[发明专利]基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统

权利要求书

1.一种基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统，其特征在于：在瓦斯输送管道上依次设有阻爆装置、抑爆装置、管道传感器组、水封泄爆装置、脱水装置，水封泄爆装置中设有压力式液位传感器、补水压力传感器、补水管路及电动补水阀门和排水管路及电动排水阀门，补水管路的水平位置高于排水管路，水封泄爆装置和脱水装置通过瓦斯输送管道垂直连接，连接管道的竖直段设有冲击压力传感器，水封泄爆装置的水平段端部设有截止阀门，脱水装置的上方管道中设有火焰传感器；

所述阻爆装置、抑爆装置、冲击压力传感器和火焰传感器连接阻爆控制器，组成了安全保护执行单元；

所述管道传感器组、补水压力传感器、电动补水阀门、电动排水阀门连接检测监测控制器，组成了日常检测和控制单元；

所述检测监测控制器、阻爆控制器和远程主机采用网络或总线互连，实现数据共享和传输。

2.根据权利要求1所述的基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统，其特征在于：所述日常检测和控制单元负责相关输送参数的实时检测、监测和控制；所述安全保护执行单元负责控制瓦斯爆炸瞬间的阻爆和抑爆操作。

3.根据权利要求1所述的基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统，其特征在于：所述管道传感器组监测的数据包括：管道内输气流量、输气压力、气体温度、瓦斯浓度以及工作环境甲烷浓度。

4.根据权利要求1所述的基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统，其特征在于：所述水封泄爆装置由泄爆筒和水封筒组成，泄爆筒和水封筒通过瓦斯输送管道连接，水封泄爆装置的泄爆筒底部设有压力式液位传感器，水封筒的中部设有补水压力传感器和补水管路及电动补水阀门，水封筒的底部设有排水管路及电动排水阀门。

5.根据权利要求1所述的基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统，其特征在于：所述压力式液位传感器、补水压力传感器、电动补水阀门、电动排水阀门和检测监测控制器组成了自动补水系统；所述火焰传感器、冲击压力传感器和阻爆控制器组成了瓦斯燃烧/爆炸紧急处理系统；所述管道传感器组、检测监测控制器和远程主机组成了现场瓦斯监测超限处理系统。

6.根据权利要求1所述的基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统，其特征在于：应用方法包括以下步骤：

通电启动以后，设备即开始对管道传感器组的各检测对象（包括管道内输气流量、输气压力、气体温度、瓦斯浓度以及工作环境甲烷浓度）、压力式液位传感器、补水压力传感器、火焰传感器和冲击压力传感器进行实时监测，当出现水封泄爆装置水位异常、瓦斯爆炸和现场瓦斯超限的情况时即进入异常处理子程序；设备异常时，系统通过主动推送报警信息和短信平台实现主动示警和报警；设备正常工作时，远程主机会定时将整个设备的监测检测数据上传至云端；相关人员通过APP客户端在线实时关注设备运行情况以及故障信息。

7.根据权利要求6所述的基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统，其特征在于：所述异常处理子程序为水封泄爆装置的水位异常，处理方法为：

首先由检测监测控制器根据压力式液位传感器来判别当前水位是超过最高水位还是低于最低水位：若当前水位超过最高水位，则打开电动排水阀门，将当前水位快速降低至允许高度范围；若当前水位低于最低水位，则打开电动补水阀门，将当前水位快速提升至允许高度范围；在补水过程中，如果发现补水管路压力低于要求值，即补水管路没水或压力太低时，由补水压力传感器将信号反馈给检测监测控制器，再经由远程主机将数据上载至云端，同时给各客户端推送报警信息；当补水压力回复正常后，系统自动解除报警，并由远程主机详细记录故障报警信息。

8.根据权利要求6所述的基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统，其特征在于：所述异常处理子程序为瓦斯爆炸或燃烧，处理方法为：

首先由阻爆控制器根据火焰传感器和冲击压力传感器的信号变化快速判别出爆炸与否；一旦判定瓦斯爆炸或已燃烧，由阻爆控制器直接驱动阻爆装置和抑爆装置动作，以阻断管道内火焰往井下的传输通道；同时，由阻爆控制器将数据经远程主机上传至云端，并推送报警信息至所有客户端。

9.根据权利要求6所述的基于网络的低浓度瓦斯管道输送过程监测保护系统，其特征在于：所述异常处理子程序为现场瓦斯超限，处理方法为：

首先由检测监测控制器根据传感器组中现场甲烷传感器的检测数据判别甲烷是否超限；一旦判定现场瓦斯超限，则由检测监测控制器直接将数据经远程主机上传至云端，同时给各客户端推送报警信息；若现场甲烷超过系统设定阈值时，检测监测控制器应立即关闭整个瓦斯管道输送系统。