CN114882669A - 一种加氢站安全监测及预警系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种加氢站安全监测及预警系统，其包括：危险源监测单元、传输分析单元以及监测报警单元；所述危险源监测单元用于对加氢站内预设的各监测点环境进行实时监测，监测到的环境数据通过所述传输分析单元发送到所述监测报警单元；所述监测报警单元用于根据监测到的环境数据对加氢站的运营安全情况进行预判，当环境数据超过预先设置的阈值时，进行报警。本发明根据氢燃料的特性和加氢站的工艺需求，系统性地对可燃气体、温度、压力、湿度等环境要素进行监测和报警，提高加氢站运营过程中的安全性。本发明可以广泛应用于环境监测技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种加氢站安全监测及预警系统，属于环境监测技术领域。
背景技术
新能源汽车是我国汽车工业发展的重要方向，而氢燃料电池汽车因其清洁、高效、充装速度快等特性越来越受重视。加氢站为氢燃料电池汽车提供燃料的加注服务，它相对于燃料电池汽车，犹如加油站之于传统燃油汽车，是氢能产业中的重要组成部分。氢燃料电池汽车的发展和商业化离不开加氢站等基础设施的建设，因此与之相对应的加氢站的设计、施工、运营及应急处置全过程中的消防安全问题也亟需得到更多重视。
氢气因其易燃易爆的特性，按照目前国家相关标准仍以危化品对其进行处置。特别是在加氢站和氢燃料电池汽车的存储、使用和运输过程中往往处于较高压力，一旦发生事故往往会造成重大事故。我国加氢站建设还处于起步期，在相关法规标准体系尚未完善、部分关键设备依赖进口的情况下，安全性是加氢站设计、建设和运营过程中的重中之重，也是产业稳定长久发展的先决条件。
环境监测是保障加油站、加气站安全的传统防护手段，同样也是加氢站不可或缺的关键技术。与油、气站相比，加氢站的压力更高、充装温度变化更快、一旦发生事故可能造成的危害更大，更加需要重视。然而，目前国内外对于氢能安全的研究主要集中在高压氢气的温升控制、泄漏扩散爆炸的影响分析以及加氢站的装置布置问题中，且原本对加油站的安全监测研究无法完全满足加氢站的安全监测需求，至今尚无对加氢站安全监测的针对性研究分析和成果。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种加氢站安全监测及预警系统，能够及时发现加氢站的安全风险，并进行事故报警。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种加氢站安全监测及预警系统，其包括：危险源监测单元、传输分析单元以及监测报警单元；所述危险源监测单元用于对加氢站内预设的各监测点环境进行实时监测，监测到的环境数据通过所述传输分析单元发送到所述监测报警单元；所述监测报警单元用于根据监测到的环境数据对加氢站的运营安全情况进行预判，当环境数据超过预先设置的阈值时，进行报警。
进一步，所述危险源监测单元包括设置在加氢站内不同工艺区的若干组监测节点，每一组监测节点均包括若干传感器节点以及汇聚节点；各所述传感器节点用于对相应工艺区内监测点处的环境数据进行监测，并发送到所述汇聚节点；所述汇聚节点用于将汇聚处理后的环境监测数据通过所述传输分析单元发送到所述监测报警单元。
进一步，各传感器节点和汇聚节点采用树形拓扑结构连接。
进一步，所述传感器节点包括可燃气体检测传感器、压力传感器、温度传感器、烟雾传感器及湿度传感器的至少一种。
进一步，所述可燃气体检测传感器、压力传感器、温度传感器、烟雾传感器及湿度传感器传感器采用防爆型或本安型传感器。
进一步，所述危险源监测单元还包括若干现场监视摄像机，分布于不同工艺区内的预设监测点，用于对布置区域进行安全监视和记录。
进一步，所述监测报警单元包括系统服务器、显示模块、报警模块和远程通讯模块；所述系统服务器用于根据接收到的环境监测数据进行故障分析预警，同时储存所有环境监测数据和分析结果；所述显示模块用于对分析结果和现场监控数据进行显示；所述报警模块根据所述系统服务区发送的预警信号，执行报警操作；所述远程通讯模块用于将报警图像及相关信息通过网络实时上传至远程处理中心。
进一步，所述系统服务器包括预警分析模块和故障分析模块；所述预警分析模块用于将接收到的环境监测数据与预设阈值进行比较，并对环境监测数据随时间的变化进行分析预判，得到预警分析结果；所述故障分析模块用于在检测到任一传感器节点发生故障时，在树形拓扑结构中寻找新的上传路径，继续对相应工艺区内的环境进行监测，直至该传感器节点恢复正常。
进一步，所述报警模块采用声光报警器。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
1、本发明根据氢燃料的特性和加氢站的工艺需求，系统性地对可燃气体、温度、压力、湿度等环境要素进行监测和报警，提高加氢站运营过程中的安全性。
2、本发明由于在系统服务器中设置有故障分析模块，能够在任一传感器节点发生故障(此时传感器节点会给出错误讯号)时，在树形拓扑结构中寻找新的上传路径，继续对相应工艺区内的环境进行监测，直至该传感器节点恢复正常，以确保系统性能稳定性和可靠性。
因此，本发明可以广泛应用于环境监测技术领域。
附图说明
图1是本发明实施例中加氢站安全监测及预警系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中传感器拓扑结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
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。
本发明的一些实施例中提供一种加氢站安全监测及预警系统，其包括：危险源监测单元、传输分析单元以及检测报警单元。其中，危险源监测单元用于对加氢站内预设的各监测点进行实时监测，并将监测到的环境数据通过传输分析单元发送到监测报警单元；监测报警单元用于根据监测到的环境数据对加氢站的运营安全情况进行预判，当环境数据超过预先设置的阈值时，对加氢站可能发生的危险进行报警。本发明根据氢燃料的特性和加氢站的工艺需求，系统性地对可燃气体、温度、压力、湿度等环境要素进行监测和报警，提高加氢站运营过程中的安全性。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种加氢站安全监测及预警系统，其包括：危险源监测单元、传输分析单元以及监测报警单元。其中，危险源监测单元用于对加氢站内预设的各监测点进行实时监测，并将监测到的环境数据通过传输分析单元发送到监测报警单元；监测报警单元用于根据监测到的环境数据对加氢站的运营安全情况进行预判，当环境数据超过预先设置的阈值时，对加氢站可能发生的危险进行报警。
优选地，危险源监测单元包括设置在加氢站内不同工艺区的若干组监测节点，每一组监测节点均包括若干传感器节点以及汇聚节点。其中，各传感器节点用于对相应工艺区内监测点处的环境数据进行监测，并发送到汇聚节点；汇聚节点作为各传感器节点所获监测数据的汇聚、处理点，用于将汇聚处理后的环境监测数据通过传输分析单元发送到监测报警单元。
优选地，每一组监测节点内的各传感器节点和汇聚节点采用树形拓扑结构连接，连接方式可以为无线或有线网络，可以对环境监测数据进行实时传输。
优选地，传感器节点包括但不限于可燃气体检测传感器、压力传感器、温度传感器、烟雾传感器及湿度传感器，分别用于对监测点的可燃气体、压力、温度、延误和湿度等进行检测，实现对火灾、氢气泄漏、储氢瓶超温、超压等事故类型的监测。
优选地，各传感器均采用防爆型或本安型传感器。当采用本安型传感器时，需在本安型传感器处配备安全栅用以在本安型传感器的本安防爆系统发生故障时,将窜入场内的电能限制在安全值以内。
优选地，传感器节点根据加氢站内危险源的位置、类型及可能造成危害的范围进行布置。
更为优选地，本实施例中，根据加氢站的工艺结构将加氢站分为加注区、灌装区、压缩区和办公区，并按不同工艺区的特点布置传感器节点。例如压缩区和灌装区由于氢气在装卸过程中压力和温度会产生较大变化，在充装过程中需要冷媒降温，一旦出现误操作会引起安全风险，因此需要压力传感器和温度传感器配合对压缩机、储氢罐及配套管路阀门进行重点监控，而其他露天区域则可能不需要压力传感器。
优选地，危险源监测单元还包括若干现场监视摄像机，分布于不同工艺区内的预设监测点，用于对布置区域进行安全监视和记录，实现监控、记录现场工作人员操作和危险源辨识。
优选地，监测报警单元包括系统服务器、显示模块、报警模块和远程通讯模块。其中，系统服务器用于根据接收到的环境监测数据进行故障分析预警，同时储存所有环境监测数据和分析结果；显示模块用于对分析结果和现场监控数据进行显示；报警模块用于在系统服务器发现事故或潜在发生安全事故的可能时，执行报警操作；远程通讯模块用于将报警图像及相关信息通过网络实时上传至其他处理中心，例如可以逐级上传至就地纪录、站级和远地的安全监控中心等。
优选地，系统服务器包括预警分析模块和故障分析模块。其中，预警分析模块用于将接收到的环境监测数据与预设阈值进行比较，并借由算法对环境监测数据随时间的变化进行分析预判，得到预警分析结果；故障分析模块用于在检测到任一传感器节点发生故障(此时传感器节点会给出错误讯号)时，在树形拓扑结构中寻找新的上传路径，继续对相应工艺区内的环境进行监测，直至该传感器节点恢复正常，以确保系统性能稳定性和可靠性。
优选地，报警模块采用声光报警器。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (9)
1.一种加氢站安全监测及预警系统，其特征在于，包括：危险源监测单元、传输分析单元以及监测报警单元；所述危险源监测单元用于对加氢站内预设的各监测点环境进行实时监测，监测到的环境数据通过所述传输分析单元发送到所述监测报警单元；所述监测报警单元用于根据监测到的环境数据对加氢站的运营安全情况进行预判，当环境数据超过预先设置的阈值时，进行报警。
2.如权利要求1所述的一种加氢站安全监测及预警系统，其特征在于，所述危险源监测单元包括设置在加氢站内不同工艺区的若干组监测节点，每一组监测节点均包括若干传感器节点以及汇聚节点；各所述传感器节点用于对相应工艺区内监测点处的环境数据进行监测，并发送到所述汇聚节点；所述汇聚节点用于将汇聚处理后的环境监测数据通过所述传输分析单元发送到所述监测报警单元。
3.如权利要求2所述的一种加氢站安全监测及预警系统，其特征在于，各传感器节点和汇聚节点采用树形拓扑结构连接。
4.如权利要求2所述的一种加氢站安全监测及预警系统，其特征在于，所述传感器节点包括可燃气体检测传感器、压力传感器、温度传感器、烟雾传感器及湿度传感器的至少一种。
5.如权利要求4所述的一种加氢站安全监测及预警系统，其特征在于，所述可燃气体检测传感器、压力传感器、温度传感器、烟雾传感器及湿度传感器传感器采用防爆型或本安型传感器。
6.如权利要求2所述的一种加氢站安全监测及预警系统，其特征在于，所述危险源监测单元还包括若干现场监视摄像机，分布于不同工艺区内的预设监测点，用于对布置区域进行安全监视和记录。
7.如权利要求1所述的一种加氢站安全监测及预警系统，其特征在于，所述监测报警单元包括系统服务器、显示模块、报警模块和远程通讯模块；所述系统服务器用于根据接收到的环境监测数据进行故障分析预警，同时储存所有环境监测数据和分析结果；所述显示模块用于对分析结果和现场监控数据进行显示；所述报警模块根据所述系统服务区发送的预警信号，执行报警操作；所述远程通讯模块用于将报警图像及相关信息通过网络实时上传至远程处理中心。
8.如权利要求7所述的一种加氢站安全监测及预警系统，其特征在于，所述系统服务器包括预警分析模块和故障分析模块；所述预警分析模块用于将接收到的环境监测数据与预设阈值进行比较，并对环境监测数据随时间的变化进行分析预判，得到预警分析结果；所述故障分析模块用于在检测到任一传感器节点发生故障时，在树形拓扑结构中寻找新的上传路径，继续对相应工艺区内的环境进行监测，直至该传感器节点恢复正常。
9.如权利要求7所述的一种加氢站安全监测及预警系统，其特征在于，所述报警模块采用声光报警器。
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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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