CN113053069A - 一种天然气阀门组智能模块箱 - Google Patents
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Abstract
本发明属于天然气阀门组技术领域，具体涉及一种天然气阀门组智能模块箱。其技术方案为：一种天然气阀门组智能模块箱，包括箱体，箱体内安装有天然气管线，箱体上安装有负压通风系统，箱体内还安装有用于检测甲烷浓度的可燃气体检测器，可燃气体检测器电连接有可燃有毒气体检测报警系统，可燃有毒气体检测报警系统电连接有气体检测器报警装置，可燃有毒气体检测报警系统还与负压通风系统电连接。本发明提供了一种可实时探测箱体内天然气浓度并自动消除浓度超限的紧急情况的天然气阀门组智能模块箱。
Description
技术领域
本发明属于天然气阀门组技术领域，具体涉及一种天然气阀门组智能模块箱。
背景技术
在各种生产生活活动中，经常会用到天然气，使用天然气通常需要一组由管道、法兰、阀门和各种仪表和表计等组成天然气阀门组。
根据国家标准规范《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB50058-2014)规定，天然气阀门组的法兰、阀门等为天然气泄漏释放源，形成天然气阀门组区域为爆炸危险环境，需要设置爆炸危险区域。
天然气阀门组的爆炸危险区域不但会影响自身的设备选型，还会影响到周围环境内的设备选型，使得在爆炸危险区域内的天然气阀门组和设备必须选用防爆型产品，增加了环境的爆炸危险性和设备投资成本。
如果天然气阀门组位于封闭环境中，则会扩大爆炸危险区域，甚至整个区域内的设备均必须选用防爆型产品；如果天然气阀门组位于有腐蚀和污染介质的环境中，则区域设备必须选用防爆型、防污染和防腐型产品。
现有的天然气阀门组模块箱可对箱体内天然气浓度进行检测，也能对对箱体进行通风，但却无法在天然气浓度超过限定时自动降低天然气浓度，无法保证消除紧急情况的及时性，从而导致爆炸风险加大。
发明内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种可实时探测箱体内天然气浓度并自动消除浓度超限的紧急情况的天然气阀门组智能模块箱。
本发明所采用的技术方案为：
一种天然气阀门组智能模块箱，包括箱体，箱体内安装有天然气管线，箱体上安装有负压通风系统，箱体内还安装有用于检测甲烷浓度的可燃气体检测器，可燃气体检测器电连接有可燃有毒气体检测报警系统，可燃有毒气体检测报警系统电连接有气体检测器报警装置，可燃有毒气体检测报警系统还与负压通风系统电连接。
根据天然气爆炸下限，设置合适的可燃气体检测器报警值。当箱体内天然气浓度超过该报警值时，可燃气体检测器触发可燃有毒气体检测报警系统，并由可燃有毒气体检测报警系统将信号发送至负压通风系统，负压通风系统的风力增大以加速降低箱体内天然气浓度。因此，本发明能实施探测箱体内天然气浓度，并在天然气浓度超限时第一时间触发负压通风系统，保证箱体内天然气浓度得到快速下降，避免爆炸情况发生。
作为本发明的优选方案，箱体的顶部设置有排风口，箱体的下部设置有进风口，负压通风系统包括排风百叶，排风百叶安装于排风口处，排风百叶通过管道连接有排风机，进风口处连接有进风百叶，进风百叶上连接有止回阀。排风机能将箱体内的气体排走，避免泄漏出来的天然气直接积聚在天然气阀门组所在的区域内，从而避免箱体内部天然气浓度升高。排风机的出口连接有排风管，可将含天然气的空气排放到不受影响的区域。通过排风机排风，使箱体内维持负压状态，避免天然气阀门组泄漏的天然气再泄漏到箱体外。进风百叶和排风百叶能避免杂物进入箱体内。
作为本发明的优选方案，所述箱体内还设置有氧气浓度探测器，氧气浓度探测器与可燃有毒气体检测报警系统电连接。氧气浓度探测器能实时检测箱体内的氧气浓度，设定过氧值和欠氧值，在过氧或欠氧时，将信号发送至可燃有毒气体检测报警系统。
作为本发明的优选方案，所述箱体内还设置有用于检测箱体内压力的压力变送器，压力变送器与负压通风系统电连接。为了不让天然气管线的阀门组泄漏的天然气再泄漏到箱体外，需要维持箱体内微负压环境。为监控箱体内的微负压环境，在箱体内设置压力变送器检测箱体内环境压力并设置报警，并联锁控制负压通风系统，提醒生产人员注意维持阀门组模块箱内微负压环境。因此，在箱体内压力异常时，负压通风系统能自动被触发，保证箱体自动调整到微负压环境，避免天然气泄漏到箱体外。
作为本发明的优选方案，所述可燃气体检测器设置二级报警，可燃气体检测器触发第一级报警和第二级报警时均触发可燃有毒气体检测报警系统，当可燃气体检测器触发第二级报警时，可燃有毒气体检测报警系统联锁信号送至排风机。当可燃气体检测器触发第一级报警时，提示生产人员及时到现场巡检确认。当可燃气体检测器触发第二级报警时，可燃有毒气体检测报警系统联锁信号送至排风机等设备做紧急处置。
作为本发明的优选方案，所述箱体内安装有监控摄像头。监控摄像头能实时监控箱体内部情况，方便工作人员对天然气管线进行远程监控。
作为本发明的优选方案，所述箱体内设置有电气安全接地系统。箱体内设置电气安全接地系统，对箱体进行电气接地，保证安全。
作为本发明的优选方案，所述箱体上还安装有静电消除球，静电消除球与电气安全接地系统通过导线连接。静电消除球通过静电通过电气安全接地系统接地，防止静电放电产生火花。
作为本发明的优选方案，所述箱体上安装有安全门，安全门与箱体之间设置有密封条，安全门上设置有关门信号装置。箱体设置外开安全门，利于人员在箱体内安全逃离，安全门门边设置密封条进行密闭防止可燃气体泄漏到箱体外，安全门的设置位置满足消防安全要求，安全门设置关门信号装置。
作为本发明的优选方案，所述天然气管线包括主管线，主管线的一端设置天然气进口，主管线的另一端设置天然气出口，主管线上连接有氮气管线、点火管线和放散管线。
天然气管线是由一组管道、法兰、阀门和各种仪表和表计等组成，天然气管线有主管线、点火管线、放散管线和氮气管线等。各管线均在箱体内设置与外部管线连接的法兰，外部管线进入箱体法兰连接完成后的箱体开口处进行密封处理。
本发明的有益效果为：
本发明的可燃气体检测器可根据天然气爆炸下限，设置合适的可燃气体检测器报警值。当箱体内天然气浓度超过该报警值时，可燃气体检测器触发可燃有毒气体检测报警系统，并由可燃有毒气体检测报警系统将信号发送至负压通风系统，负压通风系统的风力增大以加速降低箱体内天然气浓度。因此，本发明能实施探测箱体内天然气浓度，并在天然气浓度超限时第一时间触发负压通风系统，保证箱体内天然气浓度得到快速下降，避免爆炸情况发生。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是天然气管线的结构面示意图。
图中，1-箱体；2-天然气管线；3-负压通风系统；4-可燃气体检测器；5-气体检测器报警装置；6-氧气浓度探测器；7-压力变送器；11-监控摄像头；12-电气安全接地系统；13-静电消除球；14-安全门；15-安全照明灯；21-主管线；22-氮气管线；23-点火管线；24-放散管线；31-排风百叶；32-排风机；33-进风百叶；34-止回阀；211-天然气进口；212-天然气出口。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示，本实施例的天然气阀门组智能模块箱，包括箱体1，箱体1内安装有天然气管线2，箱体1上安装有负压通风系统3，箱体1内还安装有用于检测甲烷浓度的可燃气体检测器4，可燃气体检测器4电连接有可燃有毒气体检测报警系统，可燃有毒气体检测报警系统电连接有气体检测器报警装置5，可燃有毒气体检测报警系统还与负压通风系统3电连接。
箱体1采用PVDF耐腐蚀彩涂钢板制作，解决箱体1腐蚀问题。箱体1高度2.5～3m，宽度1.5～2.5m，长度3～6m，具体尺寸按设计要求定或根据现场位置确定，便于操作维护维修人员进入箱体1工作。箱体1采用斜面尖顶板，利用PVDF耐腐蚀彩涂钢板表面光滑，不容易被黏附的特点，防止腐蚀介质跑冒滴漏在箱体1顶面积聚，便于清洗。箱体1设置外开安全门14，利于人员在箱体1内安全逃离，安全门14门边设置密封条进行密闭防止可燃气体泄漏到箱体1外，安全门14的设置位置满足消防安全要求，安全门14设置关门信号装置。
正常情况下，负压通风系统3以一定的风速工作，可燃气体检测器4实时检测箱体1内部天然气浓度。
根据天然气爆炸下限，设置合适的可燃气体检测器4报警值。当箱体1内天然气浓度超过该报警值时，可燃气体检测器4触发可燃有毒气体检测报警系统，并由可燃有毒气体检测报警系统将信号发送至负压通风系统3，负压通风系统3的风力增大以加速降低箱体1内天然气浓度。因此，本发明能实施探测箱体1内天然气浓度，并在天然气浓度超限时第一时间触发负压通风系统3，保证箱体1内天然气浓度得到快速下降，避免爆炸情况发生。
其中，可燃气体检测器4设置二级报警，第一级报警值的天然气浓度为0.95％，第二级报警值的天然气浓度为1.9％，即天然气爆炸下限(天然气浓度3.8％)的25％和50％。当可燃气体检测器4一级报警时，提示生产人员及时到现场巡检确认；当可燃气体检测器4二级报警时，可燃有毒气体检测报警系统联锁信号送至排风机31等设备做紧急处置。
具体地，所述箱体1的顶部设置有排风口，箱体1的下部设置有进风口，负压通风系统3包括排风百叶31，排风百叶31安装于排风口处，排风百叶31通过管道连接有排风机32，进风口处连接有进风百叶33，进风百叶33上连接有止回阀34。每个箱体1采用12次/h换气次数，设置排风量为1000～3000m3/h，静压为220Pa的防爆管道式离心排风机32，排风机32配电功率0.37～1.1kW(220V、380V)，采用PVDF耐腐蚀彩涂钢板材质安装于靠近箱体1顶板上部位置。箱体1内部气流组织形式采用上排式，排风口设置于箱体1上侧部或顶部，并且于箱体1下部离地100～200mm位置设置尺寸为300mm*300mm的进风百叶33，进风百叶33内接止回阀34。排风口与排风机32采用PVDF耐腐蚀彩涂钢板风管连接，风管尺寸为320mm*200mm。排风机32能将箱体1内的气体排走，避免泄漏出来的天然气直接积聚在天然气阀门组所在的区域内，从而避免箱体1内部天然气浓度升高。排风机32的出口连接有排风管，可将含天然气的空气排放到不受影响的区域。通过排风机32排风，使箱体1内维持负压状态，避免天然气阀门组泄漏的天然气再泄漏到箱体1外。进风百叶33和排风百叶31能避免杂物进入箱体1内。
更进一步，所述箱体1内还设置有氧气浓度探测器6，氧气浓度探测器6与可燃有毒气体检测报警系统电连接。氧气浓度探测器6能实时检测箱体1内的氧气浓度，设定过氧值和欠氧值，在过氧或欠氧时，将信号发送至可燃有毒气体检测报警系统。环境氧气的过氧报警设定值为23.5％VOL,环境欠氧报警设定值为19.5％VOL。
更进一步，所述箱体1内还设置有用于检测箱体1内压力的压力变送器7，压力变送器7与负压通风系统3电连接。为了不让天然气管线2的阀门组泄漏的天然气再泄漏到箱体1外，需要维持箱体1内微负压环境。为监控箱体1内的微负压环境，在箱体1内设置压力变送器7检测箱体1内环境压力并设置报警，并联锁控制负压通风系统3，提醒生产人员注意维持阀门组模块箱内微负压环境。因此，在箱体1内压力异常时，负压通风系统3能自动被触发，保证箱体1自动调整到微负压环境，避免天然气泄漏到箱体1外。
为了方便监控，所述箱体1内安装有监控摄像头11。监控摄像头11能实时监控箱体1内部情况，方便工作人员对天然气管线2进行远程监控。
为了保证安全，所述箱体1内设置有电气安全接地系统12。箱体1内设置电气安全接地系统12，对箱体1进行电气接地，保证安全。所述箱体1上还安装有静电消除球13，静电消除球13与电气安全接地系统12通过导线连接。静电消除球13通过静电通过电气安全接地系统12接地，防止静电放电产生火花。
在阀门组模块箱内设置36V安全照明灯15，照明开关设置在门外，便于操作人员工作。
如图2所示，所述天然气管线2包括主管线21，主管线21的一端设置天然气进口211，主管线21的另一端设置天然气出口212，主管线21上连接有氮气管线22、点火管线23和放散管线24。天然气管线2是由一组管道、法兰、阀门和各种仪表和表计等组成，天然气管线2有主管线21、点火管线23、放散管线24和氮气管线22等。各管线均在箱体1内设置与外部管线连接的法兰，外部管线进入箱体1法兰连接完成后的箱体1开口处进行密封处理。
在采取上述措施后，天然气阀门组模块箱内外可能出现的可燃物质天然气的最高浓度将不超过其爆炸下限值的10％，符合《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB50058-2014)第3.2.2条规定的可划为非爆炸危险区域的条件之二“可燃物质可能出现的最高浓度不超过爆炸下限值的10％”，因此，天然气阀组附近划为非爆炸危险区域。仅在不受影响区域的排放口处为气体爆炸危险2区。
将天然气阀门组安装在箱体1内，实现模块化和智能化，能在工厂设计、生产、制造和安装调试好，整体系列制造，再运输到现场，整体安装，加快工程进度，节约工程费用。
本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，包括箱体(1)，箱体(1)内安装有天然气管线(2)，箱体(1)上安装有负压通风系统(3)，箱体(1)内还安装有用于检测甲烷浓度的可燃气体检测器(4)，可燃气体检测器(4)电连接有可燃有毒气体检测报警系统，可燃有毒气体检测报警系统电连接有气体检测器报警装置(5)，可燃有毒气体检测报警系统还与负压通风系统(3)电连接。
2.根据权利要求1所述的一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，所述箱体(1)的顶部设置有排风口，箱体(1)的下部设置有进风口，负压通风系统(3)包括排风百叶(31)，排风百叶(31)安装于排风口处，排风百叶(31)通过管道连接有排风机(32)，进风口处连接有进风百叶(33)，进风百叶(33)上连接有止回阀(34)。
3.根据权利要求1所述的一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，所述箱体(1)内还设置有氧气浓度探测器(6)，氧气浓度探测器(6)与可燃有毒气体检测报警系统电连接。
4.根据权利要求1所述的一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，所述箱体(1)内还设置有用于检测箱体(1)内压力的压力变送器(7)，压力变送器(7)与负压通风系统(3)电连接。
5.根据权利要求1所述的一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，所述可燃气体检测器(4)设置二级报警，可燃气体检测器(4)触发第一级报警和第二级报警时均触发可燃有毒气体检测报警系统，当可燃气体检测器(4)触发第二级报警时，可燃有毒气体检测报警系统联锁信号送至排风机(31)。
6.根据权利要求1所述的一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，所述箱体(1)内安装有监控摄像头(11)。
7.根据权利要求1所述的一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，所述箱体(1)内设置有电气安全接地系统(12)。
8.根据权利要求7所述的一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，所述箱体(1)上还安装有静电消除球(13)，静电消除球(13)与电气安全接地系统(12)通过导线连接。
9.根据权利要求1所述的一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，所述箱体(1)上安装有安全门(14)，安全门(14)与箱体(1)之间设置有密封条，安全门(14)上设置有关门信号装置。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种天然气阀门组智能模块箱，其特征在于，所述天然气管线(2)包括主管线(21)，主管线(21)的一端设置天然气进口(211)，主管线(21)的另一端设置天然气出口(212)，主管线(21)上连接有氮气管线(22)、点火管线(23)和放散管线(24)。
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