一种氢气管道安全保障系统及方法与流程

本发明涉及可燃性气体管道领域，尤其是涉及一种氢气管道安全保障系统及方法。

背景技术：

1、氢气管道作为涉氢类实验室、厂房、设施的必要设施。由于氢气有易爆的特点，特别是当管道内压力超压，可能造成后果为连接件脱开，冲坏后端低承压件；当温度过高，可能造成后果为管道内氢气爆炸；当流速过大，与管壁摩擦增强，易形成静电火花，导致爆炸，故保证氢气管道安全成为涉氢场所的重要环节。

2、现有技术的氢气管道，根据国标要求，仅在管道末端设置放空管，以及泄压阀，未对氢气流速、温度、气源切断等设置安全措施。现有技术还存在缺点，氢气放空管道仅能通过手动球阀在现场操作，无法做到马上执行操作；当现场存在危险状况，例如火灾、爆炸时，更可能无法操作。当今行业通常只对氢气外漏的进行安全保障，忽略氢气管道内部氢气的安全。此外，也缺乏针对性地对流速进行监测，无法知晓氢气管道流速是否超标，存在爆炸风险。此外，现有技术中也缺少综合汇总氢气管道信息，例如温度、压力这些管道内部信息，缺乏氢气管道整体上的安全保障。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种氢气管道安全保障系统及方法，本发明从流速、温度、压力等多维度对管道内氢气进行实时监测，针对不同的异常项自动采取安全措施，保证了用氢安全。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

3、一方面，本发明公开了一种氢气管道安全保障系统，所述系统包括：监测元件、执行元件、控制元件；

4、其中，监测元件包括：防爆温度传感器、防爆压力传感器和防爆氢气流量计；

5、防爆温度传感器安装于氢气主管道防爆氢气切断电磁阀后端，防爆压力传感器安装于防爆温度传感器后端，防爆氢气流量计安装于防爆压力传感器后端；

6、执行元件包括：防爆氢气切断电磁阀、防爆氢气排空电磁阀、防爆声光报警器、泄压阀、手动球阀；

7、防爆氢气切断电磁阀安装于氢气主管道最前端，防爆氢气排空电磁阀安装于氢气主管道末端氢气排空管道处，防爆声光报警器安装于氢气管道的涉氢区域，泄压阀安装于氢气主管道末端氢气排空管道处，手动球阀安装于氢气主管道末端氢气排空管道处，手动球阀、防爆氢气排空电磁阀与泄压阀三者并联安装；

8、控制元件包括：控制柜和控制电脑；控制柜通过内部集成的控制器与监测元件、执行元件以及控制电脑连接。

9、可选地，所述控制电脑安装有控制所述系统的软件。

10、进一步地，所述控制电脑安装于控制室或室外非涉氢区域。

11、可选地，所述控制柜安装于控制室或室外非涉氢区域。

12、第二方面，本发明公开了一种氢气管道安全保障方法，该方法基于上述中的一种氢气管道安全保障系统，包括以下步骤：

13、步骤1：通过防爆氢气流量计、防爆温度传感器、防爆压力传感器采集氢气流速、温度和压力信号；

14、步骤2：控制柜采集并汇总所述信号发送至控制电脑；

15、步骤3：控制电脑对所述的信号进行处理，通过内置程序，控制执行元件执行动作。

16、进一步地，步骤3中的所述控制执行元件执行动作具体包括：当压力传感器探测到管道内氢气管道超压时，报警提示并自动切断管道氢气供给，自动将管道内氢气排空。

17、进一步地，步骤3中的所述控制执行元件执行动作具体包括：当温度传感器探测到管道内氢气管道超温时，报警提示并自动切断管道氢气供给，自动将管道内氢气排空。

18、进一步地，步骤3中的所述控制执行元件执行动作具体包括：当流量计探测到管道内氢气超过设定流速时，报警提示；如果短时间氢气流速仍超设定值，则自动切断管道氢气供给。

19、进一步地，若所述监测元件失效，则通过泄压阀排出超压部分氢气。

20、进一步地，若氢气管道安全保障系统失效，则通过手动排空球阀手动排出氢气。

21、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

22、(1)本发明通过控制器采集并汇总监测元件信号，通过控制电脑的内置程序，控制执行元件执行报警、切断气源、自动排空等动作，从而保证氢气管道安全，弥补了当今行业通常只对氢气外漏的进行安全保障，忽略氢气管道内部氢气的安全。

23、(2)本发明通过在氢气排空管道设置泄压阀，便于传感器失效的情况下被动排出超压部分氢气，保障氢气管道安全。

24、(3)本发明通过对管道内氢气压力、温度、流速等多维度对管道内氢气进行监测使用氢气的过程中，并能根据不同情况自动进行联动处理，保证氢气管道的用氢安全。

25、(4)本发明通过设置手动排空球阀，实现了氢气管道安全保障系统全部失效时的底线保障作用，通过多层次的安全保障设置，适应了对不同情形的保障作用，实现了对氢气管道的全方位保护。

技术特征：

1.一种氢气管道安全保障系统，其特征在于，所述系统包括：监测元件、执行元件、控制元件；

2.根据权利要求1所述的一种氢气管道安全保障系统，其特征在于，所述控制电脑安装有控制所述系统的软件。

3.根据权利要求2所述的一种氢气管道安全保障系统，其特征在于，所述控制电脑安装于控制室或室外非涉氢区域。

4.根据权利要求1所述的一种氢气管道安全保障系统，其特征在于，所述控制柜安装于控制室或室外非涉氢区域。

5.一种氢气管道安全保障方法，其特征在于，基于权利要求1中所述的系统，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种氢气管道安全保障方法，其特征在于，步骤3中的所述控制执行元件执行动作具体包括：当压力传感器探测到管道内氢气管道超压时，报警提示并自动切断管道氢气供给，自动将管道内氢气排空。

7.根据权利要求5所述的一种氢气管道安全保障方法，其特征在于，步骤3中的所述控制执行元件执行动作具体包括：当温度传感器探测到管道内氢气管道超温时，报警提示并自动切断管道氢气供给，自动将管道内氢气排空。

8.根据权利要求5所述的一种氢气管道安全保障方法，其特征在于，步骤3中的所述控制执行元件执行动作具体包括：当流量计探测到管道内氢气超过设定流速时，报警提示；若设定时间内氢气流速仍超设定值，则自动切断管道氢气供给。

9.根据权利要求5所述的一种氢气管道安全保障方法，其特征在于，若所述监测元件失效，则通过泄压阀排出超压部分氢气。

10.根据权利要求5所述的一种氢气管道安全保障方法，其特征在于，若氢气管道安全保障系统失效，则通过手动排空球阀手动排出氢气。

技术总结
本发明涉及一种氢气管道安全保障系统及方法。其中，该系统包括：监测元件、执行元件、控制元件；监测元件包括：防爆温度传感器、防爆压力传感器和防爆氢气流量计；防爆温度传感器、防爆压力传感器和防爆氢气流量计依次安装于氢气主管道防爆氢气切断电磁阀后端；执行元件包括：防爆氢气切断电磁阀、防爆氢气排空电磁阀、防爆声光报警器、泄压阀、手动球阀；防爆氢气切断电磁阀安装于氢气主管道最前端，防爆声光报警器安装于氢气管道的涉氢区域，手动球阀、防爆氢气排空电磁阀与泄压阀并联；控制元件包括：控制柜和控制电脑；控制柜通过内部集成的控制器与监测元件、执行元件以及控制电脑连接。与现有技术相比，本发明具有多方式、多层次的氢气管道安全保障作用等优点。

技术研发人员：赵云杰,孙贺,吴钰铭,卢金阳,王永湛,甘全全,戴威
受保护的技术使用者：上海神力科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5