[发明专利]大型浮顶油罐溢油、泄漏GPS实时预警系统

说明书

技术领域

本发明属于重要能源设施安全预警技术领域，涉及一种基于GPS技术的大型浮顶油罐溢油、泄漏实时预警系统。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，全国都在上油品项目，且都朝超大码头(30万吨级以上)、超大罐区(千万吨级)发展，目前我国在建的原油储备主要采用大型浮顶油罐储油，且单个油罐体积达到10万方。超大型浮顶油罐储藏易燃易爆原油，一旦失事，将导致巨大的生命财产损失，甚至导致无法估量的社会影响和环境污染。油罐失事有管理不当误操作造成，如注油导致浮船冒顶溢油，以及油罐长期服役腐蚀穿孔或罐底大角度焊缝开焊、阀门损坏等导致的原油泄漏。目前油罐泄漏、溢油安全监测/检测技术主要包括CCD(视频巡检)、温度监测，能对油罐腐蚀泄漏和浮船冒顶溢油进行事后定性预警，不能对原油泄漏和浮船冒顶溢油进行提前预警和原油损失进行定量分析。鉴于此，建立一套现代化油罐浮船冒顶溢油、泄漏实时预警系统意义重大。

全球定位系统(GPS)可以全天候、全天时地实时测量目标的三维坐标，能对结构的空间位置进行实时定位，已成功在桥梁、高层建筑等重大工程中得到成功的应用。本专利根据油罐浮船在罐内上下运动的特点，基于GPS技术实时定位浮船的竖向位移，建立一套油罐浮船冒顶溢油、泄漏实时预警系统。

发明内容

本发明提供了一种大型浮顶油罐溢油、泄漏GPS实时预警系统，该系统通过在油罐浮顶上安装GPS监测站对油罐原油泄漏和溢油进行实时预警。

本发明的技术方案是在油罐浮顶上安装GPS监测站，通过实时定量浮顶位移探测油罐的储油量，对油罐原油泄漏和溢油进行实时预警。本发明包括以下技术特征：

a)大型浮顶油罐溢油、泄漏GPS实时预警系统，包括GPS监测站、刚性圆柱、GPS卫星、GPS基站、油罐自身浮船。刚性圆柱高50cm，焊接于浮船上表面圆心位置，GPS监测站通过螺栓固定在刚性圆柱上。

b)GPS基站布设于储油罐附近视野开阔且没有无线电干扰源的稳固区域，作为GPS监测站的参考点。

c)根据实时监测储油罐浮船竖向位移下降量，通过位移下降量和储油罐内圆表面积的乘积确定油罐原油泄漏体积。

d)根据实时监测储油罐浮船竖向位移上升量，建立储油罐注油浮船冒顶溢油的四级预警策略：安全区域为浮船绝对位置低于0.8倍油罐高度；I级预警为浮船绝对位置为0.85倍油罐高度；II级预警为浮船绝对位置为0.90倍油罐高度；III级预警为浮船绝对位置为0.95倍油罐高度；IV级预警为浮船冒顶溢油。

本发明的效果和益处是采用GPS技术对浮船位移进行实时监测，可以实时定性和定量储油罐原油泄漏和溢油，有效解决了储油罐原油泄漏和溢油的难以定量和提前预警的问题。

附图说明

图1是超大型油罐群油罐原油泄漏、溢油GPS实时预警系统示意图。

图2是浮船冒顶溢油四级预警示意图。

图中：1GPS监测站；2刚性圆柱；3GPS卫星；4GPS基站；5浮船；6安全区域；7I级预警区域；8II级预警区域；9III级预警区域；10IV级预警区域；d表示油罐高度。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

图1为超大型油罐群油罐原油泄漏、溢油GPS实时预警系统。系统具体构建方式是GPS监测站1安装在浮船5中心位置的刚性圆柱2上，GPS基站4布设于储油罐附近视野开阔且没有无线电干扰源的稳固区域，储油罐原油泄漏、溢油导致浮船5发生上下位移，GPS卫星3、GPS监测站1以及GPS基站4实时测量各个油罐的浮船位移，最后通过浮船的位移，油罐的内圆面积得到油罐原油泄漏体积量或注油量。

图2为浮船冒顶溢油四级预警。图中d表示油罐高度。储油罐储油的最大体积为储油罐的90％，即0.9倍油罐高度，油罐高度由GPS系统实时测量，具体预警策略如下：

安全区域：浮船绝对位置低于0.8倍油罐高度，油罐储油安全。

I级预警：当浮船绝对位置为0.85倍油罐高度，启动I级预警级别，此时油罐原油占整个油罐体积的85％，建议降低注油速度；

II级预警：当浮船绝对位置为0.9倍油罐高度，启动II级预警级别，此时油罐原油占整个油罐体积的90％，达到储油标准，停止注油；

III级预警：当浮船绝对位置为0.95倍，启动III级预警级别，此时油罐原油占整个油罐体积的95％，超过储油体积标准5％，有冒顶的溢油的危险，启动预警应急措施，报警并自动关闭注油阀门；

IV级预警：当浮船绝对位置为1倍油罐高度，启动IV级预警级别，此时浮船冒顶，原油随时发生溢油，启动预警应急措施关闭注油阀门，并启动消防防火防爆预警。