去平衡时，可以支撑浮顶使浮顶不至于倾覆。
[0009]进一步的，上述的石油储存罐双相流细水雾灭火装置中:所述的双相流细水雾喷头均布于所述的浮顶上，包括套管和喷嘴，所述套管最下部设有喷嘴，所述套管中间设有与消防水管相通的进水通道，所述进水通道周围是与其隔离的进气通道，所述的进气通道与消防气管相通；
[0010]所述的喷嘴上端中间是水嘴，水嘴为阶梯环状，上部大环口与所述的进水通道相通，在水嘴内上部设置有雾化芯，所述的喷嘴下部小环口为盲管，中间设置喷水小孔；
[0011]所述的喷嘴上端周围是连接所述的喷嘴和套管的水气法兰盘，水气法兰盘内侧下面是集流环，所述的集流环的下侧与所述的水嘴下端平齐;所述的集流环上端通过水气法兰盘与所述的进气通道相通；
[0012]所述的集流环和水嘴下侧是雾化室，所述的喷水小孔和集流环下端输入到雾化室，雾化室四周的壁上设置喷雾嘴。
[0013]所述的喷雾嘴为窄缝隙形状，包括交错设置的四条窄缝隙。
[0014]双相流细水雾喷头可以将消防用水和氮气充分雾化，充盈在起火的浮顶上，有效地灭火。
[0015]进一步的，上述的石油储存罐双相流细水雾灭火装置中:在所述的浮顶上均布设置有感温电缆，所述的感温电缆与监控中心通过电缆连接，电缆从所述的支柱中间伸入到地下，通过地下电缆接入到监控中心。
[0016]以下将结合附图和实施例，对本实用新型进行较为详细的说明。
【附图说明】

[0017]图1为本实用新型结构图。
[0018]图2是本实用新型实施例俯视图。
[0019]图3为本实用新型的实施例采用的喷头正视图。
[0020]图4为图3A-A截面图。
[0021]图5为图3B放大图。
[0022]图6为本实用新型实施例1喷头的水嘴外形图。
[0023]图7为图4截面图。
[0024]图中:1、消防水源，2、氮气源，3、水管，4、气管，5、监控中心，6、感温电缆，7、支柱，8、双相流细水雾喷头，9、柔性管道，10、进水管，11、进气管，12、浮盘，13、石油浮顶储存罐，14、通信电缆，801、套管，802、喷嘴，803、进水接口，804、进气接口，805、进水通道，806、进气通道，807、消气法兰盘，808、水嘴，809、雾化芯，810、喷水小孔，811、集流环，812、雾化室，813、喷雾嘴。
【具体实施方式】
[0025]实施例1，本实施例是一种石油储存罐双相流细水雾灭火装置，如图1和图2所示，石油浮顶储存罐13是一种安装于地面的圆柱形储存罐，在石油浮顶储存罐13中设置一个浮盘12，浮盘12漂浮于石油上面，周围与石油浮顶储存罐13罐体侧壁密封，使存储浮盘12下的石油牌一个封闭空间中，对储存的石油进行有效地保护。
[0026]在安装石油浮顶储存罐13场面上设置有三根支柱7，这三根支柱7均布于一个与石油浮顶储存罐13轴同心的一个圆弧上，支柱7均布设置在与石油浮顶储存罐13同心的圆弧上并密封穿过浮顶12，在支柱7内设置有与水源I和高压氮气源2相连的进水管3和进气管4，进水管3和进气管4的另一端从支柱7的顶端伸出下垂的柔性管道9分别与作为浮顶12骨架的消防水管10和消防气管11相通。另外，在浮顶12上还均布感温电缆6，感温电缆6通过通信电缆14与监控中心5相连，监控中心5通过感温电缆6实时检测浮顶12的温度，发现异常则报警，并控制消防水源I和氮气源2向安装石油浮顶储存罐13内输送消防水和氮气，消防水和氮气从双相流细水雾喷头8中雾化喷出，进行灭火。这里氮气源2和消防水源I都具有一点的压力，将氮气和消防用水传送到拱顶罐内着火点的管网，本实施例中，管网中包括与水管3相通的进水管10，与气管4相通的进气管11，它们采用铁或者其它刚性且能耐一定高温度的材料制成，这样就可以用作管道的同时，还可以作为一些支撑件，如，进水管10本身就可以作为浮盘12的骨架使用，支柱7竖起在罐中时，穿过浮盘12时，可以作为浮盘12固定柱子，在浮盘12失去平衡时支撑浮盘12，使浮盘12不至于倾覆.
[0027]本实施例中，使用三根竖起的刚性管道作为浮盘12的限定柱，其中两根管道用来传送氮气从罐底到罐顶，在这两根支柱7中也还可以同时安放通信电缆14，在支柱7顶上通过柔性管道9将气管4与管网中的进气管11相通，水管3与管网中的进水管10相通。
[0028]本实施例中，进水管10和进气管11为分布在浮盘12上的环形双管道，其中进水管10中流动消防水，另一根进气管11内流动氮气，这两根环形管道分别与喷头的进水接口 803和进气接口 804相连通。双相流细水雾喷头8通过安装立管安装在浮盘12上面，双相流细水雾喷头8的喷口离浮盘上表面距离为10_12cm。
[0029]本实施例中使用的双相流细水雾喷头8如图3、4、5、6、7所示，该喷头使用在本实施例中的消防设施中，同时向喷惰性气体如氮气和水组成的雾气，使这种雾气弥漫在整个着火空间，隔离着火材料和空气中的氧气，使着火点由于缺氧而窒息灭火，同时由于水气吸收大量热量降温，使温度达不到材料的燃点而杜绝死灰复燃。
[0030]如图3、4、5所示，本实施例的双相流喷雾喷头主要由套管801和喷嘴802组成，套管801最下部设有喷嘴802。套管801是连接消防水源I与和氮气源2的接口，在套管801上具有与消防水源I连接的进水接口 803和与氮气源2相通的进气接口 804，在管道上都设置有螺纹，可以再通过法兰等接管道，在套管801中间设有与进水接口 803相通的进水通道805，进水通道805周围是与其隔离的进气通道806，进气通道806与进气接口 804相通。这里，套管801其实就是由一根大口径的管道套上一根较小口径的管道，中间较小口径的管道就是进水通道805，两个管道之间就是进气通道806。
[0031]喷嘴802上端中间是水嘴808，水嘴808如图6、7所示，本实施例中，水嘴808整体为阶梯环状，就是由两截管道组成，上部管道直径中，外径和内径分别大于下部的管道外径和内径，上部称为大环口，下部称为小环口，大环口与套管801中间的进水通道805相通，在水嘴808内上部设置有雾化芯809，喷嘴802下部小环口为盲管，中间设置喷水小孔810;本实施例中套管801中的进水通道805也就是套管中的内管道下侧设置有内螺纹，与水嘴808上部的外螺纹啮合;水气法兰盘807两侧分别与套管801和喷嘴802相接。喷嘴802上端周围是连接喷嘴802和套管801的水气法兰盘807，水气法兰盘807内侧下面是集流环811，集流环811包围在水嘴808小环口外侧，集流环811的下侧与水嘴808下端平齐;集流环811上端通过水气法兰盘807与进气通道806相通，将套管801中环形的进气通道806中的氮气集中起来，与水嘴808中经过雾化芯809雾化后的水汽一起向下到雾化室812中。集流环811和水嘴808下侧是雾化室812，喷水小孔810和集流环811下端输入到雾化室812，雾化室812四周的壁上设置喷雾嘴813。喷雾嘴813为窄缝隙形状，包括交错设置的四条窄缝隙，如图5所示，本实施例中有四条窄缝隙的喷雾嘴813，分成两排，每排两个相对设置的窄缝隙喷雾嘴813，这样雾化室812时的高压雾气就可以通过这四条窄缝隙弥漫出来。
[0032]本实施例还是一个自动灭火的消防系统，在其中还包括监控系统，监控系统包括设均布置于内浮顶罐的浮盘12中感温电缆6，以及控制中心5;感温电缆6分别与控制中心5通信连接，控制中心5与消防水源I和氮气源2通过通信电缆相连，对消防水源I和氮气源2进行控制。
[0033]本实施例在规避现有灭火系统的缺陷的同时，吸取了先进经验，针对内拱顶罐的浮盘的火灾特征和结构特征，采用双相流技术，利用浮盘本身结构骨架设置水路和气路管道，通过浮盘上层按需布置专用喷头，实施储存罐内部灭火目的。其优势在于:
[0034]其一、灭火速度快。水气共同作用，形成环形细水雾锥，将浮盘表面明火从根部压缩分隔，在快速汽化的同时抑制氧气的进入，形成窒息环境熄灭火焰;与此同时，喷入的氮气与环境空气及时融合，降低环境氧浓度、可燃石油气浓度，并快速排出储存罐内部，达到灭火目的。
[0035]其二、工程造价经济。本发明无需单独布置管道，综合利用供水供气管道形成浮盘承重骨架，在实现灭火装置功能的同时有限增加浮盘造价和质量，但从整体工程造价而言，特别是与传统设计消防设施方案对比，经济性明显。
[0036]其三、维护成本低。本发明采用普通市政水压级供水和低压供应氮气(<1.2MPa),无需特别处理，水剂介质可综合利用市政消火栓管网或自来水管网供应，氮气介质可综合利用石化企业生产工艺环节已有的空分装置供应或独立配置空分装置从空气中直接分离，两种介质均不存在有效期限制，不需要按时更换，大幅度降低企业维护成本。
[0037]其四、资源消耗少，无次生灾害。对于日渐紧缺的水资源，本发明采用细水雾的原理，在灭火过程中，减少了水资源的消耗量，同时，灭火时间短，更进一步减少了水资源的浪费。另外，氮气来源于空气分离，直接成本仅仅包含电耗和设备折旧，灭火完成后对环境不造成任何次生灾害，符合绿色环保发展要求。
[0038]本实施例在进行灭火效果分析之前，对拱顶罐内部结构和浮盘的材质进行分析，通过精密计算，利用供水管网和供气管网形成浮盘骨架，减轻了增加灭火系统而造成的荷载，不影响浮盘的本身强度与功能。按照专用的双相流喷头有效作用面积，以储存罐浮盘外环开始均匀布置。喷头安装立管长度以喷口距离浮盘表面高度为10?12cm为宜。本发明为了确保灭火剂供应的安全性，根据储油罐火灾或石油气爆燃多发于浮盘上部空间，易对结构和管路造成损坏，设计主供管路从储油罐油区中部采用柔性防腐蚀材料制作的管道供应，并采用随行环绕避免管道缠绕，延伸使用寿命和降低维修几率。
[0039]与现有储油罐消防防范措施相比，本实施例的主要优点在于系统响应时间短，灭火速度快，资源消耗少，性价比高，生命周期长，维护成本低，环保安全无次生灾害等，其应用于内浮顶罐效果显著，具体体现有:
[0040]1、本实施例将灭火系统与浮盘集成，同时利用石油化工企业自有的氮气资源和市政供水或厂区消火栓供水管网，整体综合利用率高;另外，本实施例的水相和气相工作压力都属于低压范畴，对管道材质要求不高，明显降低石油化工企业的工程建设成本。
[0041]2、本实施例采用氮气和细水雾同时作用灭火，两种介质均属于绿色环保灭火剂，不会产生次生灾害。因此，在火灾报警时无须确认即可直接启动，缩短灭火系统响应时间，将火情控制在发展初期。
[0042]3、本实施例配套的喷头的工作原理为切割火源根部，分隔可燃物与火焰，将根部火源采用细水雾降温、窒息直至完全熄灭，上部火焰采用氮气快速混合，降低氧气浓度，达到灭火目的。双相流技术的采用增强了灭火效能，灭火效果明显。
[0043]4、本实施例专用喷头拥有专利技术，将喷头水雾雾滴粒径控制在400μπι以下，在极短灭火过程中，水消耗量极少，且在降温过程中汽化，不易造成积水等次生灾害；同时喷入的氮气可直接排放于空气，不会对环境造成危害，安全环保。
[0044]5、本实施例中，采用的氮气为惰性气体，储存过程中不会出现效能降低、变质等现象，因此，其生命周期几乎不受限，规避了现有泡沫系统的泡沫液两年必须换新的局限，节约了维护成本；同时石油化工企业中一般配置有大型制氮装置与大型氮气储存罐，氮气通过空气分离可随时保证氮气供应数量与质量，造价低廉，无需担心灭火剂量受限的影响。
[0045]6、本实施例中的专用喷头组件结构孔洞最小值为3mm，对水质要求低，无需增加过多的过滤设施，日常维护成本几乎为零，大大降低了企业的维护费用。
【主权项】
1.石油储存罐双相流细水雾灭火装置，包括设置在石油浮顶储存罐外的水源和高压氮气源，与浮顶一体化的管网，安装在管道上的双相流细水雾喷头，其特征在于，在所述的石油浮顶储存罐(13)中还至少设立三根支柱(7)，所述的支柱(7)均布设置在与所述的石油浮顶储存罐(13)同心的圆弧上并密封穿过所述的浮顶(12)，在所述的支柱(7)内设置有与所述的水源(I)和高压氮气源(2)相连的进水管(3)和进气管(4)，进水管(3)和进气管(4)的另一端从支柱(7)的顶端伸出下垂的柔性管道(9)分别与作为浮顶(12)骨架的消防水管(10)和消防气管(11)相通。2.根据权利要求1所述的石油储存罐双相流细水雾灭火装置，其特征在于:所述的双相流细水雾喷头(8)均布于所述的浮顶(12)上，包括套管(801)和喷嘴(802)，所述套管最下部设有喷嘴(802)，所述套管(801)中间设有与消防水管(10)相通的进水通道(805)，所述进水通道(805)周围是与其隔离的进气通道(806)，所述的进气通道(806)与消防气管(11)相通； 所述的喷嘴(802)上端中间是水嘴(808)，水嘴(808)为阶梯环状，上部大环口与所述的进水通道(805)相通，在水嘴(808)内上部设置有雾化芯(809)，所述的喷嘴(802)下部小环口为盲管，中间设置喷水小孔(810); 所述的喷嘴(802)上端周围是连接所述的喷嘴(802)和套管(801)的水气法兰盘(807)，水气法兰盘(807 )内侧下面是集流环(811)，所述的集流环(811)的下侧与所述的水嘴(808 )下端平齐;所述的集流环(811)上端通过水气法兰盘(807)与所述的进气通道(806)相通； 所述的集流环(811)和水嘴(808)下侧是雾化室(812)，所述的喷水小孔(810)和集流环(811)下端输入到雾化室(812)，雾化室(812)四周的壁上设置喷雾嘴(813)。3.根据权利要求2所述的石油储存罐双相流细水雾灭火装置，其特征在于:所述的喷雾嘴(813)为窄缝隙形状，包括交错设置的四条窄缝隙。4.根据权利要求1所述的石油储存罐双相流细水雾灭火装置，其特征在于:在所述的浮顶(12)上均布设置有感温电缆(6)，所述的感温电缆(6)与监控中心(5)通过通信电缆连接，通信电缆从所述的支柱(7)中间伸入到地下，通过地下电缆接入到监控中心(5)。
【文档编号】A62C3/06GK205698990SQ201620234164
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】周胜勇
【申请人】广东锐捷安全技术股份有限公司