CN113003028B - 外浮顶储罐全过程运行安全防护***及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种外浮顶储罐全过程运行安全防护***及方法，在浮盘上设置有浮顶集气***，浮顶集气***将浮盘上的若干自动通气阀和边缘呼吸阀连通形成密闭的集气环境，在浮顶集气***上设置有注氮口和抽气口，所述安全防护***还包括压力检测单元；所述注氮口通过氮气管道与氮气回收供给***相连，所述抽气口通过自适应伸缩通气管网与氮气回收供给***相连，所述浮顶集气***分别通过注氮抽气管网和采样管网与防护装置相连，所述防护装置与氮气回收供给***相连。本发明针对外浮顶储罐的浮盘在全过程运行中存在的安全隐患，从源头上治理浮盘VOCS泄漏点，减少VOCS的无组织排放，实现外浮顶储罐全运行过程的智能氮封及VOCS有序收集。

Description

外浮顶储罐全过程运行安全防护***及方法

技术领域

本发明属于石油化工技术领域，涉及到储罐的安全防护技术，具体是一种外浮顶储罐全过程运行安全防护***及方法。

背景技术

浮盘落底是指储罐内液位过低，浮盘降低到浮盘支腿接触储罐底部。目前多数的企业严禁外浮顶储罐在运行过程中出现浮盘落底，主要是因为在浮盘落底后的发油过程中，大量的空气会通过自动通气阀进入浮盘下部空间形成易燃易爆混合气体，随后在浮盘落底的收油过程中，大量的易燃易爆混合气体会通过自动通气阀排出到浮盘的上部并聚集，存在极大的安全隐患。但部分企业因为原油交割业务的必要，决定了储罐在收发油时需要浮盘落底。所以近些年如何对浮盘落底进行安全防护和环保一直都是研究重点。

针对浮盘落底的安全问题，中国专利CN201510187369.2中提出了一种用于浮顶储罐的安全防护***，采用橡胶带将橡胶软浮盘固定在浮顶储罐的金属浮盘底部，在金属浮盘漂浮时，所述橡胶带不充气，随金属浮盘浮于油面，当金属浮盘落地后，通过设在金属浮盘上部的充气口向橡胶带内充气，并松开金属浮盘与橡胶带之间的固定件，让橡胶带自由浮于油面，并随油面下降，金属浮盘的支腿贯穿于橡胶软浮盘，贯穿处采用橡胶带密封，充气后，软浮盘沿支腿下滑，随油面下降。上述专利能在一定程度上减少了浮盘落底后气相空间体积，但仍会有油气的产生，存在泄漏到外界的可能，并且，一旦橡胶带破损后，油气进入橡胶带内部空间，会导致新的安全风险。因此，未见有该技术实施与应用的文献报道。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述存在的问题，提供一种外浮顶储罐全过程运行安全防护***及方法，以解决浮盘落底过程中易燃易爆混合气体聚集的问题，消除火灾***隐患，实现安全环保和节能减排，也提高了外浮顶储罐的空间利用率，增加经济效益，同时该安全防护***还能应用于外浮顶储罐其他工作时期的安全防护。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种外浮顶储罐全过程运行安全防护***，包括石油储罐以及设置在石油储罐内的浮盘，其特征在于：在所述浮盘上设置有用于将浮盘顶部的若干自动通气阀笼罩的浮顶集气***，所述浮顶集气***将浮盘上的若干自动通气阀和边缘呼吸阀连通形成密闭的集气环境，在所述浮顶集气***上设置有注氮口和抽气口，所所述安全防护***还包括压力检测单元或阀位检测单元，所述压力检测单元用于实时监测气相空间内压力的变化，所述阀位检测单元用于监测自动通气阀的开闭状态；

所述浮顶集气***上设置的注氮口通过氮气管道与氮气回收供给***相连，用于外浮顶储罐浮盘落底的发油时期的安全防护；

所述浮顶集气***上设置的抽气口通过自适应伸缩通气管网与氮气回收供给***相连，用于外浮顶储罐浮盘落底的收油时期的安全防护；

所述浮顶集气***分别通过注氮抽气管网和采样管网与防护装置相连，所述防护装置与氮气回收供给***相连，用于外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期的安全防护。

本发明所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其所述浮顶集气***包括集气罩和集气管网，所述集气罩用于将外浮顶储罐的浮盘上的自动通气阀完全笼罩，所述集气管网与浮盘的边缘呼吸阀的阀口连通并将各个集气罩相互连通，形成密闭的集气环境，所述压力检测单元为压力变送器，所述压力变送器设置在集气管网上。

本发明所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其在所述浮顶集气***上设置有呼吸阀。

本发明所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其所述浮顶集气***上的抽气口与气动阀7相连，所述自适应伸缩通气管网由通气钢管和通气软管组成，所述通气软管的一端与气动阀相连，所述通气软管的另一端延伸至外浮顶储罐顶部，并与通气钢管的一端相连，所述通气钢管的另一端延伸至防火堤外，并与氮气回收供给***相连。

本发明所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其所述氮气回收供给***包括氮气回收装置、缓冲气罐以及比例混合装置，所述氮气回收装置的出口端通过管道与缓冲气罐的进口端连接，所述浮顶集气***上的注氮口与氮封阀相连，所述缓冲气罐的出口端通过比例混合装置与氮封阀相连，通过氮封阀向浮盘下的气相空间内注入氮气，所述氮气回收装置的进口端通过自适应伸缩通气管网与设置在抽气口处的气动阀相连，通过气动阀从浮盘下的气相空间内抽出气体。

本发明所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其所述氮气回收装置为移动式结构，在移动式的氮气回收装置的进出口端分别设置有第一管道接头和第二管道接头用于装置的连接，在外浮顶储罐浮盘落底的收发油时期，所述自适应伸缩通气管网和氮气管道均通过对应的管道接头与移动式氮气回收装置的进出口端连通，在外浮顶储罐的其他运行时期，所述第一管道接头和第二管道接头不接任何装置，处于封闭状态。

本发明所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其所述防护装置为设置在防火堤外的固定式结构，具体包括注氮抽气装置、气体检测装置以及油气处理装置，所述注氮抽气装置通过注氮抽气管网连接到浮顶集气***的各注氮抽气点位，并与浮顶集气***内部连通，所述气体检测装置通过采样管网连接到浮顶集气***的各采样点位，并与浮顶集气***内部连通，所述气体检测装置的下游与油气处理装置相连，所述注氮抽气装置分别与缓冲气罐和油气处理装置相连。

本发明所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***的防护方法，其特征在于：

在外浮顶储罐浮盘落底的发油时期，当气相空间的压力减小并低于氮封阀的控制压力时，或阀位检测单元检测到自动通气阀打开时，氮封阀阀门会自动开启，将储存在缓冲气罐内的氮气经过比例混合装置与外界空气混合，使混合气体的氮气浓度达到需求范围，再经氮气管道注入浮顶集气***和浮盘下的气相空间中；在发油过程中，氮封阀会根据气相空间的压力自动调节注氮量，保持气相空间内部为微正压状态；

在外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期，通过防护装置内的注氮抽气装置对浮盘下气相空间进行注氮和抽气操作，以实现对气相空间内压力范围的控制；通过防护装置内气体检测装置的间歇性运行，对浮顶集气***和浮盘下气相空间的气体进行在线检测，通过注氮和抽气操作，以实现对气相空间内氧气含量的控制；

在外浮顶储罐浮盘落底的收油时期，当压力变送器检测到气相空间的压力上升到设定压力时，开启气动阀并启动氮气回收装置，对浮顶集气***和浮盘下气相空间内进行抽气；在收油过程中，压力变送器会实时监测气相空间的压力值大小，氮气回收装置根据监测到的压力值变化情况调节抽气速度的大小，控制浮盘下气相空间处于微正压状态。

本发明所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***的防护方法，其在外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期，通过压力变送器检测气相空间的压力变化，当压力降低到预设压力时，防护装置内的注氮抽气装置运行，将储存在缓冲气罐的氮气通过注氮抽气管网向浮顶集气***内注入；当压力增加到预设压力时，压力变送器将信号传送给防护装置，使防护装置内的注氮抽气装置运行，通过注氮抽气管网从浮顶集气***内抽出气体，降低压力，抽出气体通过防护装置内的油气处理装置进行加压、冷凝、吸附、净化处理，达到排放标准后，直接外排至空气中；当压力从低压或高压状态回到正常预设压力时，压力变送器将信号传送给防护装置，控制注氮抽气装置停止运行。

本发明所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***的防护方法，其在外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期，通过防护装置内气体检测装置对浮顶集气***和浮盘下气相空间的气体进行在线检测，当检测到氧气含量高于设定值时，防护装置将会控制注氮抽气装置运行，将浮顶集气***内的气体抽出部分，使气相空间内的压力高于呼吸阀吸气压力，抽出气体再通过油气处理装置进行加压、冷凝、吸附、净化，达标后直接排放；当压力变送器检测到气相空间剩余气体的压力值达到预设低压压力时，改变注氮抽气装置的运行状态，从缓冲气罐内抽出氮气，并注入到浮顶集气***内，直至气相空间压力达到预设的高压压力时，停止注入氮气，以对储罐内浮盘下气相空间氧气的稀释。

本发明针对外浮顶储罐的浮盘在全过程运行中存在的安全隐患，从源头上治理浮盘VOCS泄漏点，减少VOCS的无组织排放，实现外浮顶储罐全运行过程中的智能氮封及VOCS有序收集，采用间歇性操作的移动式油气回收设施实现VOCS集中处理，构建氮气循环利用***，达到了环境保护和节能减排的目的。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明在浮盘落底发油期防护模式的工作示意图。

图3是本发明在浮盘落底空置期和储罐高位运行期防护模式的工作示意图。

图4是本发明在浮盘落底收油期防护模式的工作示意图。

图中标记：1为石油储罐，2为浮盘，3为自动通气阀，4为浮顶集气***，5为气相空间，6为氮封阀，7为气动阀，8为压力变送器，9为氮气管道，10为注氮抽气管网，11为采样管网，12为防护装置，13为边缘呼吸阀，14为呼吸阀，15为通气钢管，16为通气软管，17为氮气回收装置，18为缓冲气罐，19为比例混合装置，20为第一管道接头，21为第二管道接头，121为注氮抽气装置，122为气体检测装置，123为油气处理装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义；实施例中的附图用以对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

如图1所示，本实施例主要针对一种外浮顶储罐全过程运行安全防护***，包括石油储罐1以及设置在石油储罐1内的浮盘2，在所述浮盘2上设置有用于将浮盘2顶部的若干自动通气阀3笼罩的浮顶集气***4，所述浮顶集气***4将浮盘2上的若干自动通气阀3和边缘呼吸阀13连通形成密闭的集气环境，在所述浮顶集气***4上设置有氮封阀6、气动阀7以及压力变送器8，所述气动阀通过浮顶集气***上设置的连接口与浮顶集气***相连，所述压力变送器8用于实时监测气相空间5内的压力变化；其中，所述氮封阀6通过氮气管道9与氮气回收供给***相连，用于外浮顶储罐浮盘落底的发油时期的安全防护；所述气动阀7通过自适应伸缩通气管网与氮气回收供给***相连，用于外浮顶储罐浮盘落底的收油时期的安全防护；所述浮顶集气***4分别通过注氮抽气管网10和采样管网11与防护装置12相连，所述防护装置12与氮气回收供给***相连，用于外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期的安全防护。

在本实施例中，所述浮顶集气***4包括集气罩和集气管网，所述集气罩用于将外浮顶储罐的浮盘2上的自动通气阀3完全笼罩，所述集气管网与浮盘2的边缘呼吸阀13的阀口连通并将各个集气罩相互连通，形成密闭的集气环境，所述压力变送器8设置在集气管网上，在所述浮顶集气***4上设置有至少两个用于对气相空间5内压力进行调控的呼吸阀14。

其中，所述自适应伸缩通气管网由通气钢管15和通气软管16组成，所述通气软管16的一端与气动阀7相连，所述通气软管16的另一端延伸至外浮顶储罐顶部，并与通气钢管15的一端相连，所述通气钢管15的另一端延伸至防火堤外，并与氮气回收供给***相连。

具体地，所述氮气回收供给***包括氮气回收装置17、缓冲气罐18以及比例混合装置19，所述氮气回收装置17的出口端通过管道与缓冲气罐18的进口端连接，所述缓冲气罐18的出口端通过比例混合装置19与氮封阀6相连，即氮封阀通过氮气管道依次与上游的比例混合装置和缓冲气罐相连，通过氮封阀6向浮盘2下的气相空间5内注入氮气，所述氮气回收装置17的进口端通过自适应伸缩通气管网与气动阀7相连，通过气动阀7从浮盘2下的气相空间5内抽出气体。

在本实施例中，为了提高氮气回收供给***的灵活性和适用性，所述氮气回收装置17为移动式结构，在移动式的氮气回收装置17的进出口端分别设置有第一管道接头20和第二管道接头21用于装置的连接，在外浮顶储罐浮盘落底的收发油时期，所述自适应伸缩通气管网和氮气管道9均通过对应的管道接头与移动式氮气回收装置17的进出口端连通，在外浮顶储罐的其他运行时期，所述第一管道接头20和第二管道接头21不接任何装置，处于封闭状态。

其中，所述防护装置12为设置在防火堤外的固定式结构，具体包括注氮抽气装置121、气体检测装置122以及油气处理装置123，所述注氮抽气装置121通过注氮抽气管网10连接到浮顶集气***4的各注氮抽气点位，并与浮顶集气***4内部连通，所述气体检测装置122通过采样管网11连接到浮顶集气***的各采样点位，并与浮顶集气***4内部连通，所述气体检测装置122的下游与油气处理装置123相连，所述注氮抽气装置121分别与缓冲气罐18和油气处理装置123相连。

本发明还涉及一种外浮顶储罐全过程运行安全防护***的防护方法，如图2所示，在外浮顶储罐浮盘落底的发油时期，浮盘接触罐底不再下降，自动通气阀自动开启，而随着发油过程的进行，罐内油面还在逐渐下降，罐内气相空间逐渐增加；当气相空间的压力减小至低于氮封阀的最低控制压力并低于压力变送器预设低压压力时，或阀位检测单元检测到自动通气阀打开时，氮封阀阀门会自动开启，并开启比例混合装置，将储存在缓冲气罐内的高浓度氮气经过比例混合装置与外界空气混合，使混合气体的氮气浓度达到需求范围，再经氮气管道注入到集气罩和集气管网内，再通过自动通气阀、边缘呼吸阀进入到浮盘下气相空间内部；在整个发油、注氮过程中，氮封阀会根据气相空间的压力自动调节注氮量，保持气相空间内部为微正压状态，防止外界空气通过呼吸阀进入***内部，保证气相空间内气体大部分为氮气，而氧含量较低，能作为保护气对气相空间进行惰化保护；当发油结束，并且压力变送器检测到气相空间压力高于预设高压压力时，停止比例混合装置，关闭防护模式。

其中，所述呼吸阀主要用于整个安全防护***出现***故障时对外浮顶储罐进行压力保护，当压力过高，并超过呼吸阀的保护范围内的最高压力时，呼吸阀会将气相空间内气体排出到空气中，当压力过低，低于呼吸阀的保护范围内的最低压力时，呼吸阀会将外界空气吸入气相空间内。

如图3所示，在外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期，储罐内的气相空间大小基本不会发生改变，但气相空间会因环境温度的变化引起油气的排出以及氮气的补充，呼吸量较小，可直接通过固定式防护装置对浮顶集气***和浮盘气相空间进行安全防护，通过压力变送器检测浮顶集气***和浮盘气相空间的压力变化，实现对外浮顶储罐的安全防护主要分为气相空间压力范围控制和氧气含量控制两个部分，即通过防护装置内的注氮抽气装置对浮盘下气相空间进行注氮和抽气操作，以实现对气相空间内压力范围的控制；通过防护装置内气体检测装置的间歇性运行，对浮顶集气***和浮盘下气相空间的气体进行在线检测，通过注氮和抽气操作，以实现对气相空间内氧气含量的控制。

具体地，在空置时期和高位运行时期不会出现大呼吸状态，基本是由温度变化引起的小呼吸状态，气体呼吸量较小，通过压力变送器检测气相空间的压力变化，当压力变送器检测到气相空间内压力降低到预设压力时，固定式防护装置内的注氮抽气装置运行，将储存在缓冲气罐的氮气通过注氮抽气管网向浮顶集气***内注入，防止气相空间内部压力过低，导致呼吸阀开启，从外部空气进入***内部，而提高氧含量，增大火灾***危险；当压力变送器检测到气相空间的压力高于设定压力值时，压力变送器将信号传送给固定式防护装置，使防护装置内的注氮抽气装置运行，通过注氮抽气管网从浮顶集气***内抽出气体，降低浮顶集气***和浮盘下气相空间的压力，防止压力过高，导致呼吸阀外排油气，抽出气体通过固定式防护装置内的油气处理装置进行加压、冷凝、吸附、净化处理，达到排放标准后，直接外排至空气中；当压力从低压或高压状态回到正常预设压力时，压力变送器将信号传送给防护装置，控制注氮抽气装置停止运行。

在外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期，通过防护装置内气体检测装置对浮顶集气***和浮盘下气相空间的气体进行在线检测，检测后的气体会经过油气处理装置进行加压、冷凝、吸附、净化后外排；当检测到氧气含量高于设定值时，防护装置将会控制注氮抽气装置运行，将浮顶集气***内的气体抽出部分，直至气相空间内的压力略高于呼吸阀吸气压力后停止，防止呼吸阀从外界吸入空气，抽出气体再通过油气处理装置进行加压、冷凝、吸附、净化，达标后直接排放；当压力变送器检测到气相空间剩余气体的压力值达到预设低压压力时，改变注氮抽气装置的运行状态，从缓冲气罐内抽出氮气，并注入到浮顶集气***内，直至气相空间压力达到预设的高压压力时，即当压力变送器检测到气相空间压力值略低于呼吸阀的排气压力时，停止注入氮气，以对储罐内浮盘下气相空间氧气的稀释。

如图4所示，在外浮顶储罐浮盘落底的收油时期，罐内的液相会增加，浮盘气相空间的油气会被大量的挤出，需在收油前将移动式氮气回收装置连接在第一管道接头和第二管道接头上，对整个浮盘落底收油过程的浮顶集气***和浮盘下气相空间进行抽气；在收油初期，随着液面的升高，气相空间的压力值会逐渐增加，当压力变送器检测到气相空间的压力值上升到预设值时，开启气动阀并启动移动式氮气回收装置，浮盘气相空间内的气体通过自动通气阀和边缘呼吸阀排出进入浮顶集气***中，然后通过通气软管和通气钢管被移动式氮气回收装置进行加压、冷凝、吸附、净化处理后，将气体中的油气分离收集，处理后的气体再通过膜分离的方式将氮气分离，并注回缓冲气罐内；当缓冲气罐内的储存压力高于额定储存压力时，会将多余气体排放至空气中；在整个收油过程中，压力变送器检测气相空间内压力变化情况，移动式氮气回收装置根据监测的压力值变化情况控制抽气速度，直至气相空间内压力值基本处于稳定，使抽气速度等于收油速度，防止***内气体排放到空气中，污染空气，以及外界空气进入气相空间；当浮盘开始上升，且压力变送器检测到罐内压力低于预设的低压压力时，停止移动式氮气回收装置，关闭气动阀和防护***。

在***第一次运行以及缓冲气罐内氮气量不足时，移动式氮气回收装置可作为制氮机直接从空气中抽气，进行制氮。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.外浮顶储罐全过程运行安全防护***，包括石油储罐(1)以及设置在石油储罐(1)内的浮盘(2)，其特征在于：在所述浮盘(2)上设置有用于将浮盘(2)顶部的若干自动通气阀(3)笼罩的浮顶集气***(4)，所述浮顶集气***(4)将浮盘(2)上的若干自动通气阀(3)和边缘呼吸阀(13)连通形成密闭的集气环境，在所述浮顶集气***(4)上设置有注氮口和抽气口，所述安全防护***还包括压力检测单元或阀位检测单元，所述压力检测单元用于实时监测浮顶集气***和浮盘下的气相空间(5)内压力的变化，所述阀位检测单元用于实时监测自动通气阀的开闭状态；

所述浮顶集气***(4)上设置的注氮口通过氮气管道(9)与氮气回收供给***相连，用于外浮顶储罐浮盘落底的发油时期的安全防护；

所述浮顶集气***(4)上设置的抽气口通过自适应伸缩通气管网与氮气回收供给***相连，用于外浮顶储罐浮盘落底的收油时期的安全防护；

所述浮顶集气***(4)分别通过注氮抽气管网(10)和采样管网(11)与防护装置(12)内的注氮抽气装置(121)和气体检测装置(122)相连，所述防护装置(12)内的注氮抽气装置(121)和气体检测装置(122)均与氮气回收供给***相连，用于外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期的安全防护；

所述注氮抽气装置(121)通过注氮抽气管网(10)连接到浮顶集气***(4)的各注氮抽气点位，并与浮顶集气***(4)内部连通，所述气体检测装置(122)通过采样管网(11)连接到浮顶集气***的各采样点位，并与浮顶集气***(4)内部连通，所述注氮抽气装置(121)与缓冲气罐(18)相连。

2.根据权利要求1所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其特征在于：所述浮顶集气***(4)包括集气罩和集气管网，所述集气罩用于将外浮顶储罐的浮盘(2)上的自动通气阀(3)完全笼罩，所述集气管网与浮盘(2)的边缘呼吸阀(13)的阀口连通并将各个集气罩相互连通，形成密闭的集气环境，所述压力检测单元为压力变送器(8)，所述压力变送器(8)设置在集气管网上，所述阀位检测单元设置在集气罩内。

3.根据权利要求1所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其特征在于：在所述浮顶集气***(4)上设置有呼吸阀(14)。

4.根据权利要求1所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其特征在于：所述浮顶集气***(4)上的抽气口与气动阀(7)相连，所述自适应伸缩通气管网由通气钢管(15)和通气软管(16)组成，所述通气软管(16)的一端与气动阀(7)相连，所述通气软管(16)的另一端延伸至外浮顶储罐顶部，并与通气钢管(15)的一端相连，所述通气钢管(15)的另一端延伸至防火堤外，并与氮气回收供给***相连。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其特征在于：所述氮气回收供给***包括氮气回收装置(17)、缓冲气罐(18)以及比例混合装置(19)，所述氮气回收装置(17)的出口端通过管道与缓冲气罐(18)的进口端连接，所述浮顶集气***(4)上的注氮口与氮封阀(6)相连，所述缓冲气罐(18)的出口端通过比例混合装置(19)与氮封阀(6)相连，通过氮封阀(6)向浮盘(2)下的气相空间(5)内注入氮气，所述氮气回收装置(17)的进口端通过自适应伸缩通气管网与设置在抽气口处的气动阀(7)相连，通过气动阀(7)从浮盘(2)下的气相空间(5)内抽出气体。

6.根据权利要求5所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其特征在于：所述氮气回收装置(17)为移动式结构，在移动式的氮气回收装置(17)的进出口端分别设置有第一管道接头(20)和第二管道接头(21)用于装置的连接，在外浮顶储罐浮盘落底的收发油时期，所述自适应伸缩通气管网和氮气管道(9)均通过对应的管道接头与移动式氮气回收装置(17)的进出口端连通，在外浮顶储罐的其他运行时期，所述第一管道接头(20)和第二管道接头(21)不接任何装置，处于封闭状态。

7.根据权利要求5所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***，其特征在于：所述防护装置(12)为设置在防火堤外的固定式结构，所述气体检测装置(122)的下游与防护装置(12)内的油气处理装置(123)相连，所述注氮抽气装置(121)与油气处理装置(123)相连。

8.根据权利要求5至7中任意一项所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***的防护方法，其特征在于：

在外浮顶储罐浮盘落底的发油时期，当气相空间的压力减小并低于氮封阀的控制压力时，或阀位检测单元检测到自动通气阀打开时，氮封阀阀门会自动开启，将储存在缓冲气罐内的氮气经过比例混合装置与外界空气混合，使混合气体的氮气浓度达到需求范围，再经氮气管道注入浮顶集气***和浮盘下的气相空间中；在发油过程中，氮封阀会根据气相空间的压力自动调节注氮量，保持气相空间内部为微正压状态；

在外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期，通过防护装置内的注氮抽气装置对浮盘下气相空间进行注氮和抽气操作，以实现对气相空间内压力范围的控制；通过防护装置内气体检测装置的间歇性运行，对浮顶集气***和浮盘下气相空间的气体进行在线检测，通过注氮和抽气操作，以实现对气相空间内氧气含量的控制；

在外浮顶储罐浮盘落底的收油时期，当压力变送器检测到气相空间的压力上升到设定压力时，开启气动阀并启动氮气回收装置，对浮顶集气***和浮盘下气相空间内进行抽气；在收油过程中，压力变送器会实时监测气相空间的压力值大小，氮气回收装置根据监测到的压力值变化情况调节抽气速度的大小，控制浮盘下气相空间处于微正压状态。

9.根据权利要求8所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***的防护方法，其特征在于：在外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期，通过压力变送器检测气相空间的压力变化，当压力降低到预设压力时，防护装置内的注氮抽气装置运行，将储存在缓冲气罐的氮气通过注氮抽气管网向浮顶集气***内注入；当压力增加到预设压力时，压力变送器将信号传送给防护装置，使防护装置内的注氮抽气装置运行，通过注氮抽气管网从浮顶集气***内抽出气体，降低压力，抽出气体通过防护装置内的油气处理装置进行加压、冷凝、吸附、净化处理，达到排放标准后，直接外排至空气中；当压力从低压或高压状态回到正常预设压力时，压力变送器将信号传送给防护装置，控制注氮抽气装置停止运行。

10.根据权利要求9所述的外浮顶储罐全过程运行安全防护***的防护方法，其特征在于：在外浮顶储罐浮盘落底的空置时期和储罐高位运行时期，通过防护装置内气体检测装置对浮顶集气***和浮盘下气相空间的气体进行在线检测，当检测到氧气含量高于设定值时，防护装置将会控制注氮抽气装置运行，将浮顶集气***内的气体抽出部分，使气相空间内的压力高于呼吸阀吸气压力，抽出气体再通过油气处理装置进行加压、冷凝、吸附、净化，达标后直接排放；当压力变送器检测到气相空间剩余气体的压力值达到预设低压压力时，改变注氮抽气装置的运行状态，从缓冲气罐内抽出氮气，并注入到浮顶集气***内，直至气相空间压力达到预设的高压压力时，停止注入氮气，以对储罐内浮盘下气相空间氧气的稀释。

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