CN101975337B - 燃气加臭装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供燃气加臭装置，其包括：加臭剂储存单元、引射单元、燃气管道、加臭剂输送管、燃气信号管、加药注入管、设置在加臭剂输送管上的压力控制阀，以及包括连接阀和其他控制阀的辅助设备。所述引射单元用于燃气与所述加臭剂的混合，所述燃气信号管根据燃气流量控制所述压力控制阀从而控制加臭剂量，所述加药注入管用于将加有加臭剂的燃气注入到所述燃气管道中以备燃气供应。本发明的加臭装置结构简单，将现有技术中复杂的机械设备和控制系统合二为一，造价低、自动化程度高、便于维护管理、运行成本低。
Description
技术领域
本发明涉及燃气加臭装置，属于燃气加臭技术领域。
背景技术
在燃气供应过程中如果出现燃气泄漏，一方面容易形成爆炸性混合物，引起爆炸；另一方面容易引起人员中毒死亡，造成人员伤亡和财产损失。为了及时发现燃气泄漏从而及时采取有效措施控制燃气泄漏，城镇燃气在供应过程中通常需要安装报警器以便根据空气中的臭味浓度警报燃气泄露情况。通常燃气中加臭剂的最小量应符合《城镇燃气设计规范》中的以下规定：(1)无毒燃气泄露到空气中，达到爆炸下限的20％时，应能及时察觉；(2)有毒燃气泄露到空气中达到对人体允许的有害浓度时应能被察觉，例如，对于以一氧化碳为有毒成份的燃气，空气中一氧化碳含量达到0.02％(体积百分数)时，报警器应能察觉。
我国常用的燃气加臭剂是四氢噻吩，一般是根据上述《城镇燃气设计规范》的规定，在燃气中加入一定量的加臭剂，比如在天然气中添加加臭剂的量不宜小于20mg/m3。具体加臭量大小取决于燃气的流量。
城市燃气在供应过程中用气量是不均匀的，具体表现在月、日、时的不均匀上，因此用气量总是在实时变化，这样加臭量也必须随着燃气量的变化而变化。将加臭剂加入到燃气管道中需要一套机械装置，并且需要精确控制加臭量。由此可知加臭系统应该包括机械设备和控制系统，同时应具有相应的动力系统。而加臭系统的先进性主要表现在控制加臭量的精确程度上。
目前比较流行的加臭装置为“电磁隔膜计量泵系统”，其传统构成为计量加臭泵、储药罐、现场仪表、传感器、控制柜及附属设备。其工作过程主要是：通过加臭泵将加臭剂注入燃气管道，加臭泵的动力由电力提供，加臭量的控制由传感器将流量变动信号传到控制系统，由控制系统控制泵及相关阀门，调整加臭量。
然而，上述采用加臭泵加臭的现有技术存在如下不足：
其一，加臭泵在运行过程中需要消耗电力，运行费用较高；而且泵的配置通常需要采取一开一备，投资较大。
其二，由于加臭泵本身不具备自动调节流量的功能，因此需要完整的监控装置，以便将燃气的流量信号转变为电信号来控制泵的扬程和电磁阀的开启度，从而控制加臭量。这样不仅反应速度比较慢，加臭量的控制还完全取决于外部的控制系统。
其三，在现有加臭泵加臭过程中，加臭泵接收控制系统的脉冲电流，使电磁驱动器通电后产生动力。然后，通过工作轴带动油缸内的柱赛做往复水平运动，迫使弹性膜片变形吸收加臭剂，这使得薄膜易老化，导致精确度降低，甚至漏损，维修率高。
发明内容
本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
为了克服现有技术中的上述不足，本发明提供一种燃气加臭装置，其通过利用引射单元替代加臭泵来进行燃气与加臭剂的混合，并根据燃气流量控制加臭剂量。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
燃气加臭装置，包括：加臭剂储存单元、引射单元、燃气管道、加臭剂输送管、燃气信号管、加药注入管、设置在加臭剂输送管上的压力控制阀，以及，包括连接阀和其他控制阀的辅助设备。其中，所述加臭剂储存单元中的加臭剂经所述加臭剂输送管进入所述引射单元的入口，所述引射单元用于燃气与所述加臭剂的混合，所述燃气信号管一端与所述燃气管道连接，另一端分别与所述引射单元和所述压力控制阀相连，并根据燃气流量控制所述压力控制阀从而控制加臭剂量，所述加药注入管用于将加有加臭剂的燃气注入到所述燃气管道中以备燃气供应。
进一步地，所述引射单元包括：喷嘴、吸气收缩室、混合室和扩压室、加臭剂吸入口。
高能量气体通过所述喷嘴进入所述吸气收缩室，同时将低能量气体通过加臭剂吸入口引射入所述吸气收缩室中，两种气体经所述吸气收缩室在所述混合室中混合均匀。优选地，所述高能量气体是燃气，所述低能量气体是加臭剂或臭气；混合均匀后的混合气体经扩压室升压后，送入所述燃气管道以备燃气供应。
所述引射单元具有自动调节特性，所引射的低能量气体体积随着高能量气体体积的变化而变化。
本发明装置进一步包括以下技术方案：
所述喷嘴由固定部件与活动部件两部分组成，其中所述活动部件为一针型阀杆，所述针型阀杆与所述喷嘴的出口端接触部分呈锥形。
所述燃气信号管控制所述针型阀杆，所述燃气信号管中的燃气气流推动所述针型阀杆前后运动，以改变所述喷嘴的出口截面积，从而改变通过喷嘴的燃气流量。
所述燃气信号管通过所述针型阀杆的运动适应燃气流量的变化，从而根据所述燃气流量引射不同剂量的加臭剂量以精确控制所述引射单元中加臭剂的吸入量。
优选地，所述吸气收缩室是由渐缩管道构成，从而使得燃气经由所述喷嘴高速喷出时，在所述吸气收缩室的喉部处因周围的气体被射流卷走而形成真空或负压，从而将加臭剂吸入。
优选地，所述加臭剂使用四氢噻吩，当空气中所述四氢噻吩浓度达到0.08mg/m3时进行2级报警。
本发明的有益效果：
本发明采用引射单元替代传统的加臭泵装置加臭，加臭过程中加臭剂的吸入完全依赖于燃气的流动和燃气本身的能量吸入，无需外界动力；且加臭量完全取决于燃气流量，流量随动调节。
此外，本发明的基于引射原理的引射单元具有随着燃气流量瞬时变化而自动调节加臭量的功能，无机械运动部件和专门的控制系统，反应速度快，加臭精确度高。
本发明装置由于扩大了引射单元的自动调节范围，使得该加臭装置的应用范围比较广阔，既可以用于大型的城市门站加臭、又可以用于小型压缩天然气供气站或液化天然气供气站的加臭。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的原理。
图1为根据本发明的燃气加臭装置的结构示意简图；
图2为根据本发明的一个优选实施例的引射单元结构示意图；
图3为引射单元的喷嘴结构示意图。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
本发明利用引射单元替代现有技术中常规使用的加臭泵作为加臭装置，将适量的加臭剂加入燃气中以使得一旦燃气泄露便能触发自动报警器自动报警。具体地，本发明的引射单元基于引射原理，利用高能量气体引射低能量气体，从而达到向燃气管道中添加适量的加臭剂的目的。
如图1所示的根据本发明的加臭装置，包括：加臭剂储存单元100、引射单元200、燃气管道300、加臭剂输送管400、燃气信号管500、加药注入管600、设置在加臭剂输送管400上的压力控制阀700，以及包括连接阀和其他控制阀的辅助设备，其中，所述加臭剂储存单元100中的加臭剂经所述加臭剂输送管400进入所述引射单元200的入口，所述引射单元200用于燃气与加臭剂的混合，所述燃气信号管500一端与所述燃气管道300连接，另一端分别于所述引射单元200和压力控制阀700相连，并根据燃气流量控制所述压力控制阀700从而控制加臭剂量，所述加药注入管600用于将加有加臭剂的燃气注入到所述燃气管道300中以备燃气供应。
如图2所示的优选实施例中，引射单元200包括：喷嘴201、吸气收缩室202、混合室203、扩压室204、和加臭剂输送管400相连接的加臭剂入口205。燃气等高能量气体通过喷嘴201进入吸气收缩室202，加臭剂等低能量气体被吸入吸气收缩室202中，两种气体经吸气收缩室202进入混合室203中并通过气流运动自动混合均匀。然后由扩压室204将混合气体的动能转化成压力能，从而提升扩压管204中混合气体的气压，以便高压混合气体能够通过自身压力被送入燃气管道300以备燃气供应。
具体地，结合图1和图2，燃气信号管500与引射单元200的喷嘴201连通，从而把燃气经引射单元200的喷嘴201引射到引射单元200的吸气收缩室202中。同时，燃气信号管500与压力控制阀700相连，以便压力控制阀700能够初步调控进入到加臭剂输送管400中的加臭剂剂量。加臭剂输送管400与引射单元200的吸气收缩室202相连，由于燃气经由喷嘴201高速喷出时，在吸气收缩室202的喉部A处因周围的气体被射流卷走而形成真空或负压，这样加臭剂就被吸入到引射单元200内的吸入室中，并在引射单元200的混合室中与燃气混合均匀。然后通过引射单元200的扩压室，将加有加臭剂的燃气(混合气体)通过加药注入管600进入到燃气管道300中以备燃气供应。
在本发明装置中，当燃气管道300中燃气流量发生瞬时变化时，引射单元200所引射的加臭剂量也会随之发生变化，并且可按要求保持精确的加臭比。具体地，压力控制阀700的开度由燃气流量控制，燃气流量增大时，压力控制阀700内的薄膜上方的燃气压力增大，带动阀杆向下运动使得阀口开度增大，通过的加臭剂量也就大；反之亦然。这种控制方式可以使得加臭量满足高峰时段和低峰时段的大落差需求。引射单元200中加臭剂添加量随着燃气流量进行调整反应迅速，没有滞后。
如图3所示，喷嘴201由固定部件2011与活动部件2012两部分组成，其中活动部件2012为一针型阀杆，该针型阀杆与喷嘴201出口端接触部分呈锥形。结合图3和图1，来自燃气主干管的燃气信号管500控制该针型阀杆。具体地，通过燃气信号管500中的燃气气流推动该针型阀杆前后运动，以改变喷嘴201的出口截面积或改变喷嘴201的出口直径，从而改变通过喷嘴的燃气流量。燃气流量大小不同，所引射的加臭剂量就不同。当燃气主干管的燃气量波动范围比较大的时候，借助针型阀杆的运动适应这种变化，从而精确控制加臭剂的吸入量。
由燃气主干管的信号管500控制针型阀杆运动，调节喷嘴201出口的燃气流量，从而进一步扩大引射单元的自动调节范围，更好地适应燃气主干管高峰时段和低峰时段的加臭要求。如果没有该设施，引射单元的自动调节范围受引射单元结构的限制，自动调节范围很小，不能适应燃气大流量变化的加臭要求。
吸气收缩室202是由渐缩管道构成(如图2所示)，这种渐缩管道结构使得燃气经由喷嘴201高速喷出时，能够在吸气收缩管202的喉部A处因周围的气体被射流卷走而形成真空或负压，从而将加臭剂吸入。当燃气管道300中燃气流量发生瞬时变化时，燃气经流量信号管可以控制针型阀杆的运动，调节喷嘴的直径；也可以调节加臭剂压力控制阀的开度，控制加臭剂的流量。引射单元200所引射的加臭剂量也会随之发生变化，并且可按要求保持精确的加臭比。该引射单元加臭剂添加量随着燃气流量进行调整反应迅速，没有滞后。
在一个优选实施例中，加臭剂使用四氢噻吩(THT)，当空气中THT浓度达到0.08mg/m3时，可达到臭味强度2级的报警浓度。
本发明的引射单元200是根据引射原理设计的，其利用高能量气体引射低能量气体，从而达到在高能气体中加入低能气体的目的。而高能量气体对低能气体的引射完全是利用高能量气体本身所具有的能量，无需外界动力。因此本发明的引射单元200具有自动调节特性，所引射的低能量气体体积可以随着高能量气体体积的变化而变化。
本发明已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本发明并不局限于上述实施例，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (10)
1.燃气加臭装置，其特征在于，包括：加臭剂储存单元(100)、引射单元(200)、燃气管道(300)、加臭剂输送管(400)、燃气信号管(500)、加药注入管(600)、设置在加臭剂输送管(400)上的压力控制阀(700)，以及辅助设备，辅助设备为连接阀和其他控制阀；其中，所述加臭剂储存单元(100)中的加臭剂经所述加臭剂输送管(400)进入所述引射单元(200)的入口；所述引射单元(200)用于燃气与所述加臭剂的混合，所述燃气信号管(500)根据燃气流量控制所述压力控制阀(700)从而控制加臭剂量，所述燃气信号管(500)的一端与所述燃气管道(300)连接，另一端分别与所述引射单元(200)和所述压力控制阀(700)相连；所述加药注入管(600)用于将加有加臭剂的燃气注入到所述燃气管道(300)中以备燃气供应。
2.根据权利要求1所述的燃气加臭装置，其特征在于，所述引射单元(200)包括：喷嘴(201)、吸气收缩室(202)、混合室(203)和扩压室(204)、加臭剂吸入口(205)。
3.根据权利要求2所述的燃气加臭装置，其特征在于，高能量气体通过所述喷嘴进入所述吸气收缩室，同时将低能量气体通过加臭剂吸入口引射入所述吸气收缩室中，两种气体经所述吸气收缩室在所述混合室中混合均匀。
4.根据权利要求3所述的燃气加臭装置，其特征在于，所述高能量气体是燃气，所述低能量气体是加臭剂或臭气；混合均匀后的混合气体经扩压室升压后，送入所述燃气管道以备燃气供应。
5.根据权利要求1或2所述的燃气加臭装置，其特征在于，所述引射单元具有自动调节特性，所引射的低能量气体体积随着高能量气体体积的变化而变化。
6.根据权利要求2所述的燃气加臭装置，其特征在于，所述喷嘴由固定部件与活动部件两部分组成，其中所述活动部件为一针型阀杆，所述针型阀杆与所述喷嘴的出口端接触部分呈锥形。
7.根据权利要求6所述的燃气加臭装置，其特征在于，所述燃气信号管控制所述针型阀杆，所述燃气信号管中的燃气气流推动所述针型阀杆前后运动，以改变所述喷嘴的出口截面积，从而改变通过喷嘴的燃气流量。
8.根据权利要求6所述的燃气加臭装置，其特征在于，所述燃气信号管通过所述针型阀杆的运动适应燃气流量的变化，从而根据所述燃气流量引射不同剂量的加臭剂量以精确控制所述引射单元中加臭剂的吸入量。
9.根据权利要求2所述的燃气加臭装置，其特征在于，所述吸气收缩室是由渐缩管道构成，从而使得燃气经由所述喷嘴高速喷出时，在所述吸气收缩室的喉部处因周围的气体被射流卷走而形成真空或负压，从而将加臭剂吸入。
10.根据权利要求1所述的燃气加臭装置，其特征在于，所述加臭剂使用四氢噻吩，当空气中所述四氢噻吩浓度达到0.08mg/m3时进行2级报警。
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