一种天然气加臭设备预警系统及预警方法与流程

1.本发明涉及天然气加臭技术领域，具体涉及一种天然气加臭设备预警系统及预警方法。


背景技术：

2.天然气因为其绿色环保及经济实惠等优点逐渐取代煤炭和石油成为工业和生活中必不可少的能源之一。天然气主要成分烷烃，其中甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷，此外一般有硫化氢、二氧化碳、氮和水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体，如氦和氩等。目前，天然气在送到最终用户之前，为助于泄漏检测，还要用加臭剂来给天然气添加气味，使其能够在发生天然气泄漏时能即使的对用户进行预警和提醒，燃气中臭剂最少量应符合以下规定：1、有毒燃气泄漏到空气中达到对人体允许的有害浓度之前应察觉；2、无毒燃气泄漏到空气中，达到爆炸下限的20％时，应能察觉。因此，天然气输入到各用户之前，都经过了加臭装置的加臭处理。
3.天然气加臭装置中，加臭剂存储罐在使用一段年限后会出现漏液现象，一般出现漏液现象后，甚至有时会无人发现，导致严重泄漏，而有时现场操作人员会闻到臭味后，会通知相关维修人员进行维修，但由于没有控制措施，在操作人员通知维修人员至维修人员到达现场维修好泄露位置之间会存在一段时间，在该时间内，加臭剂会持续泄露，造成加臭剂存储罐泄露出的加臭剂大面积的挥发扩散，增加了对操作人员工作环境的污染程度。
4.另一方面，现有加臭装置中加臭剂的具体剩余量，也是不可目视化的，即使有些能够目视化，但也还要根据工作人员的经验来判断补液的大概时间，如发生遗忘或换班未交接好工作，也没有报警提示等功能来提醒工作人员及时补液。再有，天然气加臭过程中有时会因为压力、温度、用户用气峰值等各方面的原因从而导致天然气回流到加臭设备中，从而因天然气输气管道中甲烷回流导致泄漏而引发事故，危害安全性，因此针对然气输气管道中甲烷回流的检测及有效预警也是目前所亟待解决的。


技术实现要素：

5.为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种天然气加臭设备预警系统及预警方法，能预警天然气加臭设备加臭剂浓度不足，减小加臭剂浓度不足对天然气管道末端浓度不足的影响；预警加臭系统加臭剂泄漏情况，提高工作人员安全性；预警天然气泄漏，提高工作人员安全性，解决了上述背景技术中提到的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种天然气加臭设备预警系统，所述预警系统包括：加臭模块、上位机(1)、液位检测模块、泄漏采集模块、plc自动控制模块；所述plc自动控制模块与上位机(1)通讯连接，通过上位机能进行目视化警报工作；所述plc自动控制模块包括plc自动控制箱(9)。
7.优选的，所述的加臭模块包括加注隔膜泵(6)和加臭剂液罐(4)，所述注隔膜泵与加臭剂液罐连接，所述加注隔膜泵(6)通过电气连线与plc自动控制箱(9)连接，通过plc自
动控制箱发出的信号实时的调节加注隔膜泵(6)向天然气输气管线(10)的加注频率。
8.优选的，所述的液位检测模块包括磁翻板液位计(3)和电磁液位计(5)，所述磁翻板液位计(3)设置在加臭剂液罐的罐体侧壁上，能实现现场加臭剂液罐液位目视化；所述电磁液位计(5)与plc自动控制箱(9)通过电气连线连接，将当前液位信号传输至plc自动控制箱中；所述电磁液位计具有自我检定与报警功能，电磁液位计收集每日液位数据，自行进行自检，并且将自我检定值与报警值信号传输至plc自动控制箱中。
9.优选的，所述的泄漏采集模块包括丙烯酸甲酯检测仪(7)和甲烷检测仪(2)，所述丙烯酸甲酯检测仪(7)和甲烷检测仪(2)均通过电气连线与plc自动控制箱(9)连接；所述丙烯酸甲酯检测仪(7)设置在加臭剂液罐罐体外部的左下侧，距离地面高度为20-30cm；所述甲烷检测仪(2)设置在加臭剂液罐罐体外部的右上侧，靠近柜体顶部的位置。
10.优选的，所述的上位机(1)内设置有警报模块和加臭剂预期天数显示屏(16)，所述警报模块包括5个警报装置，分别是绿色警报闪烁灯(11)、黄色警报闪烁灯(12)、紫色警报闪烁灯(13)、红色警报闪烁灯(14)和蓝色警报闪烁灯(15)。
11.优选的，所述丙烯酸甲酯检测仪检测到丙烯酸甲酯浓度达到5mg/m3时，所述上位机内警报模块中的绿色警报闪烁灯(11)开始启动，进行警报；丙烯酸甲酯检测仪检测到丙烯酸甲酯浓度达到10mg/m3时，所述上位机内警报模块中的黄色警报闪烁灯(12)开始启动，进行警报；丙烯酸甲酯检测仪检测到丙烯酸甲酯浓度达到20mg/m3时，所述上位机内警报模块中的紫色警报闪烁灯(13)开始启动，进行警报；所述甲烷检测仪检测到甲烷达到25ppm时，所述上位机内警报模块中的红色警报闪烁灯(14)开始启动，进行警报。
12.优选的，所述电磁液位计(5)进行自检时，当检测到加臭剂液罐内的液位低于最低液位线阈值时，发出报警信号传输至plc自动控制模块，然后通过上位机中的蓝色警报闪烁灯(15)进行警报，提醒需要进行补液工作。
13.优选的，所述的最低液位线阈值具体是15％的罐体余量。
14.优选的，所述的加臭剂液罐(4)底部设置有电磁切断阀(8)，当丙烯酸甲酯检测仪(7)检测到丙烯酸甲酯浓度达到15mg/m3时，则判断为加臭剂液罐泄漏，上位机发出信号控制plc自动控制模块对电磁切断阀进行切断，避免持续泄漏。
15.另外，为实现上述目的，本发明还提供如下技术方案：一种天然气加臭设备的预警方法，包括如下步骤：
16.s1、预警系统组装：将电磁液位计(5)、加注隔膜泵(6)、丙烯酸甲酯检测仪(7)、甲烷检测仪(2)分别通过电气连线与plc自动控制箱(9)连接，plc自动控制箱与上位机(1)通讯连接，通过上位机进行目视化警报工作；
17.s2、加臭剂预期天数显示：通过电磁液位计(5)对加臭剂液罐液位进行采集，电磁液位计收集每日液位数据，并将数据通过plc自动控制箱传输至上位机，上位机对近期加注情况与液罐余量做计算，通过加臭剂预期天数显示屏(16)将预期天数显示出来，利于工作人员计划安排补液；
18.s3、泄漏数据采集与判断：利用丙烯酸甲酯检测仪(7)检测丙烯酸甲酯浓度，判断加臭剂液罐是否存在加臭剂泄漏；利用甲烷检测仪(2)检测甲烷浓度，判断是否存在甲烷回流；
19.s4、预警：当判断为加臭剂泄漏时，根据丙烯酸甲酯检测仪检测到丙烯酸甲酯浓度
的不同数值，启动上位机内警报模块中的对应警报闪烁灯，进行警报；
20.待检测到丙烯酸甲酯浓度达到一定阈值时，对加臭剂液罐底部设置的电磁切断阀(8)采取切断操作，避免持续泄漏；
21.当判断为存在甲烷回流时，启动上位机内警报模块中的红色警报闪烁灯(14)，进行警报；
22.当检测到加臭剂液罐内的液位低于最低液位线阈值时，发出报警信号传输至plc自动控制模块，启动上位机内警报模块中的蓝色警报闪烁灯(15)，进行警报，提醒需要进行补液工作。
23.本发明的有益效果是：本发明预警系统能实现液位目视化，且能将加臭液位预期的剩余天数目视化，能即使预警并提醒工作人员进行补液；本发明系统能对加臭剂泄漏进行预警，通过对不同泄漏浓度进行不同程度的预警，并对泄漏达到一定阈值时采取切断泄漏等操作；同时本发明还能有效对甲烷回流进行预警，提高工作人员安全性。
附图说明
24.图1为本发明系统框架示意图；
25.图2为本发明系统结构示意图；
26.图3为上位机结构示意图；
27.图中，1-上位机，2-甲烷检测仪，3-磁翻板液位计，4-加臭剂液罐，5-电磁液位计，6-加注隔膜泵，7-丙烯酸甲酯检测仪，8-电磁切断阀，9-plc自动控制箱，10-天然气输气管线，11-绿色警报闪烁灯，12-黄色警报闪烁灯，13-紫色警报闪烁灯，14-红色警报闪烁灯，15-蓝色警报闪烁灯，16-加臭剂预期天数显示屏。
具体实施方式
28.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做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。
29.请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：一种天然气加臭设备预警系统，模块框架组成如图1所示，所述预警系统包括：加臭模块、上位机1、液位检测模块、泄漏采集模块、plc自动控制模块；所述plc自动控制模块与上位机1通讯连接，通过上位机能进行目视化警报工作；所述plc自动控制模块包括plc自动控制箱9。
30.进一步的，所述的加臭模块包括加注隔膜泵6和加臭剂液罐4，所述注隔膜泵与加臭剂液罐连接，所述加注隔膜泵6通过电气连线与plc自动控制箱9连接，通过plc自动控制箱发出的信号实时的调节加注隔膜泵6向天然气输气管线10的加注频率。
31.进一步的，其中，针对加臭剂液罐液体含量可目视化的液位检测模块有两种，包括磁翻板液位计3和电磁液位计5，所述磁翻板液位计3设置在加臭剂液罐的罐体侧壁上，能实现现场加臭剂液罐液位目视化；所述电磁液位计5与plc自动控制箱9通过电气连线连接，将当前液位信号传输至plc自动控制箱中；所述电磁液位计具有自我检定与报警功能，电磁液位计收集每日液位数据，自行进行自检，并且将自我检定值与报警值信号传输至plc自动控
制箱中。在现场加臭机运行过程中，最低液位线阈值是15％的罐体余量，所剩液位低于罐体余量15％需要进行补液工作。
32.在本系统中，有两种实现方式，一是通过电磁液位计采集数据获取液位余量实现，二是通过上位机对近期加注速度与液罐余量做计算，得到罐体余量低于15％的预期天数，并通过加臭剂预期天数显示屏16将预期天数显示出来，提前告知工作人员，也避免单纯的依赖于工作人员的经验来判断，避免因工作失误而导致的重大事故，更有助于提高企业运筹，增加企业灵活度。
33.进一步的，所述的泄漏采集模块包括丙烯酸甲酯检测仪7和甲烷检测仪2，所述丙烯酸甲酯检测仪7和甲烷检测仪2均通过电气连线与plc自动控制箱9连接；因丙烯酸甲酯密度大于空气，因此将丙烯酸甲酯检测仪7设置在加臭剂液罐罐体外部的左下侧，距离地面高度为20-30cm处，丙烯酸甲酯检测仪采用电化学检测原理，其通过电气连线连接至plc，plc与上位机通讯，进行目视化工作，上位机报警为丙烯酸甲酯浓度报警浓度设限5mg/m3,10mg/m3,20mg/m3等3个级别，分别目视化(不同灯光闪烁报警)于上位机中。
34.甲烷的密度大于空气，将甲烷检测仪2设置在加臭剂液罐罐体外部的右上侧，靠近柜体顶部的位置，检测加臭装置中是否还有大量甲烷，预防天然气输气管道中甲烷回流导致泄漏引发事故，有利于提高安全性。
35.进一步的，所述的上位机1内设置有警报模块和加臭剂预期天数显示屏16，所述警报模块包括5个警报装置，分别是绿色警报闪烁灯11、黄色警报闪烁灯12、紫色警报闪烁灯13、红色警报闪烁灯14和蓝色警报闪烁灯15。
36.进一步的，所述丙烯酸甲酯检测仪检测到丙烯酸甲酯浓度达到5mg/m3时，所述上位机内警报模块中的绿色警报闪烁灯11开始启动，进行警报；丙烯酸甲酯检测仪检测到丙烯酸甲酯浓度达到10mg/m3时，所述上位机内警报模块中的黄色警报闪烁灯12开始启动，进行警报；丙烯酸甲酯检测仪检测到丙烯酸甲酯浓度达到20mg/m3时，所述上位机内警报模块中的紫色警报闪烁灯13开始启动，进行警报；所述甲烷检测仪检测到甲烷达到25ppm时，所述上位机内警报模块中的红色警报闪烁灯14开始启动，进行警报。
37.进一步的，所述电磁液位计5进行自检时，当检测到加臭剂液罐内的液位低于最低液位线阈值时，发出报警信号传输至plc自动控制模块，然后通过上位机中的蓝色警报闪烁灯15进行警报，提醒需要进行补液工作。
38.进一步的，所述的加臭剂液罐4底部设置有电磁切断阀8，当丙烯酸甲酯检测仪7检测到丙烯酸甲酯浓度达到15mg/m3时，则判断为加臭剂液罐泄漏，上位机发出信号控制plc自动控制模块对电磁切断阀进行切断，避免持续泄漏。
39.一种天然气加臭设备的预警方法，包括如下步骤：
40.s1、预警系统组装：将电磁液位计5、加注隔膜泵6、丙烯酸甲酯检测仪7、甲烷检测仪2分别通过电气连线与plc自动控制箱9连接，plc自动控制箱与上位机1通讯连接，通过上位机进行目视化警报工作；
41.s2、加臭剂预期天数显示：通过电磁液位计5对加臭剂液罐液位进行采集，电磁液位计收集每日液位数据，并将数据通过plc自动控制箱传输至上位机，上位机对近期加注情况与液罐余量做计算，通过加臭剂预期天数显示屏16将预期天数显示出来，利于工作人员计划安排补液；
42.s3、泄漏数据采集与判断：利用丙烯酸甲酯检测仪7检测丙烯酸甲酯浓度，判断加臭剂液罐是否存在加臭剂泄漏；利用甲烷检测仪2检测甲烷浓度，判断是否存在甲烷回流；
43.s4、预警：当判断为加臭剂泄漏时，根据丙烯酸甲酯检测仪检测到丙烯酸甲酯浓度的不同数值，启动上位机内警报模块中的对应警报闪烁灯，进行警报；
44.待检测到丙烯酸甲酯浓度达到一定阈值时，对加臭剂液罐底部设置的电磁切断阀8采取切断操作，避免持续泄漏；
45.当判断为存在甲烷回流时，启动上位机内警报模块中的红色警报闪烁灯14，进行警报；
46.当检测到加臭剂液罐内的液位低于最低液位线阈值时，发出报警信号传输至plc自动控制模块，启动上位机内警报模块中的蓝色警报闪烁灯15，进行警报，提醒需要进行补液工作。
47.本发明预警系统能有效预警加臭机浓度不足，减小加臭剂浓度不足对天然气管道末端浓度不足影响、预警加臭机系统加臭剂泄漏情况，提高工作人员安全性、预警天然气泄漏，提高工作人员安全性。
48.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,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。