本發(fā)明屬于儲(chǔ)罐接地安全防護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種浮頂罐接地安全實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，大型原油商業(yè)儲(chǔ)備庫(kù)和國(guó)家儲(chǔ)備庫(kù)日益增多，尤其是浮頂罐儲(chǔ)罐區(qū)總儲(chǔ)量及單罐容量越來(lái)越大，浮頂油罐的體積和表面積比過(guò)去成倍增加，遭遇雷擊的概率以及雷擊發(fā)生時(shí)雷電流的強(qiáng)度都大大提高。由于浮頂罐儲(chǔ)存的原油具有易流失、易燃燒和易爆炸等性質(zhì)，一旦發(fā)生火災(zāi)或爆炸，極易導(dǎo)致重大損失。

從儲(chǔ)罐運(yùn)行事故分析看，雷擊事故約占油罐總事故的85％。有效的防雷接地是降低儲(chǔ)罐雷擊起火的重要方法，加強(qiáng)儲(chǔ)罐防雷接地安全檢測(cè)是保證其持續(xù)有效的基礎(chǔ)。儲(chǔ)油浮頂罐雷擊起火，主要由直擊雷或感應(yīng)雷引起，根據(jù)多年國(guó)內(nèi)外大型油罐火災(zāi)原因分析得知，多數(shù)大型油罐起火是由于感應(yīng)雷引起多處電位差而發(fā)生閃絡(luò)造成。浮頂罐的浮盤與管壁有間隙，雷擊過(guò)程中，導(dǎo)致浮盤滯留束縛電荷，其將通過(guò)非接地回路向罐體罐壁中和放電，形成二次電弧。二次電弧發(fā)生在儲(chǔ)罐一次和二次密封處，正處于爆炸危險(xiǎn)環(huán)境區(qū)域內(nèi)，遇達(dá)到爆炸混合比的油氣，即可引起火災(zāi)。

當(dāng)前解決方法主要采取以下幾種方式，但都存在不足：(1)設(shè)置分流片。但不管分流片在頂部還是底部，與罐體內(nèi)壁之間任何情況下都有可能產(chǎn)生電弧，如果分流板位于頂端，產(chǎn)生電弧的位置正好位于較高濃度油氣混合區(qū)；(2)扶梯連接。由于在扶梯滾軸與其他節(jié)點(diǎn)之間接觸電阻大。因此，浮盤和罐體之間會(huì)有大的電位差，焊接點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生電弧，而且由于此類節(jié)點(diǎn)的阻抗太高而無(wú)法避免焊接點(diǎn)出現(xiàn)電??；(3)采用2根25平方毫米軟銅復(fù)絞線連接浮盤和罐體。其存在問(wèn)題是導(dǎo)線過(guò)長(zhǎng)，交流阻抗較大；(4)采用伸縮式接地裝置連接浮盤和儲(chǔ)罐罐壁，進(jìn)行等電位連接，此法需要通過(guò)定期人工檢測(cè)儲(chǔ)罐接地，方可保證其有效性。

上述的幾種方法都難以有效保障浮頂罐的有效接地且無(wú)法實(shí)時(shí)掌控浮頂罐的接地情況，需要定期的對(duì)儲(chǔ)罐接地開(kāi)展人工檢測(cè)。因此，為解決上述問(wèn)題，開(kāi)發(fā)有效的伸縮式接地設(shè)備，并具備接地安全實(shí)時(shí)監(jiān)控報(bào)警等功能于一體的浮頂罐接地安全實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng) 具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。石油能源戰(zhàn)略儲(chǔ)備是我國(guó)的一項(xiàng)重要國(guó)策，實(shí)行有效的防雷接地措施并隨時(shí)掌控接地安全狀態(tài)，對(duì)于確保外浮頂儲(chǔ)罐安全儲(chǔ)存及使用至關(guān)重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服已有技術(shù)的不足之處，提供了一種浮頂罐接地安全實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，此系統(tǒng)將浮頂罐浮盤有效接地、接地阻抗實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警報(bào)警和遠(yuǎn)程監(jiān)控很好的整合在一起，為保障外浮頂儲(chǔ)罐的防雷防靜電地接安全提供有效解決方法。

本發(fā)明的一種浮頂罐接地安全實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)主要由可伸縮式接地單元、接地阻抗監(jiān)測(cè)單元、監(jiān)控預(yù)警單元和遠(yuǎn)程監(jiān)控單元組成。該可伸縮式接地單元包括數(shù)個(gè)防爆可伸縮式接地設(shè)備，所述防爆可伸縮式接地設(shè)備用于連接儲(chǔ)罐浮盤和管壁，通過(guò)條形薄銅片連接形成有效等電位；防爆接地阻抗監(jiān)測(cè)單元為防爆接地阻抗監(jiān)測(cè)器，防爆接地阻抗監(jiān)測(cè)器通過(guò)三根電纜分別與儲(chǔ)罐浮盤、儲(chǔ)罐底座連接點(diǎn)和接地點(diǎn)連接，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)儲(chǔ)罐的接地阻抗，分析、處理、判斷接地阻抗是否大于儲(chǔ)罐接地設(shè)定值，顯示并儲(chǔ)存儲(chǔ)罐接地狀態(tài)信息，若監(jiān)測(cè)到阻抗值超過(guò)設(shè)定值則顯示紅色，未超過(guò)設(shè)定值，顯示綠色；所述的監(jiān)控預(yù)警單元包括采集傳輸模塊、監(jiān)控工控機(jī)、聲光報(bào)警器和工業(yè)路由器，采集傳輸模塊從各防爆接地阻抗監(jiān)測(cè)器采集到阻抗信號(hào)并傳輸?shù)奖O(jiān)控工控機(jī)，監(jiān)控工控機(jī)對(duì)各儲(chǔ)罐接地情況進(jìn)行智能處理分析判斷儲(chǔ)罐接地情況，若分析得出狀態(tài)異常發(fā)出預(yù)警報(bào)警信號(hào)，觸發(fā)聲光報(bào)警器發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)，提醒相關(guān)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)接地設(shè)備進(jìn)行及時(shí)處理和維修；遠(yuǎn)程監(jiān)控單元包括Internet、3G/4G網(wǎng)絡(luò)、路由器、計(jì)算機(jī)和移動(dòng)智能終端，其中，移動(dòng)智能終端通過(guò)3G/4G網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)隨地遠(yuǎn)程監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)各儲(chǔ)罐接地狀況并接收來(lái)預(yù)警工控機(jī)的預(yù)警報(bào)警信號(hào)，計(jì)算機(jī)通過(guò)路由器和Internet網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控儲(chǔ)罐的狀態(tài)。所述的防爆接地阻抗監(jiān)測(cè)器與采集傳輸模塊通過(guò)線纜連接；所述采集傳輸設(shè)備與監(jiān)控預(yù)警工控機(jī)通過(guò)485總線連接；所述監(jiān)控預(yù)警工控機(jī)與工業(yè)路由器通過(guò)網(wǎng)線連接；所述工業(yè)路由器與Internet通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)連接；所述PC機(jī)與工業(yè)路由器通過(guò)網(wǎng)線連接，移動(dòng)智能終端通過(guò)3G/4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。

本發(fā)明具有以下特點(diǎn)和有益效果：

本發(fā)明是一套將浮頂罐浮盤有效接地、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、預(yù)警報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控集成一體的浮頂罐接地安全監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)。系統(tǒng)采用防爆可伸縮式接地設(shè)備，隨儲(chǔ)罐浮盤升降而自動(dòng)伸縮始終保持最小阻抗，有效減少由雷電引起的浮頂罐油罐火花放電，同時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐整體接地阻抗，對(duì)接地安全和設(shè)備異常狀態(tài)進(jìn)行預(yù)警報(bào)警，及時(shí)提醒相關(guān)人員對(duì)接地設(shè)備或相關(guān)設(shè)備進(jìn)行修理，從而有效保障浮頂罐的接地安全。系統(tǒng)性能可靠，適用于腐蝕性、 爆炸性環(huán)境，維修量較低。

附圖說(shuō)明

圖1為發(fā)明浮頂罐接地安全實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提出的一種浮頂罐接地安全實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明如下：本發(fā)明的浮頂罐接地安全實(shí)時(shí)監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。該系統(tǒng)主要由可伸縮式接地單元I、接地阻抗監(jiān)測(cè)單元II、監(jiān)控預(yù)警單元III和遠(yuǎn)程監(jiān)控單元IV組成?？缮炜s式接地單元I包括數(shù)個(gè)防爆可伸縮式接地設(shè)備；接地阻抗監(jiān)測(cè)單元包括監(jiān)控線盤和防爆接地阻抗監(jiān)測(cè)器；監(jiān)控預(yù)警單元包括采集傳輸模塊、監(jiān)控工控機(jī)、聲光報(bào)警器和工業(yè)路由器；遠(yuǎn)程監(jiān)控單元包括Internet、3G/4G網(wǎng)絡(luò)、路由器、計(jì)算機(jī)和移動(dòng)智能終端。所述的防爆可伸縮式接地設(shè)備安裝在儲(chǔ)罐壁頂，通過(guò)可伸縮式薄銅片與儲(chǔ)罐浮盤連接；所述的接地阻抗監(jiān)測(cè)器與采集傳輸模塊通過(guò)線纜連接；所述采集傳輸設(shè)備與監(jiān)控預(yù)警工控機(jī)通過(guò)485總線連接；所述監(jiān)控預(yù)警工控機(jī)與工業(yè)路由器通過(guò)網(wǎng)線連接；所述工業(yè)路由器與Internet通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)連接；所述PC機(jī)與工業(yè)路由器通過(guò)網(wǎng)線連接，移動(dòng)智能終端通過(guò)3G/4G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通訊。

防爆可伸縮式接地單元I所述數(shù)個(gè)可伸縮式接地設(shè)備，均勻安裝于儲(chǔ)罐壁四周，安裝數(shù)量取決于儲(chǔ)罐容量，一般為儲(chǔ)罐直徑每15米可設(shè)置一臺(tái)，其條狀薄銅片隨著浮盤下降和上升自動(dòng)伸出或者縮回卷起，銅片一直處于拉緊狀態(tài)，用于實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)罐浮盤和儲(chǔ)罐壁的等電位，避免浮盤和罐壁形成電弧。

本實(shí)施例中的防爆可伸縮性接地設(shè)備采用RGA-JL98，主要參數(shù)：薄銅片材質(zhì)為黃銅或鍍鋅銅合金，重量為30KG，長(zhǎng)度為25米，條狀薄銅片快速伸縮和縮回卷起不產(chǎn)生火花。

接地阻抗監(jiān)測(cè)單元II所述的監(jiān)控線盤安裝在儲(chǔ)罐壁頂，線盤與罐壁保持絕緣，其中的監(jiān)控線纜和浮盤相連，且隨著浮盤的下降和上升而自動(dòng)伸出和縮回卷起；防爆接地阻抗監(jiān)測(cè)器通過(guò)線纜與監(jiān)控線盤相連，用于監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐整體阻抗值，阻抗值不超過(guò)設(shè)定值時(shí)顯示綠色，監(jiān)測(cè)到阻抗值超過(guò)設(shè)定值時(shí)變成紅色，并自動(dòng)輸出報(bào)警信號(hào)。

本實(shí)施例中監(jiān)控線盤通過(guò)線纜與浮盤相連，線纜隨浮盤下降和上升而自動(dòng)伸出和收回，和采用REEL-JL，主要技術(shù)參數(shù)：長(zhǎng)度25米，截面積0.9mm²。

本實(shí)施例中接地阻抗監(jiān)測(cè)器通過(guò)線纜連接到監(jiān)控線盤，線纜長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)100米，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)罐的整體阻抗值。本實(shí)施中的防爆接地阻抗監(jiān)測(cè)器采用GROUNDGUARDIAN-JL，主要技術(shù)參數(shù)：供電為110/220V，輸出電路為本質(zhì)安全監(jiān)測(cè)電路。

監(jiān)控預(yù)警單元III所述采集傳輸設(shè)備用于采集接地阻抗監(jiān)測(cè)器的輸出值并傳輸給監(jiān)控預(yù)警工控機(jī)，監(jiān)控預(yù)警工控機(jī)對(duì)信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析處理，實(shí)時(shí)顯示和儲(chǔ)存儲(chǔ)罐接地情況，采用安全算法自動(dòng)計(jì)算判斷儲(chǔ)罐接地阻抗值工作狀態(tài)，若接地阻抗值超過(guò)設(shè)定值時(shí)，觸發(fā)聲光報(bào)警進(jìn)行聲光報(bào)警。

本實(shí)施例中采集傳輸設(shè)備采用西門子S7-200，主要技術(shù)參數(shù)：處理器為CPU226，數(shù)字?jǐn)U展模塊為EM223，模擬量擴(kuò)展模塊EM235，以太網(wǎng)通訊模塊為CP243，供電電壓為85-264VAC。

本實(shí)施例中聲光報(bào)警器采用LA-P23，主要技術(shù)參數(shù)：額定工作電壓為DC12V，工作溫度為-30～85℃，聲壓范圍為105dB±3dB(2m內(nèi))。

本實(shí)施例中監(jiān)控預(yù)警工控機(jī)采用華北工控機(jī)RICH-300A，主要技術(shù)參數(shù)：處理器為2.93GHz，芯片組為Intel G41+ICH7，內(nèi)存為DDR 4GB，MTBF為≥60,000小時(shí)。

本實(shí)施例中工業(yè)路由器采用H7920工業(yè)級(jí)，主要技術(shù)參數(shù)：支持無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)，LAN口為1x10/100Mb LAN端口，路由協(xié)議為靜態(tài)路由、RIP、RIPv2、OSPF；無(wú)線網(wǎng)絡(luò)同時(shí)支持TD-LTE、FDD LTE、EVDO、WCDMA、TD-SCDMA、CDMA1x、EDGE/GPRS，內(nèi)置3G/4G LTE工業(yè)模塊。

遠(yuǎn)程監(jiān)控單元IV所述移動(dòng)智能終端用于遠(yuǎn)程隨時(shí)隨地通過(guò)3G/4G網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)各儲(chǔ)罐接地情況，當(dāng)接地阻抗值超過(guò)設(shè)定值，移動(dòng)智能終端會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)和報(bào)警聲提醒用戶，用戶也可通過(guò)移動(dòng)智能終端聯(lián)系相關(guān)人員進(jìn)行檢查現(xiàn)場(chǎng)情況及時(shí)維修。

本實(shí)施例中移動(dòng)智能終端采用云狐工業(yè)級(jí)手機(jī)A8，主要技術(shù)參數(shù)：CPU為1.5G，處理器為四核處理器，電池容量為3500毫安時(shí)，防水防塵防護(hù)等級(jí)為IP68。

所述的計(jì)算機(jī)用于通過(guò)Internet遠(yuǎn)程監(jiān)控儲(chǔ)罐現(xiàn)場(chǎng)的接地情況。

本實(shí)施中的計(jì)算機(jī)采用聯(lián)想揚(yáng)天T4900，主要性能參數(shù)：CPU頻率為3.6GHz，內(nèi)存容量為8GB，硬盤容量為1TB，顯示器為20英寸。

所述的Internet用于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

所述的3G/4G網(wǎng)絡(luò)由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸。

所述的路由器用于傳輸數(shù)據(jù)的路由。

本實(shí)施例中路由器采用D-Link DI-8004W，主要技術(shù)參數(shù)：傳輸速率10/100Mbps，廣域網(wǎng)接口4個(gè)，局域網(wǎng)接口4個(gè)。

以上所述的具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明專利的目的，技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同改換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。