1.本实用新型涉及一种码头油气的高效燃烧系统。


背景技术：

2.码头油品的装卸环节，有机组分会挥发进入大气；典型的组分如：原油、汽油、柴油、航煤、三苯、及其他挥发性组分。上述典型使用环境产生的有机废气具有浓度高、波动大等特点。针对上述油品码头，最新的国家标准，如储油库大气污染物排放标准、码头油气回收设施建设规范、msc／circ 585 国际海事组织通函-关于蒸气排放控制系统标准，中国船级社-货物蒸汽回收及处理系统检验指南等文件明确对码头类油气处理系统的设计和建造提出了相应的要求，并在过去几年的项目实施中并取得了一定的进展。
3.但在实际工作中，自油气挥发点至油气处理系统的输送，特别是码头类油气处理系统，面临一定程度的安全隐患，如，油气的长距离输送的安全控制问题、码头整体布局限制、油气排放达标控制等一系列问题，导致目前的码头油气处理系统存在一定的问题，不能长期稳定的运行。
4.基于本发明人前期的项目经历和技术积累，本实用新型开发一种适用于码头油气领域的高效燃烧系统，实现码头油气的安全、达标、稳定排放。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种码头油气的高效燃烧系统，其目的在于实现有机废气的达标排放等方面的问题。
6.一种码头油气的高效燃烧系统，其特征在于由码头船岸安全模块、码头油气输送模块、油气高效燃烧系统（hcs）连接构成；码头船岸安全模块的前端通过装卸臂或气相软管连接于油品驳船油气的气相接口，码头船岸安全模块的后端通过管道连接于码头油气输送模块的入口，码头油气输送模块的出口通过管道连接于油气高效燃烧系统的入口，通过一体化控制系统实现对所述的码头船岸安全模块、码头油气输送模块、油气高效燃烧系统控制；其中，所述的油气高效燃烧系统（hcs）采用的燃烧器为预混式表面燃烧器。
7.所述的码头船岸安全模块由油气管路、压力监控仪表、真空压力卸放阀、手动阀门、快速切断安全阀门、高效过滤设备、阻爆型阻火器连接构成，其中，压力监控仪表为两台或三台，监控信号为二取一或三取二。
8.所述的码头船岸安全模块配置惰气补充系统实现油气的安全输送，惰气补充系统由惰气补充控制阀、紧急关断阀、组分分析仪、及配套管路设施构成，通过惰气的补充实现待输送油气的氧含量控制，其中，所述的组分分析仪为氧含量分析仪。
9.优选的，码头船岸安全模块参照一种码头油气安全输送系统（cn2020202125318）提供的方法进行布置。
10.所述的码头油气输送模块配置符合油气爆炸性特点的防爆油气风机实现油气的安全稳定输送，所述的防爆油气风机入口配置满足国家标准的阻火器、压力监控仪表；所述
的油气风机的选型应满足油气输送的要求，选型原则应基于：
11.（a）压头应能够克服：码头船岸安全模块、油气高效燃烧系统（hcs）、管路、阀门、阻火器等设施设备的阻力；
12.（b）风机转动部件应避免产生火花，优选铜、铝；
13.（c）流量应不低于最大处理油气量的1.0倍，优选大于1.1倍。
14.优选的，所述的码头油气输送模块由以下设备构成一个整体的撬块：
15.阻火器、气液分离器、流量监控仪表、压力监控仪表、手动阀门、油气输送风机、温度监控仪表、油气输送模块控制系统连接；其中，油气输送模块控制系统监控油气输送模块的压力、温度、压差、流量、液位信号，同时与码头船岸安全模块、油气高效燃烧系统（hcs）通信，通过调节油气输送风机实现油气输送的控制功能。
16.一般的，码头油气的接收点和处理点有较长的距离，实现油气的安全、稳定的输送是非常关键的因素，本专利所有的设计核心都是基于码头和后处理的安全。优选的，油气输送模块参照一种码头油气安全输送系统（cn2020202125318）提供的方法进行布置。
17.所述的油气高效燃烧系统（hcs）由燃烧器控制阀组、点火系统、助燃空气风机、气体混合室、燃烧头、燃尽气排气段连接构成，其中，燃烧头为由金属纤维构成的表面燃烧器，燃烧器控制阀组由待处理油气控制阀组、助燃气控制阀组构成，待处理的油气、助燃气经过分别的气流控制阀进入气体混合室与经助燃空气风机输送的空气进行充分混合，混合后的可燃气体经过燃烧头燃烧，点火系统布置于燃烧头后侧区域，实现混合可燃气体的点燃，燃烧后的气体经过燃尽气排气段实现达标排放。
18.一般的，助燃气为天然气、液化石油气、丙烷、丁烷、燃料气等轻质油气。
19.其中，本发明所述的油气高效燃烧系统（high-efficiency combustion system）是一种采用表面燃烧技术的预混式高效燃烧器，该燃烧器在燃烧发生前，所有参与燃烧的组分已经发生充分的混合，由于该预混式的特点和表面燃烧器本身具有的混合气体高分散性特点，该燃烧器具有高处理效率、低氮氧化物排放的特点。
20.所述的燃尽气排气段可选设置热量回收装置，热量回收形式为热水、蒸汽、热油、热风。
21.所述的点火系统、助燃空气风机、气体混合室、燃烧头、燃尽气排气段按照卧式结构或立式结构布置于一个统一的框架内。
22.本发明所述的高效燃烧系统hcs实现废气的超低浓度排放，其中，vocs的排放浓度不大于20mg/m3，nox的排放浓度不大于50mg/m3。
23.本发明所述的油气高效燃烧系统（hcs）按照一种有机废气高效处理系统（cn2019203513286）提供的方法实施。
24.优选的，本发明所述的油气高效燃烧系统（hcs）可以实现快速更换燃烧头的目的，其中的燃烧头组件参照一种可快速更换燃烧头的燃烧器组件（cn2019208165674）进行布置。
25.优选的，本发明所述的气体混合室可以实现待处理有机废气、助燃气、空气的高效混合，本发明所述的气体混合室采用一种废气处理的混合器（cn2019209671245）的结构进行布置。
26.一般的，码头船岸安全模块位于船舶附近区域，油气高效燃烧系统（hcs）位于码头
后方的陆岸区域；码头油气输送模块位于码头船岸模块和油气高效燃烧系统（hcs）之间的区域或靠近其中一个模块。
27.所述的一体化控制系统由码头船岸安全模块、码头油气输送模块、油气高效燃烧系统（hcs）三个模块独立配置的控制子系统连接而成，其中，各控制子系统通过高速通讯网络实现一体化控制。
28.可选的，所述的一体化控制系统由码头船岸安全模块、码头油气输送模块、油气高效燃烧系统（hcs）三个模块统一配置的控制系统实现，其中，控制系统的配置基于信号有效传输距离进行匹配。
29.可选的，所述的油气高效燃烧系统（hcs）入口配置降低油气浓度的预处理设施，其中，所述的预处理设施为吸收系统、冷凝系统，预处理设施是非必须的。
30.其中，所述的吸收系统按照如下方案开展，选用的吸收剂在常温的饱和蒸汽压不大于30kpa，吸收剂循环量0.01t/m3废气至1t/m3废气之间，吸收剂温度介于-10℃至45℃之间，吸收系统的操作压力介于常压至0.7mpa之间。所述的吸收剂来自储运环节或专用吸收剂罐。
31.其中，所述的冷凝系统按照如下方案实施，冷凝温度介于-100℃至+15℃之间，所述的冷凝为单级或多级冷凝，冷凝系统的操作压力介于常压至0.7mpa之间。一般的，第一级为气气换热器，利用冷凝后的气体为废气预冷，以回收部分冷量。冷凝后的有机液体收集至储罐，并外送至其他工序进行处理。
32.一般的，当码头装载油品为轻质原油、汽油、石脑油等轻质油品或高挥发性化学品时，预处理设施是推荐的，当采用预处理设施时，油气的回收率一般大于50%。而当码头装载油品为柴油、重质原油等重质油品时，预处理设施是不必要的。
33.优选的，油气高效燃烧系统入口配置的预处理设施按照一种高浓度有机废气高效处理系统（cn2019204573068）给定的方法进行设计和实施。
34.本实用新型所述的码头油气的高效燃烧系统的防静电设计、防爆设计、系统报警点及动作点设定等工程实施细节等都严格依照现有的技术标准、行业规范等国家强制文件。
35.本实用新型实现如下功能：
36.（1）通过船岸安全模块的氧含量控制、废气输送的本质安全设计实现码头油品船舶排放废气的安全输送；
37.（2）通过高效燃烧系统hcs对废气的燃烧处理，实现码头油品船舶排放废气的达标、超低浓度排放，满足最新的国家环保标准；
38.（3）通过码头油气输送模块的风机周边配置设计实现废气的远距离安全输送控制。
附图说明
39.图1、一种典型的码头油气的高效燃烧系统示意图；本附图仅作为一种典型应用的展示。
40.图2、一种典型的码头油气的高效燃烧系统示意图，其中，油气高效燃烧系统入口配置预处理设施；本附图仅作为一种典型应用的展示。
41.图3、码头船岸安全模块示意图；本附图仅作为一种典型应用的展示。
42.图4、码头油气输送模块示意图；本附图仅作为一种典型应用的展示。
43.图5、油气高效燃烧系统（hcs）示意图；本附图仅作为一种典型应用的展示。
44.附图中的序号分别代表：i为码头船岸安全模块；ii为码头油气输送模块；iii为油气高效燃烧系统（hcs）；iv为预处理设施；1为输送油气的装卸臂或气相软管；2、8为压力监控仪表；3为真空压力卸放阀；4、18为手动阀门；5为快速切断安全阀门；6为高效过滤设备；7为阻爆型阻火器；9为温度监控仪表；10为氧含量监控仪表；11为氮气管道；12为氮气压力调节阀；13为氮气关断阀；14、21为混合油气输送管道；15为流量监控仪表；16、20、23为阻火器；17为气液分离器；19为油气风机；22为油气输送控制阀；24为空气管道；25为空气控制阀；26为空气风机；27为助燃气管道；28为助燃气控制阀；29为气体混合室；30为表面燃烧器；31为船岸安全模块控制系统；32为码头油气输送模块控制系统；33为油气高效燃烧系统（hcs）控制系统。
45.其中，te为温度监测装置；p为压力监测装置；f为流量监测装置；at为浓度监控装置。
具体实施方式
46.以下结合附图对本实用新型做进一步说明，附图及实施例不作为本实用新型文件的限制性说明。
47.实施例1实施例1给出一种码头油气的高效燃烧系统，结合图1、3、4、5对本实施例进行说明。
48.本实施例的高效燃烧系统由码头船岸安全模块i，码头油气输送模块ii，油气高效燃烧系统（hcs）iii构成。
49.附图1给出本实施例的码头油气的高效燃烧系统的整体系统图；其中，码头船岸安全模块i（附图3）及码头油气输送模块ii（附图4）放置于码头前沿，油气高效燃烧系统（hcs）iii放置于后端陆域。
50.其中，码头船岸安全模块i由输送油气的装卸臂1；压力监控仪表2/8；真空压力卸放阀3；手动阀门4；快速切断安全阀门5；高效过滤设备6；阻爆型阻火器7；温度监控仪表9；氧含量监控仪表10；氮气管道11；氮气压力调节阀12；氮气关断阀13构成。
51.码头油气输送模块ii由混合油气输送管道21；流量监控仪表15；阻火器16、20；气液分离器17；油气风机19构成。
52.油气高效燃烧系统（hcs）iii由为油气输送控制阀22；阻火器23；空气管道24；空气控制阀25；空气风机26；助燃气管道27；助燃气控制阀28；气体混合室29；表面燃烧器30。
53.其中，表面燃烧器30由金属纤维为核心材料的燃烧头、燃尽气排气段连接构成。
54.一体化控制系统由码头船岸安全模块i和码头油气输送模块ii共用的控制系统31以及油气高效燃烧系统（hcs）控制系统33构成。所有的监控控制信号进入可编程逻辑控制系统实现自动控制。在系统运行过程中，通过监控不同模块的温度、压力、流量、浓度等参数，并通过控制阀组的动作实现系统燃烧状态的自动调节。
55.所述的码头油气的高效燃烧系统按照如下技术方案开展：
56.装船开始后，快速切断安全阀门5开启，油气风机19开启，装船产生的油气经过码
头船岸安全模块i、码头油气输送模块ii，并最终在油气高效燃烧系统（hcs）iii实现vocs的处理；
57.当氧含量监控仪表10监控到油气中的氧含量超过设定值时，氮气关断阀13开启控制n2进入，降低油气中的氧含量至低于设定值；
58.待处理废气进入油气高效燃烧系统（hcs）前，空气控制阀25、空气风机26开启。点火系统开启。点火正常后，助燃气控制阀28开启，油气输送控制阀22开启，有机废气进入高效处理系统处理。为保障油气高效燃烧系统（hcs）与各工艺模块的安全，在有机废气管路设置阻爆元件23。助燃气、有机废气与空气在气体混合室29混合后，混合气在表面燃烧器燃烧，最终实现达标排放。
59.当控制系统监控到温度、压力、流量、氧含量等异常信号时，氮气关断阀13、快速切断安全阀门5关闭，油气输送风机14关闭，油气高效燃烧系统（hcs）iii停机。
60.本实施例中的码头油气的高效燃烧系统的防静电设计、防爆设计、系统报警点及动作点设定等工程实施细节等都严格依照现有的技术标准、行业规范等国家强制文件。
61.本实用新型未涉及的部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
62.按照本实用新型所述的码头油气的高效燃烧系统，燃烧尾气中的vocs、nox含量远低于国家及石化类行业排放指标要求。
63.本实用新型未涉及的部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
64.实施例2 实施例2给出一种码头油气的高效燃烧系统，结合图2、3、4、5对本实施例进行说明。
65.实施例2与实施例1的不同在于：
66.（1）油气高效燃烧系统（hcs）前配置预处理设施iv，所述的预处理设施iv按照一种高浓度有机废气高效处理系统（cn2019204573068）给定的方法（实施例2）进行设计和实施。
67.码头船岸安全模块、码头油气输送模块、油气高效燃烧系统（hcs）分别配置独立的控制子系统，并通过高速通讯网络实现一体化控制。