[發明專利]大型浮頂油罐溢油、泄漏GPS實時預警系統

無效

• 申請號: 201410348799.3
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104150124A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 何建平;焦彤;李鵬;周智
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: B65D90/48
• 分類號: B65D90/48;B65D90/50
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本發明屬于重要能源設施安全預警技術領域，涉及一種基于GPS技術的大型浮頂油罐溢油、泄漏實時預警系統。

背景技術

隨著我國經濟的飛速發展，全國都在上油品項目，且都朝超大碼頭(30萬噸級以上)、超大罐區(千萬噸級)發展，目前我國在建的原油儲備主要采用大型浮頂油罐儲油，且單個油罐體積達到10萬方。超大型浮頂油罐儲藏易燃易爆原油，一旦失事，將導致巨大的生命財產損失，甚至導致無法估量的社會影響和環境污染。油罐失事有管理不當誤操作造成，如注油導致浮船冒頂溢油，以及油罐長期服役腐蝕穿孔或罐底大角度焊縫開焊、閥門損壞等導致的原油泄漏。目前油罐泄漏、溢油安全監測/檢測技術主要包括CCD(視頻巡檢)、溫度監測，能對油罐腐蝕泄漏和浮船冒頂溢油進行事后定性預警，不能對原油泄漏和浮船冒頂溢油進行提前預警和原油損失進行定量分析。鑒于此，建立一套現代化油罐浮船冒頂溢油、泄漏實時預警系統意義重大。

全球定位系統(GPS)可以全天候、全天時地實時測量目標的三維坐標，能對結構的空間位置進行實時定位，已成功在橋梁、高層建筑等重大工程中得到成功的應用。本專利根據油罐浮船在罐內上下運動的特點，基于GPS技術實時定位浮船的豎向位移，建立一套油罐浮船冒頂溢油、泄漏實時預警系統。

發明內容

本發明提供了一種大型浮頂油罐溢油、泄漏GPS實時預警系統，該系統通過在油罐浮頂上安裝GPS監測站對油罐原油泄漏和溢油進行實時預警。

本發明的技術方案是在油罐浮頂上安裝GPS監測站，通過實時定量浮頂位移探測油罐的儲油量，對油罐原油泄漏和溢油進行實時預警。本發明包括以下技術特征：

a)大型浮頂油罐溢油、泄漏GPS實時預警系統，包括GPS監測站、剛性圓柱、GPS衛星、GPS基站、油罐自身浮船。剛性圓柱高50cm，焊接于浮船上表面圓心位置，GPS監測站通過螺栓固定在剛性圓柱上。

b)GPS基站布設于儲油罐附近視野開闊且沒有無線電干擾源的穩固區域，作為GPS監測站的參考點。

c)根據實時監測儲油罐浮船豎向位移下降量，通過位移下降量和儲油罐內圓表面積的乘積確定油罐原油泄漏體積。

d)根據實時監測儲油罐浮船豎向位移上升量，建立儲油罐注油浮船冒頂溢油的四級預警策略：安全區域為浮船絕對位置低于0.8倍油罐高度；I級預警為浮船絕對位置為0.85倍油罐高度；II級預警為浮船絕對位置為0.90倍油罐高度；III級預警為浮船絕對位置為0.95倍油罐高度；IV級預警為浮船冒頂溢油。

本發明的效果和益處是采用GPS技術對浮船位移進行實時監測，可以實時定性和定量儲油罐原油泄漏和溢油，有效解決了儲油罐原油泄漏和溢油的難以定量和提前預警的問題。

附圖說明

圖1是超大型油罐群油罐原油泄漏、溢油GPS實時預警系統示意圖。

圖2是浮船冒頂溢油四級預警示意圖。

圖中：1GPS監測站；2剛性圓柱；3GPS衛星；4GPS基站；5浮船；6安全區域；7I級預警區域；8II級預警區域；9III級預警區域；10IV級預警區域；d表示油罐高度。

具體實施方式

以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的具體實施方式。

圖1為超大型油罐群油罐原油泄漏、溢油GPS實時預警系統。系統具體構建方式是GPS監測站1安裝在浮船5中心位置的剛性圓柱2上，GPS基站4布設于儲油罐附近視野開闊且沒有無線電干擾源的穩固區域，儲油罐原油泄漏、溢油導致浮船5發生上下位移，GPS衛星3、GPS監測站1以及GPS基站4實時測量各個油罐的浮船位移，最后通過浮船的位移，油罐的內圓面積得到油罐原油泄漏體積量或注油量。

圖2為浮船冒頂溢油四級預警。圖中d表示油罐高度。儲油罐儲油的最大體積為儲油罐的90％，即0.9倍油罐高度，油罐高度由GPS系統實時測量，具體預警策略如下：

安全區域：浮船絕對位置低于0.8倍油罐高度，油罐儲油安全。

I級預警：當浮船絕對位置為0.85倍油罐高度，啟動I級預警級別，此時油罐原油占整個油罐體積的85％，建議降低注油速度；

II級預警：當浮船絕對位置為0.9倍油罐高度，啟動II級預警級別，此時油罐原油占整個油罐體積的90％，達到儲油標準，停止注油；

III級預警：當浮船絕對位置為0.95倍，啟動III級預警級別，此時油罐原油占整個油罐體積的95％，超過儲油體積標準5％，有冒頂的溢油的危險，啟動預警應急措施，報警并自動關閉注油閥門；

IV級預警：當浮船絕對位置為1倍油罐高度，啟動IV級預警級別，此時浮船冒頂，原油隨時發生溢油，啟動預警應急措施關閉注油閥門，并啟動消防防火防爆預警。