一种阀室内可燃气体的泄漏监测系统及方法与流程

本发明属于可燃气体泄漏监测，具体涉及一种阀室内可燃气体的泄漏监测系统及方法。

背景技术：

1、随着近年来安全管理理念提高，天然气安全输送要求由原有的“燃爆风险管控”进一步提升至“微泄漏监控”，其目的是为了迅速发现微小泄漏并第一时间响应。天然气管线阀室是天然气输配系统中的重要单元，承担着天然气管道的截断关断、调压和放空等任务。阀室功能单一、工艺流程简单，管理长期处于无人值守状态，但由于天然气燃爆特性和阀室半密闭空间结构，根据相关国家和行业标准，要求在阀室内设置可燃气体探测器。然而，现有在阀室顶部安装一个固定式可燃气体探测器的技术方案并不能实现微泄漏监测目的，当天然气泄漏后，由于密度比空气轻，气体朝上方迁移扩散，扩散过程中浓度持续降低，导致泄漏初期无法感知阀室内管道连接处或压力表等其它位置的泄漏点；另外，由于阀室顶部通风，泄漏气体难以在顶部积聚，虽然管道持续泄漏，但阀室顶部气体浓度始终难以达到报警阈值。

2、现有在阀室顶部安装固定式可燃气体探测器的技术方案无法感知微小泄漏的主要原因在于：(1)固定式可燃气体探测器的监测范围有限，阀室内面积一般在10～30m2，一旦泄漏点超过探测器监测范围，气体难以进入内部气室，无法迅速感知泄漏。(2)可燃气体探测器挂载阀室顶部，距离泄漏源(天然气管道)较远，泄漏气体朝上方扩散过程中浓度持续下降，加上顶部窗口通风等因素进一步降低气体浓度，气体浓度难以到达报警阈值，无法报警。

3、当前针对泄漏监测一些专利提出了各自技术方案，但由于适用范围和监测目的不同，不能适用于阀室内的微泄漏监测。如cn114352902a-一种实时监测密闭空间天然气泄漏的安全装置，其结构设计为圆弧形轨道挂载可燃气体探测器移动，主要适用于天然气圆形储罐。阀室内除却管道和设备外剩余空间很小，无法摆放此类较大装置，而且阀室内空间为方形结构，圆形巡检路径无法适用于管道上的泄漏点检测。cn111272698a-一种天然气泄漏监测系统及监测方法针对的是天然气场站泄漏监测，其可燃气体探测器必须为扫描式或开放式可燃气体遥测仪。当前阀室内多数已经安装固定式可燃气体探测器，全部更新为新类型探测器势必要增加成本，此外扫描式或开放式可燃气体遥测仪主要适用于远距离监测(<100m)，而阀室空间小，不适用此类大范围空间的监测装置。cn114526450a-基于物联网的天然气场站报警三维模拟系统需要在管道外部加装波纹管实现检测模块的移动，但此种方式限制了阀室内日常管道的维护和检查。cn108890659a-一种综合管廊巡检机器人通过t字钢轨道实现巡检机器人在管廊内移动，但是这种单一轨道的移动方式仅适用于长距离管廊的线性泄漏监测，阀室内除了主管道还涉及旁通和安全放空管路，其监测点并非单一直线布置，该技术方案无法适用于阀室。以上所有专利中的技术方案均没有提及对微小泄漏的感知和响应。

4、通过以上背景技术调研分析，阀室内可燃气体泄漏点多且分布分散、整体空间狭小，由于可燃气体探测器距离泄漏点过远，无法迅速感知响应微小泄漏。当前尚没有一套较为完善的技术方案适用于阀室内的微泄漏监测。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种阀室内可燃气体的泄漏监测系统及方法，解决了现有技术存在的问题。

2、本发明通过下述技术方案实现：

3、第一方面，本技术提供一种阀室内可燃气体的泄漏监测系统，包括x轴方向移动轨道模块、y轴方向移动轨道模块、可燃气体探测器挂载模块、逻辑控制模块以及数据远传控制模块；

4、所述x轴方向移动轨道模块与y轴方向移动轨道模块通过交叉夹块连接，且所述x轴方向移动轨道模块以及y轴方向移动轨道模块设置于阀室内的顶面，所述可燃气体探测器挂载模块设置于交叉夹块的底面上，所述可燃气体探测器挂载模块上挂载有可燃气体探测器，以使可燃气体探测器在竖直方向上下移动；

5、所述逻辑控制模块分别与可燃气体探测器挂载模块、x轴方向移动轨道模块以及y轴方向移动轨道模块电性连接，以控制可燃气体探测器挂载模块升降可燃气体探测器、x轴方向移动轨道模块移动以及y轴方向移动轨道模块移动，所述数据远传控制模块分别与可燃气体探测器以及逻辑控制模块电性连接，以传输数据和接收控制指令。

6、在一种可能的实施方式中，所述x轴方向移动轨道模块以及y轴方向移动轨道模块的结构相同，均包括进给丝杆、进给滑台、直线导杆、被动滑台、连接杆、电机以及传动轴；

7、所述进给丝杆通过传动轴传动连接至电机的输出端上，所述进给滑台套接于进给丝杆上，且所述进给滑台与进给丝杆丝接，所述直线导杆与进给丝杆平行设置，且所述被动滑台套接于直线导杆上，所述进给滑台与被动滑台通过连接杆连接；

8、所述x轴方向移动轨道模块中的连接杆与y轴方向移动轨道模块中的连接杆相互垂直，且通过交叉夹块活动连接，以使进给丝杆转动时，该交叉夹块沿x轴方向和/或者y轴方向运动；

9、所述可燃气体探测器挂载模块挂载于交叉夹块的底面上，所述电机与逻辑控制模块电性连接。

10、在一种可能的实施方式中，所述进给滑台内设置有第一直线轴承，所述进给滑台通过第一直线轴承套接于直线导杆上。

11、在一种可能的实施方式中，所述交叉夹块内设置有两个第二直线轴承，两个所述第二直线轴承分别套接于x轴方向移动轨道模块的连接杆以及y轴方向移动轨道模块的连接杆上。

12、在一种可能的实施方式中，所述传动轴与进给丝杆之间设置有扭矩放大器。

13、在一种可能的实施方式中，所述可燃气体探测器挂载模块包括可燃气体探测器、固定台、升降电机、开关以及牵引线；

14、所述固定台设置于交叉夹块的底面上，所述升降电机以及开关设置于固定台远离交叉夹块的一面，且所述升降电机的转轴平行于水平面，所述升降电机通过开关电连接至外部电源，所述牵引线的一端固定于升降电机的转轴上，所述牵引线的另一端上设置有可燃气体探测器，以使升降电机正反旋转时带动牵引线收缩，从而使可燃气体探测器在竖直方向上下移动；

15、所述升降电机与逻辑控制模块电性连接，以使逻辑控制模块控制升降电机正反旋转。

16、在一种可能的实施方式中，所述开关包括感应开关或者位置开关。

17、在一种可能的实施方式中，所述感应开关包括激光感应开关或超声波感应开关。

18、在一种可能的实施方式中，所述位置开关为接近开关；

19、该泄漏监测系统还包括与接近开关配合的感应贴片，该感应贴片设置于阀室内的燃气监测点上，以使开关靠近感应贴片时，将外部电源与升降电机连通，从而使升降电机旋转，将可燃气体探测器放下进行监测。

20、第二方面，本技术提供一种阀室内可燃气体的泄漏监测方法，包括：

21、通过逻辑控制模块控制x轴方向移动轨道模块以及y轴方向移动轨道模块移动，调整交叉夹块的位置，从而调整可燃气体探测器挂载模块的位置；

22、当可燃气体探测器挂载模块达到预设位置后，通过可燃气体探测器挂载模块按设定时间持续采集可燃气体的浓度；

23、采集的浓度数据到达设定时间后，通过数据远传控制模块将监测位置以及采集的浓度数据传输至中控中心，从而完成监测。

24、本发明与现有技术相比，有益效果为：

25、(1)本发明能够有效利用阀室内现有固定式可燃气体探测器及其相关数据传输系统，通过改造加装可实现固定式可燃气体探测器的移动巡检功能，且系统安装于阀室上部，不影响日常生产的管道设备维护和检修；针对阀室内潜在泄漏点多和分散特性，通过阀室顶部的xy交叉移动轨道系统可根据需求设计定位任意监测点，实现整个阀室内泄漏监测无死角全覆盖。

26、(2)本发明可以自动感知监测点，当靠近监测点时，下放可燃气体探测器，使之更加靠近监测点，使微小泄漏出来的气体更容易进入探测器内部气室，更容易感知微小泄漏。