[发明专利]中低压燃气管网甲烷监测自动排空装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种天然气管道维修排空系统，具体地说是一种中低压燃气管网甲烷监测自动排空装置。解决因排气不当已引起天然气管道爆炸的问题。

背景技术

管道天然气是一种清洁、高效的能源，普遍应用于企业和家庭，同时管道天然气是有一定压力的易燃易爆危险物质，一旦因供气设施老化、技术落后、管理或使用不当发生燃气泄露将会给企业和人民群众的生命财产安全带来巨大的危害。安全供气是天然气管理单位生产经营的出发点和归宿，事关社会稳定、经济发展和公共安全的大局。

由于非法打孔盗气、抽气泵抽气、管网超期服役、老化腐蚀穿孔、分时供气等原因会造成供气管网内进入空气。天然气爆炸极限为5～15％，考虑到其混合的不均匀性，天然气含量45％以下均应视为危险区，在置换过程中，存在爆炸危险隐患。

为消除安全隐患，不影响油田居民正常生活，需要进行及时排空。目前排空工作主要是安排工作人员进行小区末端排空和居民家中自行排空。目前在排空工作中存在以下问题：

1、供气管线内的混合气体存在不安全浓度区间爆炸隐患。

2、送气后居民急于用气自行开启楼头放空阀，阀门开得过大过急，燃气流速远超3米/秒以下,压力控制在1000—5000Pa的置换排空要求。易产生静电火花及杂物碰撞火花引爆极具危险的混合气体。

3、居民自行排空时间长及开关随意，在人群密集区存在重大安全隐患。

4、居民在家中排空，对什么时候排出的气体是燃气辨别能力不强，通气不良易发生安全事故。

目前天然气管道放空有三种置换方式：有直接置换、间接置换和阻隔置换。置换放空主存在分层现象和静电现象。在气体对气体的置换过程中密度小的气体(如天然气)在密度大的气体(如空气、氮气)的上方流动，或者密度大的气体在密度小的气体下流动时，容易出现两种气体分层流动的现象，称之为分层现象。天然气置换空气或氮气的分层现象。空气或氮气置换天然气的分层现象。在置换过程中，将天然气缓慢输入到新建管道内，由于天然气的密度小，相对密度一般为0.6左右，天然气就会在管道的上部流动，而位于管道下部的空气或氮气就会滞留在管道内。当检测人员从出口取样检测时，仪器会显示体积分数为100%的天然气，如果此时停止置换，滞留在管道内的空气将与天然气混合，非常可能形成爆炸性混合气体，在用户使用时发生危险。这种情况会给安全运行带来极大的隐患。静电累计也是引起天然气管道爆炸的主要因素。

发明内容

本发明的目的是提供一种一种中低压燃气管网甲烷监测自动排空装置，克服上述已有技术存在的缺陷。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：

本发明包括控制柜和放气管路，其特征在于：在控制柜内设有控制器、报警器和电源，在放气管路上从始端到末端逐序设有截止阀、甲烷传感器、压力传感器、放气电磁阀、气体流量计和单向阀；甲烷传感器,压力传感器、放气电磁阀、气体流量计和报警器的信号线分别与控制器的对应接口相联，控制器和报警器的电源接口与电源相联；所述中低压燃气管网甲烷监测自动排空装置将压力传感器所检测到的压力参数传给控制器，压力由低到高时控制器指令甲烷传感器开始检测甲烷含量，检测到甲烷含量小于50%时控制器指令电磁阀打开自动排空，气体流量计计量排空气量，同时指令报警器报警，甲烷含量达到50%以上时停止排空，进入正常供气，确保用户用气不在甲烷的爆炸极限5～15%的范围内。

甲烷传感器检测气体浓度时的压力极限，下限设为500Pa，上限设为1500Pa，压力低于下限500Pa时，控制器记录此时状态，压力恢复1500Pa时给甲烷气体传感器供电检测甲烷浓度，甲烷浓度正常则给甲烷传感器断电停止工作，浓度低于设定值，进行排空并持续检测。

甲烷传感器是采用在线固定式红外可燃气体检测仪,甲烷传感器探头与预过滤器设为一体。

自动控制器是采用西门子PLC控制器作为系统的主控制器。

本发明与已有技术相比具有以下优点

1、在维修气管网后按甲烷含量大于甲烷的爆炸极限为5～15%的指标给用户开始供气，防止了用户因点不着炉长时间放气引起的爆炸，确保了用户的安全。

2、排气启闭、排气时间根据管网压力和甲烷含量实现了自动控制，做到了无人值守，减少了排气量，节省了天然气，减少了环境污染。

3、甲烷传感器是采用在线固定式红外可燃气体检测仪，甲烷含量检测精度高。

4、自动控制器是采用西门子PLC控制器作为系统的主控制器在线页面清晰，控制灵敏，使用寿命长。

附图说明

图1-控制柜结构示意图