[发明专利]浮顶罐的监视

说明书

一种用于监视包含液体的罐的浮顶的系统，其中，该系统在多个间隔开的传感元件位置处确定浮顶的局部状态。在危险或潜在危险的环境中，存在在顶子系统，该在顶子系统包括：每个传感元件位置处的传感元件；耦接到传感元件并且被设置用于确定所述局部状态的本质安全测量电路；被耦接用于向该在顶子系统的外部传达所述局部状态的本质安全无线电通信在顶电路；连接到本质安全可互换能量存储单元以便向该在顶子系统再供电的本质安全电力供应电路。该系统还包括用于接收局部状态的指示并且用于确定所述浮顶的总体监视状态的监视电路，该系统还包括无线电通信电路。该在顶子系统在其电力供应和通信方面是无线的。

技术领域

本发明涉及一种用于监视浮顶罐(floating roof tank)的浮顶的监视系统，并且涉及一种用于监视浮顶罐的浮顶的监视方法。本发明还涉及一种向用于监视浮顶罐的浮顶的监视系统再供电(re-powering)的方法。

背景技术

在能够容纳大量油产品的大液体罐、特别是精炼厂的燃料和油罐等中，频繁地使用漂浮在罐中的液体上并因此在竖直方向上可移位的浮顶。由此，当从罐排放液体或向罐中填充液体时，浮顶能够跟随液体(油产品)的液位。这种类型的浮顶被用于防止蒸汽和气体从罐泄漏到大气中，以及防止例如雨水从周围环境进入液体中。通常，泄漏和进入的防止由沿着浮顶的周缘装配以提供与罐的内壁的密封及滑动接触的密封装置来增强。此外，使用漂浮在液体上的浮顶使得能够最小化液体与浮顶之间的空间，并由此最小化该空间中的气体以及蒸汽形式的液体的量。在燃料和油罐的情形中，浮顶的顶上的环境是危险或潜在危险的环境。

浮顶出于这些目的而通常被制造为带有漂浮装置(浮筒(pontoon))的大的钢结构，并且具有百吨量级的重量以及数十米的直径。关于尺寸和环境方面，重要的是监视浮顶的正常工作和未受干扰的漂浮，使得在早期阶段标识其干扰。因此，限制浮顶的监视的任何中断也是重要的。

在过去已观察了对正常工作和漂浮的干扰的不同情况。

在罐的填充时，浮顶的一部分可能被卡在罐的内壁上。随着填充的进行，浮顶将部分地被液体淹没，结果造成潜在危险的情况，如果这样产生的气体或蒸汽易爆炸或者在其它方面有害的话。浮顶结构制动可能导致甚至更严重的后果。

在罐的排放时，浮顶的一部分可能被卡在罐的内壁上。随着排放的进行，相当大量的空气可能进入液体与浮顶之间的空间。在浮顶倒塌的随后事件中，可能在油和倒塌的浮顶的上方形成易爆炸的空气。

规章趋向于变得更严格，以最小化液体从浮顶罐的蒸发。这导致了使得浮顶的周缘与罐的内壁之间的密封装置中的摩擦更高的浮顶设计。摩擦的这种增大可能增大浮顶卡住的风险。

如果大量雨或雪存在于或不均匀地分布在浮顶上，则异常功能和漂浮可能类似地发生。这可能造成浮顶下沉或倾斜和倒塌。而且，向着浮顶的漂浮装置(浮筒)中的液体泄漏可能造成浮顶部分地下沉并被液体淹没。

多年以来，如上所述的那些问题已在石油工业中引起注意。对解决这些问题的系统似乎有增大的需求。

现有的对浮顶的监视基于测量在工作时的浮顶上的若干位置的相对位置或倾斜度。还存在将这与例如对浮顶的顶上的气体的存在性的视频监视或检测相结合的监视。

在过去已提出了测量并传达浮顶的若干位置的相对竖直位置的监视系统。这些竖直位置是相对于罐的参考点的或者是相对于相应位置处的液体的液位的。

还提出了提供用于监视浮顶的蓄电池和太阳能电池供电的监视系统，其中倾斜度和液体传感器位于浮顶上并且被设置成无线地传达传感器的状态。

任何现有的或先前描述的用于浮顶的监视系统被认为要么太复杂要么在浮顶罐的危险或潜在危险的环境中缺乏易用性，并因此未在任何大范围内使用。

发明内容