一种码头油气安全输送系统的制作方法

本发明涉及有机废气输送领域，特别是一种码头油气安全输送系统。

背景技术：

在码头、汽车、火车的油品装卸过程中，有机组分如：原油、汽油、柴油、航煤、三苯等化学品会挥发进入大气，参与大气化学反应，导致雾霾频发。针对上述高浓度的有机废气采用油气处理技术（如油气回收技术、油气销毁技术）以降低油气组分挥发进入大气，在过去的实践中为vocs的控制做出了很大的贡献。

但在实际工作中，自油气挥发点至油气处理装置的输送，特别是码头类油气处理装置，面临一定程度的安全隐患，如，油气的含氧问题、油气的长距离输送问题，安全间距、码头整体布局限制等一系列问题，导致部分油气处理装置即使安装后也长期处于闲置状态不能投用。

参考“msc／circ585国际海事组织通函：关于蒸气排放控制系统标准”，“中国船级社：货物蒸汽回收及处理系统检验指南”，“jts196-12-2017：码头油气回收设施建设技术规范（试行）”，国内的油品码头在逐步开展码头类油气处理设施的设计和建造，并取得了一定的进展。如cn104406047b提出码头油船装载过程中收集挥发有机气体的安全保障系统，cn106628011提出一种码头船岸界面安全装置，上述技术文件都提出了对码头油气收集和输送的解决方案，但上述方案都是直接将油气的安全隔断功能和输送功能一体化设计，这对于码头空间提出了较高的要求；同时，前述方案采用惰性气体稀释的方案控制油气的氧含量，这在实际的使用过程中，特别是针对未惰化处理或惰化不理想的油船，需要极大的惰气补充量，且未考虑后端油气处理系统的类型，导致类似的设计具有较大的使用限制。

本发明针对性的解决上述提到的油气输送安全问题、码头布置问题和不同油气的惰化混合问题。

技术实现要素：

本发明提供一种码头油气安全输送系统，其目的在于实现vocs气体的安全输送，同时解决码头的用地紧张等问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种码头油气安全输送系统，其特征在于由船岸安全模块和油气输送模块构成；所述的船岸安全模块放置于码头泊位前沿，由油气管路设施、辅助气管路设施、安全模块监控仪表、安全模块监控系统构成；所述的油气输送模块由风机、安全设施、输送模块监控仪表、输送模块监控系统构成；通过气相臂或气相软管将船舶油气接口连接于船岸安全模块的油气管路前端，并通过气相管路将船岸安全模块的油气管路后端与油气输送模块的风机入口管道连接，油气输送模块通过气相管路与油气处理设施连接；所述的船岸安全模块可以接受来自船舶的装船或液位信号，通过独立的安全模块控制系统实现油气的进气控制，所述的油气输送模块接受来自船岸安全模块的信号，通过独立的或与油气处理装置共用的控制系统实现油气的输送控制；所述的辅助气为天然气、液化石油气等碳氢类气体或n2、co2等惰性气体。

所述的船岸安全模块由以下设备构成一个整体的撬块：

油气管路设施自气相装卸臂接口由绝缘法兰、油气管路、压力监控仪表、真空压力卸放阀、手动阀门、快速切断安全阀门、高效过滤设备、阻爆型阻火器、组分分析仪等连接构成；

其中，当终端油气处理系统为回收系统时，组分分析仪为氧含量分析仪；当终端油气处理系统为销毁系统时，组分分析仪为氧含量分析仪或碳氢分析仪；

其中，所述的油气管路入口配置的压力监控仪表为两台或三台，监控信号二取一或三取二；

辅助气管路设施依次由辅助气管路、压力调节阀、紧急切断阀、流量调节阀等连接构成；所述的辅助气管路连接于油气管路的阻火器后端，组分分析仪前端；

安全模块监控系统为就地式可编程逻辑控制系统，控制系统通过监控船岸安全模块的压力、温度、压差、流量、组分浓度等信号，同时接受船舶液位和装油阀门信号，并与岸上油气输送或处理系统进行通信，并接受岸上控制系统的远程控制，通过相应阀门的开关和调节实现船岸安全界面的控制功能。

优选的，当油气处理单元为回收系统且船舶经过充分惰化，不设置辅助气管路设施。

优选的，所述的组分分析仪为氧含量分析仪时，辅助气为n2或co2等惰性气体；所述的组分分析仪为碳氢分析仪时，辅助气为天然气、液化石油气等碳氢类气体；所述的组分分析仪布置于油气管路阻火器后端。

所述的油气输送模块由以下设备构成一个整体的撬块：

阻火器、气液分离器、流量监控仪表、压力监控仪表、手动阀门、油气输送风机、温度监控仪表等连接；

油气输送模块监控系统为可编程逻辑控制系统或分布式控制系统，控制系统监控油气输送模块的压力、温度、压差、流量、液位等信号，同时船岸安全模块、终端油气处理系统进行通信，通过油气输送风机调节实现油气输送的控制功能。

可选的，油气输送模块放置于码头前沿时，船岸安全模块和油气输送模块的控制系统采用一套集中的控制系统。

优选的，通过压力监控仪表、流量监控仪表、温度监控仪表等对油气、辅助气进行监控；通过液位监控仪表实现对气液分离器的液位监控；通过压差监控仪表实现对高效过滤设备、阻火器等含内件设备的监控。

优选的，所述的高效过滤设备为精密过滤器，过滤精度不低于50um。

所述的油气输送模块放置于码头前沿或码头后方陆地区域。优选的，当码头前沿空间受限时，油气输送模块布置于码头后方陆地区域。

当油气输送模块布置于码头前沿靠近船岸安全模块的位置时，油气输送模块的风机入口阻火器、气液分离器是非必须的。

可选的，油气输送模块布置于码头后方区域时，油气输送模块的监控系统与终端的油气处理系统采用统一的控制系统实现一体化的控制。。

本发明所述的油气安全输送系统的防静电设计、防爆设计、系统报警点及动作点设定等工程实施细节等都严格依照现有的技术标准、行业规范等国家强制文件。

本发明具有如下有益效果：

（1）将油气输送模块从船岸安全模块分离，并放置于非码头前沿区域，大幅降低了码头的占地；

（2）考虑了未惰化处理或惰化不理想的油船的油气处理问题，避免惰性气体的大量消耗，减少了码头公用工程的配置要求；

（3）当终端油气处理系统为销毁类工艺时，选择辅助气采用碳氢类气体，而非常见的惰性气体，充分利用油气码头的既有配套工程，大幅降低终端油气处理的能耗。

附图说明

图1、一种油气安全输送系统的船岸安全模块结构连接图。

图2、一种油气安全输送系统的船岸安全模块结构连接图。

图3、一种油气安全输送系统的油气输送模块结构连接图。

图4、一种油气安全输送系统的系统图，其中，油气输送模块放置于陆域。

图5、一种油气安全输送系统的系统图，其中，油气输送模块放置于码头前沿。

附图中的序号分别代表：

i代表船岸安全模块撬块，ii代表油气输送模块撬块；iii代表终端油气处理系统；

1为装载油品，2为油品管路装载控制阀，3为船舱液位仪表，4为气相臂，5为绝缘法兰，6为真空压力卸放阀，7、15、16为手动阀门，8为快速切断安全阀门，9为高效过滤设备，10为阻爆型阻火器，11为油气输送管道，12、17为阻火器，13为气液分离器，14为油气输送风机，18为船岸安全模块控制系统，19为油气输送模块控制系统，20为信号输送线，21为辅助气，22为压力调节阀，23为辅助气关断阀门，24为辅助气控制阀，39、41为流量监控仪表，31、32、33、40、43为压力监控仪表，34、35、42为压差监控仪表，36、37、44为温度监控仪表，38为组分分析仪，45为液位监控仪表。

具体实施方式

以下结合附图对本发明做进一步说明，附图及实施例不作为本发明的限制性说明。

实施例1实施例1给出一种油气安全输送系统，结合图1、3、4对本实施例进行说明。

附图4给出本实施例的油气安全输送系统及终端油气处理系统的整体系统图；

其中，船岸安全模块i（附图1）放置于码头前沿，油气输送模块ii（附图3）放置于后端陆域，靠近终端油气处理系统iii，且与终端油气处理系统共用控制系统19。本实施例中，所述的终端油气处理系统iii为油气回收设备。

附图1为船岸安全模块i的结构示意图。

船岸安全模块i由以下设备组成一个整体的撬块：

a.油气管路设施：

自气相装卸臂4接口依次由绝缘法兰5、油气管路、压力监控仪表31、32、33、真空压力卸放阀6、手动阀门7、快速切断安全阀门8、高效过滤设备9、阻爆型阻火器10、组分分析仪38等连接构成；

其中，所述的安全阀门8为断信号关闭型阀门，当出现异常情况时，安全阀门8关闭；

其中，所述的高效过滤设备为精密过滤器，过滤精度50um；

其中，组分分析仪38为氧含量分析仪；

其中，所述的油气管路入口配置的压力监控仪表32、33为两台压力变送器，监控信号二取一，控制快速切断安全阀门8的动作；

其中，压差监控仪表34、35分别监控高效过滤设备9和阻爆型阻火器10的清洁情况，当过滤设备出现堵塞，对应的设备差压监控超过设定值，给出报警提示更换或清洁过滤材料。

b.辅助气管路设施：

依次由辅助气管路、压力调节阀22、紧急切断阀23、流量调节阀24等连接构成；

其中，所述的辅助气为n2；

其中，通过流量监控仪表39、压力监控仪表40实现对n2运行情况的监控；

所述的辅助气管路连接于油气管路的阻火器10后端，组分分析仪38前端。

c.安全模块监控系统：

监控系统18为就地式可编程逻辑控制系统；

控制系统接受船舶液位3信号和装油阀门2信号，并与岸上油气处理控制系统19进行通信，并接受岸上控制系统19的远程控制。

所述的（1）油气管路设施、（2）辅助气管路设施、（3）安全模块监控系统集成于一个撬块。

附图3为油气输送模块ii的结构示意图。

油气输送模块ii由以下设备组成一个整体的撬块：

阻火器12、气液分离器13、流量监控仪表41、压力监控仪表43、手动阀门15、16、油气输送风机14、温度监控仪表44等依次连接；

所述的油气输送风机14为变频风机，通过风机入口的压力监控仪表43实现风机的变频控制；

其中，压差监控仪表42监控阻火器12的清洁情况，当设备出现堵塞，对应的设备差压监控超过设定值，给出报警提示清洁阻火器；液位监控仪表45监控气液分离器13的凝液情况，当分离器液位到达设定值时，给出报警提示对气液分离器13进行排液。

所述的输送模块监控系统19为可编程逻辑控制系统，油气输送模块的监控系统与终端的油气处理系统采用统一的控制系统实现一体化的控制，控制系统19接受来自船岸安全界面控制系统18的信号。

所述的油气安全输送系统按照如下技术方案开展：

装船开始后，安全阀门8开启，油气输送风机14开启，装船产生的油气经过船岸安全模块i、油气输送模块ii，并最终在油气回收系统iii实现vocs的回收；

当氧含量分析仪38监控到油气中的氧含量上升至8%时，辅助气关断阀23开启，通过辅助气调节阀24控制n2进入，降低油气中的氧含量至低于8%；

当船岸安全模块i监控到温度、压力、压差、流量、氧含量、船舶液位等异常信号时，辅助气关断阀门23、快速切断安全阀门8关闭。并通过船岸安全模块控制系统18将报警信号输送至油气处理系统附近的控制系统19，控制油气输送风机14关闭，终端的油气回收设施iii停机。

反之，当控制系统19接收到报警停机信号时，反馈信号至船岸安全模块控制系统18，安全模块的辅助气关断阀门23、快速切断安全阀门8关闭。

本实施例中的油气安全输送系统的防静电设计、防爆设计、系统报警点及动作点设定等工程实施细节等都严格依照现有的技术标准、行业规范等国家强制文件。

本发明未涉及的部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

实施例2实施例2给出一种油气安全输送系统，结合图2、3、5对本实施例进行说明。

附图5给出本实施例的油气安全输送系统及终端油气处理系统的整体系统图；

其中船岸安全模块i（附图2）、油气输送模块ii（附图3）放置于码头前沿，终端油气处理系统iii放置于后端陆域。本实施例中，所述的终端油气处理系统iii为油气回收设备。

本实施例与实施例1的不同点在于：

本实施例中，码头接受的油船经过充分的惰化处理，取消辅助气管路设施b；

本实施例中，油气输送模块ii同时放置于码头前沿靠近船岸安全模块i的位置；两个模块采用统一的控制系统18。控制系统18信号通过信号输送线输送至码头后侧的油气回收设备控制系统。

本实施例中未提及的部分，参考实施例1开展；本发明未涉及的部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

实施例3实施例3给出一种油气安全输送系统，结合图1、3、4对本实施例进行说明。

实施例3与实施例1的结构基本一致，除以下区别：

本实施例中，所述的终端油气处理系统iii为油气销毁设备；

本实施例中，所述的辅助气21为天然气；

本实施例中，所述的组分分析仪38为碳氢含量分析仪；

本实施例中，当碳氢分析仪38监控到油气混合气的可燃组分低至170%ufl/uel时，辅助气关断阀23开启，通过辅助气调节阀24控制天然气进入，保证油气中的碳氢化合物含量不低于170%ufl/uel。

本实施例中未提及的部分，参考实施例1开展；本发明未涉及的部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

本发明提供一种较优的实施方式，但并不作为本发明的限制性说明。本发明所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式的描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。