CN107961683A - 全自动保护气配比系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了全自动保护气配比方法，它包括：手动开启系统、起炉步骤、加氢步骤、取样步骤；还公开了全自动保护气配比系统，它包括：氢气输入系统、氮气输入系统、密封氮气输出系统、氢气调节系统、氮气调节系统、气体混合系统、混合气体调节系统；本发明的全自动保护气配比系统，使用户无需去往装置现场，在控制装置上即可对配比装置涉及到的氢气比例、出口压力、保护气流量、密封氮流量、事故氮流量等多个参数进行操作调节，使用气设备所制造产品的品质稳定性得到了保障。对于本全自动保护气配比系统，大大提升了操作的方便性，用户无需去往配比装置现场，在控制装置前即可实现需要的各种操作，从而也消除了人员现场操作可能带来的安全隐患。
Description
技术领域
本发明属于冶金、电子、化工行业的保护气体混合配比领域，具体涉及一种全自动保护气配比系统及其方法
背景技术
在钢铁、电子、化工等很多制造行业中，氢氮保护气都是配合产品生产的一个重要方面。随着社会的日益发展，人们对各行业产品质量的要求也越来越高。作为与保护气相关的产业，除了制造设备本身的质量对产品品质有很大影响外，保护气配比装置等关联设备的稳定性也对产品品质有重要影响。
对于一套完整的氢氮保护气配比系统，涉及到氢气比例、出口压力、保护气流量、密封氮流量、事故氮流量等多个方面。在早期的配比装置中，对于压力、流量及氢气比例等参数的操作，均是在经验下进行的简单机械式调节。后来虽然也有自动配比装置的出现，但也仅是对氢气流量等单一方面进行的半自动化调节，没有完整的系统性。因此，有必要设计开发一种新型的全自动保护气配比系统，使用气设备从起炉到加氢，再到事故及取样等均实现自动化操作。
目前常用的机械式保护气配比装置，其氢气比例、压力等参数都是通过阀门或机械减压阀的手动操作实现，由于机械式阀门本身的精度比较差，加上操作人员每次操作自身存在误差，输入量难以控制精确，因而最终的产品质量会有一定偏差。
虽然目前有也半自动的保护气配比装置，比如对于氢气量的输入采用自动化控制，但由于对氮气的输入仍为机械式，最终输出保护气的气量及压力的精度仍不理想。
此外，对于目前的保护气配比装置，操作上有一定的不方便性，操作人员需要多次往返配比装置现场与监控平台。而且一旦监控发现有事故发生，无法实时处理，操作人员需要到达配比装置现场才可将事故氮气打开。另外，考虑到使用方便性，配比装置通常与用气设备离的比较近，因面事故状态下对操作人员存在很大的安全隐患。
综上所述，目前的保护气配比装置主要存在以下几方面缺点：第一、自动化程度低，在操作上不方便，很多操作要在配比装置现场进行；第二、系统安全性低，不但事故氮气的打开延迟，事故状态对操作人员也有安全隐患；第三、控制精度差，对压力及氢气比例的输出误差大，无法保证产品质量的稳定。
发明内容
为了解决上述问题，提供了一种全自动保护气配比系统及其方法。
全自动保护气配比方法，它包括：手动开启系统、起炉步骤、加氢步骤、取样步骤；
S01：打开系统中手动阀门，开始进行供气；
S02：起炉步骤：氮气输入系统2开始进行氮气输送，将氮气输送至密封氮气输出系统3、氮气调节系统5；氮气调节系统5调节进入该系统的氮气流量，并将氮气输送至气体混合系统6；
S03：加氢步骤：氢气输入系统1开始进行氢气输送，将氢气输送至氢气调节系统4；氢气调节系统4调节进入该系统的氢气流量，并将氢气输送至气体混合系统6；
S04：取样步骤：系统检测气体混合系统6中的混合气体。
进一步的，所述的S02：起炉步骤中氮气调节系统5调节进入该系统的氮气流量的具体步骤为：
S021：设置密封氮气输出系统3中的氮流量；
S022：第二氮气流量计31获取氮流量的流量信号；
S023：第二氮气流量计31联锁控制密封氮气流量调节阀32，自动调节密封氮气流量调节阀32的开度。
进一步的，所述的S03：加氢步骤中氢气调节系统4调节进入该系统的氢气流量的具体步骤为：
S031：输入混合气流量和氢气百分比，系统会自动计算出氢气的实际流量；
S032：混合器流量计73获取混合气流量信号；
S033：混合器流量计73联锁控制氢气流量调节阀42，自动调节氢气流量调节阀42的阀门开度，使氢气流量逐渐达到输入值。
进一步的，所述的S04：取样步骤中系统检测气体混合系统6中的混合气体的具体步骤为：
S041：打开取样阀711，混合气将分别进入氢分仪712、微氧仪713和露点仪714；
S042：氢分仪712、微氧仪713和露点仪714；对混合气中的氢含量、氧含量及露点值进行实时监控；
S043：氢分仪712获取混合气中的氢含量，并根据氢含量的信号与混合器流量计73联锁控制氢气流量调节阀42，自动调节氢气流量调节阀42的阀门开度，使氢气流量逐渐达到输入值；
S044：微氧仪713和露点仪714获取混合气中的氧含量及露点，超出预设值进行报警。
进一步的，所述的全自动保护气配比方法，在执行S03加氢步骤、S04取样步骤的同时执行S05事故处理步骤；
所述的S05事故处理步骤具体包括：
S051：系统检测是否出现事故，出现事故进入事故状态，执行S052；正常状态继续执行S051；
S052：氢气输入系统1切断氢气输送；
S053：密封氮气输出系统3开始工作。
进一步的，所述的全自动保护气配比方法，在执行S03加氢步骤、S04取样步骤的同时执行S06系统元器件检测步骤；
S06系统元器件检测步骤具体包括：
S061：系统检测密封氮气输出系统3、氢气调节系统4、氮气调节系统5的气压是否超过管路中的压力超过设定值；
S062：当氮气调节系统5的气压未超过管路中的压力超过设定值；第一氮气流量计51、第二氮气压力传感器54与氮气流量调节阀52相互通信连接，第一氮气流量计51、第二氮气压力传感器54可以连锁控制氮气流量调节阀52的阀门开度，控制氮气调节系统5内的氮气流量；
S063：当氮气调节系统5的气压超过管路中的压力超过设定值；第一氮气流量计51、第二氮气压力传感器54与氮气流量调节阀52断开通信连接，氮气调节系统5进入手动调节状态，由第一氮气旁通阀56控制氮气调节系统5内的氮气流量；
S064：当氢气调节系统4的气压未超过管路中的压力超过设定值；氢分仪712分别与氢气流量调节阀42、混合器流量计73相互通信；所述的氢分仪712、混合器流量计73可以连锁控制氢气流量调节阀42的阀门开度，氢气调节系统4内的氮气流量；
S065：当氢气调节系统4的气压超过管路中的压力超过设定值；氢分仪712、混合器流量计73与氢气流量调节阀42断开通信连接，氢气调节系统4进入手动调节状态，由氢气旁通阀46控制氢气调节系统4内的氮气流量；
S066：当密封氮气输出系统3的气压未超过管路中的压力超过设定值；第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33与密封氮气流量调节阀32相互通信连接，第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33可以连锁控制密封氮气流量调节阀32的阀门开度，控制密封氮气输出系统3内的氮气流量；
S067：当密封氮气输出系统3的气压超过管路中的压力超过设定值；当管道内的气体压力超出预设值时，第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33与密封氮气流量调节阀32断开通信连接，密封氮气输出系统3进入手动调节状态，由密封氮气旁通阀35控制密封氮气输出系统3内的氮气流量；
全自动保护气配比系统，它包括：氢气输入系统1、氮气输入系统2、密封氮气输出系统3、氢气调节系统4、氮气调节系统5、气体混合系统6、混合气体调节系统7；所述的氢气输入系统1与氢气调节系统4相连；所述的氮气输入系统2与密封氮气输出系统3、氮气调节系统5分别相连；所述的氮气调节系统5、氢气调节系统4共同与混合气体调节系统7相连；所述的气体混合系统6与混合气体调节系统7相连，混合气体调节系统7与保护气输出系统8相连；
进一步的，所述的氢气调节系统4包括第一氢气压力传感器41、氢气流量调节阀42、第二氢气切断阀43、第二氢气压力传感器44；所述的氢气流量调节阀42、第二氢气切断阀43依次相连接；所述的氢气流量调节阀42与氢气输入系统1相连接；所述的第二氢气切断阀43与气体混合系统6相连接；所述的氢气流量调节阀42与氢气输入系统1的氢气自力式调节阀14之间设有第一氢气压力传感器41；所述的第二氢气切断阀43与气体混合系统6之间设有第二氢气压力传感器44；所述的第一氢气压力传感器41与氢气自力式调节阀14之间还设有氢气流量计45；
进一步的，所述的氮气调节系统5包括第一氮气流量计51、氮气流量调节阀52、第二氮气压力传感器54；所述的氮气流量调节阀52一端与氮气输入系统2的氮气自力式调节阀24相连接；另一端与气体混合系统6相连接；所述的氮气流量调节阀52与氮气自力式调节阀15之间设有第一氮气流量计51；所述的氮气流量调节阀52与气体混合系统6之间还设有第二氮气压力传感器54；
进一步的，所述的氢气调节系统4还包括氢气旁通阀46；所述的氢气旁通阀46的两端分别设置在氢气流量计45与氢气流量调节阀42之间，和第二氢气切断阀43、第二氢气压力传感器44之间；所述的氢气旁通阀45的两端与氢气流量调节阀42、第二氢气切断阀43所在管路形成并联管路；
进一步的，所述的氮气调节系统5还包括第一氮气旁通阀56；所述的第一氮气旁通阀56的两端与氮气流量调节阀52所在管路形成并联管路；
进一步的，所述的混合气体调节系统7包括：混合气体监测系统71、混合气体压力传感器72、混合器流量计73、混合气出口阀74；所述的混合气体压力传感器72、混合器流量计73、混合气出口阀74由气体混合系统6的混合气出口603依次经管道连接；所述的混合气体监测系统71包括取样阀711、氢分仪712、微氧仪713、露点仪714；所述的取样阀711设置在混合气出口603与混合气体压力传感器72之间；所述的取样阀711的出口依次与氢分仪712、微氧仪713、露点仪714分别连接；所述的氢分仪712分别与氢气流量调节阀42、混合器流量计73相互通信；所述的氢分仪712、混合器流量计73可以连锁控制氢气流量调节阀42的阀门开度，氢气调节系统4内的氮气流量；所述的混合气体压力传感器72分别与第一氮气流量计51、氮气流量调节阀52相互通信；
进一步的，所述的密封氮气输出系统3包括第二氮气流量计31、密封氮气流量调节阀32、密封氮气压力传感器33、密封氮气出口阀34；所述的密封氮气流量调节阀32与一端与氮气输入系统2的氮气自力式调节阀24相连接；另一端与密封氮气出口阀34相连接；所述的第二氮气流量计31设置在密封氮气流量调节阀32与氮气自力式调节阀24之间；所述的密封氮气压力传感器33设置在密封氮气流量调节阀32与密封氮气出口阀34之间；所述的第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33与密封氮气流量调节阀32相互通信连接，第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33可以连锁控制密封氮气流量调节阀32的阀门开度，控制密封氮气输出系统3内的氮气流量；所述的密封氮气输出系统3还包括密封氮气旁通阀35；所述的密封氮气旁通阀35与密封氮气流量调节阀32所在管路形成并联管路。
本发明提供了全自动保护气配比方法，它包括：手动开启系统、起炉步骤、加氢步骤、取样步骤；还公开了全自动保护气配比系统，它包括：氢气输入系统、氮气输入系统、密封氮气输出系统、氢气调节系统、氮气调节系统、气体混合系统、混合气体调节系统；所述的氢气输入系统与氢气调节系统相连；所述的氮气输入系统与密封氮气输出系统、氮气调节系统分别相连；所述的氮气调节系统、氢气调节系统共同与混合气体调节系统相连；所述的气体混合系统与混合气体调节系统相连，混合气体调节系统与保护气输出系统相连。
本发明的全自动保护气配比系统，使用户无需去往装置现场，在控制装置上即可对配比装置涉及到的氢气比例、出口压力、保护气流量、密封氮流量、事故氮流量等多个参数进行操作调节，从而实现用气设备需要的起炉、加氢等各种状态。从而在提升系统操作方便性的同时，也消除现场操作的安全隐患。另外，本系统的调节是通过调节阀、压力传感器、流量计、气动阀、检测仪表等元件的相互配合及联锁控制实现，从而使相关参数的输出精度得到很大提升，使用气设备所制造产品的品质稳定性得到了保障。
对于本全自动保护气配比系统，大大提升了操作的方便性，用户无需去往配比装置现场，在控制装置前即可实现需要的各种操作，从而也消除了人员现场操作可能带来的安全隐患。另外，由于配比装置所涉及的氢气比例、出口压力、保护气流量、密封氮流量、事故氮流量等多方面参数均通过相关自动化控制仪表自动完成，大大减少了人员操作带来的误差，相关参数的输出精度得到了保证，从而有效保证了最终产品质量的稳定性及可靠性。
附图说明
图1为本发明全自动保护气配比系统及其方法的系统组成示意图；
图2为本发明全自动保护气配比系统及其方法的氢气输送管路部分组成示意图；
图3为本发明全自动保护气配比系统及其方法的氮气输送管路的系统组成示意图；
图4为本发明全自动保护气配比系统及其方法的混合气体输送管路的系统组成示意图。
具体实施方式
实施例1：
请参见图1-4，全自动保护气配比系统，氢气输入系统1、氮气输入系统2、密封氮气输出系统3、氢气调节系统4、氮气调节系统5、气体混合系统6、混合气体调节系统7；
所述的氢气输入系统1与氢气调节系统4相连；
所述的氮气输入系统2与密封氮气输出系统3、氮气调节系统5分别相连；
所述的氮气调节系统5、氢气调节系统4共同与混合气体调节系统7相连；
所述的气体混合系统6与混合气体调节系统7相连，混合气体调节系统7与保护气输出系统8相连；
所述的氢气输入系统1包括：氢气入口11、氢气入口阀12、第一氢气切断阀13、氢气自力式调节阀14、氢气压力传感器15；
所述的氢气气源与氢气入口11相连；
所述的氢气入口11与氢气入口阀12、第一氢气切断阀13、氢气自力式调节阀14经管道依次相连；
所述的氢气入口11与氢气入口阀12之间还设有氢气压力传感器15；
当系统进入“加氢”状态时，氢气输入系统1的第一氢气切断阀13自动打开，高纯氢气由氢气入口11进入氢气输入系统1；此时氢气压力较高，经氢气自力式调节阀14调节后，氢气压力下降到需要值并维持稳定；
所述的氢气输入系统1与氢气调节系统4相连；
所述的氢气调节系统4包括第一氢气压力传感器41、氢气流量调节阀42、第二氢气切断阀43、第二氢气压力传感器44；
所述的氢气流量调节阀42、第二氢气切断阀43依次以管道相连接；
所述的氢气流量调节阀42与氢气输入系统1的氢气自力式调节阀14相连接；
所述的第二氢气切断阀43与气体混合系统6相连接；
所述的氢气流量调节阀42与氢气自力式调节阀14之间设有第一氢气压力传感器41；
所述的第二氢气切断阀43与气体混合系统6之间设有第二氢气压力传感器44；
所述的第一氢气压力传感器41与氢气自力式调节阀14之间还设有氢气流量计45；
所述的氢气调节系统4还包括氢气旁通阀46；
所述的氢气旁通阀46的两端分别设置在氢气流量计45与氢气流量调节阀42之间，和第二氢气切断阀43、第二氢气压力传感器44之间；
所述的氢气旁通阀45的两端与氢气流量调节阀42、第二氢气切断阀43所在管路形成并联管路；
所述的氮气输入系统2包括：氮气入口21、氮气入口阀22、氮气切断阀23、氮气自力式调节阀24、氮气压力传感器25；
所述的氮气气源与氮气入口21相连；
所述的氮气入口21与氮气入口阀22、氮气切断阀23、氮气自力式调节阀24经管道依次相连；
所述的氮气入口21与氮气入口阀之间还设有氮气压力传感器25；
所述的氮气自力式调节阀24的输出端还设有氮气压力传感器25；
所述的氮气输入系统2与密封氮气输出系统3、氮气调节系统5分别相连；
所述的氮气调节系统5包括第一氮气流量计51、氮气流量调节阀52、第二氮气压力传感器54；
所述的氮气流量调节阀52一端与氮气输入系统2的氮气自力式调节阀24相连接；另一端与气体混合系统6相连接；
所述的氮气流量调节阀52与氮气自力式调节阀15之间设有第一氮气流量计51；
所述的氮气流量调节阀52与气体混合系统6之间还设有第二氮气压力传感器54；
所述的第一氮气流量计51、第二氮气压力传感器54与氮气流量调节阀52相互通信连接，第一氮气流量计51、第二氮气压力传感器54可以连锁控制氮气流量调节阀52的阀门开度，控制氮气调节系统5内的氮气流量；
所述的氮气调节系统5还包括第一氮气旁通阀56；
所述的第一氮气旁通阀56的两端与氮气流量调节阀52所在管路形成并联管路；
当管道内的气体压力超出预设值时，第一氮气流量计51、第二氮气压力传感器54与氮气流量调节阀52断开通信连接，氮气调节系统5进入手动调节状态，由第一氮气旁通阀56控制氮气调节系统5内的氮气流量；
所述的气体混合系统6包括混合气罐61；
所述的混合气罐61上设有氢气进口601、氮气进口602、混合气出口603；
所述的氢气调节系统4与氢气进口601相连接，氮气调节系统5与氮气进口602相连接；
所述的混合气出口603与混合气体调节系统7相连接；
所述的混合气体调节系统7包括：混合气体监测系统71、混合气体压力传感器72、混合器流量计73、混合气出口阀74；
所述的混合气体压力传感器72、混合器流量计73、混合气出口阀74由气体混合系统6的混合气出口603依次经管道连接；
所述的混合气体监测系统71包括取样阀711、氢分仪712、微氧仪713、露点仪714；
所述的取样阀711设置在混合气出口603与混合气体压力传感器72之间；
所述的取样阀711的出口依次与氢分仪712、微氧仪713、露点仪714分别连接；
所述的氢分仪712分别与氢气流量调节阀42、混合器流量计73相互通信；
所述的氢分仪712、混合器流量计73可以连锁控制氢气流量调节阀42的阀门开度，氢气调节系统4内的氮气流量；
当管道内的气体压力超出预设值时，氢分仪712、混合器流量计73与氢气流量调节阀42断开通信连接，氢气调节系统4进入手动调节状态，由氢气旁通阀46控制氢气调节系统4内的氮气流量；
打开取样阀711，少量保护气将分别进入氢分仪712、微氧仪713、露点仪714；此时可对保护气中的氢含量、氧含量及露点值进行实时监控，确保进入用气设备的保护气质量；
所述的混合气体压力传感器72分别与第一氮气流量计51、氮气流量调节阀52相互通信；
所述的密封氮气输出系统3包括第二氮气流量计31、密封氮气流量调节阀32、密封氮气压力传感器33、密封氮气出口阀34；
所述的密封氮气流量调节阀32与一端与氮气输入系统2的氮气自力式调节阀24相连接；另一端与密封氮气出口阀34相连接；
所述的第二氮气流量计31设置在密封氮气流量调节阀32与氮气自力式调节阀24之间；
所述的密封氮气压力传感器33设置在密封氮气流量调节阀32与密封氮气出口阀34之间；
所述的第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33与密封氮气流量调节阀32相互通信连接，第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33可以连锁控制密封氮气流量调节阀32的阀门开度，控制密封氮气输出系统3内的氮气流量；
所述的密封氮气输出系统3还包括密封氮气旁通阀35；
所述的密封氮气旁通阀35与密封氮气流量调节阀32所在管路形成并联管路；
当管道内的气体压力超出预设值时，第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33与密封氮气流量调节阀32断开通信连接，密封氮气输出系统3进入手动调节状态，由密封氮气旁通阀35控制密封氮气输出系统3内的氮气流量；
所述的氢气入口阀12、氮气入口阀22、密封氮气出口阀34、混合气出口阀74为手动阀门。
使用时，首先打开全自动保护气配比系统的各手动阀门，即分别打开氢气入口阀12、氮气入口阀22、密封氮气出口阀34、混合气出口阀74；
进入第一状态，即对本装置进行氮气输送；首先氮气切断阀23自动打开，高纯氮气由氮气入口21进入系统。进入系统的氮气压力较高，经氮气自力式调节阀24调节后，氮气压力下降到需要值并维持稳定。稳压后的氮气开始分流，一路经过第二氮气流量计31、密封氮气流量调节阀32流向密封氮气出口阀34，另一路经第一氮气流量计51、氮气流量调节阀52、混合气罐61、混合器流量计73流向混合气出口阀74。
在系统中设置密封氮气输出系统3中的氮流量，该管路中的第二氮气流量计31会得到流量信号，联锁控制密封氮气流量调节阀32，自动调节密封氮气流量调节阀32的开度，使密封氮气量达到输入值。如果管路中的压力值超过控制系统设定值，联锁控制自动消失，密封氮气流量调节阀32将不受第二氮气流量计31的控制，氮气流量转为手动输入模式。
在去往混合气罐61的管路中，混合气体压力传感器72联锁控制氮气流量调节阀52，自动调节氮气流量调节阀52的阀门开度，使管路中的压力逐渐满足设定的出口压力值，但管路中的氮气流量会自动控制在流量计量程范围内，达到设定的上限值时会转为手动输入模式。
第一状态完成后，进入第二状态，进行氢气输送，本装置中的第二氢气切断阀43自动打开，高纯氢气由氢气入口11进入氢气输入系统1。进入氢气输入系统1的氢气压力较高，经氢气自力式调节阀14调节后，氢气压力下降到需要值并维持稳定。
输入保护气流量和氢气百分比，系统会自动计算出氢气的实际流量，管路中的混合器流量计73得到流量信号，会联锁控制氢气流量调节阀42，自动调节氢气流量调节阀42的阀门开度，使氢气流量逐渐达到输入值。
在氢气流量调节的同时，系统同时会根据输入流量自动计算出需要的氮气流量，管路中的第一氮气流量计51得到流量信号，会联锁控制氮气流量调节阀52，自动调节氮气流量调节阀52的阀门开度，使氮气流量逐渐达到输入值。
氢气和氮气会分别进入混合气罐61中，两种气体在混合气罐61中充分混合，形成的保护气经过混合器流量计73后经混合气出口阀74输入到用气设备。
当出口压力达到或超过系统压力的设定值时，氮气管路中第一氮气流量计51与氮气流量调节阀52的联锁控制消失，氮气流量调节阀52将不受第一氮气流量计51的控制，氮气流量转为手动输入模式。
在氢气输送状态下，打开取样阀711，少量保护气将分别进入氢分仪712、微氧仪713和露点仪714。此时可对保护气中的氢含量、氧含量及露点值进行实时监控，确保进入用气设备的保护气质量，还可避免氢气比例等的误输入带来的不良后果。
当用气设备出现泄漏等事故问题时，需要往用气设备中输入事故氮气，即密封氮气。在此状态下，配比系统中的第一氢气切断阀13和第二氢气切断阀43会立即自动关闭，系统内不再有氢气的输入。
在“事故”状态下，事故氮气分两路流出配比系统去往用气设备内。一路是第二氮气流量计31得到流量信号，联锁控制密封氮气流量调节阀32，自动调节V10的阀门开度，事故氮气经密封氮气出口阀34流出系统；另一路是第一氮气流量计51得到流量信号，联锁控制氮气流量调节阀52，自动调节阀门开度，事故氮气经混合气出口阀74流出系统。当两但管路中的压力超过设定值时，流量计与流量调节阀的联锁控制会自动消失，事故氮气流量转为手动输入。
在“事故”状态下，“加氢”按钮无法操作，系统无法进行“加氢”相关的操作。只有当手动解除“事故”状态后，系统才能重新具备加氢功能，从而有效防止因误操作到“加氢”而带来的危险，最大程度地保证系统的安全性。
此外，系统为氢气流量调节阀42、氮气流量调节阀52、密封氮气流量调节阀32分别设置了氢气旁通阀46、第一氮气旁通阀56、密封氮气旁通阀35，当流量调节阀出现问题时，可利用氢气旁通阀46、第一氮气旁通阀56、密封氮气旁通阀35进行手动调节，此时该系统相当于机械式保护气配比装置，从而最大程度地减少因自动化控制问题带来的影响。
实施例2：
请参见图1-4，全自动保护气配比方法，它包括：手动开启系统、起炉步骤、加氢步骤、取样步骤；
S01：打开系统中手动阀门，开始进行供气；
S02：起炉步骤：氮气输入系统2开始进行氮气输送，将氮气输送至密封氮气输出系统3、氮气调节系统5；氮气调节系统5调节进入该系统的氮气流量，并将氮气输送至气体混合系统6；
S03：加氢步骤：氢气输入系统1开始进行氢气输送，将氢气输送至氢气调节系统4；氢气调节系统4调节进入该系统的氢气流量，并将氢气输送至气体混合系统6；
S04：取样步骤：系统检测气体混合系统6中的混合气体；
所述的S02：起炉步骤中氮气调节系统5调节进入该系统的氮气流量的具体步骤为：
S021：设置密封氮气输出系统3中的氮流量；
S022：第二氮气流量计31获取氮流量的流量信号；
S023：第二氮气流量计31联锁控制密封氮气流量调节阀32，自动调节密封氮气流量调节阀32的开度；
所述的S03：加氢步骤中氢气调节系统4调节进入该系统的氢气流量的具体步骤为：
S031：输入混合气流量和氢气百分比，系统会自动计算出氢气的实际流量；
S032：混合器流量计73获取混合气流量信号；
S033：混合器流量计73联锁控制氢气流量调节阀42，自动调节氢气流量调节阀42的阀门开度，使氢气流量逐渐达到输入值；
所述的S04：取样步骤中系统检测气体混合系统6中的混合气体的具体步骤为：
S041：打开取样阀711，混合气将分别进入氢分仪712、微氧仪713和露点仪714；
S042：氢分仪712、微氧仪713和露点仪714；对混合气中的氢含量、氧含量及露点值进行实时监控；
S043：氢分仪712获取混合气中的氢含量，并根据氢含量的信号与混合器流量计73联锁控制氢气流量调节阀42，自动调节氢气流量调节阀42的阀门开度，使氢气流量逐渐达到输入值；
S044：微氧仪713和露点仪714获取混合气中的氧含量及露点，超出预设值进行报警；
所述的全自动保护气配比方法，在执行S03加氢步骤、S04取样步骤的同时执行S05事故处理步骤；
所述的S05事故处理步骤具体包括：
S051：系统检测是否出现事故，出现事故进入事故状态，执行S052；正常状态继续执行S051；
S052：氢气输入系统1切断氢气输送；
S053：密封氮气输出系统3开始工作。
所述的全自动保护气配比方法，在执行S03加氢步骤、S04取样步骤的同时执行S06系统元器件检测步骤；
S06系统元器件检测步骤具体包括：
S061：系统检测密封氮气输出系统3、氢气调节系统4、氮气调节系统5的气压是否超过管路中的压力超过设定值；
S062：当氮气调节系统5的气压未超过管路中的压力超过设定值；第一氮气流量计51、第二氮气压力传感器54与氮气流量调节阀52相互通信连接，第一氮气流量计51、第二氮气压力传感器54可以连锁控制氮气流量调节阀52的阀门开度，控制氮气调节系统5内的氮气流量；
S063：当氮气调节系统5的气压超过管路中的压力超过设定值；第一氮气流量计51、第二氮气压力传感器54与氮气流量调节阀52断开通信连接，氮气调节系统5进入手动调节状态，由第一氮气旁通阀56控制氮气调节系统5内的氮气流量；
S064：当氢气调节系统4的气压未超过管路中的压力超过设定值；氢分仪712分别与氢气流量调节阀42、混合器流量计73相互通信；所述的氢分仪712、混合器流量计73可以连锁控制氢气流量调节阀42的阀门开度，氢气调节系统4内的氮气流量；
S065：当氢气调节系统4的气压超过管路中的压力超过设定值；氢分仪712、混合器流量计73与氢气流量调节阀42断开通信连接，氢气调节系统4进入手动调节状态，由氢气旁通阀46控制氢气调节系统4内的氮气流量；
S066：当密封氮气输出系统3的气压未超过管路中的压力超过设定值；第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33与密封氮气流量调节阀32相互通信连接，第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33可以连锁控制密封氮气流量调节阀32的阀门开度，控制密封氮气输出系统3内的氮气流量；
S067：当密封氮气输出系统3的气压超过管路中的压力超过设定值；当管道内的气体压力超出预设值时，第二氮气流量计31、密封氮气压力传感器33与密封氮气流量调节阀32断开通信连接，密封氮气输出系统3进入手动调节状态，由密封氮气旁通阀35控制密封氮气输出系统3内的氮气流量。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.全自动保护气配比方法，其特征在于：它包括：手动开启系统、起炉步骤、加氢步骤、取样步骤；
S01：打开系统中手动阀门，开始进行供气；
S02：起炉步骤：氮气输入系统(2)开始进行氮气输送，将氮气输送至密封氮气输出系统(3)、氮气调节系统(5)；氮气调节系统(5)调节进入该系统的氮气流量，并将氮气输送至气体混合系统(6)；
S03：加氢步骤：氢气输入系统(1)开始进行氢气输送，将氢气输送至氢气调节系统(4)；氢气调节系统(4)调节进入该系统的氢气流量，并将氢气输送至气体混合系统(6)；
S04：取样步骤：系统检测气体混合系统(6)中的混合气体。
2.根据权利要求1所述的全自动保护气配比方法，其特征在于：
所述的S02：起炉步骤中氮气调节系统(5)调节进入该系统的氮气流量的具体步骤为：
S021：设置密封氮气输出系统(3)中的氮流量；
S022：第二氮气流量计(31)获取氮流量的流量信号；
S023：第二氮气流量计(31)联锁控制密封氮气流量调节阀(32)，自动调节密封氮气流量调节阀(32)的开度。
3.根据权利要求1所述的全自动保护气配比方法，其特征在于：
所述的S03：加氢步骤中氢气调节系统(4)调节进入该系统的氢气流量的具体步骤为：
S031：输入混合气流量和氢气百分比，系统会自动计算出氢气的实际流量；
S032：混合器流量计(73)获取混合气流量信号；
S033：混合器流量计(73)联锁控制氢气流量调节阀(42)，自动调节氢气流量调节阀(42)的阀门开度，使氢气流量逐渐达到输入值。
4.根据权利要求1所述的全自动保护气配比方法，其特征在于：
所述的S04：取样步骤中系统检测气体混合系统(6)中的混合气体的具体步骤为：
S041：打开取样阀(711)，混合气将分别进入氢分仪(712)、微氧仪(713)和露点仪(714)；
S042：氢分仪(712)、微氧仪(713)和露点仪(714)；对混合气中的氢含量、氧含量及露点值进行实时监控；
S043：氢分仪(712)获取混合气中的氢含量，并根据氢含量的信号与混合器流量计(73)联锁控制氢气流量调节阀(42)，自动调节氢气流量调节阀(42)的阀门开度，使氢气流量逐渐达到输入值；
S044：微氧仪(713)和露点仪(714)获取混合气中的氧含量及露点，超出预设值进行报警。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的全自动保护气配比方法，其特征在于：所述的全自动保护气配比方法，在执行S03加氢步骤、S04取样步骤的同时执行S05事故处理步骤；
所述的S05事故处理步骤具体包括：
S051：系统检测是否出现事故，出现事故进入事故状态，执行S052；正常状态继续执行S051；
S052：氢气输入系统(1)切断氢气输送；
S053：密封氮气输出系统(3)开始工作。
6.根据权利要求5所述的全自动保护气配比方法，其特征在于：
所述的全自动保护气配比方法，在执行S03加氢步骤、S04取样步骤的同时执行S06系统元器件检测步骤；
S06系统元器件检测步骤具体包括：
S061：系统检测密封氮气输出系统(3)、氢气调节系统(4)、氮气调节系统(5)的气压是否超过管路中的压力超过设定值；
S062：当氮气调节系统(5)的气压未超过管路中的压力超过设定值；第一氮气流量计(51)、第二氮气压力传感器(54)与氮气流量调节阀(52)相互通信连接，第一氮气流量计(51)、第二氮气压力传感器(54)可以连锁控制氮气流量调节阀(52)的阀门开度，控制氮气调节系统(5)内的氮气流量；
S063：当氮气调节系统(5)的气压超过管路中的压力超过设定值；第一氮气流量计(51)、第二氮气压力传感器(54)与氮气流量调节阀(52)断开通信连接，氮气调节系统(5)进入手动调节状态，由第一氮气旁通阀(56)控制氮气调节系统(5)内的氮气流量；
S064：当氢气调节系统(4)的气压未超过管路中的压力超过设定值；氢分仪(712)分别与氢气流量调节阀(42)、混合器流量计(73)相互通信；所述的氢分仪(712)、混合器流量计(73)可以连锁控制氢气流量调节阀(42)的阀门开度，氢气调节系统(4)内的氮气流量；
S065：当氢气调节系统(4)的气压超过管路中的压力超过设定值；氢分仪(712)、混合器流量计(73)与氢气流量调节阀(42)断开通信连接，氢气调节系统(4)进入手动调节状态，由氢气旁通阀(46)控制氢气调节系统(4)内的氮气流量；
S066：当密封氮气输出系统(3)的气压未超过管路中的压力超过设定值；第二氮气流量计(31)、密封氮气压力传感器(33)与密封氮气流量调节阀(32)相互通信连接，第二氮气流量计(31)、密封氮气压力传感器(33)可以连锁控制密封氮气流量调节阀(32)的阀门开度，控制密封氮气输出系统(3)内的氮气流量；
S067：当密封氮气输出系统(3)的气压超过管路中的压力超过设定值；当管道内的气体压力超出预设值时，第二氮气流量计(31)、密封氮气压力传感器(33)与密封氮气流量调节阀(32)断开通信连接，密封氮气输出系统(3)进入手动调节状态，由密封氮气旁通阀(35)控制密封氮气输出系统(3)内的氮气流量。
7.全自动保护气配比系统，其特征在于：它包括：氢气输入系统(1)、氮气输入系统(2)、密封氮气输出系统(3)、氢气调节系统(4)、氮气调节系统(5)、气体混合系统(6)、混合气体调节系统(7)；所述的氢气输入系统(1)与氢气调节系统(4)相连；所述的氮气输入系统(2)与密封氮气输出系统(3)、氮气调节系统(5)分别相连；所述的氮气调节系统(5)、氢气调节系统(4)共同与混合气体调节系统(7)相连；所述的气体混合系统(6)与混合气体调节系统(7)相连，混合气体调节系统(7)与保护气输出系统(8)相连。
8.根据权利要求7所述的全自动保护气配比系统，其特征在于：
所述的氢气调节系统(4)包括第一氢气压力传感器(41)、氢气流量调节阀(42)、第二氢气切断阀(43)、第二氢气压力传感器(44)；所述的氢气流量调节阀(42)、第二氢气切断阀(43)依次相连接；所述的氢气流量调节阀(42)与氢气输入系统(1)相连接；所述的第二氢气切断阀(43)与气体混合系统(6)相连接；所述的氢气流量调节阀(42)与氢气输入系统(1)的氢气自力式调节阀(14)之间设有第一氢气压力传感器(41)；所述的第二氢气切断阀(43)与气体混合系统(6)之间设有第二氢气压力传感器(44)；所述的第一氢气压力传感器(41)与氢气自力式调节阀(14)之间还设有氢气流量计(45)。
9.根据权利要求8所述的全自动保护气配比系统，其特征在于：
所述的氮气调节系统(5)包括第一氮气流量计(51)、氮气流量调节阀(52)、第二氮气压力传感器(54)；所述的氮气流量调节阀(52)一端与氮气输入系统(2) 的氮气自力式调节阀(24)相连接；另一端与气体混合系统(6)相连接；所述的氮气流量调节阀(52)与氮气自力式调节阀(15)之间设有第一氮气流量计(51)；所述的氮气流量调节阀(52)与气体混合系统(6)之间还设有第二氮气压力传感器(54)。
10.根据权利要求9所述的全自动保护气配比系统，其特征在于：
所述的氢气调节系统(4)还包括氢气旁通阀(46)；所述的氢气旁通阀(46)的两端分别设置在氢气流量计(45)与氢气流量调节阀(42)之间，和第二氢气切断阀(43)、第二氢气压力传感器(44)之间；所述的氢气旁通阀(45)的两端与氢气流量调节阀(42)、第二氢气切断阀(43)所在管路形成并联管路。
11.根据权利要求10所述的全自动保护气配比系统，其特征在于：
所述的氮气调节系统(5)还包括第一氮气旁通阀(56)；所述的第一氮气旁通阀(56)的两端与氮气流量调节阀(52)所在管路形成并联管路。
12.根据权利要求11所述的全自动保护气配比系统，其特征在于：
所述的混合气体调节系统(7)包括：混合气体监测系统(71)、混合气体压力传感器(72)、混合器流量计(73)、混合气出口阀(74)；所述的混合气体压力传感器(72)、混合器流量计(73)、混合气出口阀(74)由气体混合系统(6)的混合气出口(603)依次经管道连接；所述的混合气体监测系统(71)包括取样阀(711)、氢分仪(712)、微氧仪(713)、露点仪(714)；所述的取样阀(711)设置在混合气出口(603)与混合气体压力传感器(72)之间；所述的取样阀(711)的出口依次与氢分仪(712)、微氧仪(713)、露点仪(714)分别连接；所述的氢分仪(712)分别与氢气流量调节阀(42)、混合器流量计(73)相互通信；所述的氢分仪(712)、混合器流量计(73)可以连锁控制氢气流量调节阀(42)的阀门开度，氢气调节系统(4)内的氮气流量；所述的混合气体压力传感器(72)分别与第一氮气流量计(51)、氮气流量调节阀(52)相互通信。
13.根据权利要求12所述的全自动保护气配比系统，其特征在于：
所述的密封氮气输出系统(3)包括第二氮气流量计(31)、密封氮气流量调节阀(32)、密封氮气压力传感器(33)、密封氮气出口阀(34)；所述的密封氮气流量调节阀(32)与一端与氮气输入系统(2)的氮气自力式调节阀(24)相连接；另一端与密封氮气出口阀(34)相连接；所述的第二氮气流量计(31)设置在密封氮气流量调节阀(32)与氮气自力式调节阀(24)之间；所述的密封氮气压力传感器(33)设置在密封氮气流量调节阀(32)与密封氮气出口阀(34)之间；所述的第二氮气流量计(31)、密封氮气压力传感器(33)与密封氮气流量调节阀(32)相互通信连接，第二氮气流量计(31)、密封氮气压力传感器(33)可以连锁控制密封氮气流量调节阀(32)的阀门开度，控制密封氮气输出系统(3)内的氮气流量；所述的密封氮气输出系统(3)还包括密封氮气旁通阀(35)；所述的密封氮气旁通阀(35)与密封氮气流量调节阀(32)所在管路形成并联管路。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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