基于網(wǎng)絡(luò)的低濃度瓦斯管道輸送過(guò)程監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于網(wǎng)絡(luò)的分布式智能低濃度瓦斯管道輸送過(guò)程監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)，屬于低濃度瓦斯管道輸送安全技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]低濃度瓦斯30%)是煤炭的伴生資源，給煤礦生產(chǎn)過(guò)程帶來(lái)了非常嚴(yán)重的安全隱患，譬如瓦斯突出、瓦斯爆炸等，是制約國(guó)內(nèi)外高瓦斯煤礦產(chǎn)量和生產(chǎn)安全性的關(guān)鍵因素。但作為一種清潔能源和煤層氣的主要成分，低濃度瓦斯的抽采有助于煤礦額外獲得經(jīng)濟(jì)利益，同時(shí)還可以保護(hù)煤礦所在區(qū)域環(huán)境，減少瓦斯通過(guò)回風(fēng)排空等對(duì)整個(gè)生態(tài)環(huán)境的影響。為此，國(guó)家正積極推進(jìn)煤層氣礦權(quán)改革，提出“先抽后采，能抽盡抽，以用促抽”的思想，并將瓦斯抽采提升到了“生命工程和資源工程”的高度。這為未來(lái)我國(guó)煤礦瓦斯的抽采和充分利用提供了政策保證。
[0003]雖然國(guó)家在相關(guān)領(lǐng)域已經(jīng)制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(AQ1071~1079)，但在低濃度瓦斯管道輸送安全監(jiān)測(cè)和保護(hù)成套系統(tǒng)方面仍然缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。在產(chǎn)品層面上，當(dāng)前國(guó)內(nèi)瓦斯管道輸送相關(guān)產(chǎn)品存在嚴(yán)重的同質(zhì)化和品質(zhì)參差不齊的問(wèn)題，沒(méi)有成套的安全監(jiān)測(cè)和保護(hù)系統(tǒng)，無(wú)法滿足未來(lái)瓦斯抽采過(guò)程對(duì)安全的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在提供一種基于網(wǎng)絡(luò)的低濃度瓦斯管道輸送過(guò)程監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)，基于網(wǎng)絡(luò)和云智能技術(shù)，通過(guò)分布式的控制器和傳感器，配合相應(yīng)的阻爆、抑爆和泄爆裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)低濃度瓦斯輸送管道工作參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)端更新和自動(dòng)報(bào)警，從根本上解決了低濃度瓦斯輸送管道和抽采站的安全監(jiān)測(cè)及保護(hù)的需要，最終可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)人值守。
[0005]本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
本發(fā)明提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)的低濃度瓦斯管道輸送過(guò)程監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)，在瓦斯輸送管道上依次設(shè)有阻爆裝置、抑爆裝置、管道傳感器組、水封泄爆裝置、脫水裝置，水封泄爆裝置中設(shè)有壓力式液位傳感器、補(bǔ)水壓力傳感器、補(bǔ)水管路及電動(dòng)補(bǔ)水閥門和排水管路及電動(dòng)排水閥門，補(bǔ)水管路的水平位置高于排水管路，水封泄爆裝置和脫水裝置通過(guò)瓦斯輸送管道垂直連接，連接管道的豎直段設(shè)有沖擊壓力傳感器，水封泄爆裝置的水平段端部設(shè)有截止閥門，脫水裝置的上方管道中設(shè)有火焰?zhèn)鞲衅鳎?br> 所述阻爆裝置、抑爆裝置、沖擊壓力傳感器和火焰?zhèn)鞲衅鬟B接阻爆控制器，組成了低濃度瓦斯管道輸送系統(tǒng)的安全保護(hù)執(zhí)行單元；
所述管道傳感器組、補(bǔ)水壓力傳感器、電動(dòng)補(bǔ)水閥門、電動(dòng)排水閥門連接檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器，組成了低濃度瓦斯管道輸送系統(tǒng)的日常檢測(cè)和控制單元；
所述檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器、阻爆控制器和遠(yuǎn)程主機(jī)采用網(wǎng)絡(luò)或總線(CAN2.0或Profibus)互連，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和傳輸。
[0006]所述日常檢測(cè)和控制單元負(fù)責(zé)相關(guān)輸送參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和控制；所述安全保護(hù)執(zhí)行單元控制終端附近瓦斯爆炸瞬間的阻爆和抑爆操作。
[0007]所述管道傳感器組監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)包括:管道內(nèi)輸氣流量、輸氣壓力、氣體溫度、瓦斯?jié)舛纫约肮ぷ鳝h(huán)境甲烷濃度。
[0008]所述水封泄爆裝置由泄爆筒和水封筒組成，泄爆筒和水封筒通過(guò)瓦斯輸送管道連接，水封泄爆裝置的泄爆筒底部設(shè)有壓力式液位傳感器，水封筒的中部設(shè)有補(bǔ)水壓力傳感器和補(bǔ)水管路及電動(dòng)補(bǔ)水閥門，水封筒的底部設(shè)有排水管路及電動(dòng)排水閥門。
[0009]所述壓力式液位傳感器、補(bǔ)水壓力傳感器、電動(dòng)補(bǔ)水閥門、電動(dòng)排水閥門和檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器組成了自動(dòng)補(bǔ)水系統(tǒng)。
[0010]所述火焰?zhèn)鞲衅?、沖擊壓力傳感器和阻爆控制器組成了瓦斯燃燒/爆炸緊急處理系統(tǒng)。
[0011]所述管道傳感器組、檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器和遠(yuǎn)程主機(jī)組成了現(xiàn)場(chǎng)瓦斯監(jiān)測(cè)超限處理系統(tǒng)。
[0012]本發(fā)明提供的一種基于網(wǎng)絡(luò)的低濃度瓦斯管道輸送過(guò)程監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)，其應(yīng)用方法包括以下步驟:
通電啟動(dòng)以后，設(shè)備即開(kāi)始對(duì)管道傳感器組的各檢測(cè)對(duì)象(包括管道內(nèi)輸氣流量、輸氣壓力、氣體溫度、瓦斯?jié)舛纫约肮ぷ鳝h(huán)境甲烷濃度)、壓力式液位傳感器、補(bǔ)水壓力傳感器、火焰?zhèn)鞲衅骱蜎_擊壓力傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)出現(xiàn)水封泄爆裝置水位異常、瓦斯爆炸和現(xiàn)場(chǎng)瓦斯超限的情況時(shí)即進(jìn)入異常處理子程序；設(shè)備異常時(shí)，系統(tǒng)通過(guò)主動(dòng)推送報(bào)警信息和短信平臺(tái)實(shí)現(xiàn)主動(dòng)示警和報(bào)警；設(shè)備正常工作時(shí)，遠(yuǎn)程主機(jī)會(huì)定時(shí)將整個(gè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)檢測(cè)數(shù)據(jù)上傳至云端；相關(guān)人員通過(guò)APP客戶端在線實(shí)時(shí)關(guān)注設(shè)備運(yùn)行情況以及故障信息。
[0013]所述異常處理子程序?yàn)樗庑贡b置的水位異常，處理方法為:
首先由檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器根據(jù)壓力式液位傳感器來(lái)判別當(dāng)前水位是超過(guò)最高水位還是低于最低水位:若當(dāng)前水位超過(guò)最高水位，則打開(kāi)電動(dòng)排水閥門，將當(dāng)前水位快速降低至允許高度范圍；若當(dāng)前水位低于最低水位，則打開(kāi)電動(dòng)補(bǔ)水閥門，將當(dāng)前水位快速提升至允許高度范圍；在補(bǔ)水過(guò)程中，如果發(fā)現(xiàn)補(bǔ)水管路壓力低于要求值，即補(bǔ)水管路沒(méi)水或壓力太低時(shí)，由補(bǔ)水壓力傳感器將信號(hào)反饋給檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器，再經(jīng)由遠(yuǎn)程主機(jī)將數(shù)據(jù)上載至云端，同時(shí)給各客戶端推送報(bào)警信息；當(dāng)補(bǔ)水壓力回復(fù)正常后，系統(tǒng)自動(dòng)解除報(bào)警，并由遠(yuǎn)程主機(jī)詳細(xì)記錄故障報(bào)警信息。
[0014]所述異常處理子程序?yàn)橥咚贡ɑ蛉紵?，處理方法?
首先由阻爆控制器根據(jù)火焰?zhèn)鞲衅骱蜎_擊壓力傳感器的信號(hào)變化快速判別出爆炸與否；一旦判定瓦斯爆炸或已燃燒，由阻爆控制器直接驅(qū)動(dòng)阻爆裝置和抑爆裝置動(dòng)作，以阻斷管道內(nèi)火焰往井下的傳輸通道；同時(shí)，由阻爆控制器將數(shù)據(jù)經(jīng)遠(yuǎn)程主機(jī)上傳至云端，并推送報(bào)警信息至所有客戶端。
[0015]所述異常處理子程序?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)瓦斯超限，處理方法為:
首先由檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器根據(jù)傳感器組中現(xiàn)場(chǎng)甲烷傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)判別甲烷是否超限；一旦判定現(xiàn)場(chǎng)瓦斯超限，則由檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器直接將數(shù)據(jù)經(jīng)遠(yuǎn)程主機(jī)上傳至云端，同時(shí)給各客戶端推送報(bào)警信息；若現(xiàn)場(chǎng)甲烷超過(guò)系統(tǒng)設(shè)定閾值時(shí)，檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器應(yīng)立即關(guān)閉整個(gè)瓦斯管道輸送系統(tǒng)。
[0016]本發(fā)明的有益效果: 本發(fā)明基于網(wǎng)絡(luò)和云智能技術(shù)，通過(guò)分布式的控制器和傳感器，配合相應(yīng)的阻爆、抑爆和泄爆裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)低濃度瓦斯輸送管道工作參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)端更新和自動(dòng)報(bào)警，從根本上解決了低濃度瓦斯輸送管道和抽采站的安全監(jiān)測(cè)及保護(hù)的需要，最終可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的無(wú)人值守。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為低濃度瓦斯管道輸送監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)總圖。
[0018]圖2為低濃度瓦斯管道輸送監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)工作框圖。
[0019]圖中:1瓦斯輸送管道，2阻爆裝置，3抑爆裝置，4管道傳感器組，5水封泄爆裝置，6壓力式液位傳感器，7補(bǔ)水壓力傳感器，8補(bǔ)水管路及電動(dòng)補(bǔ)水閥門，9排水管路及電動(dòng)排水閥門，10沖擊壓力傳感器，11截止閥門，12脫水裝置，13火焰?zhèn)鞲衅鳎?4檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器，15遠(yuǎn)程主機(jī)，16阻爆控制器，17為使用終端，18為短信平臺(tái)/APP。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。
[0021]實(shí)施例1:
如圖1所示，本發(fā)明提供了一種基于網(wǎng)絡(luò)的低濃度瓦斯管道輸送過(guò)程監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)，包括:瓦斯輸送管道1，阻爆裝置2，抑爆裝置3，管道傳感器組4，水封泄爆裝置5，壓力式液位傳感器6，補(bǔ)水壓力傳感器7，補(bǔ)水管路及電動(dòng)補(bǔ)水閥門8，排水管路及電動(dòng)排水閥門9，沖擊壓力傳感器10，截止閥門11，脫水裝置12，火焰?zhèn)鞲衅?3，檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器14，遠(yuǎn)程主機(jī)15，阻爆控制器16。
[0022]在瓦斯輸送管道上依次設(shè)有阻爆裝置2、抑爆裝置3、管道傳感器組4、水封泄爆裝置5、脫水裝置12，水封泄爆裝置5中設(shè)有壓力式液位傳感器6、補(bǔ)水壓力傳感器7、補(bǔ)水管路及電動(dòng)補(bǔ)水閥門8和排水管路及電動(dòng)排水閥門9，補(bǔ)水管路的水平位置高于排水管路，水封泄爆裝置5和脫水裝置12通過(guò)瓦斯輸送管道垂直連接，連接管道的豎直段設(shè)有沖擊壓力傳感器10，水封泄爆裝置5的水平段端部設(shè)有截止閥門11，脫水裝置12的上方管道中設(shè)有火焰?zhèn)鞲衅?3 ;
所述水封泄爆裝置5由泄爆筒和水封筒組成，泄爆筒和水封筒通過(guò)瓦斯輸送管道連接，水封泄爆裝置5的泄爆筒底部設(shè)有壓力式液位傳感器6，水封筒的中部設(shè)有補(bǔ)水壓力傳感器7和補(bǔ)水管路及電動(dòng)補(bǔ)水閥門8，水封筒的底部設(shè)有排水管路及電動(dòng)排水閥門9。
[0023]其中管道傳感器組4監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)包括:管道內(nèi)輸氣流量、輸氣壓力、氣體溫度、瓦斯?jié)舛纫约肮ぷ鳝h(huán)境甲烷濃度等。它與補(bǔ)水壓力傳感器7、電動(dòng)補(bǔ)水閥門、電動(dòng)排水閥門分別連接檢測(cè)監(jiān)測(cè)控制器14，組成了低濃度瓦斯管道輸送系統(tǒng)的日常檢測(cè)和控制單元，可以實(shí)現(xiàn)相關(guān)輸送參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)、監(jiān)測(cè)和控制；
阻爆裝置2、抑爆裝置3、沖擊壓力傳感器10、火焰?zhèn)鞲衅?3分別連接阻爆控制器