天然气作为一种清洁能源,正迅速地被开发利用。目前国内从改变能源结构和改善环境状况角度出发,正积极发展液化天然气(LNG)技术,液化天然气项目在各地纷纷启动。沿海城市一般建液化天然气接收站,从海外接收液化天然气;而内地拥有天然气资源地区则建设天然气液化工厂。无论是液化天然气接收站,还是天然气液化厂,低温储罐都是最为关键的设备,所占项目的投资比例也较高。文献[1]中介绍了各种天然气储罐,其中应用最为广泛的是圆柱型常压低温储罐。本文探讨此类低温储罐的安全监控系统的设计。
1、检测器的布点
LNG低温储槽（低温储罐）检测器的安装位置应综合空气流动的速度和方向与潜在泄漏源的相对位置、通风条件而确定，并便于维护和标定。检测器和报警控制器应以受到最小振动的方式安装，如果附近易产生电磁干扰，宜使用铠装电缆或电缆加金属护管。气体检测器安装高度应根据可燃气体的密度而定。当气体密度大于0.97kg/m³(标准状态下)时，安装高度距地面0.3-0.6m；当气体密度小于或等于0.97kg/m³(标准状态下)时，安装高度距顶端0.5-1.0m为宜。
在检测器布点及设置数量时参考遵循以下步骤要点：
(1)首先要查清所要监测的储罐，有哪些情况可能发生泄漏，并推算它们的泄漏压力、单位时间的可能泄漏量及泄漏方向等，画出棋格形分布图，并根据推测的严重程度分成A、B、C3种等级。
(2)根据所在场所的主导风向、空气可能的环流现象及空气流动的上升趋势，以及空气自然流动的习惯通道等，综合推测当发生大量泄漏时，可燃气在平面上的自然扩散趋势方向图。
(3)再根据泄漏气体的密度(大于空气或小于空气)并结合空气流动的上升趋势，最后综合成泄漏流的立体流动趋势图。
(4)根据监测范围内可燃气泄漏的立体流动概念，可在其流动的下游位置作出初始设点方案。
(5)研究泄漏点的点泄漏状态可能是微漏还是喷射状的泄漏。如果是微泄漏，则设点的位置就要靠近泄漏点，如果是喷射状泄漏，则稍远离泄漏点。综合这些状况，拟定出最终设点方案。这样，需要购置检测器的数量和品种可以从考虑的最终棋格图中估算出来。
(6)对于一个大中型有可燃气体泄漏可能的储罐区，建议每相距10-20m设1个检测点。
(7)对密度大于空气的气体的检测，应将检测器安装在低于泄漏点的下方平面上，并注意周围的环境特点。例如，地槽地沟容易积聚可燃气体的地方，现场通往控制室的地下电缆沟，有密封盖板的污水沟槽等，都是经常性的或在生产不正常情况容易积聚可燃气的场所。
2、监控系统系统结构设计
石化液化天然气低温储槽（低温储罐）区火灾监测与灭火联动控制系统的结构兼顾了工艺监测参数DC4-20mA传输和火灾参数传输的不同要求，以及灭火设备联动控制的信号输出要求。工艺参数的监测是根据数据通信转换协议，设计构造防爆型DDZ转换器，接受处理4-20mA本安型一次仪表输出信号，如可燃气体浓度、成分、LNG容器温度、液位、压力等工艺参数探测器的输出信号。监控主机主要完成对安全参数及火灾初期参数的连续采集处理，对采集到的信号采用现代信号检测和处理方法，进行状态分析，及时预测并采取措施对事故进行处理，通过直流硬线连接方式和远程联动控制装置有效启动现场消防设备，实施灭火操作。
3、监控系统软件实现
系统应用软件采用模块化编程方式，主要包括系统主控模块和事故处理模块、信息通信模块、消防管理模块等功能模块。各个模块的功能如下：
(1)系统主控模块。主要完成数据采集处理，报警判断与联动控制输出，自动与手动控制方式切换，系统管理。
(2)事故处置模块。根据监测数据完成对监测区域的事故状态分析预测，对工艺安全进行操作控制和处置紧急情况，实施救灾方案。
(3)信息通信模块。主要完成通信协议管理，数据通信控制，异地远程联网。
(4)消防管理模块。主要完成系统操作管理，设备工况管理，防火管理与数据存储。
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