[实用新型]一种闭环电位反馈的装卸原油静电危害预警装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种闭环电位反馈的装卸原油静电危害预警装置，属于静电防治技术领域。

背景技术

原油是电的不良导体，易产生静电电荷积聚。在油田装卸油作业中多采用上部喷注方式，使鹤管喷出带电量及液面冲击带电量大幅度上升，易在液面形成高电位，当瞬间释放能超过原油气最小点火能时，引起罐车的燃烧或爆炸。装卸原油作业时静电带电包括两个方面，一是罐车壁带电，二是罐车内原油带电。罐体壁带电是原油内的静电荷引起，原油电阻率高，传递给罐体壁的静电非常有限。传统罐车防静电拖地带及电磁接地桩有利于消除罐体壁与大地之间的电位差，却不能消除罐车内部由于各点电场强度的差异分布引起原油中任意两点间的电位差，而这种电位差放电导致罐车爆炸的风险更高。

与轻质成品油相比较，原油内杂质多、含水率大，静电产生机理更复杂。目前国内外学者主要开展成品油静电危害研究，而针对原油静电危害研究较少；罐体壁静电泄放装置可靠性无法实现过程监控；原油液面静电多采用静置方式进行自然逸散，泄放装置较少；控制参数主要选择装卸油流速，而静电电位控制较少，无法实现闭环控制。

发明内容

为了克服现有技术的不足,本实用新型提供一种闭环电位反馈的装卸原油静电危害预警装置。

一种闭环电位反馈的装卸原油静电危害预警装置，它可以在线监测静电泄放装置可靠性，实时显示并向参数控制系统反馈罐车壁电位、原油液面电位及装卸油速度变化值，通过与临界预警值比较输出闭环控制信号，实现装卸油过程静电危害的自动预警。

本实用新型的目的是这样实现的，一种闭环电位反馈的装卸原油静电危害预警装置，高架储油罐连接钢支架接地、电动阀，电动阀的另一端连接流速仪，流速仪的另一端连接静电消除器，静电消除器的另一端连接拉运罐车，空心薄壁金属球连接在拉运罐车中，绝缘挠性导线与空心薄壁金属球连接，静电位反馈系统的电极板、感应探头和静电仪分别连接静电参数控制系统，静电参数控制系统的输出连接静电量消除系统，流速仪连接静电参数控制系统。

静电量消除系统至少由电动阀、流速仪、感应式管道静电消除器组成。流速仪将测量参数反馈给控制系统，输出闭环控制指令调节电动阀的开度，保证鹤管内的装油速度v始终低于临界预警值，减小静电生成速率；当流动电荷随着原油流经感应式管道静电消除器时，静电感应使消除器携带足量的电荷，放电针进行电晕放电中和掉原油中极性相反的电荷。

静电位反馈系统主要是监测罐车壁电位、罐内原油液面电位变化，并实时反馈给参数控制系统，它至少由电极板、感应探头、静电仪、反馈电路组成。

（1）罐体壁电位测试是为了实时判断外接地在装油过程中是否良好，保证静电及时疏导至大地。静电仪a测试的电极板接地并通过导线与罐体外壁一点连接，静电仪b测试的电极板与罐体外壁另一点连接，两点通过罐车壁连通，判断U_a与U_b的电位差是否为零可以确定接地是否良好。

（2）罐内原油液面电位测试是为了实时判断气液接触界面上积聚的静电位是否达到击穿气相空间中轻烃混合组分的临界值。根据漂浮在液面上的导体与液面携带电位大致相同的原理，设计一个空心薄壁金属球，通过绝缘挠性导线与电极板相连，静电仪c的测量值U_c就可以大致反映装油时空心薄壁金属球附近的原油液面电位。

静电参数控制系统是静电危害预警系统的信号处理模块，一方面接受来自流速仪、静电仪反馈的参数信号，另一方面将参数值与临界预警值进行比较，输出闭环控制指令，紧急关断电动阀，实现装卸油过程的静电预警处理。

一种闭环电位反馈的装卸原油静电危害预警方法，含有以下步骤；

静电危害预警系统控制指令分三级，第一优先级由罐体壁电位差U_ab控制，作为电动阀开启的钥匙；在系统运行初期由流速v控制，通过流速仪调节电动阀的开度；随着拉运罐车内原油量增加，液面积聚大量外来电荷与再生电荷，系统进入原油液面电位U_c控制阶段，若U_c高于预警值则输出闭环控制指令，关闭电动阀停止装油，静置一段时间使U_c低于预警值后重启装油系统；