[发明专利]一种压力容器煤气取样分析系统与控制方法

权利要求书

1.一种压力容器煤气取样分析系统，其特征在于：包含压力容器（11）、采样控制装置（12）、系统数据I/O接口（17）和PLC或DCS工控系统平台（18），所述采样控制装置（12）安装在压力容器（11）上，采样控制装置（12）包含取样控制组件（13）、反吹控制组件(14)、加热升温控制组件(15)和数据检测组件(16)，数据检测组件(16)的输出端通过系统数据I/O接口（17）与PLC或DCS工控系统平台（18）的输入端连接，PLC或DCS工控系统平台（18）的输出端通过系统数据I/O接口（17）分别与取样控制组件（13）、反吹控制组件 (14)和加热升温控制组件(15)连接；PLC或DCS工控系统平台（18）包含数据显示模块（19）、数据采集分析模块（110）、数据报警模块（111）和数据记录模块（112）。

2.根据权利要求1所述的一种压力容器煤气取样分析系统，其特征在于：所述取样控制组件（13）包含取气截止球阀（216）、取气电磁阀（212）、取样和吹扫管路（24）和分析气室（22），分析气室（22）为圆柱型，压力容器（11）通过取气截止球阀（216）、取气电磁阀（212）和取样和吹扫管路（24）与分析气室（22）的顶部一侧连通；分析气室（22）底部为气室底部法兰（26），气室底部法兰（26）为可拆卸结构，气室底部法兰（26）下方设有排污管路（25）、手动排污球阀（217）和排污电磁阀（215）。

3.根据权利要求2所述的一种压力容器煤气取样分析系统，其特征在于：所述反吹控制组件模块(14)包含反吹电磁阀（213）、放散电磁阀（214）和放散管路（218），反吹电磁阀（213）设置在取样和吹扫管路（24）的顶部；放散电磁阀（214）设置在分析气室（22）的中下部，放散管路（218）通过放散电磁阀（214）与分析气室（22）连通，放散管路（218）的内径大于取样和吹扫管路（24）的内径。

4.根据权利要求2所述的一种压力容器煤气取样分析系统，其特征在于：所述加热升温控制组件（15）包含加热器（210），加热器（210）设置在分析气室（22）的内部。

5.根据权利要求2所述的一种压力容器煤气取样分析系统，其特征在于：所述数据检测组件(16)包含煤气传感器（27）、气室压力传感器（28）、气室温度传感器（29）和压力容器压力传感器（211），煤气传感器（27）安置在分析气室（22）顶部另一侧，在分析气室（22）内部取样和吹扫管路（24）与煤气传感器（27）之间设有防喷溅隔板（23）；气室压力传感器（28）设置在分析气室（22）的侧面上部，气室温度传感器（29）设置在分析气室（22）的侧面中上部；压力容器压力传感器（211）设置在取气截止球阀（216）的上部，通过取气截止球阀（216）与压力容器（11）的顶部连通。

6.一种压力容器煤气取样分析控制方法，其特征在于包含以下步骤：

步骤1：系统开始运行后，首先判断分析气室温度是否在设定范围，温度不在设定范围内时，系统报警；分析气室温度异常，并中断控制程序，采样检测程序不能启动；如高于设定温度范围，系统控制进行反吹冷却；如低于设定温度则控制接通加热器，直至温度到达设定范围；

步骤2：系统判断压力容器内压力是否在设定范围，如不在范围内系统报警：压力容器压力异常，并中断控制程序，采样检测程序不能启动；

步骤3：系统判断分析气室压力是否高于设定值，如高于设定值，系统报警：分析气室压力高，并中断控制程序，采样检测程序不能启动，系统控制放散电磁阀打开T1S后关闭；

步骤4：系统进行初始状态检测，判断各报警和阀门状态，如有异常，系统报警；仪表或阀门异常，待在上位机画面对报警进行确认后，系统控制各阀门关闭，恢复初始状态；

步骤5：系统判断是否到达检测周期，到达检测周期后开始顺序控制：打开放散电磁阀，延时T2S后打开反吹电磁阀，并持续吹扫T3S，置换分析气室内气体，吹扫时间根据分析气室容积和试验得出；

步骤6：置换完成后，系统判断煤气传感器数值是否在零点限值内，如不在范围，系统报警：煤气传感器故障并停止采样分析程序，直至煤气传感器修复或系统重置；如煤气传感器数值在零点限制内，系统延迟T4S后关闭反吹电磁阀；

步骤7：系统进入取样检测阶段，取气电磁阀打开，并延时T5S，取样时间根据分析气室容积测算和试验结果进行设置，原则上在保证检测准确度等情况下，取样时间尽可能短，以减少压力容器的压力损失；

步骤8：取样后半段煤气传感器数值稳定后，系统判断煤气含量是否高于设定值，如高于设定值，报警：膨胀罐内发现煤气，同时判断检测周期是否低于最小检测周期T6min，如低于或等于T6min，程序保持检测周期为T6min；如高于最小检测周期T6min程序减少现有检测周期T7min；

步骤9：如煤气含量不高于设定值，系统判断检测周期是否高于最大检测周期T8min，如不高于T8min程序增加现有检测周期T9min；如高于或等于T8min程序保持检测周期为T8min；

步骤10：完成取样分析后延时T10S，程序关闭取样电磁阀，打开反吹电磁阀进行T3S的反吹；随后先关闭反吹电磁阀，再关闭放散电磁阀；

步骤11：系统再次对煤气传感器零点比对，系统判断煤气传感器数值是否在零点限值内，如不在范围，系统报警：煤气传感器故障并停止采样分析程序，直至煤气传感器修复或系统重置；如煤气含量在零点限值内，系统结束本次采样控制流程。