一种智能型自动复位防泄漏煤气排水监测系统的制作方法

本发明涉及一种智能型自动复位防泄漏煤气排水监测系统。

背景技术：

目前钢铁行业煤气管网系统上使用煤气排水器，虽然都在排水器的末端配带防泄漏装置，同时在低温地区的排水器都配带伴热装置，在系统煤气超压时、水封被击穿时通过防泄漏装置可以实现将煤气封堵住，同时在环境温度达到“冰点”或“冰点”以下时，开启电伴热或蒸汽伴热装置，可实现排水器内腔不结冰并且正常排水。目前钢铁钢铁行业传统做法是：通过人员定期巡检的方式对排水器实时工作状态进行逐台检查和记录。但是由于钢铁行业煤气管网覆盖范围大，排水器数量多且分布范围广，造成巡检工作量大同时巡检工作不可能24小时连续进行，在现有条件下可能造成某个区域的排水器漏检，产生安全隐患。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构合理，功能齐全、使用效果显著、使用和维护便捷的智能型自动复位防泄漏煤气排水监测系统，在煤气排水器在线工作时，由于系统煤气瞬间超压且水封被击穿时可实现防泄漏装置自动关闭，阻止煤气外漏；煤气压力恢复正常时防泄漏装置自动复位，同时对排水器的自动补水，确保系统安全运行。管网系统长时超压，则防泄漏装置和防爆电磁阀关闭，防止煤气外泄，并自动报警提醒巡检人员。同时可通过手机app或中央数据处理系统（物联网）对在线运行的排水器的工作状态（水位、压力、温度，一氧化碳浓度）进行一对一实时监控、分析，帮助巡检人员及时处置应急事件确保排水器安全运行,该监测系统具备系统联锁、巡检记录及数据追溯及报警功能。

为达到上述目的，本发明提供一种智能型自动复位防泄漏煤气排水监测系统，包括自动排气复位装置及防爆电磁阀；自动排气复位装置的侧面通过事故切断阀和煤气防泄漏装置的装置壳体下部连通，顶部通过防爆电磁阀和煤气防泄漏装置的装置壳体上部连通；煤气防泄漏装置通过排水器出水管与排水器的排水器壳体底部连接；排水器壳体顶面设防爆液位传感器、防爆端子盒、防爆报警灯和冷凝水入口阀；排水器壳体侧面从上至下依次设防爆压力变送器、电动补水阀和防爆温度传感器；排水器壳体侧面顶部设煤气浓度检测仪；排水器壳体正面设防爆控制箱。

进一步的,冷凝水入口阀通过密封垫、紧固件和排水器的冷凝水入口管法兰连接。

进一步的,排水器包括：排水器内部连接管、排水器底部排污手孔、排水器出水管、冷凝水溢流管、排水器冷凝水排水管、排水器壳体；排水器出水管从防爆温度传感器相对面的排水器壳体底部伸出，排水器出水管上设排水器冷凝水排水管，排水器冷凝水排水管上部法兰与煤气防泄漏装置下端法兰通过密封垫、紧固件连接，实现排水器和防泄漏装置连通及冷凝水排放；冷凝水溢流管接收从煤气防泄漏装置的溢流口流出的冷凝水。

进一步的,防爆压力变送器通过检修阀与排水器内腔连通，防爆压力变送器通过压力变送器固定架固定于排水器壳体上部。

进一步的,电动补水阀设在排水器壳体中部，包括：补水止回阀、补水管、补水管法兰；补水管一端和排水器壳体焊接并和排水器内腔连通，另一端通过密封垫、紧固件、补水管法兰和电动补水阀连接；电动补水阀和补水止回阀通过密封垫、紧固件连接。

进一步的,防爆温度传感器通过检修阀和排水器内腔连通，防爆温度传感器通过温度传感器固定架固定于排水器壳体下部。

进一步的,煤气防泄漏装置包括：装置壳体和防泄漏装置指示杆、事故切断阀、排气管、信号开关、信号开关连接架；排气管的一端和事故切断阀通过螺纹连接，排气管另一端焊接在煤气防泄漏装置的装置壳体上、信号开关固定在信号开关连接架上、信号开关连接架通过紧固件连接在装置壳体顶部。

进一步的,自动排气复位装置包括：自动复位装置进口法兰、排污螺塞、密封圈、密封板、导向杆、弹簧、盖、调节杆、复位装置的出口管、防爆电磁阀；自动复位装置进口法兰和自动排气复位装置内腔连通并焊接在其壳体上，排污螺塞安装在自动排气复位装置底部；密封圈镶嵌固定在自动排气复位装置的壳体上，壳体和盖的圆形平板通过密封垫、紧固件连接紧固；密封板固定在导向杆上，弹簧安装在盖的圆管内，导向杆穿过弹簧内孔，调节杆通过螺纹旋入盖的圆管内并压住弹簧；导向杆插入调节杆的内孔进行导向定位；复位装置出口管焊接在盖的圆形平板上；防爆电磁阀分别和复位装置出口管及和排气管通过紧固、密封垫连接紧固。排水器正常工作时，煤气防泄漏装置处于开启状态时，冷凝水经排水器和防泄漏装置正常排水。密封板在弹簧作用下压紧密封圈，自动复位装置处于关闭状态；同时防爆电磁阀处于关闭状态。煤气超压水封被击穿时防泄漏装置关闭，指示杆上伸、指示杆上部靠近信号开关，信号开关将防泄漏装置关闭的反馈信号传输至防爆控制箱，同时超压煤气气流将密封板顶开，封闭在防泄漏装置和排水器出口之间的“憋气”（超压煤气）将密封板顶开，超压煤气通过自动排气复位装置，进入防爆电磁阀，防爆控制箱发出指令，防爆电磁阀延时（设定5s）开启，“憋气”瞬间（设定20s）向外排放干净。煤气压力恢复正常后，防泄漏自动复位，防泄漏装置指示杆回落，信号开关的反馈信号消失，同时密封板在弹簧作用下回落压紧密封圈；防爆控制箱发出指令，防爆电磁阀自动关闭。

进一步的,煤气浓度检测仪通过煤气浓度检测仪固定架设置在排水器壳体顶部。

进一步的,防爆液位传感器通过液位传感器连接管和排水器（低压室）连通。

进一步的,防爆端子盒通过端子盒连接架焊接固定于排水器壳体上。

进一步的,防爆控制箱通过紧固件连接固定在排水器壳体正面，通过控制线、防爆端子盒和仪表、阀门、防爆报警灯及外部电源连接。

进一步的,防爆报警灯通过防爆报警灯固定架固定在排水器壳体顶部。

本发明将封闭在防泄漏装置和排水器出口之间的“憋气”（超压煤气）排除，实现防泄漏装置自动复位、排水器自动补水。同时可通过手机app或中央数据处理系统（物联网）对在线运行的排水器的工作状态（液位、压力、温度，一氧化碳浓度）进行一对一实时监控、数据传输、比对分析，监测系统具备系统联锁、巡检记录、数据追溯及界面警示和报警功能，帮助巡检人员及时采取安全处置措施确保排水器安全运行。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明防爆控制箱的功能面板图。

图中，1.冷凝水入口阀、2.排水器、3.压力变送器连接管、4.检修阀、5.防爆压力变送器、6.压力变送器固定架、7.补水止回阀、8.电动补水阀、9.补水管、10.补水管法兰、11.防爆温度传感器、12.温度传感器连接管、13.检修阀、14.、温度传感器固定架、15.排水器内部连接管、16.排污手孔、17.排水器出水管、18.冷凝水溢流管、19.排水器冷凝水排水管、20.煤气防泄漏装置、201.防泄漏装置指示杆、21.事故切断阀、22.自动复位装置进口法兰、23.自动排气复位装置、24.排污螺塞、25.密封圈、26.密封板、27.导向杆、28.弹簧、29.盖、30.调节杆、31.复位装置的出口管、32.防爆电磁阀、33.排气管、34.信号开关、35.信号开关连接架、36.煤气浓度检测仪、37.煤气浓度检测仪固定架、38.防爆液位传感器、39.液位传感器连接管、40.防爆端子盒、41.端子盒连接架、42.防爆控制箱、43.防爆报警灯、44.防爆报警灯固定架、45.排水器壳体。

具体实施方式

以下结合附图通过具体实施例对本发明作进一步的描述，这些实施例仅用于说明本发明，并不是对本发明保护范围的限制。

如图1所示，一种智能型自动复位防泄漏煤气排水监测系统，包括自动排气复位装置23及防爆电磁阀32；自动排气复位装置23的侧面通过事故切断阀21固定在煤气防泄漏装置20的装置壳体下部，顶部通过防爆电磁阀32固定在煤气防泄漏装置20的装置壳体上部；煤气防泄漏装置20通过排水器出水管17与排水器2的排水器壳体45底部连接；排水器壳体45顶面设防爆液位传感器38、防爆端子盒40、防爆报警灯43和冷凝水入口阀1。排水器壳体45侧面从上至下依次设防爆压力变送器5、电动补水阀8和防爆温度传感器11；排水器壳体45正面设防爆控制箱42。

冷凝水入口阀1通过密封垫、紧固件和排水器2的冷凝水入口管法兰连接。冷凝水入口阀1作为冷凝水的截流装置，入口端和冷凝水下降管连接，出口端和排水器2进口端连接。排水器2正常工作时，冷凝水入口阀1处于开启状态；当管网煤气煤气持续超压或排水器需检修、清理时，冷凝水入口阀1关闭。

排水器2包括：排水器内部连接管15、排水器2底部的排污手孔16、排水器出水管17、冷凝水溢流管18、排水器冷凝水排水管19、排水器壳体45；排水器出水管17从防爆温度传感器11相对面的排水器壳体45底部伸出，排水器出水管17上设排水器冷凝水排水管19。排水器内部连接管15分别和排水器壳体45内部焊接，排水器壳体45为一个封闭容器，排水器2内腔注满水，形成有效高度的水封，外部管网和管道冷凝水进入排水器2内腔，通过有效水封将煤气封堵，冷凝水通过排水器内部连接管15、排水器出水管17、排水器冷凝水排水管19、煤气防泄漏装置20流出，经冷凝水溢流管18收集后集中排放。排水器2内腔需要清理时，分别打开排水器2底部的排污手孔16，清理完毕后密封并关闭排污手孔16。

防爆压力变送器5通过检修阀4和排水器2内腔连通。压力变送器连接管3的一端焊接在排水器2（第一室上部）和排水器2内腔连通，另一端通过检修阀4和防爆压力变送器5连接，压力变送器固定架6和防爆压力变送器5通过螺栓连接，压力变送器固定架6焊接固定于排水器壳体45上。防爆压力变送器5检测排水器2内腔的煤气压力，通过物联网平台将实时的压力数据传输至终端用户。

电动补水阀8设在排水器2中部，包括：补水止回阀7、补水管9、补水管法兰10；补水管9一端和排水器壳体45焊接和排水器2内腔连通，另一端通过密封垫、紧固件、补水管法兰10和电动补水阀8连接；电动补水阀8和补水止回阀7通过密封垫、紧固件连接。高液位时电动补水阀8自动关闭，低液位和报警液位时电动补水阀8自动开启。在排水器2内腔煤气超压且处于低液位或报警液位时、电动补水阀8处于开启状态时，同时外部补水管网出现故障且排水器内腔煤气压力大于补水管水压时，补水止回阀7自动关闭以阻止煤气“倒灌”入补水管网，消除安全隐患。

防爆温度传感器11安装在排水器2的第一室下部，检测排水器内腔的水温，通过物联网平台将实时的温度数据传输至终端用户。温度传感器连接管12的一端焊接在排水器2（第一室下部）和排水器2内腔连通，另一端通过检修阀13和防爆温度传感器11连接，温度传感器固定架14和防爆温度传感器11通过螺栓连接，温度传感器固定架14焊接固定于排水器壳体45上。

所述煤气防泄漏装置20为现有成熟技术。煤气防泄漏装置20包括：装置壳体和防泄漏装置指示杆201、事故切断阀21、排气管33、信号开关34、信号开关连接架35；事故切断阀21和排气管33分别焊接在煤气防泄漏装置20的装置壳体上。信号开关34固定在信号开关连接架35上，信号开关连接架35通过紧固件连接在装置壳体顶部。装置壳体下部和排水器冷凝水排水管19连接，在外部管网煤气超压或排水器处于亏水（报警水位）状态时，煤气防泄漏装置20关闭，可靠切断煤气外漏。煤气防泄漏装置20通过事故切断阀21和自动复位装置进口法兰22连接。排水器2内腔的被封闭的超压煤气进入自动排气复位装置23。事故切断阀21在自动排气复位装置23或防爆电磁阀32出现故障或需要检修或时可人工在线关闭。在超压煤气流的冲击下在煤气防泄漏装置关闭，防泄漏装置指示杆201上伸，防泄漏装置指示杆201上部靠近信号开关34、同时信号开关34发出防泄漏装置20已关闭的反馈信号，通过物联网平台将排水器实时工作状态传输至终端用户，告示巡检人员排水器水封处于击穿状态、排水器处于报警液位状态或煤气处于持续超压状态。持续超压状态时可同时现场报警。

所述自动排气复位装置23包括：自动复位装置进口法兰22、排污螺塞24、密封圈25、密封板26、导向杆27、弹簧28、盖29、调节杆30、复位装置的出口管31、防爆电磁阀32。盖29由圆形平板和该平板焊接在一起的圆管组成。自动复位装置进口法兰22和自动排气复位装置23内腔连通并焊接在其壳体上，排污螺塞24安装在自动排气复位装置23底部；密封圈25为环形橡胶圈、镶嵌并固定在自动排气复位装置23的壳体上；自动排气复位装置23的壳体和盖29的圆形平板通过密封垫、紧固件紧固连接；密封板26固定在导向杆27上，密封板26为圆形平板，其外径大于密封圈25的外圆、同时密封板26外径小于自动排气复位装置23的壳体内孔；弹簧28安装在盖29的圆管内，导向杆27穿过弹簧28内孔，调节杆30通过螺纹旋入盖29的圆管内并压住弹簧28；导向杆27插入调节杆30的内孔进行导向定位；复位装置出口管31和盖29的圆形平板焊接，并和自动排气复位装置23的内腔连通；防爆电磁阀32分别和复位装置出口管31及和排气管33通过紧固件、密封垫连接紧固。排水器2正常工作时，煤气防泄漏装置20处于开启状态，冷凝水经排水器2和煤气防泄漏装置20的溢流口正常排水。密封板26在弹簧28的作用下压紧密封圈25，同时防爆电磁阀32处于关闭状态。煤气超压水封被击穿时，防泄漏装置指示杆201上伸，防泄漏装置指示杆201上部靠近信号开关34、信号开关34发出防泄漏装置20已关闭的反馈信号，超压煤气气流将密封板26顶开，密封板26脱离密封圈25，封闭在防泄漏装置和排水器出口内“憋气”（超压煤气）通过自动排气复位装置23及复位装置的出口管31进入防爆电磁阀32，防爆控制箱42发出指令、防爆电磁阀32延时（设定5s）开启，“憋气”瞬间向外排放（设定20s）干净。煤气压力恢复正常后，密封板26在弹簧28作用下压紧密封圈25，同时防泄漏装置复位，防泄漏装置指示杆201回落，信号开关34的反馈信号消失，防爆控制箱42发出指令，防爆电磁阀32自动关闭。

本监测系统根据排水器2低压室顶部安装的防爆液位传感器38检测液位，作出判断并将数据传输至终端用户。当处于低液位或报警液位时，电动补水阀8自动开启，对排水器2进行自动补水，至高液位时（延时2s）电动补水阀8自动关闭。弹簧28根据煤气压力通过调节杆30的升降调节其预紧力，确定密封板26的开启和复位时间。当煤气持续超压时，密封板26和防爆电磁阀32一直处于开启状态，煤气防泄漏装置20不能自动复位，防泄漏装置指示杆201上部持续靠近信号开关34，为防止煤气通过自动排气复位装置23持续外漏产生安全隐患和环境污染，延时50s(设定调整)通过防爆控制箱42发出指令，防爆电磁阀32自动关闭，现场报警，工作状态数据传输至终端用户。

煤气浓度检测仪36安装排水器壳体45侧面顶部，实时检测煤气浓度，通过物联网平台将实时的煤气浓度数据传输至终端用户。煤气浓度检测仪固定架37和煤气浓度检测仪36通过螺栓连接，固定架37焊接固定在排水器壳体45顶部。

防爆液位传感器38安装在排水器2的低压室顶部，实时检测排水器2液位高度，通过物联网平台将实时的液位数据传输至终端用户。达到报警液位时现场报警。液位传感器连接管39上部和防爆液位传感器38通过法兰、密封垫采用紧固件连接，液位传感器连接管39下部和排水器2低压室连通并焊接牢固。

防爆端子盒40通过端子盒连接架41固定于排水器壳体45上，防爆端子盒40通过紧固件和端子盒连接架41连接，端子盒连接架41焊接固定于排水器壳体45上。防爆端子盒40用于电源线、防爆管的连接，以及内部仪表、阀门、防爆报警灯和防爆电控箱间的控制线转接。

所述防爆控制箱42通过紧固件连接固定在排水器壳体45正面，通过控制线、防爆端子盒40和内部仪表、阀门、防爆报警灯及外部电源连接。将相关监测信号现场显示及监测信号、数据进行处理，传输，并通过物联网平台传输至终端用户、对在线运行的排水器的工作状态（水位、压力、温度，一氧化碳浓度）进行一对一实时监控、分析，帮助巡检人员及时处置应急事件确保排水器安全运行。实现监测系统系统联锁、巡检记录及数据追溯及报警功能。

防爆报警灯43通过防爆报警灯固定架44固定在排水器壳体45上。防爆报警灯43和防爆控制箱通过控制线连接、在排水器处于报警液位和煤气持续超压、煤气浓度超标时现场声光报警。

如图2所示，防爆控制箱42的功能面板图。分别设有高液位、低液位、报警液位、加热启动、煤气超压、补水阀开、补水阀关、电磁阀开、电磁阀关、电源指示、故障报警、煤气浓度超标等指示灯。当排水器2处于报警液位或煤气浓度超标或煤气超压状态时现场声光报警，便于工作人员现场观察并及时作出相关安全处置措施。

分别设有电源开/关、远程/就地转换开关、巡检开关、紧急切断按钮、补水阀开/关按钮、电磁阀开/关按钮。

●通过电源开/关实现：智能型自动复位防泄漏煤气排水器及监测系统电源接通或电源断开。

●通过远程/就地转换开关的切换，在就地状态时：系统调试时手动按钮实现补水阀开/关、电磁阀开/关。远程状态时：可根据排水器工作状态自动实现补水阀开/关、电磁阀开/关，并且将相关监测信号、数据通过物联网平台传输至终端用户。

●紧急切断按钮：在事故状态或出现非正常情况下，可紧急切断系统电源，防止产生安全隐患。

●巡检开关：开启巡检开关可实现排水器工作状态巡检记录功能和专家分析系统，对排水器实时工作状态进行连续监测并记录，（在相关数据进行报警区间设置后）经专家分析系统对监测数据进行比对分析，终端用户监控页面上根据危害级别出现黄、橙、红三种颜色并铃声报警。警示工作人员采取相关安全处置措施。

本发明设置防泄漏装置，在煤气超压水封被击穿时可阻止煤气外漏。设置自动排气复位装置23及防爆电磁阀32，将封闭在防泄漏装置和排水器出口内“憋气”（超压煤气）排除、防泄漏装置自动复位、排水器自动补水。同时可通过防爆控制箱物联网平台对在线运行的排水器的工作状态（液位、压力、温度，一氧化碳浓度）进行一对一实时监控、记录、数据传输至终端用户，进行数据、信号的比对分析，实现界面警示和报警功能，警示巡检人员及时采用安全处置措施。本发明设置防泄漏装置可在大幅降低人工成本的条件下实现排水器在线智能监控、自动安全运行。

本发明从根本上解决24小时连续对排水器工作状态进行实时监控并且自动记录，同时对排水器内部煤气压力、温度、液位及一氧化碳浓度进行实时监测，数据处理、传输、设有监控报警，通过中央数据处理系统或手机app,巡检人员可实时掌握每台排水器工作状况。本发明减少大量人工巡检成本，确保煤气管网系统安全运行。

本发明操作、维护便捷，功能齐全。通用性好、产品可实行系列化设计。同时应用范围广，适用于煤气制备和煤气输送、煤气使用等行业，能实现产业化生产，可创造可观的社会效益和经济效益。