CN212900931U - 一种用于气体供气站的监测控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于工业气体领域，具体说是一种用于气体供气站的监测控制系统，包括：PLC，以及在储罐至用气终端的管路上依次设有的汽化器、温度传感器、切断阀、减压阀组和管道压力传感器；所述储罐设有旁路，旁路上设有储罐压力传感器；所述储罐的增压管路上设有增压切断阀，所述增压切断阀与增压设备连接；所述储罐的放空管路上设有放空排放阀，所述放空排放阀接入大气；所述储罐压力传感器、增压切断阀、放空排放阀、温度传感器、切断阀和管道压力传感器均与PLC连接。本实用新型的优点在于，通过PLC控制系统接收各传感器的状态信号，实现自动控制功能，从根本上减小了人工操作失误带来的风险。

Description

一种用于气体供气站的监测控制系统

技术领域

本实用新型属于工业气体领域，具体说是一种用于气体供气站的监测控制系统。

背景技术

随着时代的快速进步，各行业对贮存和输送低温液体的需求显著提高，但现有国内供气站供气系统基本上都是人工机械化操作，还没有实现智能的自动控制和远程监控，对液氮储罐内压力是否超压，汽化器出口端温度过低以及管道用气终端压力不平稳的故障现象往往需要人工巡查，需要得到通知后进行人工处理，对人员以及供气站都造成了潜在的安全隐患。

现有的供气系统当供气系统发生超压现象，由液氮储罐上的安全阀自行起跳，但是起跳后的低温条件，造成安全阀可能不回座，导致气体一直排放，进而造成了大量的气体浪费，并且气体散发还会导致起火或者操作人员窒息、中毒风险。其次，现有供气系统的汽化器后端温度时常过低还会导致管道和阀门结冰失效的现象。此外，现有的供气站供气系统存在用气终端压力不平稳，供气过程中会残存少量杂质，对供气站以及被供气的客户造成了爆炸、火灾等严重的安全隐患，因此，气体供气站的自动监测控制显得尤为重要。

实用新型内容

针对上述存在的问题，本实用新型目的是提供一种用于气体供气站的监测控制系统，在PLC控制系统接收到供气站供气系统的超压、低温等信号后，迅速通过控制与PLC控制系统相连的切断阀来控制管路的开闭并进行报警，实现现场的自动控制排除隐患，并及时通知办公室人员及时处理故障问题。

本实用新型为实现上述目的所采用的技术方案是：一种用于气体供气站的监测控制系统，包括：PLC，以及在储罐至用气终端的管路上依次设有的汽化器、温度传感器、切断阀、减压阀组和管道压力传感器；

所述储罐设有旁路，旁路上设有储罐压力传感器；

所述储罐的增压管路上设有增压切断阀，所述增压切断阀与增压设备连接；

所述储罐的放空管路上设有放空排放阀，所述放空排放阀接入大气；

所述储罐压力传感器、增压切断阀、放空排放阀、温度传感器、切断阀和管道压力传感器均与PLC连接。

所述旁路还设有第一压力计。

所述储罐与放空排放阀之间的放空管路上设有安全阀A。

所述汽化器入口上设有低温切断阀，所述低温切断阀与PLC连接。

所述减压阀组包括并联的一条主管路和至少一条支管路，所述主管路上设有蝶阀，所述蝶阀的进气管路和出气管路上分别设有第二压力计、第三压力计；所述支管路设有气动阀以及设置在气动阀进气管路和出气管路的蝶阀。

所述主管路上的蝶阀进气管路和出气管路上均设置安全阀B。

所述切断阀与减压阀组之间设有过滤器。

所述减压阀组与压力传感器之间设有三片式球阀。

所述减压阀组与三片式球阀之间还设有用于对气体进行取样的分析阀。

所述增压切断阀、放空排放阀、切断阀、低温切断阀均为电控切断阀。

本实用新型具有以下有益效果及优点：

1.本实用新型中液氮储罐上设有放空排放阀以及设在液氮储罐外的安全阀，保证了液氮储罐内压力的稳定，且安全阀在放空排放阀基础上起到了双重保险的作用。

2.本实用新型在供气系统上采用了减压阀组的设计，通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的，使管道中介质出口压力低于进口压力，并保持出口压力近于恒定，解决了用气终端压力过大的风险。

3.本实用新型的供气站供气系统，将汽化器汽化后的液氮经过滤器过滤残渣及水蒸气凝结的水、在通过分析阀进行取样分析检测，直接供给下游用户，实现高纯度的气体利用。

4.本实用新型通过PLC控制系统接收各传感器的状态信号，实现自动控制功能，从根本上减小了人工操作失误带来的风险。

5.本实用新型在供气系统送气点处设有管道压力传感器，用气终端压力稳定，保障了下游用户的平稳用气。

6.本实用新型在结构上设有多个阀，对装在管道上的阀门可直接在线检查与维修，能有效减少装置停车，降低成本。

附图说明

图1本实用新型的系统结构示意图；

其中，1为储罐，2为安全阀A，3为放空排放阀，4为增压切断阀，5为低温切断阀，6为汽化器，7为温度传感器，8为切断阀，9为过滤器，10为减压阀组，11为分析阀，12为管道压力传感器，13为PLC，14为声光报警电路，15为储罐压力传感器；

图2本实用新型的储罐位置处局部放大图；

其中，16为第一压力计，17为增压装置；

图3本实用新型的减压阀组结构示意图；

其中，18为第二压力计，19为安全阀B，20为第三压力计，21为蝶阀，22为气动阀。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步的详细说明。

如图1所示，为本实用新型的系统结构示意图，一种用于气体供气站的监测控制系统，从供液源至用气终端的管路上设有储罐1，本实施例中，管路采用φ45×3的不锈钢材质管路，本实用新型包括：PLC 13，以及在储罐1至用气终端的管路上依次设有的汽化器6、温度传感器7、切断阀8、减压阀组10和管道压力传感器12；

储罐压力传感器15设在储罐1的旁路上，且储罐压力传感器15与PLC 13连接；

汽化器6的排出流量为1000m³/h，在汽化器6入口处设有低温切断阀5，通过温度传感器反馈的温度信号实现对汽化入口的切断，实现了精准对故障点进行抓取的便利。

切断阀8与减压阀组10之间设有用于过滤出站气体中的颗粒杂质及水的过滤器9，过滤器9的滤芯可以更换，更换下的滤芯经清洗后可重复使用。

减压阀组10与压力传感器12之间设有三片式球阀，三片式球阀可为自动和手动两种方式，开闭迅速，从全开到全关只要旋转90°，便于远距离的控制，可直接与PLC 13连接；本实施例采用的是手动三片式球阀，手动三片式球阀具有结构简单、体积小、重量轻，便于操作人员对于故障点处的三片式球阀进行拆卸，检修或更换。

减压阀组10与三片式球阀之间还设有用于对气体进行取样的分析阀11，分析阀11取样后操作人员通过样品进行检测化验，保障下游用户的用气纯度。

用气终端输出口处设有的管道压力传感器12，由于减压阀组10作用在于保持出口压力近于恒定，因此，管道压力传感器12可对减压阀组是否存在故障进行判断，并实时发送给PLC 13压力信号，PLC 13对压力信号判断开闭切断阀8。

储罐压力传感器15、增压切断阀4、放空排放阀3、低温切断阀5、温度传感器7、切断阀8和管道压力传感器12均与PLC 13连接。其中，储罐压力传感器15、温度传感器7以及管道压力传感器12可通过PLC 13进行监控,增压切断阀4、放空排放阀3、切断阀8、低温切断阀5均为电控阀，可通过PLC 13实现远程控制。

PLC 13还设有用于根据电控切断阀及传感器发送的信号判定是否提出预警的声光报警电路14，当发生储罐内压超压、汽化器输出端温度过低以及送气终端管道内部压力过高等故障时，声光报警器进行报警提示值守人员。

如图2所示，为本实用新型的储罐位置处局部放大图，其中，储罐1设有旁路，旁路上设有储罐压力传感器15，储罐压力传感器15与PLC 13连接，储罐压力传感器15储罐内部压力信号传递给PLC 13进行实时监测；旁路还设有第一压力计16，操作人员还可通过第一压力计16直接观测储罐内压力数值；

供液源通过分向管路(一条主管路引出两条分支管路)的分支分别与储罐底部和储罐顶部连接，其中，储罐顶部与分向管路之间设有球阀V1，储罐底部与分向管路之间设有球阀V2，通过分向管路可平衡罐内压力保持稳定；储罐底部输出介质端依次通过球阀V3和球阀V4与汽化器连接；

球阀V1、V2、V3和V4的结构简单，在管路中主要用来做切断、分配和改变介质的流动方向，只需要用旋转90度的操作和很小的转动力矩就能关闭严密，且便于在线进行检查与维修。

储罐1的增压管路上设有增压切断阀4，增压切断阀4与增压设备17连接，增压设备包括：储罐增压器、增压泵、蒸汽增压设备等任选一种。

储罐1的放空管路上设有放空排放阀3，所述放空排放阀3接入大气；

储罐1与放空排放阀3之间的放空管路上设有安全阀A，当放空排放阀3在排气过程中，储罐1内部压力远大于放空排放阀3输出端的压力时，安全阀A实现自动起跳，为储罐1内压力排压，实现对储罐1超压的双重保护。

如图3所示，为本实用新型的减压阀组结构示意图，减压阀组10包括并联的一条主管路和至少一条支管路，所述主管路上设有蝶阀21，所述蝶阀21的进气管路和出气管路上分别设有第二压力计18、第三压力计20，便于操作人员对于该减压阀组的现场观测；所述支管路设有气动阀22以及设置在气动阀22进气管路和出气管路的蝶阀B。

主管路上的蝶阀21进气管路和出气管路上均设置安全阀19。

减压阀组10的设计结构可为多条支管路，可增加与主管路并联的支管路，本实施例中，减压阀组10通过改变节流面积，使流速及流体的动能改变，造成不同的压力损失，从而达到减压的目的，使管道中介质出口压力0.6～0.8MPa低于进口压力1.0～1.6MPa，并保持出口压力近于恒定，解决了用气终端压力过大的风险。

本实用新型的工作原理：

液体介质源通过分向管路上的球阀V1、V2分别输入到储罐1内，储罐1内的液体介质通过汽化器6汽化成气体后通过过滤器9进行过滤，过滤后的气体经减压阀组10进行降压，使得减压阀组10出口压力保持稳定，通过减压阀组10的气体少部分被分析阀11取样，操作人员定期对采样气体进行分析化验，检测是否存在杂质，另一部分气体输送到用气点供用户使用。

当整套供气系统中的储罐内部压力出现超压时，PLC 13检测到储罐压力传感器15发送的压力信号，压力信号超过设定阈值，随后，PLC 13会将控制信号发送给增压切断阀4使其关闭，同时PLC 13发送控制信号至放空排放阀3使其打开进行排放，声光报警器进行报警；若储罐后期罐内的压力趋于稳定时，关闭声光报警器，恢复增压切断阀4开启，并关闭放空排放阀3；若储罐后期罐内的压力仍逐渐增高，设置在放空排放阀3上放空管路的安全阀A自动跳起，排放过载的压力，最后操作人员再进行检修。

当整套供气系统中PLC 13检测到汽化器6出口处的温度传感器7发送的温度信号低于设定温度阈值时，PLC 13将发送控制信号给低温切断阀5使其切断，声光报警器开启。当PLC 13检测到管道压力传感器12的压力超过设定阈值时，PLC 13将发送控制信号给切断阀8使其切断，声光报警器开启。以上控制系统均为一个独立的单元，统一设计在一个整体的PLC监测控制系统中。

Claims (10)

1.一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，包括：PLC，设置于储罐的压力传感器、增压切断阀、放空排放阀，以及在储罐至用气终端的管路上依次设有的汽化器、温度传感器、切断阀、减压阀组和管道压力传感器；

所述储罐设有旁路，旁路上设有储罐压力传感器；

所述储罐的增压管路上设有增压切断阀，所述增压切断阀与增压设备连接；

所述储罐的放空管路上设有放空排放阀，所述放空排放阀接入大气；

所述储罐压力传感器、增压切断阀、放空排放阀、温度传感器、切断阀和管道压力传感器均与PLC连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，所述旁路还设有第一压力计。

3.根据权利要求1所述的一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，所述储罐与放空排放阀之间的放空管路上设有安全阀A。

4.根据权利要求1所述的一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，所述汽化器入口上设有低温切断阀，所述低温切断阀与PLC连接。

5.根据权利要求1所述的一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，所述减压阀组包括并联的一条主管路和至少一条支管路，所述主管路上设有蝶阀，所述蝶阀的进气管路和出气管路上分别设有第二压力计、第三压力计；

所述支管路设有气动阀以及设置在气动阀进气管路和出气管路的蝶阀。

6.根据权利要求5所述的一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，所述主管路上的蝶阀进气管路和出气管路上均设置安全阀B。

7.根据权利要求1所述的一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，所述切断阀与减压阀组之间设有过滤器。

8.根据权利要求1所述的一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，所述减压阀组与管路压力传感器之间设有三片式球阀。

9.根据权利要求8所述的一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，所述减压阀组与三片式球阀之间还设有用于对气体进行取样的分析阀。

10.根据权利要求1或4所述的一种用于气体供气站的监测控制系统，其特征在于，所述增压切断阀、放空排放阀、切断阀、低温切断阀均为电磁阀。

Images