CN112344217A - 一种智能差压式燃气加臭装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能差压式燃气加臭装置，属于燃气加臭技术领域，包括位于安全区的触摸屏控制模块、与所述触摸屏控制模块连接的加臭面板模块、分别与所述加臭面板模块连接的站场流量计、差压电磁阀和稳压器、分别与所述站场流量计连接的流量计算机和位于危险区的站场调压器以及与所述稳压器连接的天然气管道，所述流量计算机和差压电磁阀分别与触摸屏控制模块连接。本发明通过以上设计，实现了对燃气加臭系统的自动化、智能化和信息化控制，与传统方式相比，其效率和精度大幅提升。

Description

一种智能差压式燃气加臭装置

技术领域

本发明属于燃气加臭技术领域，尤其涉及一种智能差压式燃气加臭装置。

背景技术

天然气主要成分为甲烷，具有易燃、易爆的特点，在相对封闭的用气环境(特别是居民建筑物)中，若有天然气泄漏并达到爆炸极限，则极易导致爆炸等事故。加之天然气无色无味的特性，在泄漏时不易被及时发现，给人身和公共安全带来极大威胁。为了防止和减少因燃气泄漏而不能及时发现造成爆炸等恶性事故的发生，要求城镇燃气必须加臭。燃气加臭对燃气安全供应和使用有着积极的作用。在燃气中加入臭剂，如果在输配过程中发生燃气泄漏，可以使操作和管理人员引起警觉，也方便检漏；如果在居民厨房发生燃气泄漏，可以使用户及时察觉。目前市场上运用的加臭技术主要有直接吸入式、泵注入式和压力注入式。

(1)直接吸入式只能应用于低流量工况，没有自动诊断、警报提示、数据登录存储功能，当压力、天然气组分、流量、环境温度改变时，不能自动提前改变臭液的加入量。

(2)泵注入式不管是定期保养，还是紧急修理，泵的维护费用太高(特别是在流量很大的情况下)。由于泵的扬程不能改变，所以精度有限，容易造成对臭液的浪费。当流量很小的情况下，加臭是间隔性的，而不是连续的。当泵内的压力超过安全阀设定值，天然气有可能被放空。压力设定不能超过现场压力表的量程，否则系统会失效。而且大多部件更换昂贵。系统复杂，人员培训周期长。

(3)压力注入式，需要压差(压差是加注的能量源)，最大的加注压力等级相对较低(最大加注点压力20bar)。市面上的设备不能同时满足，压力范围较窄、流量范围很宽、可靠性高、维护费用低等需求。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种智能差压式燃气加臭装置，实现了对燃气加臭系统的自动化、智能化和信息化控制，与传统方式相比，其效率和精度大幅提升。

为了达到以上目的，本发明采用的技术方案为：

本方案提供一种智能差压式燃气加臭装置，包括位于安全区的触摸屏控制模块、与所述触摸屏控制模块连接的加臭面板模块、分别与所述加臭面板模块连接的站场流量计、差压电磁阀和稳压器、分别与所述站场流量计连接的流量计算机和位于危险区的站场调压器以及与所述稳压器连接的天然气管道，所述流量计算机和差压电磁阀分别与触摸屏控制模块连接；

所述触摸屏控制模块，用于查看和设置运行参数，以及向加臭面板模块发出指令以控制加臭面板模块中加注电磁阀开启状态的时长，或控制加臭面板模块中加注电磁阀关闭状态的时长；

所述加臭面板模块，用于设置智能差压式燃气加臭装置的运行参数以及采集站场流量计的流量信号，并根据运行参数和流量信号得到加臭的频率和单次的加臭量，以及用于通过补液回路补充臭液；

所述站场流量计，用于采集天然气的流量信号；

所述差压电磁阀，用于将压差注入加臭面板模块内，并对加臭面板模块加压；

所述稳压器，用于为智能差压式燃气加臭装置提供压力；

所述流量计算机，用于向加臭面板模块输送脉冲或模拟量信号，并计算得到臭液加注速率以及臭液加注量；

所述站场调压器，用于调节智能差压式燃气加臭装置的压力。

进一步地，所述站场流量计位于所述安全区外的输气管道上。

再进一步地，所述稳压器通过后压反馈回路与所述加臭面板模块连接，所述稳压器通过前压取压回路与天然气管道连接，其中，所述稳压器为双极一体式稳压器。

再进一步地，所述前压取压回路与天然气管道的连接处设置有第一不锈钢内螺纹球阀；

所述后压反馈回路与输气管道的连接处设置有第二不锈钢内螺纹球阀。

再进一步地，所述加臭面板模块安装于安装架上，且通过电气电缆线与触摸屏控制模块连接。

再进一步地，所述加臭面板模块包括安装于安装架上的加臭面板、与差压电磁阀连接的检验柱以及与所述检验柱连接的补液子模块；所述补液子模块与触摸屏控制模块连接；

所述加臭面板，用于设置智能差压式燃气加臭装置的运行参数以及采集站场流量计的流量信号，根据运行参数和流量信号得到加臭的频率和单次的加臭量；

所述检验柱，用于装盛臭液；

所述补液子模块，用于通过补液回路向所述检验柱补充臭液。

再进一步地，所述检验柱的上方与所述差压电磁阀连接，所述检验柱的底部通过补液回路与补液子模块连接，且所述检验柱通过加臭回路与输气管道连接，且所述加臭回路与输气管道的连接处设置有第三不锈钢内螺纹球阀，所述检验柱13与输气管道6之间设置有加注电磁阀24。

再进一步地，所述检验柱内设置有液位计；

所述液位计，用于获取检验柱中的臭液液位数据。

再进一步地，所述补液子模块包括与稳压器连接的臭液储罐、位于所述臭液储罐与检验柱之间的加注电磁阀、设置在补液回路上的过滤器以及分别与加注电磁阀和触摸控制模块连接且位于控制箱内的电子控制单元；所述补液回路通过第四不锈钢内螺纹球阀与臭液储罐连接；

所述臭液储罐，用于储存臭液；

所述过滤器，用于对所述臭液储罐中输出的臭液进行过滤；

所述电子控制单元，用于针对臭液储罐中臭液液位低于预设液位时，向所述加注电磁阀发出第一指令，以控制所述加注电磁阀的开启，以及用于针对臭液储罐中臭液液位高于预设液位时，向所述加注电磁阀发出第二指令，以控制所述加注电磁阀的关闭；

所述加注电磁阀，用于根据电子控制单元的指令实现开启与关闭的状态。

再进一步地，所述臭液储罐上设置有不锈钢压力表、呼吸罐、补液口球阀、液位变送器以及排污口；

所述不锈钢压力表，用于显示臭液储罐中的气压值；

所述呼吸罐，用于向臭液储罐外排除废气，并去除吸入空气中的杂质；

所述补液口球阀，用于切断、分配和改变介质的流动方向；

所述液位变送器，用于对臭液的体积、液高、重量进行测量和传送；

所述排污口，用于排出臭液储罐中积累的杂质。

本发明的有益效果：

(1)本发明提供了一种加臭燃气总量及臭液用量的自动记录、统计、分析、储存装置，通过加臭面板模块的内置非易失存储器，设置的参数和记录数据掉电可存储，不丢失。本发明实现了对燃气加臭系统的自动化、智能化和信息化控制，与传统方式相比，效率，精度大幅提升。

(2)本发明操作简单，操作人员可以根据人机界面显示内容清楚准确的操作设置和查看各个参数，当压力，天然气组分，流量，环境温度改变时，可以根据需求利用加臭面板，通过单喷射阀加注或多喷射阀加注；加臭浓度比可设置，按设定浓度比，根据流量自动加臭。本发明在工作时不需要对含有臭液成分的气体进行放空，提高了环保性；本装置的工作电压为24V，提高了节能性。

(3)本发明基于加臭面板通过精准精确的臭液添加控制，在相对较窄的压力范围下，加臭性能可以满足从很低到很高流量的宽广流量范围，且稳压器自动适应外部压力变化，提供高了操作的便利性。

(4)本发明借助输气管道内的气压作为加臭动力，无需提供额外动力，减少了额外的设备采购；采取少量，高频的喷射方式，实现加臭更精确，更均匀，设备更长寿，更可靠，维护费用更低，维护周期更长。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本实施例中加注臭液的示意图。

图4为本实施例中向检验柱中补充臭液开启电磁阀的示意图。

图5为本实施例中向检验柱中补充臭液关闭电磁阀的示意图。

图6为本实施例中传统泵式与DPAO差压式加臭系统的加注曲线对比。

其中，1-站场流量计，2-差压电磁阀，3-稳压器，4-流量计算机，5-站场调压器，6-输气管道，7-后压反馈回路，8-前压取压回路，9-天然气管道，10-第一不锈钢内螺纹球阀，11-安装架，12-加臭面板，13-检验柱，14-补液回路，15-臭液储罐，1501-不锈钢压力表，1502-呼吸罐，1503-补液口球阀，1504-液位变送器，1505-排污口，16-补液电磁阀，17-过滤器，18-控制箱，19-加臭回路，20-第二不锈钢内螺纹球阀，21-第三不锈钢内螺纹球阀，23-第四不锈钢内螺纹球阀，24-加注电磁阀。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例

如图1-图3所示，本发明提供了一种智能差压式燃气加臭装置，包括位于安全区的触摸屏控制模块、与所述触摸屏控制模块连接的加臭面板模块、分别与所述加臭面板模块连接的站场流量计1、差压电磁阀2和稳压器3、分别与所述站场流量计1连接的流量计算机4和位于危险区的站场调压器5以及与所述稳压器3连接的天然气管道9，所述流量计算机4和差压电磁阀2分别与触摸屏控制模块连接。

本实施例中，触摸屏控制模块，用于查看和设置运行参数，以及向加臭面板模块发出指令以控制加臭面板模块中加注电磁阀开启状态的时长，或控制加臭面板模块中加注电磁阀关闭状态的时长；加臭面板模块，用于设置智能差压式燃气加臭装置的运行参数以及采集站场流量计的流量信号，并根据运行参数和流量信号得到加臭的频率和单次的加臭量，以及用于通过补液回路补充臭液；站场流量计1，用于采集天然气的流量信号；差压电磁阀2，用于将压差注入加臭面板模块内，并对加臭面板模块进行加压；稳压器3，用于为智能差压式燃气加臭装置提供压力；流量计算机4，用于向加臭面板模块输送脉冲或模拟量信号，并计算得到臭液加注速率以及臭液加注量；站场调压器5，用于调节智能差压式燃气加臭装置的压力。

本实施例中，触摸屏控制模块位于安全区区内的站点办公室内，站场流量计1位于安全区外的输气管道上。

本实施例中，稳压器3通过后压反馈回路7与加臭面板模块连接，且稳压器3通过前压取压回路9连接天然气管道9，其中，前压取压回路9与天然气管道9的连接处设置有第一不锈钢内螺纹球阀10。优先地，稳压器3为双极一体式稳压器，其可以将燃气系统中的气压进行两次减压和稳压处理后，形成压差。

本实施例中，前压取压回路8与天然气管道9的连接处设置有第一不锈钢内螺纹球阀10；后压反馈回路7与输气管道6的连接处设置有第二不锈钢内螺纹球阀21。

本实施例中，加臭面板模块安装于安装架11上，且通过电气电缆线与触摸屏控制模块连接，其包括安装于安装架11上的加臭面板12、与差压电磁阀2连接的检验柱13以及与检验柱13连接的补液子模块；补液子模块与触摸屏控制模块连接。

本实施例中，加臭面板12，用于设置智能差压式燃气加臭装置的运行参数以及采集站场流量计1的流量信号，根据运行参数和流量信号得到加臭的频率和单次的加臭量；检验柱13，用于装盛臭液；补液子模块，用于通过补液回路14向所述检验柱13补充臭液。

本实施例中，检验柱13的上方与所述差压电磁阀2连接，所述检验柱13的底部通过补液回路14与补液子模块连接，且所述检验柱13通过加臭回路19与输气管道6连接，且加臭回路19与输气管道6的连接处设置有第三不锈钢内螺纹球阀22，所述检验柱13与输气管道6之间设置有加注电磁阀24。

本实施例中，检验柱13内设置有液位计；其液位计，用于获取检验柱中的臭液液位数据。

本实施例中，补液子模块包括与稳压器3连接的臭液储罐15、位于臭液储罐15与检验柱13之间的补液电磁阀16、设置在补液回路14上的过滤器17以及分别与补液电磁阀16和触摸控制模块连接且位于控制箱18内的电子控制单元；所述补液回路14通过第四不锈钢内螺纹球阀23与臭液储罐15连接。

本实施例中，臭液储罐15，用于储存臭液；过滤器17，用于对臭液储罐15中输出的臭液进行过滤；电子控制单元，用于针对检验柱13中臭液液位低于预设液位时，向补液电磁阀16发出第一指令，以控制补液电磁阀16的开启，以及用于针对检验柱13中臭液液位高于预设液位时，向补液电磁阀16发出第二指令，以控制所述补液电磁阀16的关闭；补液电磁阀16，用于根据电子控制单元的指令实现开启与关闭的状态。

本实施例中，臭液储罐15上设置有不锈钢压力表1501、呼吸罐1502、补液口球阀1503、液位变送器1504以及排污口1505。

本实施例中，不锈钢压力表1501，用于实时显示臭液储罐中的气压值；呼吸罐1502，用于向罐外排除废气，并去除吸入空气中的各种杂质，确保储罐进出气体的通道通畅，安全；补液口球阀1503，用于做切断、分配和改变介质的流动方向；液位变送器1504，用于对臭液的体积、液高、重量的准确测量和传送；排污口1505，用于排出臭液储罐中积累的杂质。

本实施例中，如图2所示，在安装差压式加臭装置时，需要在调压管道上保证以下接口：A-调压前压取压点，B-调压器后压取压点，C-管道臭剂加注点。

本实施例中，如图3所示，臭液储罐15置于安装架11上，臭液经过过滤器17进入加臭面板12。

本发明的工作原理：工作人员可以提前通过位于安全区的触摸屏控制模块，设置好燃气中臭液的各种参数并传输给加臭面板12。位于输气管道6上的站场流量计1将天然气流量信息传给流量计算机4，流量计算机4计算出天然气流量以及所需臭液用量后，将信息传给由电子控制单元控制的加臭面板12，加臭面板12通过稳压器3形成气压差而将臭液从检验柱13中推送到输气管道6中，液位计可以用来获取检验柱13中的臭液液位参数，并将臭液液位参数传输到电子控制单元，电子控制单元基于臭液液位参数通过差压电磁阀2控制补液子模块的运行状态，从而依靠气压差，将臭液储罐15中的臭液补充输入至检验柱13中，然后再打开检验柱13与输气管道6之间的加注电磁阀24，将臭液加注到燃气中。本发明可通过多种方式依靠第一压差将补液子模块中的臭液输入至检验柱13，例如，将压差通入到检验柱13，直接对检验中的臭液进行作用，再依靠压强差的作用力将补液子模块中的臭液输入至检验柱13中。本发明中电子控制单元通过控制补液子模块的多种运行状态而达到控制检验柱13中的臭液传输的目的，例如，通过电子控制单元控制压差到补液子模块通路的开闭而控制压差是否作用到补液子模块中的臭液盛装设备中，又例如，通过电子控制单元控制补液子模块到检验柱13之间通路的开闭而控制补液子模块中的臭液是否输入至检验柱13中。补液子模块包括用以盛装臭液的臭液储蓄罐15和设置在检验柱13与臭液储蓄罐15之间的通路上的补液电磁阀16。电子控制单元，用以在臭液液位低于预设液位时，向补液电磁阀16发出第一指令以控制补液电磁阀16处于开启状态，或臭液液位高于预设液位时，向补液电磁阀16发出第二指令，以使补液电磁阀关闭，从而可以通过控制臭液储罐15和检验柱13之间的补液回路的开闭。另外，本申请差压电磁阀2用以将压差注入检验柱13以对检验柱13中的臭液进行加压。本发明中过滤器17可以将由臭液储罐15中输出的臭液进行过滤，从而避免臭剂中含有的特殊杂质对精密的电磁阀等设备造成堵塞而引起设备故障，因此，本申请具有进一步提高燃气系统安全性的技术效果。

本实施例中，如图4所示，流量计算机4将流量信号转化成脉冲或者模拟量信号输送给电子控制单元，电子控制单元将信号转化为数字信号输送至加注电磁阀24中，加注电磁阀24开启，臭液加入燃气管道，图中上游压力为20bar，下游压力为16bar。

本实施例中，如图5所示，当电子控制单元检测到低液位信号时，即开启臭液入口的补液电磁阀16，，使臭液进入检验柱13。

本实施例中，如图6所示，当电子控制单元检测到高液位信号，即关闭臭液入口的补液电磁阀16，使臭液停止进入检验柱13。

本实施例中，在实际操作过程中，本申请的差压式燃气加臭装置可以无需第三方气压输入而直接利用燃气系统中的气压进行加压处理，从而达到减少管道布置，降低系统安装复杂度以及减少燃气系统漏点数目的目的，所以具有精简加臭系统结构和提高加臭系统的安全性的技术效果。

本实施例中，针对加臭剂，目前国内加臭剂普遍采用四氢噻吩。四氢噻吩是无色透明有挥发性的液体，不溶于水，可混溶于乙醇、乙醚、苯、丙酮，具有强烈的不愉快气味，它产生的臭味稳定、不易散发，空气中存在0.01PPm就能闻到，对煤气设备、运输管道垫片等材质没有腐蚀性，对人体嗅觉不会产生习惯钝化，因此用作城市煤气、天然气等气体燃料的泄露警告剂，被少量加到气体燃料中，取缔了原来使用的乙硫醇等臭剂。熔点：-96℃；沸点：119℃(lit.)；密度：1g/mL、at 25℃(lit.)；储存条件：库房通风低温干燥；与氧化剂、酸类分开存放。

Claims (10)

1.一种智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，包括位于安全区的触摸屏控制模块、与所述触摸屏控制模块连接的加臭面板模块、分别与所述加臭面板模块连接的站场流量计(1)、差压电磁阀(2)和稳压器(3)、分别与所述站场流量计(1)连接的流量计算机(4)和位于危险区的站场调压器(5)以及与所述稳压器(3)连接的天然气管道(9)，所述流量计算机(4)和差压电磁阀(2)分别与触摸屏控制模块连接；

所述触摸屏控制模块，用于查看和设置运行参数，以及向加臭面板模块发出指令以控制加臭面板模块中加注电磁阀开启状态的时长，或控制加臭面板模块中加注电磁阀关闭状态的时长；

所述加臭面板模块，用于设置智能差压式燃气加臭装置的运行参数以及采集站场流量计的流量信号，并根据运行参数和流量信号得到加臭的频率和单次的加臭量，以及用于通过补液回路补充臭液；

所述站场流量计(1)，用于采集天然气的流量信号；

所述差压电磁阀(2)，用于将压差注入加臭面板模块内，并对加臭面板模块加压；

所述稳压器(3)，用于为智能差压式燃气加臭装置提供压力；

所述流量计算机(4)，用于向加臭面板模块输送脉冲或模拟量信号，并计算得到臭液加注速率以及臭液加注量；

所述站场调压器(5)，用于调节智能差压式燃气加臭装置的压力。

2.根据权利要求1所述的智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，所述站场流量计(1)位于所述安全区外的输气管道(6)上。

3.根据权利要求2所述的智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，所述稳压器(3)通过后压反馈回路(7)与所述加臭面板模块连接，所述稳压器(3)通过前压取压回路(8)与天然气管道(9)连接，其中，所述稳压器(3)为双极一体式稳压器。

4.根据权利要求3所述的智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，所述前压取压回路(8)与天然气管道(9)的连接处设置有第一不锈钢内螺纹球阀(10)；

所述后压反馈回路(7)与输气管道(6)的连接处设置有第二不锈钢内螺纹球阀(21)。

5.根据权利要求4所述的智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，所述加臭面板模块安装于安装架(11)上，且通过电气电缆线与触摸屏控制模块连接。

6.根据权利要求5所述的智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，所述加臭面板模块包括安装于安装架上的加臭面板(12)、与差压电磁阀(2)连接的检验柱(13)以及与所述检验柱(13)连接的补液子模块；所述补液子模块与触摸屏控制模块连接；

所述加臭面板(12)，用于设置智能差压式燃气加臭装置的运行参数以及采集站场流量计(1)的流量信号，根据运行参数和流量信号得到加臭的频率和单次的加臭量；

所述检验柱(13)，用于装盛臭液；

所述补液子模块，用于通过补液回路(14)向所述检验柱(13)补充臭液。

7.根据权利要求6所述的智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，所述检验柱(13)的上方与所述差压电磁阀(2)连接，所述检验柱(13)的底部通过补液回路(14)与补液子模块连接，且所述检验柱(13)通过加臭回路(19)与输气管道(6)连接，且所述加臭回路(19)与输气管道(6)的连接处设置有第三不锈钢内螺纹球阀(22)，所述检验柱(13)与输气管道(6)之间设置有加注电磁阀(24)。

8.根据权利要求7所述的智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，所述检验柱(13)内设置有液位计；

所述液位计，用于获取检验柱中的臭液液位数据。

9.根据权利要求8所述的智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，所述补液子模块包括与稳压器(3)连接的臭液储罐(15)、位于所述臭液储罐(15)与检验柱(13)之间的补液电磁阀(16)、设置在补液回路(14)上的过滤器(17)以及分别与补液电磁阀(16)和触摸控制模块连接且位于控制箱(18)内的电子控制单元；所述补液回路(14)通过第四不锈钢内螺纹球阀(23)与臭液储罐(15)连接；

所述臭液储罐(15)，用于储存臭液；

所述过滤器(17)，用于对所述臭液储罐(15)中输出的臭液进行过滤；

所述电子控制单元，用于针对检验柱(13)中臭液液位低于预设液位时，向所述补液电磁阀(16)发出第一指令，以控制所述补液电磁阀(16)的开启，以及用于针对检验柱(13)中臭液液位高于预设液位时，向所述补液电磁阀(16)发出第二指令，以控制所述补液电磁阀(16)的关闭；

所述补液电磁阀(16)，用于根据电子控制单元的指令实现开启与关闭的状态。

10.根据权利要求9所述的智能差压式燃气加臭装置，其特征在于，所述臭液储罐(15)上设置有不锈钢压力表(1501)、呼吸罐(1502)、补液口球阀(1503)、液位变送器(1504)以及排污口(1505)；

所述不锈钢压力表(1501)，用于显示臭液储罐(15)中的气压值；

所述呼吸罐(1502)，用于向臭液储罐(15)外排除废气，并去除吸入空气中的杂质；

所述补液口球阀(1503)，用于切断、分配和改变介质的流动方向；

所述液位变送器(1504)，用于对臭液的体积、液高、重量进行测量和传送；

所述排污口(1505)，用于排出臭液储罐(15)中积累的杂质。

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