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1、目录中文摘要1英文摘要21 前言31.1 选题背景与意义32 烟气惰性气体的概述32.1 烟气惰性气体的防爆原理探究32.2烟气惰性气体发生装置的优点及缺点分析53 不合格烟气惰性气体充注油舱产生的危害分析53.1 烟气惰性气体品质要求53.2 各参数超过标准造成危害分析64 保证烟气惰性气体品质的方法74.1 目前烟气惰性气体处理方法介绍74.2 不合格惰性气体的二次处理74.3 烟气惰性气体处理存在的缺陷75烟气惰性气体品质监控方法设计85.1 增设二氧化硫处理层95.2 灰分浓度控制95.3 温度监控105.4 二氧化硫监控105.5 含水量监控105.6 氧气浓度监控10小结11致谢1
2、1参 考 文 献12【摘要】 由于油船其装载的原油的易燃性，易爆性，一旦发生爆炸，将对船舶财产、船上人员及环境造成不可想象的损失与危害。在油船加装、运输、卸油、原油洗舱过程中，石油气挥发形成油气，当油气与空气达到一定的比例后，形成了可燃混合气体，一旦遇到火源，将会发生爆炸。为了保证油船的安全营运，国际海上人命安全公约中要求对油舱进行有效地保护。将惰性气体充入油舱，能降低货油舱的氧气含量，使其降低至爆炸下限以下，从而达到防爆的目的。本文将论了述惰性气体防爆原理，介绍了烟气惰性气体作为一种普遍使用的一种惰性气体，它的优势所在及缺陷，研究了为保证烟气惰性气体品质而采用的处理方法，指出了其中的缺陷，并
3、对其进行合理化的改进，提出了对烟气处理效果进行监控的方法。 通过以上优化与改进，使得烟气惰性气体符合标准，在达到防爆的目的的前提下，对油舱原油没有造成污染。【关键词】 防爆 烟气惰性气体 品质 监控 设计The design of monitoring and controling on the quality of exhaust inert gas 【Abstract】 Because of flammable, explosive crude oil in tankers, in the event of an explosion, it will produce unimaginabl
4、e loss and danger to the property ,the life of persons on board and the environment. To ensure the safe operation of oil tankers, the International Convention for the Safety of Life at Sea require the effective protection of the tanker. In process of filling, transporting, unloading, washing with cr
5、ude oil, crude oil volatiles to gas of oil.when it reache a certain proportion with air, it forms combustible gas mixture. there will be an explosion in the event of fire. The inert gas is used to fill into the tanks to reduce oxygen content.And when the oxygen content is under the explosive limit ,
6、the purpose of explosion-proof is achieved. This paper discussesed the principle of explosion-proof of inert gas. As a kind of the most widely used inert gas, the paper introduced advantages and shortcomings of exhaust inert gas.This paper also studyed the methods of treatment which is used to ensur
7、e the quality of exhaust inert gas.It aslo pointed out the defects and inproved these methods reasonablely.Last but not least,it proposed some methods of monitoring of the effects of treatment of inert gas. Through the optimization and improvement mentioned above, which make the exhaust inert gas me
8、et the standard,the inert gas dont pollute the crude oil in the tank.,under the condition achieving the purpose of explosion-proof.【Keyword】 explosion-proof exhaust gas inert gas quality monitor control design 烟气惰性气体品质监控设计1 前言1.1 选题背景与意义由于油船其装载的原油的易燃性，易爆性，一旦发生爆炸，将造成不可想象的损失与危害：（一）人员伤亡和财产损失 （二）对水域环境造成
9、严重污染，如果油船发生燃烧爆炸，除了会造成财产和生命的损失外，船舶沉没或破损时外溢的燃油或化学品会对事故地造成严重污染，漂浮江面的燃油发生燃烧，还会危及过往船舶及码头的安全。 在油船加装、运输、卸油、原油洗舱过程中，石油气挥发形成油气，当油气与空气达到一定的比例后，形成了可燃混合气体，一旦遇到火源，将会发生爆炸。为了保证油船的安全营运，国际海上人命安全公约中要求对油舱进行有效地保护。1.2 烟气惰性气体的介绍烟气惰性气体是指取自锅炉的含氧量很低不足于维持碳氢气体燃烧化学性质非常稳定的废气作为惰性气体。 烟气惰性气体系统一般应用于运载原油的船舶中，不适合用于天然气船。装有惰性气体系统将惰性气体充
10、入油轮的油舱以避免油舱爆炸。它的主要功能是降低货油舱的氧气含量，使其降低至爆炸下限以下，从而达到防爆的目的。本文将研究分析烟气作为惰性气体在传播防爆中的应用。2 烟气惰性气体的概述2.1 烟气惰性气体的防爆原理探究由于石油气的挥发形成油气，当油气与空气达到一定的比例后，形成了可燃混合气体，一旦遇到明火、冲击或摩擦过热起火、电气火花、静电火花、雷击火花，发生爆炸将是不可避免的。所以油船防爆技术的创新与发展是非常有必要的。油船防爆的思路来自于引起爆炸的三大要素：火源、可燃气体和氧气。只要排除其中任一因素，就能达到防爆的目的。以此防止油气爆炸的方法就有三种：1）控制火源；2）控制可燃气体浓度；3）控
11、制氧气浓度；这三种方法理论上可以实现，但前两种在实际操作中前两种却很难实现。首先控制火源，虽然明火可以控制，但由于冲击或摩擦过热起火、静电火花、雷击火花却是很难避免的。其次控制可燃气体。如能控制可燃气浓度处于爆炸上限以上，或者 可燃气浓度处于爆炸下限以下的，就不会产生燃烧爆炸。实际上，要控制油舱内可燃气浓度，始终处于爆炸范围内是很困难的。因为油舱要装载原油，而原油又不可能完全装满，无法避免从原油中挥发出的可燃气体，且由于油品、环境温度和装卸方式的不同，油舱液面上方产生的可燃气体浓度也无法控制。控制氧气浓度使舱内气体状态处于缺氧区，这样无论可燃气浓度处于何种状态，有火源也不会产生燃烧爆炸，这是最
12、简单也最容易实现的办法，就是向油舱内充注氧气含量很少的所谓“惰性气体”，使油舱内氧气含量降低到足够低。目前综合考虑经济性，安全性，连续供应能力等因素，惰性气体主要来源为船上主、辅锅炉排出的烟气。通过科学实验，并经过实践的检验绘制出了碳氢可燃气体和空气混合气体的可燃极限图:图3-1 碳氢气体与空气混合气体的可燃极限图Fig 3-1 the flammable limit diagram of Hydrocarbon gas and air mixture由图可知纵坐标为碳氢气体体积含量，横坐标为氧气体积含量。图中共分三个区域：惰性区、可燃可爆区、不可燃区。（1）当碳氢可燃气体的容积浓度在1%10
13、%之间时，碳氢气体与空气混合气体处可燃可爆区域，1%为可燃下极限，10%为可燃的上极限，而碳氢气体容积浓度小于1%或大于10% 均为不可燃区。（2）当氧气浓度在11%21%之间时，碳氢气体与空气混合气体处于可燃可爆区；随着氧气浓度的减小，可燃可爆区域也逐步缩小；当氧气浓度为11%时，上、下极限交于B点；若低于11%,则不管碳氢气体浓度为多少，均不会发生燃烧、爆炸，即为图中惰性区。据上述可得，为达到油船防燃防爆的目的，应该创造两个条件：要么将氧气浓度控制在11%以下，要么将碳氢可燃气体容积浓度控制在小于可燃下极限或大于可燃上极限。然而要完全准确地控制碳氢可燃气体的容积浓度在现实中极难实现，而控制
14、油舱中氧气浓度使之在11%以下（SOLAS公约规定为8%以下）都是可行的。方法就是向装油品的舱中充填惰性气体（惰性气体中的氧含量在5%以下），这样使舱室空间中氧气含量始终保持在8%以下，从而达到防燃防爆的目的。2.2烟气惰性气体发生装置的优点及缺点分析优点：原理简单，价格便宜，易得。主要缺点： 装置占用空间很大，安装的空间位置要求很特殊，而且对安装和维护要求更高，否则达不到最佳运行状态，甚至不能可靠运行。比如，由于烟气温度高，灰尘较重，水份和脏物沉积多，装置中的蝶阀和烟道阀很容易失灵，通常会出现咬死现象，造成整机不能工作。 氮气品质欠佳，当风油比在正常情况下燃料油在锅炉内燃烧所产生的废气，其成
15、分：N2为77 ，CO2为13 ，H2O为5 ，O2为3 4，SO2为0.3 ，其余为一些固体微粒，因此装置的可靠性难以满足化学品船和液化气船的高要求；船的摆动对产氮效果影响大。洗涤塔内冷却水使用的是海水，再则，生成的氮气中含有SO2 ，对设备的腐蚀性很强，因而，对管道材料有特殊要求。另外，洗涤塔中的滤网容易凝结，影响降温除尘的效果。 日常维护非常繁琐，氮气风机每次工作完毕需及时用淡水冲洗，很容易导致电机和各参数分析仪的损坏，加上腐蚀和机械的原因，易出现振动。 对甲板水封的水位和管道敷设的要求严格。 对操作和维护人员的要求很高。3 不合格烟气惰性气体充注油舱产生的危害分析3.1 烟气惰性气体品质要求表3-1 烟气惰性气体品质要求Tab3-1 the quality requirements of exhaust inert gas温度含水量灰分化学成分供气能力和供气压力比冷却水温度高5少于1g/kg惰气除去率9599%O2：35%CO2：14%CO：SO2：50ppm其余为N2200022500Nm2/h0.120.2 105Pa3.2 各参数超过标准造成危害分析一、水分含量超过标准危害(1)有水分存在时，燃料氧化速度加快，其胶质生成量也加大。如
