CN117191273A - 基于lng冷能发电系统的检测报警装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，检测箱体通过密封件将其内壁与待检测管体的外表面形成密封的圆环形夹腔；检测管安装在检测箱体的顶部，并与夹腔连通；检测管上设有检测LNG气体的可燃气体传感器、无线信号发射装置和扇叶，扇叶上安装有用于检测其转速的速度传感器；无线信号发射装置收检测数据；数据处理报警装置对检测数据进行处理。在LNG气体泄露时，由于气密小于空气，检测箱体对应在待检测管体上的区域内的任何位置发生泄露，均向上运动被可燃气体传感器检测，从而及时检测出少量泄露的情况；当泄漏量大时，产生的气流会带动扇叶转动，通过其转速可以表征泄漏的程度；数据处理报警装置可发出报警，通知人员及时处理报警事件。

Description

基于LNG冷能发电系统的检测报警装置

技术领域

本申请涉及LNG冷能发电技术领域，特别涉及基于LNG冷能发电系统的检测报警装置。

背景技术

液化天然气(Liquefied Natural Gas，简称LNG)，主要成分是甲烷，还有少量的乙烷和丙烷。无色、无味、无毒且无腐蚀性，其体积约为同量气态天然气体积的1/625，LNG的质量仅为同体积水的45％左右，常压下LNG的密度约为430kg/m3 4—70kg/m₃。其制造过程是先将气田生产的天然气净化处理后，经压缩、冷却至其凝点温度后变成液体，通常LNG储存在-161.5℃、0.1MPa左右的低温储存罐内。用专用船或油罐车运输，使用时重新气化。

每液化1吨LNG耗电约为850kW·h；而在LNG接收站和气化站，一般又需将LNG气化后使用，气化时放出很大的冷能，其值约为830kJ/kg。若LNG拥有的冷量能以100％的效率转化为电力，每1吨LNG可利用的冷能发电折合电量约为240kW·h。按照我国2015年进口LNG4000万吨来计算，这部分冷能全部利用可发电100亿kW·h。由此可见，可供利用的LNG冷能是相当可观的。这种冷能从能源品位来看，具有较高的利用价值，如果通过特定的工艺技术利用LNG冷能，可以达到节省能源、提高经济效益的目的。LNG冷能利用主要是依靠LNG与周围环境之间存在的温度和压力差，将高压低温的LNG变为常压常温的天然气时，回收储存在LNG中的能量。LNG冷能发电是高效利用LNG冷能的一种形式，常用的冷能发电工艺有直接膨胀法、朗肯循环法、联合法、布雷顿循环法和燃气轮机利用法等。

在LNG气化过程中部分可燃气体可能会发生泄漏，在管道系统的关键位置设置检测报警装置,目前检测报警装置都设置在管道外，而且管道都是被牢牢包裹起来的；在管道外进行检测时，在发生少量泄漏的情况下，是难以进行有效及时的检测，当检测到燃气泄露时，实质上已经严重泄露，并且泄露的气体已经很多，导致现场存在一定安全隐患。

发明内容

本申请实施例提供基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，以解决相关技术中在管道外进行检测时，在发生少量泄漏的情况下，是难以进行有效及时的检测，当检测到燃气泄露时，实质上已经严重泄露，并且泄露的气体已经很多，导致现场存在一定安全隐患的问题。

第一方面，提供了基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于，其包括：

检测箱体，其用于安装在待检测管体的设定位置处；检测箱体通过密封件将其内壁与待检测管体的外表面形成密封的圆环形夹腔；圆环形夹腔的外径和内径之间的差值为0.3厘米-0.6厘米；

检测管，其安装在所述检测箱体的顶部，并与夹腔连通；检测管内设有几字形安装架；几字形安装架底部的顶面安装有用于检测LNG气体的可燃气体传感器，几字形安装架底部的底面安装有竖直的连接轴，连接轴的底部转动连接有扇叶，扇叶上安装有用于检测其转速的速度传感器；几字形安装架顶部的两侧安装有无线信号发射装置，无线信号发射装置与可燃气体传感器和速度传感器信号连接，并用于接收检测数据；

数据处理报警装置，其与所述无线信号发射装置信号连接，并用于对所述检测数据进行处理。

优选地，所述检测箱体包括相互配合的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分相接触的一侧面上均设有沿轴向延伸的半圆形通道，第一部分和第二部分轴向上的两端均设有半圆卡槽；半圆卡槽与半圆形通道的圆心同轴，并且半圆卡槽的半径小于半圆形通道的半径。

优选地，所述密封件包括半圆橡胶密封条、竖向橡胶密封条和轴向橡胶密封条；半圆橡胶密封条同轴设置在半圆卡槽的内壁上，竖向橡胶密封条和轴向橡胶密封条设置在第一部分和第二部分相接触的一侧面的四个边上。

优选地，所述第一部分和第二部分之间通过可拆连接件进行连接。

优选地，所述可拆连接件包括位于第一部分和第二部分底部的方块，方块上均设有上下平行设有的插孔和插杆；第一部分底部的方块上的插孔位于插杆上方，第二部分底部的方块上的插孔位于插杆下方；

所述可拆连接件还包括半圆卡块和圆柱卡套，第一部分和第二部分的顶部均设有半圆卡块；第一部分和第二部分顶部的半圆卡块在第一部分和第二部分连接时，形成完整的圆柱；圆柱卡套内径大于等于圆柱的外径。

优选地，所述半圆卡块的圆弧周身上设有多个弹性竖条；

所述第一部分底部的方块的数量为两个，顶部的半圆卡块的数量为两个；所述第二部分底部的方块和顶部的半圆卡块的数量和设置位置与第一部分相同。

优选地，所述第一部分和第二部分的顶部设有相对应的半圆形连接片

所述检测管内壁的下部设有环形的弹性密封条；当第一部分和第二部分连接时，半圆形连接片形成连接管；检测管套设在连接管上，并且弹性密封条被挤压。

优选地，所述检测箱体采用聚丙烯或聚乙烯材料制成。

优选地，所述数据处理报警装置包括数据接收模块、分析判断模块和报警模块；

所述数据接收模块用于接收无线信号发射装置发送的检测数据；分析判断模块用于根据检测的气体浓度和扇叶转速进行判断；报警模块用于根据分析判断模块的判断结果报警或不报警。

优选地，所述分析判断模块包括:

第一单元，其用于当可燃气体传感器检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速为零时，判定为轻微泄漏，并驱使报警模块以第一分贝进行报警；

第二单元，其用于当可燃气体传感器未检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速为零时，判定为未发生泄漏；

第三单元，其用于当可燃气体传感器检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速小于第一设计阈值时，判定为少量泄漏，并驱使报警模块以第二分贝进行报警；

第四单元，其用于当可燃气体传感器检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速大于第一设计阈值时，判定为大量泄漏，并驱使报警模块以第三分贝进行报警；其中，第三分贝大于第二分贝，第二分贝大于第一分贝；

第五单元，其用于当可燃气体传感器未检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速不为零时，判定为检测箱体泄露。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

由于检测箱体安装在待检测管体的设定位置处；检测箱体通过密封件将其内壁与待检测管体的外表面形成密封的圆环形夹腔；圆环形夹腔的外径和内径之间的差值为0.3厘米-0.6厘米；

检测管安装在检测箱体的顶部，并与夹腔连通；检测管内设有几字形安装架；几字形安装架底部的顶面安装有用于检测LNG气体的可燃气体传感器，几字形安装架底部的底面安装有竖直的连接轴，连接轴的底部转动连接有扇叶，扇叶上安装有用于检测其转速的速度传感器；几字形安装架顶部的两侧安装有无线信号发射装置，无线信号发射装置与可燃气体传感器和速度传感器信号连接，并用于接收检测数据；数据处理报警装置与无线信号发射装置信号连接，并用于对检测数据进行处理。

通过以上的设置形成的圆环形夹腔空间较小，在LNG气体泄露时，由于气密小于空气，因此是向上运动的，正是由于圆环形夹腔空间的设置检测箱体对应在待检测管体上的区域内的任何位置发生泄露，均可以向上运动被可燃气体传感器检测，从而可以及时检测出少量泄露的情况，另外，当泄漏量大时，产生的气流会带动扇叶转动，因此通过其转速可以表征泄漏的严重程度。数据处理报警装置可根据泄漏的不同情况进行向的报警，向现场值班人员和控制中心发出报警，及时处理报警事件。

再者，当泄漏压重，且无法快速有效进行修补时，此时只需要将检测管堵住，起到临时封堵的作用。

附图说明

图1为本发明的爆炸结构示意图；

图2为本发明中检测管的内部结构示意图；

图3为本发明中检测管另一视角的内部结构示意图；

图4为本发明中检测箱体的第一部分和待检测管体的连接结构示意图；

图5为本发明中第一部分的另一视角和待检测管体的连接结构示意图；

图6为本发明中第一部分的另一视角和待检测管体的连接结构示意图；

图7为本发明中检测箱体的第一部分的内部结构示意图；

图8为本发明中检测箱体的第二部分的结构示意图；

图9为本发明中数据处理报警装置的组成示意图；

图10为本发明中分析判断模块的组成示意图。

图中：1、检测箱体；100、第一部分；101、第二部分；102、半圆形通道；103、半圆卡槽；104、半圆形连接片；2、待检测管体；3、密封件；300、半圆橡胶密封条；301、竖向橡胶密封条；302、轴向橡胶密封条；4、检测管；5、几字形安装架；6、可燃气体传感器；7、扇叶；8、无线信号发射装置；9、可拆连接件；900、方块；901、插孔；902、插杆；903、半圆卡块；904、圆柱卡套。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参阅图1-图10，基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其包括：

检测箱体1，其用于安装在待检测管体2的设定位置处(如法兰连接处)；检测箱体1通过密封件3将其内壁与待检测管体2的外表面形成密封的圆环形夹腔；圆环形夹腔的外径和内径之间的差值为0.3厘米-0.6厘米；

检测管4，其安装在检测箱体1的顶部，并与夹腔连通；检测管4内设有几字形安装架5；几字形安装架5底部的顶面安装有用于检测LNG气体的可燃气体传感器6，几字形安装架5底部的底面安装有竖直的连接轴，连接轴的底部转动连接有扇叶7，扇叶7上安装有用于检测其转速的速度传感器；几字形安装架5顶部的两侧安装有无线信号发射装置8，无线信号发射装置8与可燃气体传感器6和速度传感器信号连接，并用于接收检测数据；

数据处理报警装置，其与无线信号发射装置8信号连接，并用于对检测数据进行处理。

通过以上的设置形成的圆环形夹腔空间较小，在LNG气体泄露时，由于气密小于空气，因此是向上运动的；正是由于圆环形夹腔空间的设置检测箱体1对应在待检测管体2上的区域内的任何位置发生泄露，均可以向上运动被可燃气体传感器6检测，从而可以及时检测出少量泄露的情况，另外，当泄漏量大时，产生的气流会带动扇叶7转动，因此通过其转速可以表征泄漏的严重程度。数据处理报警装置可根据泄漏的不同情况进行向的报警，向现场值班人员和控制中心发出报警，及时处理报警事件。

再者，当泄漏压重，且无法快速有效进行修补时，此时只需要将检测管4堵住，起到临时封堵的作用。

在一些优选的实施例中，对圆环形夹腔的形成，进行详细的解释说明：

检测箱体1包括相互配合的第一部分100和第二部分101，第一部分100和第二部分101相接触的一侧面上均设有沿轴向延伸的半圆形通道102，第一部分100和第二部分101轴向上的两端均设有半圆卡槽103；半圆卡槽103与半圆形通道102的圆心同轴，并且半圆卡槽103的半径小于半圆形通道102的半径。

在安装时，第一部分100和第二部分101的半圆卡槽103形成完整圆形卡槽与待检测管体2的外表面卡接并包围；第一部分100和第二部分101的半圆形通道102以及待检测管体2的外表面形成圆环形夹腔。

其中，为保证密封性，避免没有完全密封时，导致没有泄露扇叶7发生转动的情况，进行了以下设置：密封件3包括半圆橡胶密封条300、竖向橡胶密封条301和轴向橡胶密封条302；半圆橡胶密封条300同轴设置在半圆卡槽103的内壁上，竖向橡胶密封条301和轴向橡胶密封条302设置在第一部分100和第二部分101相接触的一侧面的四个边上。

在一些优选的实施例中，为方便进行在待检测管体2上安装检测箱体1有以下的设置：

第一部分100和第二部分101之间通过可拆连接件9进行连接；

可拆连接件9包括位于第一部分100和第二部分101底部的方块900，方块900上均设有上下平行的插孔901和插杆902；第一部分100底部的方块900上的插孔901位于插杆902上方，第二部分101底部的方块900上的插孔901位于插杆902下方；

可拆连接件9还包括半圆卡块903和圆柱卡套904，第一部分100和第二部分101的顶部均设有半圆卡块903；第一部分100和第二部分101顶部的半圆卡块903在第一部分100和第二部分101连接时，形成完整的圆柱；圆柱卡套904内径大于等于圆柱的外径。

半圆卡块903的圆弧周身上设有多个弹性竖条，圆柱卡套904在套接后不会晃动，避免第一部分100和第二部分101之间发生相对移动，保证检测箱体1内部气密性。

第一部分100底部的方块900的数量为两个，顶部的半圆卡块903的数量为两个；第二部分101底部的方块900和顶部的半圆卡块903的数量和设置位置与第一部分100相同。

通过可拆连接件9在第一部分100顶部和底部均有的连接结构将两者紧密固定，圆柱卡套904的使用，使得拆卸时，只需要向上取下即可，不需要复杂的锁紧结构，降低了成本。

在一些优选的实施例中，第一部分100和第二部分101的顶部设有相对应的半圆形连接片104

检测管4内壁的下部设有环形的弹性密封条；当第一部分100和第二部分101连接时，半圆形连接片104形成连接管；检测管4套设在连接管上，并且弹性密封条被挤压。这一种形式在保证连接的密封性的问题时，还便于了检测管4的安装拆卸。其中，检测箱体1采用聚丙烯或聚乙烯材料制成，使得整体的装置的重量减轻，便于安装，并且气密性也便于进行保证。

在一些优选的实施例中，数据处理报警装置包括数据接收模块、分析判断模块和报警模块；

数据接收模块用于接收无线信号发射装置8发送的检测数据；分析判断模块用于根据检测的气体浓度和扇叶转速进行判断；报警模块用于根据分析判断模块的判断结果报警或不报警。

其中，分析判断模块包括:

第一单元，其用于当可燃气体传感器6检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速为零时，判定为轻微泄漏，并驱使报警模块以第一分贝进行报警；

第二单元，其用于当可燃气体传感器6未检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速为零时，判定为未发生泄漏；

第三单元，其用于当可燃气体传感器6检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速小于第一设计阈值时，判定为少量泄漏，并驱使报警模块以第二分贝进行报警；

第四单元，其用于当可燃气体传感器6检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速大于第一设计阈值时，判定为大量泄漏，并驱使报警模块以第三分贝进行报警；其中，第三分贝大于第二分贝，第二分贝大于第一分贝；

第五单元，其用于当可燃气体传感器6未检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速不为零时，判定为检测箱体1泄露。

从而数据处理报警装置可根据泄漏的不同情况进行向的报警，向现场值班人员和控制中心发出报警，及时处理报警事件；可以理解的是可根据泄漏气体的类型，设置不同的报警阈值，产生不同级别的报警相应等，向现场值班人员和控制中心发出报警。

本申请原理：

通过以上的设置形成的圆环形夹腔空间较小，在LNG气体泄露时，由于气密小于空气，因此是向上运动的；正是由于圆环形夹腔空间的设置检测箱体1对应在待检测管体2上的区域内的任何位置发生泄露，均可以向上运动被可燃气体传感器6检测，从而可以及时检测出少量泄露的情况，另外，当泄漏量大时，产生的气流会带动扇叶7转动，因此通过其转速可以表征泄漏的严重程度。数据处理报警装置可根据泄漏的不同情况进行向的报警，向现场值班人员和控制中心发出报警，及时处理报警事件。

再者，当泄漏压重，且无法快速有效进行修补时，此时只需要将检测管4堵住，起到临时封堵的作用。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于，其包括：

检测箱体(1)，其用于安装在待检测管体(2)的设定位置处；检测箱体(1)通过密封件(3)将其内壁与待检测管体(2)的外表面形成密封的圆环形夹腔；圆环形夹腔的外径和内径之间的差值为0.3厘米-0.6厘米；

检测管(4)，其安装在所述检测箱体(1)的顶部，并与夹腔连通；检测管(4)内设有几字形安装架(5)；几字形安装架(5)底部的顶面安装有用于检测LNG气体的可燃气体传感器(6)，几字形安装架(5)底部的底面安装有竖直的连接轴，连接轴的底部转动连接有扇叶(7)，扇叶(7)上安装有用于检测其转速的速度传感器；几字形安装架(5)顶部的两侧安装有无线信号发射装置(8)，无线信号发射装置(8)与可燃气体传感器(6)和速度传感器信号连接，并用于接收检测数据；

数据处理报警装置，其与所述无线信号发射装置(8)信号连接，并用于对所述检测数据进行处理。

2.如权利要求1所述的基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于：

所述检测箱体(1)包括相互配合的第一部分(100)和第二部分(101)，第一部分(100)和第二部分(101)相接触的一侧面上均设有沿轴向延伸的半圆形通道(102)，第一部分(100)和第二部分(101)轴向上的两端均设有半圆卡槽(103)；半圆卡槽(103)与半圆形通道(102)的圆心同轴，并且半圆卡槽(103)的半径小于半圆形通道(102)的半径。

3.如权利要求2所述的基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于：

所述密封件(3)包括半圆橡胶密封条(300)、竖向橡胶密封条(301)和轴向橡胶密封条(302)；半圆橡胶密封条(300)同轴设置在半圆卡槽(103)的内壁上，竖向橡胶密封条(301)和轴向橡胶密封条(302)设置在第一部分(100)和第二部分(101)相接触的一侧面的四个边上。

4.如权利要求2所述的基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于：

所述第一部分(100)和第二部分(101)之间通过可拆连接件(9)进行连接。

5.如权利要求4所述的基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于，

所述可拆连接件(9)包括位于第一部分(100)和第二部分(101)底部的方块(900)，方块(900)上均设有上下平行的插孔(901)和插杆(902)；第一部分(100)底部的方块(900)上的插孔(901)位于插杆(902)上方，第二部分(101底部的方块(900)上的插孔(901)位于插杆(902)下方；

所述可拆连接件(9)还包括半圆卡块(903)和圆柱卡套(904)，第一部分(100)和第二部分(101)的顶部均设有半圆卡块(903)；第一部分(100)和第二部分(101)顶部的半圆卡块(903)在第一部分(100)和第二部分(101)连接时，形成完整的圆柱；圆柱卡套(904)内径大于等于圆柱的外径。

6.如权利要求5所述的基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于：

所述半圆卡块(903)的圆弧周身上设有多个弹性竖条；

所述第一部分(100)底部的方块(900)的数量为两个，顶部的半圆卡块(903)的数量为两个；所述第二部分(101)底部的方块(900)和顶部的半圆卡块(903)的数量和设置位置与第一部分(100)相同。

7.如权利要求2所述的基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于：

所述第一部分(100)和第二部分(101)的顶部设有相对应的半圆形连接片(104)

所述检测管(4)内壁的下部设有环形的弹性密封条；当第一部分(100)和第二部分(101)连接时，半圆形连接片(104)形成连接管；检测管(4)套设在连接管上，并且弹性密封条被挤压。

8.如权利要求1所述的基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于，

所述检测箱体(1)采用聚丙烯或聚乙烯材料制成。

9.如权利要求1所述的基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于：

所述数据处理报警装置包括数据接收模块、分析判断模块和报警模块；

所述数据接收模块用于接收无线信号发射装置(8)发送的检测数据；分析判断模块用于根据检测的气体浓度和扇叶转速进行判断；报警模块用于根据分析判断模块的判断结果报警或不报警。

10.如权利要求9所述的基于LNG冷能发电系统的检测报警装置，其特征在于,所述分析判断模块包括:

第一单元，其用于当可燃气体传感器(6)检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速为零时，判定为轻微泄漏，并驱使报警模块以第一分贝进行报警；

第二单元，其用于当可燃气体传感器(6)未检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速为零时，判定为未发生泄漏；

第三单元，其用于当可燃气体传感器(6)检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速小于第一设计阈值时，判定为少量泄漏，并驱使报警模块以第二分贝进行报警；

第四单元，其用于当可燃气体传感器(6)检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速大于第一设计阈值时，判定为大量泄漏，并驱使报警模块以第三分贝进行报警；其中，第三分贝大于第二分贝，第二分贝大于第一分贝；

第五单元，其用于当可燃气体传感器(6)未检测到LNG气体，且速度传感器检测的转速不为零时，判定为检测箱体(1)泄露。