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激光氧分析仪在储罐氮封系统中的应用与安全价值

氮封储罐作为石化、制药等领域的关键设备,通过氮气覆盖层维持罐内微正压环境(通常0.2~1.5kPa),实现三重核心功能:隔绝氧气防止物料氧化变质、抑制挥发性有机物(VOCs)蒸发损耗、消除易燃易爆混合气体形成条件。传统氮封系统依赖压力阀调节氮气流速,却面临一个致命盲点——无法实时准确监测罐内氧气浓度。当氧气通过氮封失效或外部泄漏渗入储罐时,轻则导致油品氧化变质,重则形成爆炸性环境。

激光氧分析仪基于可调谐半导体激光吸收光谱技术(TDLAS),通过特定波长的激光束穿过气体,检测氧气分子对激光的特征吸收强度,依据朗伯-比尔定律计算氧浓度。其技术突破在于:

激光氧分析仪

抗交叉干扰能力:激光谱宽小于0.001nm,仅锁定氧气分子吸收峰,有效排除背景气体的干扰。

环境适应性:储罐介质以油、气、各类溶剂、酸碱溶液为主,激光氧分析仪为非接触式测量,更适用于高温及腐蚀性环境。

动态响应优势:检测响应时间≤10秒,精度达±1%FS,满足监测需求。

储罐单元中的核心应用场景

油气回收安全联锁控制

在炼油厂罐区,当储罐压力升高时,罐顶气进入缓冲罐,经罗茨风机输送至回收管网。激光氧分析仪安装于缓冲罐出口管道旁路,实时监测氧浓度。一旦检测值超过预设阈值(通常1.0%~1.5%),立即触发联锁保护:启动氮气补充系统、切断风机运行、关闭管道阀门,防止富氧瓦斯气进入回收系统引发爆炸。


化工惰化保护系统

针对乙炔、氯乙烯等高风险介质储罐,激光氧分析仪与氮气注入系统构成闭环控制:

初级报警时锁定出料口,防止空气渗入。

二级报警时启动紧急充氮,降低可燃物浓度。

氧浓度持续升高则触发气体置换,确保罐内氧含量≤8%,此系统的动态控制精度高,显著优于传统电化学传感器。


危废处理

危废储罐破碎尾气中的苯类VOCs需回收处理,但氧含量超标将导致爆炸风险。激光氧分析仪通过旁路采样系统(配备涡旋制冷除水、多级过滤)预处理样气,在氧浓度低于安全值时启用回收模式,高于阈值时切换至放空模式,实现安全生产。


依据国家强制性标准《危险化学品重大危险源安全监控技术规范GB 17681—2024》6.3.2.3条、6.3.2.4条和6.3.3.5条要求:

6.3.2.3 设有氮气密封保护系统的甲、乙类易燃液体储罐,应控制氧气浓度不大于极限氧浓度的50%。

6.3.2.4 未设氮气密封保护系统的甲、乙类易燃液体储罐,储罐内可燃气体检测值大于介质爆炸下限的50%时,储罐应停运检修、改造浮盘系统或加装氮气密封保护系统。当采用在线检测方式时,一级报警阈值应小于或等于介质爆炸下限的25%,二级报警阈值应小于或等于介质爆炸下限的50%。

6.3.3.5 储存对氧含量敏感物质的储罐单元应设在线氧含量检测仪表。

危险化学品重大危险源安全监控技术规范GB 17681—2024 -1.jpg

危险化学品重大危险源安全监控技术规范GB 17681—2024 -2.jpg



本文关键词:激光氧分析仪,氧含量分析仪,气体分析仪

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