CN110853304B - 一种燃气锅炉泄露检测报警系统及方法 - Google Patents
一种燃气锅炉泄露检测报警系统及方法 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种燃气锅炉泄露检测报警系统及方法，包括：检测机构，用于获取锅炉室内和锅炉内的燃气浓度；排风机构，安装在锅炉室内和锅炉壁上，用于排出锅炉内和锅炉室内的燃气；阀门，安装在锅炉供气管路上，用于接通或切断锅炉的燃气供应；控制器，分别与检测机构、排风机构和阀门电联；利用锅炉壁上布置的风机形成风幕隔离炉膛与锅炉室，避免锅炉室的燃气进入炉膛内部，并在熄火后将锅炉室内残留的燃气排出到锅炉室内，进而排放到锅炉室外，避免后期检测泄露点时的干扰问题，提高了燃气锅炉运行的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及锅炉检测领域，具体的说是一种燃气锅炉泄露检测报警系统及方法。
背景技术
随着锅炉的逐渐进步和更替，越来越多的燃气锅炉替代传统的燃煤锅炉，在减少污染的同时带来了较大的安全问题，对于常见的天然气锅炉而言，其所燃烧的天然气主要由甲烷(85％)和少量乙烷(9％)、丙烷(3％)、氮(2％)和丁烷(1％)组成，天然气虽然比空气轻而容易发散，但是当天然气在房屋或帐篷等封闭环境里聚集的情况下，达到一定的比例时，很容易发生爆炸；天然其中的甲烷的爆炸极限下限为5％，上限为15％。
发明人发现，为了解决燃气供应管道泄漏而引发爆炸的问题，目前的燃气锅炉多布置有安全设置，通过泄漏检测器进行监测，一旦超过设定的阈值，便利用电磁阀门切断燃气供应，并通过排风扇将锅炉室内的燃气排出，避免燃气浓度过高引起的爆炸；但传统的燃气检测装置仅仅是对锅炉室内的浓度进行检测，对于炉膛内残留的燃气并不考虑，并且，在排放室内泄露燃气时，未考虑到炉膛内残留的燃气，若在发生泄露后立即对室内的进行排风，炉膛内残留的燃气在负压作用下排出到锅炉室内，未熄灭的火焰将沿着残留燃气的流动路径燃烧至锅炉室内，极易诱发爆炸。
发明内容
本申请的目的是针对现有技术存在的缺陷，提供一种燃气锅炉泄露检测报警系统及方法，利用锅炉壁上布置的风机形成风幕隔离炉膛与锅炉室，避免锅炉室的燃气进入炉膛内部，并在熄火后将锅炉室内残留的燃气排出到锅炉室内，进而排放到锅炉室外，避免后期检测泄露点时的干扰问题，提高了燃气锅炉运行的安全性。
本申请的第一目的是提供一种燃气锅炉泄露检测报警装置，采用以下技术方案：
包括：检测机构，用于获取锅炉室内和锅炉内的燃气浓度；
排风机构，安装在锅炉室内和锅炉壁上，用于排出锅炉内和锅炉室内的燃气；
阀门，安装在锅炉供气管路上，用于接通或切断锅炉的燃气供应；
控制器，分别与检测机构、排风机构和阀门电联。
进一步地，所述的排风机构包括多个风机，多个所述风机分为两组，一组安装在锅炉壁上，用于形成风幕将锅炉室内的燃气和锅炉炉膛进行隔离，并将锅炉炉膛内未燃烧的燃气排出到锅炉室内，另一组安装在锅炉室墙壁上，用于将锅炉室内泄露的燃气排出到室外。
进一步地，所述的检测机构包括多个检测元件，布置在锅炉室内、锅炉外壁和锅炉内壁上，实时获取锅炉室内的燃气浓度和锅炉内的燃气浓度。
进一步地，所述阀门包括串联布置在锅炉供气管路上的自动阀和手动阀，所述自动阀与控制器电联，用于在锅炉室内燃气浓度超过阈值时切断锅炉的燃气供应，所述手动阀用于在外力作用下控制锅炉供气管路的接通或切断。
进一步地，还包括报警机构，所述报警机构电联控制器，所述控制器在锅炉室内燃气浓度超过阈值时驱动报警机构发出报警信息。
本申请的第二目的是提供一种燃气锅炉泄露检测报警方法，利用上述的燃气锅炉泄露检测报警装置，步骤如下：
通过检测机构实时获取锅炉室内的燃气浓度，并将检测数据输送至控制器；
控制器接收燃气浓度数据，并将其与设定浓度阈值比较；
若锅炉室内各检测元件获取的燃气浓度均未超出阈值，则继续进行实时检测；
若锅炉室内检测元件获取到任一处燃气浓度超出阈值，判定燃气泄漏，则立即控制阀门切断锅炉的燃气供应、控制报警机构发出报警信息，启动排风机构将锅炉室内泄露的燃气排出到室外。
进一步地，安装在锅炉壁上的排风扇形成风幕将锅炉室与锅炉炉膛隔离。
进一步地，当切断锅炉燃气供应且炉膛内熄火后，安装在锅炉壁上的排风扇将锅炉内残留的燃气排出到锅炉室内，直至炉膛内的检测元件获取的燃气浓度降至阈值以下。
进一步地，当燃气泄露时，控制器控制自动阀切断燃气供应，当自动阀处于切断状态时，手动阀无法开启。
进一步地，所述的报警机构能够发出声光报警信息，并将燃气浓度数据、报警信号发送至终端。
与现有技术相比，本申请具有的优点和积极效果是：
(1)利用风机形成风幕，将炉膛内燃烧的燃气与外部泄露的燃气隔离，避免了炉膛内的明火诱发外部燃气的爆炸；当明火熄灭后，利用风机将炉膛内部残留的燃气排出，保证了炉膛内无残留燃气，避免后续检测时炉膛内的残留燃气影响检测结构；
(2)采用两组风机，能够将锅炉炉膛内和锅炉室的残留燃气和泄露燃气完全排出到室外，降低了整体的燃气浓度至阈值以下，提高了整个锅炉室的安全性；
(3)采用双阀门设置，当自动阀打开前，手动阀无法打开，保证了只有在锅炉室内燃气浓度降低至阈值以下时，才能为锅炉重新供应燃气，进一步提高了锅炉运行的安全性；
(4)利用多个检测元件，对多个位置进行检测，保证了检测的准确性；而锅炉壁外的检测元件能够检测风幕的隔离性能，锅炉壁内的检测元件能够保证炉膛内的残留燃气浓度不超出阈值，保证了检测的准确性和时效性。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为本申请实施例1的风机的控制电路示意图。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步地说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；
为了方便叙述，本申请中如果出现“上”、“下”、“左”“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用,仅仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
术语解释部分:本申请中的术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明的具体含义。
正如背景技术中所介绍的，现有技术传统的燃气检测装置仅仅是对锅炉室内的浓度进行检测，对于炉膛内残留的燃气并不考虑，并且，在排放室内泄露燃气时，未考虑到炉膛内残留的燃气，若在发生泄露后立即对室内的进行排风，炉膛内残留的燃气在负压作用下排出到锅炉室内，未熄灭的火焰将沿着残留燃气的流动路径燃烧至锅炉室内，极易诱发爆炸，针对上述技术问题，本申请提出了一种燃气锅炉泄露检测报警系统及方法。
实施例1
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出了一种燃气锅炉泄露检测报警系统。
包括：检测机构、排风机构、阀门、控制器和报警机构，所述检测机构安装在锅炉室内，实时获取锅炉室内和锅炉内的燃气浓度；所述的排风机构安装在锅炉室内和锅炉壁上，锅炉壁上的排风机构能够形成风幕，并能够排出锅炉内的燃气，安装在锅炉室墙壁上的排风机构能够排出锅炉室内的燃气；所述的阀门安装在锅炉供气管路上，能够通过开启或关闭来接通或切断锅炉的燃气供应；所述的控制器分别与检测机构、排风机构和阀门电联，用于接受检测机构的数据，并依据此数据判定是否发生燃气泄露，从而对排风机构、阀门进行控制。
进一步地，所述的排风机构包括多个风机，多个所述风机分为两组，一组安装在锅炉壁上，用于形成风幕将锅炉室内的燃气和锅炉炉膛进行隔离，并将锅炉炉膛内未燃烧的燃气排出到锅炉室内，另一组安装在锅炉室墙壁上，用于将锅炉室内泄露的燃气排出到室外；
安装在锅炉壁上的风机分为第一部分和第二部分，第一部分风机围绕在锅炉周围，形成一个风幕，风幕将锅炉室和锅炉炉膛进行隔离，避免泄露的燃气进入锅炉炉膛内，截断了泄露燃气的流动燃烧路径，避免炉膛内的明火诱发爆炸，第二部分布置在锅炉壁上，在发生泄露切断供应管路后，且在炉膛内熄火后，将炉膛内残留的燃气穿过风幕排放到锅炉室内，由第二组安装在锅炉室墙壁上的风机排出到锅炉室外，达到泄露燃气的完全清理，降低锅炉室内和锅炉炉膛内的燃气浓度，避免了爆炸；并且残留的燃气已经全部被排出，避免了残留燃气对排查的干扰，便于后续对泄露点的排查。
当然，在锅炉内燃气燃烧时，有专用的供气管路为其提供燃烧所需的空气，通过管路输送的空气不受风幕的阻挡，因此，炉膛内的燃气能够正常的进行燃烧供能，保证了锅炉的运行；风机的控制电路如下，其中SA1开关受控制器控制，KA开关为手动开关，能够主动对风机的运行进行控制。
进一步地，所述的检测机构包括多个检测元件，布置在锅炉室内、锅炉外壁和锅炉内壁上，实时获取锅炉室内的燃气浓度和锅炉内的燃气浓度；利用多个检测元件，对多个位置进行检测，保证了检测的准确性；而锅炉壁外的检测元件能够检测风幕的隔离性能，锅炉壁内的检测元件能够保证炉膛内的残留燃气浓度不超出阈值，保证了检测的准确性和时效性。
所述检测元件的阈值根据燃气种类的爆炸极限进行配置即可，当然，在燃气为多种可燃气体的混合燃气时，根据其体积比进行设定。
进一步地，所述阀门包括串联布置在锅炉供气管路上的自动阀和手动阀，所述自动阀与控制器电联，用于在锅炉室内燃气浓度超过阈值时切断锅炉的燃气供应，所述手动阀用于在外力作用下控制锅炉供气管路的接通或切断。
在本实施例中，所述的自动阀可以采用电磁阀，控制器电联该电磁阀，控制器接通与切断。
进一步地，还包括报警机构，所述报警机构电联控制器，所述控制器在锅炉室内燃气浓度超过阈值时驱动报警机构发出报警信息。
所述的报警信息可以为声光报警信息和数据报警信息，数据报警信息可以通过有线或无线通信输送至监控终端，提醒工作人员作出下一步处理。
实施例2
本申请的另一典型实施例中，提供一种燃气锅炉泄露检测报警方法，利用上述的燃气锅炉泄露检测报警装置，步骤如下：
通过检测机构实时获取锅炉室内的燃气浓度，并将检测数据输送至控制器；
控制器接收燃气浓度数据，并将其与设定浓度阈值比较；
若锅炉室内各检测元件获取的燃气浓度均未超出阈值，则继续进行实时检测；
若锅炉室内检测元件获取到任一处燃气浓度超出阈值，判定燃气泄漏，则立即控制阀门切断锅炉的燃气供应、控制报警机构发出报警信息，启动排风机构将锅炉室内泄露的燃气排出到室外。
对于上述方法，进一步地，安装在锅炉壁上的排风扇形成风幕将锅炉室与锅炉炉膛隔离；避免泄露的燃气进入锅炉炉膛内，截断了泄露燃气的流动燃烧路径，避免炉膛内的明火诱发爆炸。
进一步地，当切断锅炉燃气供应且炉膛内熄火后，安装在锅炉壁上的排风扇将锅炉内残留的燃气排出到锅炉室内，直至炉膛内的检测元件获取的燃气浓度降至阈值以下；并由锅炉室墙壁上的风机排出到锅炉室外，达到泄露燃气的完全清理，降低锅炉室内和锅炉炉膛内的燃气浓度，避免了爆炸；并且残留的燃气已经全部被排出，避免了残留燃气对排查的干扰，便于后续对泄露点的排查。
采用两组风机，能够将锅炉炉膛内和锅炉室的残留燃气和泄露燃气完全排出到室外，降低了整体的燃气浓度至阈值以下，提高了整个锅炉室的安全性。
进一步地，当燃气泄露时，控制器控制自动阀切断燃气供应，当自动阀处于切断状态时，手动阀无法开启；采用双阀门设置，当自动阀打开前，手动阀无法打开，保证了只有在锅炉室内燃气浓度降低至阈值以下时，才能为锅炉重新供应燃气，进一步提高了锅炉运行的安全性。
进一步地，所述的报警机构能够发出声光报警信息，并将燃气浓度数据、报警信号发送至终端；
所述的终端可以为移动终端，也可以为监控室的运行监测装置，目的是为了及时提醒工作人员，依据浓度数据能够对泄露情况进行实时掌握，便于工作人员的安全进入和有序排查。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种燃气锅炉泄露检测报警系统，其特征在于，包括：
检测机构，用于获取锅炉室内和锅炉内的燃气浓度,所述的检测机构包括多个检测元件，布置在锅炉室内、锅炉外壁和锅炉内壁上，实时获取锅炉室内的燃气浓度和锅炉内的燃气浓度；
排风机构，安装在锅炉室内和锅炉壁上，用于排出锅炉内和锅炉室内的燃气,所述的排风机构包括多个风机，多个所述风机分为两组，一组安装在锅炉壁上，安装在锅炉壁上的风机分为第一部分和第二部分，第一部分风机围绕在锅炉周围，用于形成风幕将锅炉室内的燃气和锅炉炉膛进行隔离，第二部分布置在锅炉壁上，在发生泄露切断供应管路后，且在炉膛内熄火后，将锅炉炉膛内未燃烧的燃气穿过风幕排出到锅炉室内，另一组安装在锅炉室墙壁上，用于将锅炉室内泄露的燃气排出到室外；当切断锅炉燃气供应且炉膛内熄火后，安装在锅炉壁上的排风扇将锅炉内残留的燃气排出到锅炉室内，直至炉膛内的检测元件获取的燃气浓度降至阈值以下；
阀门，安装在锅炉供气管路上，用于接通或切断锅炉的燃气供应，所述阀门包括串联布置在锅炉供气管路上的自动阀和手动阀，所述自动阀与控制器电联，用于在锅炉室内燃气浓度超过阈值时切断锅炉的燃气供应，所述手动阀用于在外力作用下控制锅炉供气管路的接通或切断，当自动阀处于切断状态时，手动阀无法开启，采用双阀门设置，当自动阀打开前，手动阀无法打开；
控制器，分别与检测机构、排风机构和阀门电联。
2.如权利要求1所述的燃气锅炉泄露检测报警系统，其特征在于，还包括报警机构，所述报警机构电联控制器，所述控制器在锅炉室内燃气浓度超过阈值时驱动报警机构发出报警信息。
3.一种燃气锅炉泄露检测报警方法，其特征在于，利用如权利要求1-2任一项所述的燃气锅炉泄漏检测报警系统，步骤如下：
通过检测机构实时获取锅炉室内的燃气浓度，并将检测数据输送至控制器；控制器接收燃气浓度数据，并将其与设定浓度阈值比较；
若锅炉室内各检测元件获取的燃气浓度均未超出阈值，则继续进行实时检测；
若锅炉室内检测元件获取到任一处燃气浓度超出阈值，判定燃气泄漏，则立即控制阀门切断锅炉的燃气供应、控制报警机构发出报警信息，启动排风机构将锅炉室内泄露的燃气排出到室外，安装在锅炉壁上的排风扇形成风幕将锅炉室与锅炉炉膛隔离，当切断锅炉燃气供应且炉膛内熄火后，安装在锅炉壁上的排风扇将锅炉内残留的燃气排出到锅炉室内，直至炉膛内的检测元件获取的燃气浓度降至阈值以下。
4.如权利要求3所述的燃气锅炉泄露检测报警方法，其特征在于，当燃气泄露时，控制器控制自动阀切断燃气供应，当自动阀处于切断状态时，手动阀无法开启。
5.如权利要求3所述的燃气锅炉泄露检测报警方法，其特征在于，所述的报警机构能够发出声光报警信息，并将燃气浓度数据、报警信号发送至终端。
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