CN107575747A - 一种小气量燃气智能加臭系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小气量燃气智能加臭系统，其特征在于：包括加臭控制器、加臭泵、臭剂容器和燃气计量装置；所述燃气计量装置设置于燃气管道上，燃气计量装置与加臭控制器之间信号连接；所述加臭控制器还信号连接加臭泵和阀门；所述加臭泵和臭剂容器之间通过工艺管道A连接，工艺管道A上设置有过滤器；所述加臭泵通过工艺管道B连接燃气管道；所述臭剂容器还通过工艺管道C连接工艺管道B；所述臭剂容器上连接有呼吸器。本发明提高了小气量燃气加臭自动化水平，同时有效保障安全及并提高控制精度，实现在小气量供气下的精确加臭。

Description

一种小气量燃气智能加臭系统及控制方法

技术领域

本发明涉及燃气加臭，尤其是一种小气量燃气智能加臭系统及控制方法。

背景技术

随着天然气的大量开发和使用，由于燃气具有易燃、易爆和有毒的特点，在相对封闭的用气环境，一旦发生燃气的泄漏极易造成燃气中毒、爆炸等事故，给人身和公共安全带来威胁；而且天然气是无色无味的气体，当燃气泄漏，也很难发现，为保证天然气安全输配与安全使用，加臭剂的添加至关重要。

现有燃气加臭方法，主要针对大型供气站设计，大都采用手动定频率加注，在小型气化站难以实现准确加臭；当小气量时，如果需要加臭频次低于1次/分钟，加臭泵按照每分钟加注设定次数，此时只能设置为1，设置为0，就没法加注了；流量变化大的时候，手动设置的加臭频次为定值，无法自动调节，实际天然气中混合的浓度不均匀，所以当加臭频次低于1次/分钟（即频率低于0.017Hz）的情况下，现有定频加臭方法无法有效的更改设置加臭频率，导致加臭浓度远远超过设定浓度值，无法准确达到加臭浓度。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种小气量燃气智能加臭系统及控制方法，还是采用常用加臭泵，但能够既满足常规加臭要求，又能够在加臭频次低于1次/分钟的情况下，也能够准确加臭，实现在小气量供气下的精确加臭。

本发明采用的技术方案如下：

本发明一种小气量燃气智能加臭系统，包括加臭控制器、加臭泵、臭剂容器和燃气计量装置；所述燃气计量装置设置于燃气管道上，燃气计量装置与加臭控制器之间信号连接；所述加臭控制器还信号连接加臭泵和阀门；所述加臭泵和臭剂容器之间通过工艺管道A连接，工艺管道A上设置有过滤器；所述加臭泵通过工艺管道B连接燃气管道；所述臭剂容器还通过工艺管道C连接工艺管道B；所述臭剂容器上连接有呼吸器。

以上结构，燃气管道供气时，燃气计量装置从管道中采集流量信号，发送到加臭控制器，控制器根据流量信号的大小输出频率信号控制加臭泵，加臭泵吸入和排出臭剂，排出的臭剂经过工艺管道B加到燃气管道中，完成加臭工作。

进一步，所述臭剂容器的顶部和底部分别设置有顶阀和底阀；所述顶阀、液位计和底阀连通；所述臭剂容器顶部还设置有加液阀；所述工艺管道C上设置有回流阀。

以上结构，所述臭剂容器顶部还设置有加液阀，通过加液阀能够为臭剂容器补充臭剂；所述工艺管道C上设置有回流阀，用于回收加臭后管道中剩余的臭剂，当下次加臭时，如果管道中有残余臭剂，会使实际加臭的剂量大于计算的剂量，从而影响燃气中臭剂的浓度，达不到精确的加臭；所述液位计采用远传液位计。

进一步，所述工艺管道B和工艺管道C的交接处设置有压力表，压力表信号连接加臭控制器，压力表与交接处之间设有截止阀。

以上结构，压力表测量管道中的压力，并将检测结果发送到控制器，在压力出现异常时，通过控制器进行处理。

进一步，所述加臭泵及两端设置的单向阀安装在防爆箱中。

以上结构，将加臭泵及两端设置的单向阀安装在防爆箱中，能够使加臭泵在燃气易爆的环境中使用，保证加臭泵的安全使用。

进一步，所述工艺管道B上还设置有注射器阀。注射器阀能够控制燃气管道加臭的臭剂剂量。

进一步，所述加臭控制器采集加臭系统急停信号，控制系统的急停；所采集的信号类型为数字量，有利于系统稳定性，解决了信号干扰造成加臭系统工作中断问题。

本发明一种小气量燃气智能加臭控制方法，包括以下步骤：

S1：计算加臭泵毎冲程对应有效加臭燃气容积V_L0；

S2：采集当前的瞬时标况流量值Q_s1，判断当前是否处于供气状态；

S3：若Q_s1>0，当前处于供气状态，加臭泵执行一个冲程动作，加入臭剂M₀，进入下一步；若Q_s1=0，当前处于停止供气状态，返回步骤S2；

S4：采集当前累计流量值V _L1；

S5：延时采集当前的累计流量值V _L2；

S6：计算应加次数n₁，n₁=（V _L2 +V_D1- V_L1）/ V_L0，其中V_D1为上次等待补加气量，n₁取整数；

S7：根据加臭次数n₁，加臭泵执行n₁个冲程动作，加入臭剂n₁M₀；

S8：计算下次等待补加气量V_D2，V_D2即为V_D1，在下次计算加臭次数时，将V_D2替代V_D1进行计算；

S9：当收到结束加臭指令，结束该过程；否则返回进入步骤S6。

进一步，所述S1中毎冲程对应有效加臭燃气容积V_L0的计算方法：V_L0=M₀/ρ_j0，其中M₀为加臭泵毎冲程泵出加臭剂剂量值，ρ_j0为燃气和臭剂的混合比。

进一步，所述S8中下次等待补加气量V_D2的计算方法：V_D2=V _L2- n₁V_L0。

以上方法，M₀为加臭泵毎冲程泵出加臭剂剂量值，即加臭泵单次加注的最小剂量；在S3中，当处于供气状态时，加臭泵执行一个冲程动作，加入臭剂M₀，是为了保证当前正在持续增加的供气的臭剂浓度；由于每次加注后，剩余的有效加臭燃气容积小于V_L0，保证了正在持续增长的供气的臭剂剂量，精确到以V_L0为单位体积的精准臭剂浓度。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、实现在小气量供气情况下，按照设定浓度准确注入加臭剂；在加臭频次低于1次/分钟（即频率低于0.017Hz）的情况下，也能够准确加臭，避免在小气量供气情况下，手动加臭方式的加臭浓度远远超过设定浓度值，无法准确控制加臭浓度，节约燃气生产中投入加臭剂的成本。

2、提高了燃气加臭自动化水平，及控制精度；本发明精准采集流量数据，克服手动加臭方式加臭量与燃气流量没有严格比例关系的问题，根据加臭量与燃气流量的关系，以及采集的流量数据，为燃气管道加入精确量的臭剂，保证燃气中的臭剂浓度；提高了系统稳定性和可靠性，降低了加气站停运及安全监控风险；并在保障安全的前提下，节约了燃气生产成本。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1是本发明一种小气量燃气智能加臭系统的结构示意图。

图中标记：1为燃气管道，2为加臭控制器，3为压力表，4为加臭泵，5为臭剂容器，6为过滤器，8为液位计，9为防爆箱，10为呼吸器，11为顶阀，12为底阀，13为加液阀，14为回流阀，15为截止阀，16为上单向阀，17为下单向阀，18为注射器阀。

图2本发明一种小气量燃气智能加臭控制方法流程图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

如图1 ，本发明一种小气量燃气智能加臭系统，包括加臭控制器2、加臭泵4、臭剂容器5和燃气计量装置；所述燃气计量装置设置于燃气管道1上，燃气计量装置与加臭控制器2之间信号连接；所述加臭控制器2还信号连接加臭泵4和阀门；所述加臭泵4和臭剂容器5之间通过工艺管道A连接，工艺管道A上设置有过滤器6；所述加臭泵4通过工艺管道B连接燃气管道1；所述臭剂容器5还通过工艺管道C连接工艺管道B；所述臭剂容器5上连接有呼吸器10；所述阀门包括顶阀11、底阀12、加液阀13、回流阀14、截止阀15、上单向阀16、下单向阀17和注射器阀18。

所述臭剂容器5的顶部和底部分别设置有顶阀11和底阀12；所述顶阀11、液位计8和底阀12连通；所述臭剂容器5顶部还设置有加液阀13；所述工艺管道C上设置有回流阀14。

所述工艺管道B和工艺管道C的交接处设置有压力表3，压力表3信号连接加臭控制器2，压力表3与交接处之间设有截止阀15。

所述加臭泵4及两端设置的上单向阀16、下单向阀17安装在防爆箱9中。

所述工艺管道B上还设置有注射器阀18。

如图2，本发明一种小气量燃气智能加臭控制方法，包括以下步骤：

S1：计算加臭泵毎冲程对应有效加臭燃气容积V_L0；V_L0=M₀/ρ_j0，其中M₀为加臭泵毎冲程泵出加臭剂剂量值，ρ_j0为燃气和臭剂的混合比；

S2：采集当前的瞬时标况流量值Q_s1，判断当前是否处于供气状态；

S3：若Q_s1>0，当前处于供气状态，加臭泵执行一个冲程动作，加入臭剂M₀，进入下一步；若Q_s1=0，当前处于停止供气状态，返回步骤S2；

S4：采集当前累计流量值V _L1；

S5：延时采集当前的累计流量值V _L2；

S6：计算应加次数n₁，n₁=（V _L2 +V_D1- V_L1）/ V_L0，其中V_D1为上次等待补加气量，n₁取整数；

S7：根据加臭次数n₁，加臭泵执行n₁个冲程动作，加入臭剂n₁M₀；

S8：计算下次等待补加气量V_D2，V_D2=V _L2- n₁V_L0，V_D2即为V_D1，在下次计算加臭次数时，将V_D2替代V_D1进行计算；

S9：当收到结束加臭指令，结束该过程；否则返回进入步骤S6。

在实施例中，S5的延时优选为1秒，在S4中采集当前累计流量值V _L1后延时1秒采集当前的累计流量值V _L2，用于S6中应加次数的计算；S8后，延时1秒重新采集当前的累计流量值，重复之前的步骤，进行下一次的冲程次数计算，执行冲程动作。

在每次计算加臭次数中需要上次等待补加气量V_D1，首次加臭次数计算时，V_D1的值为零，同时计算下次等待补加气量V_D2，V_D2用于下次加臭次数的计算。

在加臭频次低于1次/分钟（即频率低于0.017Hz）的情况下，由于本发明的加臭控制方法能够精确的计算一定时间内累积的需要加臭的燃气体积，根据每次冲程的有效加臭的燃气体积，得到加臭冲程次数，同时计算每次加臭后剩余未加臭的燃气体积，在下次加臭中添加到需要加臭的燃气体积中进行计算，从而精确的进行加注，控制燃气和臭剂的比值；加臭的频次自动调节，克服现有加臭频次的限制。

在燃气智能加臭控制中，燃气计量装置采集燃气管道的流量信号，发送到加臭控制器，控制器根据流量信号的大小设定加臭次数；打开回流阀，将管道内的残留臭剂导入臭剂容器中，结束后关闭回流阀，打开底阀和注射器阀；启动加臭泵，加臭泵的电磁铁带动柱塞做往复运动，推动泵的隔膜，使泵头容积发生变化，通过单向阀吸入和排出臭剂，排出的臭剂经过工艺管道B加到燃气管道中，完成加臭工作。由于采集的是精准的燃气流量值，并且对两次采集的流量值之间累计的流量值进行计算，得到准确的加臭次数，同时计算每次剩余的气量，添加到第二次流量值计算中，得到精确的流量变化值，同时控制加臭泵加入对应的臭剂，从而保证单位体积的精准臭剂浓度；本发明加臭系统能够根据检测的流量信息，计算出准确的加臭次数，进行精确的加臭，并且能够自动检测流量的变化，自动的调节加臭频次，特别是能够实现小气量供气中，加臭频次低于1次/分钟情况下的精准加臭。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (8)

1.一种小气量燃气智能加臭系统，其特征在于：包括加臭控制器（2）、加臭泵（4）、臭剂容器（5）和燃气计量装置；所述燃气计量装置设置于燃气管道（1）上，燃气计量装置与加臭控制器（2）之间信号连接；所述加臭控制器（2）还信号连接加臭泵（4）和阀门；所述加臭泵（4）和臭剂容器（5）之间通过工艺管道A连接，工艺管道A上设置有过滤器（6）；所述加臭泵（4）通过工艺管道B连接燃气管道（1）；所述臭剂容器（5）还通过工艺管道C连接工艺管道B；所述臭剂容器（5）上连接有呼吸器（10）。

2.根据权利要求1所述的小气量燃气智能加臭系统，其特征在于：所述臭剂容器（5）的顶部和底部分别设置有顶阀（11）和底阀（12）；所述顶阀（11）、液位计（8）和底阀（12）连通；所述臭剂容器（5）顶部还设置有加液阀（13）；所述工艺管道C上设置有回流阀（14）。

3.根据权利要求1所述的小气量燃气智能加臭系统，其特征在于：所述工艺管道B和工艺管道C的交接处设置有压力表（23），压力表（3）信号连接加臭控制器（2），压力表（3）与交接处之间设有截止阀（15）。

4.根据权利要求1所述的小气量燃气智能加臭系统，其特征在于：所述加臭泵（4）及两端设置的单向阀（16、17）安装在防爆箱（9）中。

5.根据权利要求1所述的小气量燃气智能加臭系统，其特征在于：所述工艺管道B上还设置有注射器阀（18）。

6.一种小气量燃气智能加臭控制方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：计算加臭泵毎冲程对应有效加臭燃气容积V_L0；

S2：采集当前的瞬时标况流量值Q_s1，判断当前是否处于供气状态；

S3：若Q_s1>0，当前处于供气状态，加臭泵执行一个冲程动作，加入臭剂M₀，进入下一步；若Q_s1=0，当前处于停止供气状态，返回步骤S2；

S4：采集当前累计流量值V _L1；

S5：延时采集当前的累计流量值V _L2；

S6：计算应加次数n₁，n₁=（V _L2 +V_D1- V_L1）/ V_L0，其中V_D1为上次等待补加气量，n₁取整数；

S7：根据加臭次数n₁，加臭泵执行n₁个冲程动作，加入臭剂n₁M₀；

S8：计算下次等待补加气量V_D2，V_D2即为V_D1，在下次计算加臭次数时，将V_D2替代V_D1进行计算；

S9：当收到结束加臭指令，结束该过程；否则返回进入步骤S6。

7.根据权利要求6所述的小气量燃气智能加臭控制方法，其特征在于：所述S1中毎冲程对应有效加臭燃气容积V_L0的计算方法：V_L0=M₀/ρ_j0，其中M₀为加臭泵毎冲程泵出加臭剂剂量值，ρ_j0为燃气和臭剂的混合比。

8.根据权利要求6所述的小气量燃气智能加臭控制方法，其特征在于：所述S8中下次等待补加气量V_D2的计算方法：V_D2=V _L2- n₁V_L0。