CN114542989B - 一种天然气补充加臭方法及其微型加臭装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种天然气补充加臭方法及其微型加臭装置，其方法以天然气管网末端管道内加臭剂浓度为控制目标，构建控制回路，对天然气管网末端因管道长度，管道吸附作用，天然气流速，温度等多因素影响下浓度衰减的加臭剂进行补充加臭，其装置包括防爆箱，防爆箱内置有便携式不锈钢储液罐、针状底座、隔膜式柱塞计量泵以及控制电路板；本发明能有效解决天然气用户端加臭剂浓度不足的问题，在用户使用燃气，管道内燃气流动时，通过加臭装置对天然气管网末端进行补充加臭，保证对天然气管网末端加臭剂浓度的精确控制，实现进户天然气加臭剂浓度达标，降低安全风险，且加臭装置小巧，内部布局紧凑，密封性好，便携式不锈钢储液罐可更换使用，安装拆取便捷。
Description
技术领域
本发明涉及天然气加臭技术领域，尤其涉及一种天然气补充加臭方法及其微型加臭装置。
背景技术
由于天然气无色无味，易燃易爆的物理特性，极易发生不易察觉的气体泄漏，导致天然气中毒、火灾、爆炸等安全事故，对人民财产安全乃至生命安全造成损失。在天然气行业中，对天然气进行加臭是保证天然气安全运输的重要环节，是国家技术规程的要求，关系到城市天然气的安全和质量。
天然气加臭是将一种有独特气味的，令人不愉快的加臭剂注入天然气中以保证天然气泄漏感知的过程，其中加臭剂是一种具有强烈气味的有机化合物或混合物，含硫、低毒、易燃、易爆、价格昂贵，当它以很低的浓度加入天然气中，天然气便会具有一种特殊的、令人不愉快的警示性臭味，以便泄漏的天然气在达到其爆炸下限5％或达到对人体允许的有害浓度时，即被察觉。
目前，天然气的加臭过程都是在加臭门站，加臭时，加臭剂浓度在天然气管网中容易因管网长度、管道吸附、天然气流量、温度等作用引发浓度衰减和分布不均，导致天然气管网末端的加臭剂浓度往往不能达到国家安全标准，存在一定安全风险，所以需要在天然气管网末端进行补充加臭，保证进入用户端的天然气中加臭剂浓度符合要求，因此，本发明提出一种天然气补充加臭方法及其微型加臭装置以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种天然气补充加臭方法及其微型加臭装置，该方法解决天然气管网末端加臭剂浓度不足的问题。
为了实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种天然气补充加臭方法，包括以下步骤：
步骤一：以加臭剂浓度为控制目标，构建控制回路，所述控制回路包括天然气管网主管道、天然气管网末端管道、加臭站加臭机以及微型加臭装置，所述加臭站加臭机设置在天然气管网主管道上，所述微型加臭装置设置在天然气管网末端管道上，所述天然气管网末端管道上还设置有加臭剂浓度检测装置和流量计；
步骤二：通过加臭剂浓度检测装置和流量计对天然气管网末端管道内加臭剂浓度和天然气流量进行检测，并将检测值发送至微型加臭装置，微型加臭装置在接收到检测值后向加臭站加臭机发送指令，加臭站加臭机接收到微型加臭装置指令后，将加臭站加臭机加臭剂浓度设定值返回给微型加臭装置；
步骤三：微型加臭装置接收到加臭站加臭机返回数据后通过单位时间内天然气管网末端管道内天然气流量确定加臭剂补充加臭量，再根据确定的加臭剂补充加臭量对天然气管网末端管道进行补充加臭，其中补充加臭量计算公式为：
u0(t)＝(c-c0)q0t
式中，u0(t)为微型加臭装置补充加臭量，c为加臭站加臭机加臭剂浓度设定值，c0为加臭剂浓度检测装置检测浓度值，q0为流量计检测流量值。
进一步改进在于：所述步骤一中，所述微型加臭装置采用太阳能光板或用户家庭电源供电。
进一步改进在于：所述步骤一中，所述加臭剂浓度检测装置和流量计在天然气管网末端管道上相对于微型加臭装置的位置处于下游段，所述加臭剂浓度检测装置输入端和流量计输入端均与天然气管网末端管道相连接。
进一步改进在于：所述步骤二中，所述微型加臭装置在接收到检测值后向加臭站加臭机发送的指令通过问题加密，所述加臭站加臭机接收到微型加臭装置指令后通过输入正确的问题密匙识别指令将加臭站加臭机加臭剂浓度设定值返回给微型加臭装置。
进一步改进在于：所述步骤三中，所述微型加臭装置单位时间内向天然气管网末端管道内补充加臭剂频次为：
式中，R(t)为微型加臭装置中加注泵的工作频次，K为微型加臭装置中加注泵的单次注入量。
一种微型加臭装置，包括防爆箱，所述防爆箱内置有便携式不锈钢储液罐、针状底座、隔膜式柱塞计量泵和控制电路板，所述便携式不锈钢储液罐通过针状底座与隔膜式柱塞计量泵的进气端连接，所述隔膜式柱塞计量泵的出气端连接到天然气管网末端管道，所述控制电路板独立盒体封装，所述控制电路板向加臭站加臭机远程收发指令信号，并控制隔膜式柱塞计量泵工作。
进一步改进在于：所述便携式不锈钢储液罐包括罐体、罐塞和罐盖，所述罐体端口处设有呈环形分布的突笋，所述罐盖内侧开设有与突笋匹配的笋槽。
进一步改进在于：所述针状底座包括突笋卡座和双中空孔的不锈钢管针，所述突笋卡座上开设有与突笋匹配的笋槽，所述不锈钢管针其中一孔的输入端通过透明玻璃管连接有薄膜过滤器，所述薄膜过滤器允许空气透过且不允许低压液体透过，所述不锈钢管针另外一孔的输入端通过不锈钢管道与隔膜式柱塞计量泵的进气端连接。
本发明的有益效果为：本发明以天然气管网末端管道内加臭剂浓度为控制目标，构建控制回路，对天然气管网末端因管道长度，管道吸附作用，天然气流速，温度等多因素影响下浓度衰减的加臭剂进行补充加臭，能够有效解决天然气用户端加臭剂浓度不足的问题，在用户使用燃气，管道内燃气流动时，通过微型加臭装置对天然气管网末端进行补充加臭，保证对天然气管网末端加臭剂浓度的精确控制，实现进户天然气加臭剂浓度达标，降低安全风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一的天然气补充加臭方法原理示意图；
图2是本发明实施例二的微型加臭装置结构示意图；
图3是本发明实施例二的便携式不锈钢储液罐立体结构示意图。
其中，1、防爆箱；2、便携式不锈钢储液罐；3、针状底座；4、隔膜式柱塞计量泵；5、控制电路板；6、薄膜过滤器；201、罐体；202、罐体；203、罐盖；204、突笋；301、突笋卡座；302、不锈钢管针。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1，本实施例提供了一种天然气补充加臭方法，包括以下步骤：
步骤一：以加臭剂浓度为控制目标，构建控制回路，控制回路包括天然气管网主管道、天然气管网末端管道、加臭站加臭机以及微型加臭装置，天然气管网末端管道连接至天然气用户端，加臭站加臭机设置在天然气管网主管道上，微型加臭装置设置在天然气管网末端管道上，天然气管网末端管道上还设置有加臭剂浓度检测装置和流量计，加臭剂浓度检测装置5采用THT在线检测仪，流量计6采用腰轮流量计，微型加臭装置采用太阳能光板或用户家庭电源供电，功耗低，加臭剂浓度检测装置和流量计在天然气管网末端管道上相对于微型加臭装置的位置处于下游段，加臭剂浓度检测装置输入端和流量计输入端均与天然气管网末端管道相连接；
步骤二：通过加臭剂浓度检测装置和流量计对天然气管网末端管道内加臭剂浓度和天然气流量进行检测，并将检测值发送至微型加臭装置，微型加臭装置在接收到检测值后向加臭站加臭机发送指令，加臭站加臭机接收到微型加臭装置指令后，将加臭站加臭机加臭剂浓度设定值返回给微型加臭装置，微型加臭装置在接收到检测值后向加臭站加臭机发送的指令通过问题加密，加臭站加臭机接收到微型加臭装置指令后通过输入正确的问题密匙识别指令将加臭站加臭机加臭剂浓度设定值返回给微型加臭装置，可以有效防止未经允许的补充加臭动作发生，防范非工作人员误操作或其他行为导致的补充加臭；
步骤三：微型加臭装置接收到加臭站加臭机返回数据后通过单位时间内天然气管网末端管道内天然气流量确定加臭剂补充加臭量，再根据确定的加臭剂补充加臭量对天然气管网末端管道进行补充加臭，其中补充加臭量计算公式为：
u0(t)＝(c-c0)q0t
式中，u0(t)为微型加臭装置补充加臭量，c为加臭站加臭机加臭剂浓度设定值，c0为加臭剂浓度检测装置检测浓度值，q0为流量计检测流量值，微型加臭装置单位时间内向天然气管网末端管道内补充加臭剂频次为：
式中，R(t)为微型加臭装置中加注泵的工作频次，K为微型加臭装置中加注泵的单次注入量。
实施例二
参见图2、图3，本实施例提供了一种微型加臭装置，包括防爆箱1，防爆箱1内置有便携式不锈钢储液罐2、针状底座3、隔膜式柱塞计量泵4和控制电路板5，便携式不锈钢储液罐2通过针状底座3与隔膜式柱塞计量泵4的进气端连接，隔膜式柱塞计量泵4的出气端连接到天然气管网末端管道，控制电路板5独立盒体封装，控制电路板5向加臭站加臭机远程收发指令信号，并控制隔膜式柱塞计量泵4工作，该微型加臭装置小巧，内部布局紧凑，密封性好，便携式不锈钢储液罐可更换使用，重复充装加臭剂，加臭剂采用四氢噻吩，安装拆取便捷，换气泄漏少，避免加臭剂大范围扩散引起群众恐慌。
便携式不锈钢储液罐2包括罐体201、罐塞202和罐盖203，罐塞202设于罐体201端口内，材料为丁基橡胶，罐体201端口处设有呈环形分布的突笋204，材料为不锈钢，罐盖203内侧开设有与突笋204匹配的笋槽，便携式不锈钢储液罐2可重复充装加臭剂，便于空罐回收以及多个储液罐更换使用。
针状底座3包括突笋卡座301和双中空孔的不锈钢管针302，突笋卡座301上开设有与突笋204匹配的笋槽，不锈钢管针302其中一孔的输入端通过透明玻璃管连接有薄膜过滤器6，薄膜过滤器允许空气透过且不允许低压液体透过，薄膜过滤器6所连接的透明玻璃管上标有刻度，可以显示罐内加臭剂余量，当竖直透明玻璃管上显示加臭剂余量低于最低刻度线时需要更换便携式不锈钢储液罐2，不锈钢管针302另外一孔的输入端通过不锈钢管道与隔膜式柱塞计量泵4的进气端连接。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种天然气补充加臭方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：以加臭剂浓度为控制目标，构建控制回路，所述控制回路包括天然气管网主管道、天然气管网末端管道、加臭站加臭机以及微型加臭装置，所述加臭站加臭机设置在天然气管网主管道上，所述微型加臭装置设置在天然气管网末端管道上，所述天然气管网末端管道上还设置有加臭剂浓度检测装置和流量计，所述微型加臭装置采用太阳能光板或用户家庭电源供电，所述加臭剂浓度检测装置和流量计在天然气管网末端管道上相对于微型加臭装置的位置处于下游段，所述加臭剂浓度检测装置输入端和流量计输入端均与天然气管网末端管道相连接；
步骤二：通过加臭剂浓度检测装置和流量计对天然气管网末端管道内加臭剂浓度和天然气流量进行检测，并将检测值发送至微型加臭装置，微型加臭装置在接收到检测值后向加臭站加臭机发送指令，加臭站加臭机接收到微型加臭装置指令后，将加臭站加臭机加臭剂浓度设定值返回给微型加臭装置；
步骤三：微型加臭装置接收到加臭站加臭机返回数据后通过单位时间内天然气管网末端管道内天然气流量确定加臭剂补充加臭量，再根据确定的加臭剂补充加臭量对天然气管网末端管道进行补充加臭，其中补充加臭量计算公式为：
u0(t)＝(c-c0)q0t
式中，u0(t)为微型加臭装置补充加臭量，c为加臭站加臭机加臭剂浓度设定值，c0为加臭剂浓度检测装置检测浓度值，q0为流量计检测流量值，所述微型加臭装置应用于天然气管网末端管道的补充加臭，所述微型加臭装置包括防爆箱(1)，所述防爆箱(1)内置有便携式不锈钢储液罐(2)、针状底座(3)、隔膜式柱塞计量泵(4)和控制电路板(5)，所述便携式不锈钢储液罐(2)通过针状底座(3)与隔膜式柱塞计量泵(4)的进气端连接，所述隔膜式柱塞计量泵(4)的出气端连接到天然气管网末端管道，所述控制电路板(5)独立盒体封装，所述控制电路板(5)向加臭站加臭机远程收发指令信号，并控制隔膜式柱塞计量泵(4)工作，所述便携式不锈钢储液罐(2)包括罐体(201)、罐塞(202)和罐盖(203)，所述罐体(201)端口处设有呈环形分布的突笋(204)，所述罐盖(203)内侧开设有与突笋(204)匹配的笋槽。
2.根据权利要求1所述的一种天然气补充加臭方法，其特征在于：所述步骤二中，所述微型加臭装置在接收到检测值后向加臭站加臭机发送的指令通过问题加密，所述加臭站加臭机接收到微型加臭装置指令后通过输入正确的问题密匙识别指令将加臭站加臭机加臭剂浓度设定值返回给微型加臭装置。
3.根据权利要求1所述的一种天然气补充加臭方法，其特征在于：所述步骤三中，所述微型加臭装置单位时间内向天然气管网末端管道内补充加臭剂频次为：
式中，R(t)为微型加臭装置中加注泵的工作频次，K为微型加臭装置中加注泵的单次注入量。
4.根据权利要求1所述的一种天然气补充加臭方法，其特征在于：所述针状底座(3)包括突笋卡座(301)和双中空孔的不锈钢管针(302)，所述突笋卡座(301)上开设有与突笋(204)匹配的笋槽，所述不锈钢管针(302)其中一孔的输入端通过透明玻璃管连接有薄膜过滤器(6)，所述薄膜过滤器允许空气透过且不允许低压液体透过，所述不锈钢管针(302)另外一孔的输入端通过不锈钢管道与隔膜式柱塞计量泵(4)的进气端连接。
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