燃气发生装置

2024-08-06

燃气发生装置（精选8篇）

燃气发生装置篇1

燃气发生装置是一种采用氧化剂（氧、空气或其他氧化剂）及燃料（酒精、煤油、天然气等）燃烧生成预定流量、压力和温度的高温燃气的专门装置，它适合短时输出大功率热能动力，在工业用燃气轮机、火箭冲压、高超声速推进地面试验系统、气动激光器及化学激光器压力恢复系统等军事和民用领域得到广泛应用。燃气发生装置类型众多、运行特点不尽相同，监测与控制系统需要完成燃气发生装置的状态检测、运行控制、安全联锁和保护性停车等，是燃气发生装置实现可靠、安全运行的关键系统。监测与控制系统研制周期长，特别是其调试往往是燃气发生装置研制和运行中最为耗费时间和人力的环节。测量和控制技术是现代工业技术的重要支柱，在尖端研究领域，重大成果的取得往往依赖于测控技术的良好应用。现代测控技术发展趋势是标准化、开放化，对于某一类具体应用的监测与控制系统，现代测控理念则强调系统的通用性、扩展性和可维护性等。从国内外研究情况来看，各研究单位开发时均以解决当时当地急需为着眼点，不注重系统的通用性、扩展性和可维护性，在同一研究单位常发生燃气发生装置作调整或改进后，往往需要对监测和控制系统作重大修改才可重新使用，浪费大量的人力物力并严重影响进度。因此，针对燃气发生装置这一重要科研和生产用设备，提出柔性化设计监测和控制系统可谓正当其时，能更好满足目前科研和生产的需要。

1 研究方法

1.1 燃气发生装置柔性监测和控制模型研究

采用抽象化和分层设计思想，将监测和控制模型分为三层模型：试验行为底层模型、I/O硬件接口无关的硬件中间模型、硬件无关的顶层软件模型。试验控制行为一般可以抽象为控制时序，控制时序由多个时序步骤组成，每个时序步骤包括时间点、阀门对象、阀门动作三个基本元素，该时序步骤是否实现由监测对象值（如压力或阀门复位信号值）判定。硬件中间模型将硬件组成元素抽象为监测和控制对象层、信号传输层和信号控制层：监测和控制对象层定义了阀门或传感器等前端硬件的控制电压和电流、供电电压、传感器输出信号，信号传输线制等，可根据需要快速更换满足上述定义标准的阀门或传感器等；信号传输层定义了信号传输形式、信号调理形式、通道数及接插件接口标准等；信号控制层由I/O模块组成，提供控制信号，并采集监测值。顶层软件模型则通过虚拟通道映射来控制物理通道，实现与硬件无关。

1.2 采用PLC技术完成硬件设计

采用PLC为核心构建硬件系统，包括上位计算机、PLC系统和检测执行设备，所有的硬件均保证可通用性和可互换性。上位计算机是系统的管理计算机，负责试验参数的设置调度、运行工况的操作，过程参数的实时显示、试验数据的分析处理等；PLC系统是燃气发生装置的核心控制系统，它配置有CPU模块和若干I/O模块，负责完成整个系统的压力、温度、时序控制和过程参数测量处理等，并将数据通过TCP/IP协议发送至上位计算机。PLC系统工作稳定、安全可靠、逻辑控制和数据处理能力都很强。

1.3 基于OPC技术的PLC与PC通讯模式

OPC建立在OLE规范之上，它为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。OPC规范包括OPC服务器和OPC客户端两个部分。监控计算机通过OPC与PLC进行通信，利用传感器对各管道设备压力、温度等信息进行采集，然后将采集到的数据通过OPC提供给PC机，由现场操作人员针对PLC传上来的数据进行实时处理，实现对燃气发生装置的远程监控。

1.4 以LabVIEW为平台开发系统软件

LabVIEW是美国国家仪器公司推出的图形化虚拟仪器开发平台，通过定义和连接代表各种功能模块的图标，可方便迅速地建立高水平应用程序。LabVIEW提供了虚拟仪器面板上所必需的大量显示或控制对象，并用图标表示功能模块，使用图标间连线表示各种功能模块间传递的数据流，使用数据流程图式的图形化语言编写代码。完成后，用户直接面对的是系统软件，在软件的可视化窗口中通过一系列简单操作，即可完成燃气发生装置的监测和控制运行。

2 技术路线

在充分理解各型燃气发生装置监测和控制需求的基础上，完成柔性化模型研究，通过初步设计、修改并最终确立总体方案，完成软件框架和硬件框架设计，最后调试系统达到预期目标。具体技术路线如图1所示。

国内仅科研用的燃气发生装置种类就达20种以上，数量以千计，这些燃气发生装置采用传统的监控和控制系统设计，系统的调试周期一般在3～6个月，若采用柔性监测和控制系统设计，仅需简单更换前端硬件（如控制阀门、测量传感器等）和进行软件配置即可应用到不同类型的燃气发生装置上，将大大缩短系统调试和维护时间。并且柔性设计的监控和控制系统经过多轮优化和调试后，可靠性会更高，将极大减小燃气发生装置运行和调试风险，提高产品竞争力。预计国内民用的燃气轮机动力装置超过100万台，若这种柔性设计思想进一步推广至该领域，其产生的经济效益和社会效益将更为显著。

参考文献

[1]易珂.嵌入式GUI技术及其在工程机械控制系统中的应用研究[D].湖南大学,2008.

[2]徐苏,李想.基于嵌入式控制芯片在机械控制系统的应用[J].制造业自动化,2010,13:113-115.

[3]舒杰.工程机械嵌入式智能控制平台设计与实现[D].中南大学,2012.

[4]孔文赠.工程机械通用型监控装置关键技术研究[D].北京建筑工程学院,2012.

[5]侯鹏强.基于模糊PID控制的多电机同步控制研究与实现[D].电子科技大学,2010.

[6]刘源翔,聂聆聪,姚晓先,等.一种流量可调燃气发生器压强控制系统建模及其半实物仿真[J].弹箭与制导学报,2014,5:135-137+143.

[7]牛文玉,于达仁,鲍文,等.燃气流量可控的固体火箭冲压发动机燃气发生器动态特性[J].固体火箭技术,2008,2:145-148.

[8]钟战.燃气发生器点火与燃烧性能研究[D].国防科学技术大学,2008.

燃气发生装置篇2

(SAV)和安全排气装置(SBV)。另外，监控器也可以作为调压站内的安全装置，但它不是安全放散阀和安全切断阀的替代品，而是与它们一起使用，这样可以尽量避免由于放散阀和切断阀的启动给系统带来的不利的情形发生，即：前者排放大量可燃气体至大气中，后者阻断气流使配气系统暂时停运。

引起超压的主要原因：

(1)由于调压器出现故障，造成调节失灵而产生的超压，如调压器密封件损坏，阀口有异物导致关闭不严或机械故障等；

(2)由于下游阀门快速关闭，调压器反应迟缓，而关闭不及时引起燃气积聚，压力升高。

3．1 主要安全设备

3．1．1安全放散阀

安全放散阀通常置于调压站的出口管线上。当调压器正常工作时，安全放散阀处于关闭状态。当调压器出现故障，造成出口压力升高，当升高至安全放散阀开启的设定压力时，安全放散阀自动开启将管线中多余燃气排人大气，当压力下降到动作压力以下时，安全放散阀自动关闭。

3．1．2安全切断阀

安全切断阀置于调压器上游管线上。调压器正常工作时，紧急切断阀常开，当调压器下游管线压力升高至其设定值时，紧急切断阀立即关闭，截断气流，从而可靠地避免超压。有些安全切断阀还应同时带有超低压保护的功能，即在超低压时切断，以避免由于管道断裂或脱落时造成的燃气大量泄漏。安全切断阀一旦关闭后，一般需采取人工复位，不能自动打开。

3．1．3监控器

监控器就是一台备用调压器，它可以与主调压器型号相同，也可以不同。监控器安装在工作调压器的上游，受工作调压器出口压力控制。监控器设定点要高于工作调压器，工作调压器正常工作时，监控器全开；当工作调压器发生故障而全开，使下游压力上升至监控器设定点时，监控器立即接替主调压器进行调压。

3．1．4多功能调压器

有不少调压器是多功能的，即除调压功能外还配备放散阀或超压切断阀。这类一体化的调压器有结构紧凑的优点，但调解范围受到一定的制约，须根据实际情况制定选用的方案。

3．2安全装置的安装系统

由于引起管线超压的`原因可能是多样的，所以对于调压站而言，安全装置应是组合型的由不同安全装置组成的安全保护系统，常用的有以下三种：

(1)全流量安全放散阀

由于在放散阀启动时，有大量可燃气体排放到大气中，尽管这种运行方式安全可靠且较经济，但影响环境，我们建议仅在中小流量且外部条件允许大量排放可燃气体的调压站上使用这种安全运行方式。燃气放散管需有4米以上的高度，且放散的燃气应轻于空气。由于环保等原因，这种保护系统在一些国家已被禁止使用。

(2)监控器+小放散阀

在工作调压器发生故障时，监控器代替其进行调压，所以它实际上有备用调压器的作用，因此对于多台工作调压器并联工作而合用一台备用调压器的大流量调压站，采用监控器就相当于提高了备用程度。

小排放量的安全放散阀，可以用来解决由非调压器故障引起的下游管线压力升高的问题。对于这类安全问题，虽然监控器和切断阀也都可用，但小排放量的安全放散阀更方便有效，因为即使是监控器和切断阀本燃气调压站安全装置浅身，也会因污物作用在关闭时漏气。

(3)安全切断阀十小放散阀

这种保护系统的造价较低，尤其是对于不需要没置备用调压器的场合，其价格优势更为明显。对于不能随时停气的场合，可在调压系统中设置备用调阀器以保证供气的连续性，而安全切断阀和小放散阀能很好地保证供气的安全性。对于供应工业锅炉的调压站，也非常适宜使用这种保护系统，因为安全切断阀具有非常快的反应速度。

4 结论

燃气发生装置篇3

燃气驱动型干粉灭火装置可自成系统, 不需充装带压驱动气体, 无需管网, 便于安装。采用固化物燃烧或化学反应产生气体驱动灭火装置内干粉灭火剂喷射, 达到灭火目的。该装置的干粉喷放速度是一项重要参数, 制约着灭火装置的灭火性能, 速度过小, 则干粉的输送距离较短, 且干粉输送力度不足以切入火场, 无法达到灭火要求;速度过快, 喷放冲击力太大, 单位体积干粉灭火剂喷放时间短, 不易扑灭火灾, 且扑灭易燃液体火灾时, 易造成液体溅射, 形成难以扑灭的流淌火。而决定干粉喷放速度的主要因素是动力装置产生气体的速度和灭火装置喷口直径。动力装置主要由燃气室、固体产气剂、冷却过滤层、产气喷口几部分组成, 其中, 影响动力装置气体产生速度的主要因素有产气喷口尺寸和固体产气剂燃速。

笔者主要研究动力装置产气喷口直径和固体产气剂燃速对动力装置产气速度的影响, 通过调节产气喷口尺寸及产气剂配方配比, 并结合灭火装置实际灭火效果, 找出最佳的产气喷口直径和固体产气剂配方组合, 使干粉灭火装置拥有良好的灭火性能。

1 试验及结果

1.1 固体产气剂组分对燃速的影响

1.1.1 固体产气剂配方

为提高产气剂的气体利用率, 保证单位质量产气剂生成的气体较大, 试验所用固体产气剂是一种红褐色粉末颗粒, 由氧化剂、可燃剂、粘结剂和敏化剂按照-10%氧平衡配制, 并添加催化剂, 其具体成分 (质量分数) 如表1所示。

1.1.2 试验方法

试验装置:产气剂药柱 (自制) 、计时器、启动电源、电点火头。

取70g产气剂压制成圆柱形药柱, 侧面包覆阻燃橡胶, 将电点火头固定在药柱某一端面, 用启动电源启动电点火头, 点燃药剂, 用计时器记录药剂开始燃烧到燃烧结束的时间, 从而计算产气剂质量燃速, 如图1所示。

1.1.3 结果及分析

每组数据测量3次, 取平均值, 结果如图2所示。

由图2可知, 催化剂的添加大大促进了产气剂的燃速, 随着催化剂质量分数增加, 固体产气剂的燃速增大, 催化剂质量分数在1.87%以内时, 燃速随其增加迅速增大, 当质量分数大于2.78%后, 燃速增加速率减缓。这主要是因为催化剂可以降低氧化剂的分解温度并促进氧化剂的分解, 从而提高药剂燃速。

虽然催化剂质量分数的增加可以大大提高产气剂燃速, 但由于产气剂组分中气体的生成组分主要是氧化剂和可燃剂, 同等质量的产气剂中催化剂含量的增加将使其产气量减少。因此, 在不添加太多催化剂含量的情况下, 只能通过调整产气喷口直径达到增加燃速的目的。

1.2 动力装置产气速度试验

1.2.1 动力装置结构

动力装置如图3所示, 主要包括装置外壳、产气喷口、冷却过滤层、产气剂药柱、电点火头。

试验选用不同配方的固体产气剂为试验对象, 通过改变动力装置产气喷口尺寸, 测试产气喷口直径对动力装置产气速率的影响, 喷口直径为12、14、16、18、20mm。

1.2.2 试验方法

实验器材:动力装置、计时器、启动电源。

取70g产气剂药柱, 装入壳体中, 将电点火头固定药柱端面, 用启动电源启动电点火头, 点燃药剂, 用计时器记录药剂开始燃烧到燃烧结束的时间, 从而计算产气剂质量燃速。

1.2.3 结果及分析

试验结果如图4所示。

由图可知, 动力装置的产气速率随产气喷口直径的增大而降低, 当产气喷口直径小于14mm时, 动力装置产气速率非常迅速;而高燃速的产气剂, 产气喷口直径对产气速率的影响更大, 当产气喷口直径减小到14mm以下时, 燃速高的产气剂发生爆燃现象。由于喷口直径制约着装置内气体的释放速率, 当喷口较小时, 气体来不及释放, 在装置内形成压力。为了更好地理解燃速变化原因, 由于该装置结构跟固体火箭推进器类似, 笔者引用了燃速定律半经验公式, 如式 (1) 、式 (2) 所示。

式中:m为药柱的质量燃速, g/s;ρ为药柱的密度, g/mm3;d为药柱直径, mm/s;r为药柱的线性燃速, mm/s;P为燃烧室压力, kPa;a1为燃速系数, mm/s;b1为燃速系数, mm/ (kPa·s) 。a1、b1均为常数, 取决于药剂性质、装药初温和燃烧室的压力范围。

根据式 (1) 、式 (2) 可知, 在其他条件一定的情况下, 燃速m和压力P成正比。喷口直径的减小使燃气的释放变慢, 导致燃烧室压力增大, 加快了药剂的燃烧速度;燃速的增大又进一步提高了燃烧室的压力, 当喷口减小到一定范围时, 燃烧速度及燃烧室压力在相互影响下急剧增大, 当压力超过药柱的承受压力时, 药柱破碎, 将导致爆燃。

因此, 为保证灭火装置的安全稳定性, 产气喷口不宜太小。

2 实际灭火性能试验

通过对试验结果的分析对比, 加大催化剂质量分数和减小动力装置产气喷口都能增加动力装置的产气速率。但是, 一方面从产气剂产气利用率方面考虑, 催化剂的含量不能太高;另一方面, 从安全角度考虑, 动力装置的产气喷口不宜太小。

为了找出较优组合, 试验将动力装置和干粉灭火装置结合起来, 进行实际的灭火试验。选定配方3、4、5、6, 结合不同直径喷口进行试验, 该灭火装置内装8kg ABC超细干粉灭火剂, 悬挂在9m高度进行灭火试验。所做灭火试验均按照GA 602-2006规定进行, 每项试验进行3次, 结果如表2所示。

由表2可知, 灭火装置的灭火能力不与动力装置的产气速度成正比, 根据试验现象分析, 因为产气速度过快时, 干粉的喷放强度过大, 容易造将B类油盘火中的汽油溅出油盘, 造成复燃, 如第10组试验;当产气速度较小时, 干粉的喷放力度较小, 由于油盘火的火焰区域内部压力很大, 干粉无法切入火场达到灭火效果, 其灭火能力就差;第4、8组的灭火能力最强, 其动力装置产气速度约为18g/s, 但第8组试验后装置内残留粉比第4组多。

通过调节产气剂燃速和产气喷口直径, 可改变燃气驱动型干粉灭火装置的灭火能力, 考虑经济性、固体产气剂及干粉灭火剂利用率, 动力装置采用16 mm产气喷口, 使用配方3产气剂时, 灭火装置的各方面性能最优。

3 结论

(1) 产气剂的燃速随组分中燃速催化剂含量的增加而增大。

(2) 动力装置的产气速度与产气剂燃速成正比, 与产气喷口直径成反比。

(3) 动力装置的产气量与产气速度影响着灭火装置的灭火性能。

参考文献

[1]王玉晓, 蔡芸.超细干粉自动灭火装置在民用建筑中的应用前景分析[J].武警学院学报, 2005, 21 (6) :22-24.

家用管道燃气安全保护装置的分析篇4

伴随中国现代城市化进程的加快和燃气产业的飞速发展,在城市家庭生活之中,燃气做为一种清洁环保能源已成为现代家庭必须的燃料。我国城镇燃气的主要气源有天然气、人工煤气和液化石油气, 在城市和部分人口比较集中的城郊地区使用的燃气气源为天然气和人工煤气,通过燃气管道进行输送,在燃气具上使用实现烹饪、洗浴和取暖等需要。这种管道燃气的使用,在改善居民生活环境质量同时,也存在着巨大的安全隐患。使用不当或发生泄漏时,可以导致人身中毒、伤亡、爆炸、恶性事故的发生。

事故的原因分析表明,大多数事故产生的原因多数是由于户内管道(胶管) 设施老化、部件失灵、使用不当和环境条件不利造成。如何杜绝上述恶性事故的发生,多年来科技人员在不同的技术领域, 应用不同的技术手段,对家用管道燃气安全防范工作进行的科学的探究、产品开发和应用,在技术上装备上取得了一定的保障作用。

文中研究的装置具有安全防护和报警控制双重功能:实现了系统常态时,管道总阀处于关闭状态,只有在正常使用时,开启气源阀门供气。当使用完毕自动关闭气源;如燃气出现泄漏超过安全标准时,自动关闭气源总阀,并发出声光报警信号,开启排风机或油烟机换气。该产品具有“遥控开阀、熄火自闭、漏气报警”。是煤气管道安全防护的新一代电一体化安全保护装置。

1设计的指导思想

1.1家用管道燃气基本设施的组成

普通家庭的管道燃气装置由主管道管件、表前阀门、计量表、表后管道、总阀、胶管和炉具构成。其中,主管道、总阀、计量表和用户手阀部分管件,由铁管和黄铜管件做刚性连接。手阀阀至炉具段,是胶管和卡箍连接而成。产权为用户自有,自行维护。

1.2燃气泄漏发生的原因

据国家燃气行业协会2011年燃气事故数据统计结果显示,在燃气泄漏事故因素中,户内燃气泄漏所占比例最大超过了50% 为51.61%。其他类为24.73% 和户外燃气管网类24.13%。在户内燃气泄漏事故中原因中,包括:户内管道泄漏;胶管老化、鼠咬;做饭溢灭灶火;操作不当;忘关(不关)阀门等原因,其中胶管老化和卡箍失灵由在泄漏事故占原因首位。

1.3设计的宗旨

该设计的主要构思在于,将用户管道总阀上加装一个电动旋转扳手(机械手), 机械手手由控制器控制。常态下,机械手将阀处于关闭状态,在使用燃气时,人工遥控开启,在用火完毕关闭炉具或炉火被非正常火,火焰温度传感器会发出熄火信号给控制器,控制器输出电压控制机械手将总阀关闭。如使用过程中出现燃气泄漏超标,当煤气泄漏超过监控浓度≤ 0.04%- 0.05%- 国家安全标准浓度) 时,由报警器发出控制信号给控制器,同样关闭总阀切断气源。同时,报警器自动开启排风换气扇或吸油烟机,并发出声光报警信号提醒主人做好撤离和应急处理工作。制止人身中毒恶性事故的发生。

2结构组成、工作原理和特点

燃气安全控制器由燃气泄漏检测报警器、控制器、机械手、温度传感器、遥控器和电源等部分组成( 见图1安装示意图)。监控报警器采用国外最先进的传感器与检测技术及集成控制技术,能准确无误地声光报警和自动控制。控制器是由温度监测、遥控接收电路及驱动电路构成, 它受遥控器、监测器和温度感应探头多重控制。机械手( 见图2所示) 采用自动和手动兼容的技术结构,低电压(+12V) 控制,无接点火花,能安全可靠地自动或手动开闭气源总阀。

常态下,机械手将阀处于关闭状态, 在使用燃气时,人工遥控开启,在用火完毕关闭炉具后,控制器输出电压控制机械手将总阀关闭。如使用过程中出现燃气泄漏超标,当煤气泄漏超过监控浓度≤ 0.04%-0.05%- 国家安全标准浓度) 时, 由报警器发出控制信号给控制器,同样关闭总阀切断气源。同时,报警器自动开启排风换气扇或吸油烟机,并发出声光报警信号提醒主人做好撤离和应急处理工作。制止人身中毒恶性事故的发生。

4本设计方案的合理性、经济性和实用性

整个装置具有体积小,功能全、寿命长、安装方便等特点。尤其是机械手安装时直接使用卡具外置安装在燃气管道外表上,实现对管道阀的旋转功能。无需改动煤气管道结构,不增任何器件和工作量。由于不改变燃气管道结构,无需进行管道气密性试验,安装和使用不受燃气供应商的限制,用户可自行安装使用。

燃气泄漏报警时,快捷可靠自动关闭入户总阀,彻底切断气源,高度安全。

机械手电动、手动兼容,可在停电、维修时可手动开关阀门,倍增安全方便。

有备用蓄电池供电电路,可在市电停电时,自动切换,系统可以保证正常运行, 给用户带来方便和安全保证。

笔者对上述技术方案的实施了成品试制,制成的产品在自家和邻居家中燃气装置上加装使用,两年多的实践表明,该技术装置可以满足居民安全生活所需。是方便、实用、安全的家居用品。现已经申报国家专利,渴望向全社会推广使用。

摘要：家用燃气(天然气、石油液化气等)泄漏后,容易引起中毒、爆炸及火灾,给人们生命和财产造成极大危害。本文介绍一种燃气泄漏报警控制器,特点是电路简单、性能可靠、安装和使用方便,具有一定的推广使用价值。文中对该装置的设计方案、结构原理和性能说明,并从比较中对其实用性新型性和作分析,同时又对装置的安装技术作以说明。

燃气发生装置篇5

关键词：管道燃气,燃气安全,事故发生,预防

1 前言

城市燃气快速前进是城市建筑现代化的关键体现, 城市燃气的前进, 完善城市条件, 推动了城市基本设施创建以及经济的前进。城市燃气低压管道以及中压管道网络横竖的交叉在一起, 蔓延到每一位顾客中, 整体的供气范围就是我们的作业区间。燃气自身具备的易燃易爆性质表示着我们单位作业的繁琐性、关键性以及辛苦性, 我们的作业和民众生活紧密相连, 假如管制不好抑或运用不合理就会出现各种故障, 对民众身体以及财产、国家安全稳定都会带来很大的威胁。从煤气根源提供到运用, 每一个步骤存在毛病都会对整体供气体系的可靠性带来不良作用。所以, 经过对最近几年出现的安全事故归纳, 解析管道燃气故障出现的缘由, 进而拟定有关的避免方法。

2 管道燃气事故原因分析

2.1 管网老化和腐蚀

燃气管道以及装置都存在策划运用时间, 超龄运用会由于管道损坏老化导致燃气流漏, 要提早开展替换以及修理。因为地下土壤酸碱性不同, 如果土壤侵蚀性大, 管道中还存在有的部分防侵蚀性不佳的位置, 在管道还能够使用的年限中, 就会由于管道被侵蚀出现穿孔情况致使燃气流漏。这种状况在最初使用的钢材质管道上体现的比较明显。

2.2 温度变化和土层沉降

热胀冷缩导致煤气管道以及设备出现断裂、掉落。一些管道铺设使用的时间久了, 再加上城市建筑抑或街道重整加宽等缘故, 挪动土层抑或因为车道中车辆数量增多, 拉货货车承载量过大导致一些地下埋设有管道的路面出现不匀称下降, 留下流漏后患。尤其是针对铸铁管道, 因为自身又脆又硬, 很容易出现开裂情况。

2.3 施工质量管理不规范

在策划方法的选用、管道和装置的类型选用时, 对有关信息以及现场真实状况不熟悉, 为之后的燃气建筑留下了后患。采用的管道品质不达标, 伴随着时间的延迟封闭性不好。管道连接品质不达标, 连接系数以及连接方式不对。埋藏管道的沟渠挖掘深度不足, 或者回填土内含有碎石子, 有车辆经过碾压对破坏管道。项目建筑的每个步骤程序的检验施行力度不足、现场监督力不足。最近几年, 因为PE管材的普遍运用, 对管道的连接有了更高的需求。

2.4 违章占压

因为一些顾客对燃气具备的燃爆危害性质了解不多, 具有乱占用燃气管道线路的情况, 假如这些位置的管道出现流漏, 不易被检查修理好, 很容易出现燃气股长。乱占用关键有三种情况: (1) 在距离安全管道不足安全距离的位置内施工建筑。 (2) 在市区的燃气管道上方搭筑门面以及临时构筑物。 (3) 在住宅位置的燃气管道上方搭筑个人用地抑或车棚。

2.5 违规操作

(1) 燃气单位操纵工作者专业程度低, 没有实时察觉对煤气管道安全产生威胁的违规操纵。 (2) 顾客擅自更改燃气管道线路以及装置, 导致燃气流漏。 (3) 一些顾客在运用燃气程序中操纵不对, 在使用过程中粗心没有进行有效的监视。忘记关闭阀门, 致使燃气流漏。 (4) 当燃气装置存在不正常情况时, 没有立即申请修理。 (5) 由于很多缘故导致燃气可靠性保护设备不能够正常使用。如装置在顾客室内的燃气报警设备不能工作, 切断阀门不能使用, 导致流漏燃气聚集在一起出现爆炸。

3 管道燃气事故预防措施

3.1 设计方案要切实可行。

在建筑前要对全部的装置、装备、物料、工件开展严肃仔细的购买。有标准的开展检查, 特别是高压、终压管道运用的物料一定要更加严厉的进行选择。策划、建筑、检验公司水平要齐全, 建筑中根据图纸建筑。增强程序检验, 对不达标的管道一定要进行返工重建, 确保项目品质达标。

3.2 开展城市燃气管道及燃气设施的定期检测

对于到达使用期限或腐蚀严重的管线及设施立即更换或维修, 其他情况要按轻重缓急的原则和实际条件有计划的改造。

3.3 制定城市燃气安全事故应急救援预案, 并不断完善

每一年都要按时进行模拟以及消防练习, 提升处置突发故障的实力。抢修抢险的工作者要配备齐全, 改善装置装备, 专用的装置要放在专门的位置, 有专人进行管制, 随时能用, 操纵老练。抢修工作者要配备防护物品、检查渗漏设备、通风装置等必需品, 工作内容划分明确, 职责明确, 在抢修时能够高速及时有用的完成。

3.4 燃气企业要建立健全安全管理的规章制度和安全操作规程, 并严格贯彻落实

要层层实行燃气安全责任制, 做到专人负责、分工明确、责任落实。要通过培训、演习等多种形式, 提高全员安全素质。并将燃气安全管理作为一个系统工程, 实行横向到边。纵向到底的原则, 不放过任何一个死角。

3.5 定期开展对管网安全检查, 排查事故隐患

特别是对机动车辆经常通过地段:对管线上部土层较薄地段;对各类建筑物、构筑物、物料堆放占压管线地段:对各种管沟与燃气管线综合交叉、距离较近地段:对一些易引发群死群伤的重点地段、重点区域、重要设施运行状况等必须逐一排查。针对存在的问题采取设置专门标志、专人跟踪管理等严格解决措施。对特别地段一时整改不了的, 要派专人死看死守。对占压管线问题, 要加大违章占压管线危害的宣传力度, 争取从源头上杜绝违章占压现象, 对已发生的违章占压, 要争取政府和相关部门的支持, 采取措施, 杜绝由此引发安全事故。

3.6 要加强燃气安全的宣传教育

最大程度上使用报纸、电视、广播等传播媒体以及网络措施, 主动进行用气可靠、防备、救援等学识的宣扬, 更要把燃气安全内容传播到每一家每一户, 做到众所周知, 要以物业以及社会为平台, 持续开展新的宣传管制方式, 实时处理可能对煤气的安全运用产生不良影响的要素, 让人们把安全用气知识牢牢的记在心中, 保证安全使用燃气。

3.7 严格施工管理和工程监督

对管道的设计、沟槽开挖、基础、回填的要求、管道铺设及验收等严格遵守工程设计和施工的规范, 层层严把制件、验收关。结合经验、教训, 争取做到相同事故不发生两次。

3.8 加强安全生产防护设施

加大投入、加强管理, 组织编制或修订各类应急预案, 切实提高各部门应对突发事故的能力。建立专业、正规化巡检队伍, 对燃气管线周围及重点地段加大巡线力度和密度, 配备必需的检测仪器, 结合施工现场的作业时间特点, 重视夜间的大型机械作业, 尤其离燃气管线距离比较近的施工监护, 当然加强横向联系, 在办理施工许可时把必要的燃气安全常识一同告知也非常重要。

3.9 建立健全各项制度, 加强后期运行维护管理

加强有关法规、技术标准的学习, 提高认识, 克服重使用、轻管理的思想, 增强安全意识。建立严格可行的管理体系和工作程序。落实岗位责任制。制定完善有关燃气管道的设计、安装、使用、检验、改造等各项管理制度。对于新建燃气管道, 要求燃气投资开发商必须在每个燃气用户终端安装新型家用管道燃气防爆组火器装置, 更进一步提高安全度。燃气供应公司必须按城镇燃气设施运行、维护和抢修安全技术规程的标准要求, 配备足够的燃气管线巡查和抢修人员、配置专用设备, 建立安全管理责任制, 确保燃气安全。

4 结束语

基于单片机的燃气预警装置的设计篇6

在现代生产生活中,液化石油气及天然气的应用无处不在,由于这些气体本身的危害性和对人民生产生活造成的巨大伤害,因此对可燃气体的检测和报警是一项必要的工作——以预防气体泄漏引起的爆炸以及不完全燃烧引起的中毒。从而有效的避免有害气体造成的爆炸及火灾,降低这类事故对生活和生产的影响。

目前燃气预警装置在市场上很多,各家公司都在激烈的竞争。但多数厂家做的都是有线或者低端产品,而且可燃气体种类很多很杂,生产的装置不一定对所有气体管用。传统的燃气监测系统通信方式主要采用有线通信。如果能在燃气的采集终端使用无线的方式进行数据传送,可以省去通信设备之间的物理线路连接,不仅简化了系统复杂程度,还大大降低了成本。由于现在煤矿事故频繁发生以及各种场合的燃气中毒事件,燃气预警可以有效的避免有害气体造成的爆炸和不完全燃烧引起的中毒,对于现代工业化、科技化生产生活具有现实意义。

2 系统硬件设计

本系统由主机和从机两部分组成。基本结构包括传感器模块、无线数据收发模块、处理器模块和显示模块。主机的组成部分有:单片机控制模块、无线接收模块、显示模块、报警模块,主机的主要工作是接收燃气气体数据、显示气体浓度和报警功能等。从机的组成部分有:单片机控制模块、气体传感器模块、无线发送模块、继电器控制模块,从机的主要工作是完成对现场燃气气体的采集、处理、发送以及风扇的开启。

主机的硬件结构为:以STC12C5A32S2单片机为主控芯片,连接LCD1602液晶显示屏、XL02-232AP1的无线串口接收模块、加入蜂鸣器和LED灯的报警电路、复位电路等。从机的硬件结构为:以STC12C5A32S2单片机为主控芯片,连接MQ-5气体传感器、XL02-232AP1的无线串口发送模块、继电器控制电路、复位电路等。系统总体硬件设计如图2-1所示。

3 系统软件的总体设计

本系统的软件设计主要采用模块化设计方法,分为主机M端和从机S端两部分。包括主程序初始化模块、燃气气体测量子程序模块、无线收发数据模块、显示子程序模块和控制模块。从机S端中先对其串口进行初始化,再进入主程序对其气体信号进行采集、A/D转换,最后将转换好的数据通过无线模块对其进行发送,返回回到主程序继续进行气体信号的采集转换。在主机M端中先对液晶以及串口进行初始化,再进入主程序通过无线模块接受从机发送过来的数据,将接收到的数据通过液晶将其显示出来,若气体浓度超过预定范围,则主机发出报警信号,若没有超出预定范围,则主机不报警,返回到主程序继续接收从机发送过来的数据。系统软件总流程图如图3-1所示。

4 系统调试与结果

该装置设计制作完成后,当监测环境内的气体浓度值超过预设气体浓度值时,监测系统会发出报警信号。当气体浓度值超出预设范围时绿色LED指示灯亮,同时蜂鸣器连续鸣叫发出报警信号。当监测环境内的气体浓度值恢复到预设范围时,燃气预警装置停止报警。

首先我对该装置的无线串口发射模块进行了调试,先在从机的单片机中固定需要发射的几组数据,通过主机LCD1602接受显示数据,若显示出原先的固定的几组数据,说明无线串口发射模块工作正常,调试成功。若没有显示出原先的几组固定的数据,说明调试存在问题,有可能是程序出错或者硬件连接有错。最终调试的结果为数据显示正常。然后对传感器的输出进行了调试,用万用表对其输出电压进行测量,然后给予传感器一定的气体,再测量其电压的变化,使其达到正常值为止。

该燃气预警测量系统电路简单,性能较稳定,抗干扰能力强,可靠性高,搭建方便,易于扩展;室内实际发射距离约20～50米(在短距离内无线传输时系统运行非常稳定);通过改进天线的设计加大发射电压可适度增加发射距离,在室外开阔地带通信距离可以达到300米。因此本设计在短距离对多种环境气体浓度的采集监测和预警是比较成功的。

参考文献

[1]马先才,单向无线数据传输系统的设计[J].电子科技,2003.

[2]孙海涛等编著,城市燃气泄漏报警控制系统[J].煤气与热力,2002,(6):503-505.

燃气发生装置篇7

一、电子脉冲点火器的主要性能参数

电子脉冲点火器的主要性能参数有额定工作电压、工作电流、放电周期、输出电压、放电能量、放电脉冲宽度等。

1. 工作电流是在额定工作电压时点火器正常工作所需的电流。

2. 放电周期是点火器在额定工作电压工作时, 相邻两次放电之间的时间。

3. 放电能量是点火器在放电点火时, 每次从点火针释放出来的电能。放电能量的计算公式有两种: (1) ; (2) , 从公式 (2) 可理解, 放电能量随储能电容的容值以及电容放电前的电压值增大而增大。

4. 输出电压:测定时以放电脉冲波形的正负峰值电压绝对值的最大值作为点火器的输出电压。

5. 放电脉冲宽度是点火器从放电开始到该次放电结束的时间。测定时以放电脉冲波形的第一个周期即为放电脉冲宽度。

二、交流电作输入工作电压的脉冲点火器电路

图1电路形式一般用于强排式燃气热水器的点火装置, 或用于负离子发生器的高压发生部件, 以50Hz或60Hz的交流电作为供电电源。当电路输入交流电时, 在交流电正半波, 通过电阻器R1、整流二极管D3向电容器C1充电, C1电压逐渐升高, 使可控硅V1满足上正下负的电位差, R1、D3、C1、L1及D1组成一个充电回路。交流电负半波, 通过R2、R3、C2、D2、R1组成的回路, 在R2两端形成电位差, 给可控硅的控制极G提供一个触发电压, 此时可控硅触发导通, C1储存的电荷通过V1、L1迅速释放, C1、V1及L1组成一个放电回路, 放电结束后恢复截止。可控硅的通断, 在电容器周而复始的充放电过程中, 脉冲电流在变压器T初级绕组L1两端产生交变电势, 从而在变压器次级绕组L2两端产生万伏以上的高电压。

此电路中, 不同工作电压时, 工作电流主要由限流电阻R1和电容器C1决定, 相当于C1的充电电流。为控制点火器的工作电流, 加大电阻R1的阻值似乎可行, 但这样会延长电容器C1的充电时间, 以致影响点火器的放电周期、输出电压、放电能量等其它参数, 而且电阻器是无源元件, 易耗能发热, 因此主要通过调整电容C1的容量来控制工作电流。根据瞬时充电电流, 减小电容器的容量值C, 就能减小充电电流。但电容值不能太小, 否则会缩小放电脉宽, 输出电压负荷特性不能满足要求。为使点火器可靠工作, C1的耐压值须选大于2倍的工作电压有效值。电路的放电周期是工作电压周期的1倍或n倍。除了图1的电路形式, 图2也是经常用到的高压发生电路形式, 电路原理相当, 原器件数量较少, 是有利于提高产品性价比的电路形式。

图3也是一种交流电工作电压点火器电路, D2、C1、R2组成充电回路, C1、L1及触发二极管D1组成放电回路。C1电压充电升到触发二极管的触发电压时, C1通过L1、D1放电, 完成一个充放电周期。由于触发二极管的触发电压是固定的, 点火器输出电压由D1的触发电压决定, 放电周期随输入工作电压的增大而减小。这种电路也在市场中常用到, 安全可靠, 元件用量少, 有利于控制成本。

三、直流电作输入工作电压的脉冲点火器电路

图4所示点火器电路常用于燃气灶具, 主要由振荡电路和升压电路两部分组成。以额定工作电压为DC3V为例, 在电源输入端加载额定直流电压, 经振荡电路振荡逆变, 在升压部分中升压线圈的初级绕组两端产生峰值和周期分别为约210V和120mS左右的脉冲电压, 在升压线圈的次级绕组两端产约16KV的脉冲电压。

电路中R1、D2、Q1、n1、n2为利用变压器耦合形成正反馈的自励振荡回路。由于n1、n2的相位相同, 符合正反馈条件。加载额定直流电压后, 通过R1给Q1提供一个基极电流, Q1的集电极电流开始增加, 通过n1、n2的耦合, 在n1产生感应电动势, 此电动势与电源电压叠加, 使基极电流进一步增加, 集电极电流也更趋增加, 形成强烈正反馈, 结果使Q1很快进入饱和, Q1的集电极电流不再增加, 因而n1中感应电动势将减小, Q1的基极电流也开始减小, Q1开始退出饱和区。集电极电流开始下降, 在n1中的感应电动势极性变化, 使基极电流进一步减小, 如此又形成一个正反馈过程, 结果使Q1很快进入截止状态。在n1中的感应电动势极性改变的同时, D1开始导通, n2的能量传递给n3, 待n2中磁能消耗完, Q1的基极电位又下降, 使Q1再次导通, 进入一个新的振荡周期。快速恢复开关二极管D1和C1、L1组成高压整流储能电路。根据T1各绕组的接法, n2处于电流增加阶段时, n3中的感应电动势的方向使D1不能导通, 只有当n2中电流从最大值开始减小时, n1中的感应电动势极性变化, n3的感应电势使D1导通, 并通过L1向C1充电。当C1两端电压达到触发管D3的反向触发电压时, D3由关断状态转为导通状态, 此时C1储存的电荷经D3放电, 能量迅速放掉。至此, 电容C1完成一个充、放电周期。D1、C1、L1及n3组成充电回路, C1、D3和L1组成放电回路。

这种电路的工作电流主要由电阻器R1来控制, 如果工作电流要求在DC200mA以下, 。考虑点火器正常工作电压范围DC1.8~3.6V, 选用2.7KΩ的电阻器可满足要求, 实际工作输入电流在130mA左右。输出电压由触管D3的触发电压决定, 改变工作电压值, 输出电压不变。影响放电周期的因素较多, 改变R1阻值, 或三极管Q1的β值, 或振荡变压器的绕组参数, 或电容器C1容量, 或不同触发电压值的触发管, 都将改变放电周期。放电能量主要由C1和触发二极管D3决定, 在确保一定放电能量的前提下, 主要通过调节R1、T1和Q1来控制放电周期。放电脉宽可通过调整T1的绕组参数来实现。一般情况下, 可以通过改变电阻R1阻值, 来适应不同工作电压值的要求。

图5是采用单向可控硅触发电路来取代触发二极管的点火器电路, 输出电压随工作电压的改变而改变。

四、结语

在产品开发中, 脉冲点火器选择何种电路形式, 要考虑产品实际用途、使用环境、外形要求、性价比控制、电子元件供应现状、生产工艺等要素, 做到点火器较小工作电流、适中放电周期、较高输出电压、较大放电能量等几大性能参数的综合平衡。

摘要：本文从点火器高电压发生原理出发, 探析几种常用的电子脉冲点火器高压发生电路实例, 对额定工作电压、工作电流、放电周期、输出电压、放电能量、放电脉宽等主要参数进行了阐述, 并提出了相应的性能影响方案。

关键词：脉冲点火器,工作电流,放电周期,放电能量,输出电压,放电脉宽

参考文献

[1]中华人民共和国轻工业标准。家用燃气用具脉冲点火控制器通用技术要求[S]。QB/T2365-98。

燃气发生装置篇8

关键词：高能燃气脉冲吹灰装置,锅炉,乙炔,脉冲,吹灰,烟温,研究,应用

华油实业公司现有11台9.2t锅炉和4台23t锅炉, 所用燃料为渣油, 油质中灰分含量高, 造成积灰较多, 烟温上升较快, 造成吹灰次数多, 影响锅炉热效率, 增加了成本, 这对锅炉运行是十分不利的, 而传统的吹灰方法在效果和经济性上都不能令人满意。随着锅炉的使用年限增加, 对流段翅片管吸热效果逐年渐差, 目前燃油锅炉烟温在315℃以上, 这些烟气携带了大量热量被排放到大气中, 排烟热损失是锅炉最大一项热损失, 目前锅炉热效率为75%～80%之间, 提高锅炉热效率是锅炉运行的当务之急。为解决上述问题, 主要从高能燃气脉冲吹灰入手, 减少锅炉热损失, 节约能源。

1 高能燃气脉冲吹灰装置的技术原理

1.1 爆炸吹灰的基本原理

因为乙炔气体爆炸极限范围较宽 (爆炸极限为1.5%～82%) , 易于掌握, 且可在较大范围内调节吹灰强度, 所以采用乙炔爆炸吹灰。

乙炔与空气按爆炸极限内的比例混合后经点火燃烧, 其反应式为:

从反应式中看出, 乙炔爆炸后产生二氧化碳和水在特殊装置中混合, 经高频点火, 产生爆燃, 气体急剧膨胀, 产生高温、高压的爆燃气体。该燃烧气体, 在特殊结构的加速脉冲罐体内得到加速和加强, 蓄积了极高的能量, 经过喷嘴以冲击动能、热能和声能的形式进入炉内, 作用在锅炉受热面上的积灰层上, 使积灰脱落, 被烟气带出炉外。

合理的设计吹灰装置系统及加速脉冲罐的结构、尺寸、形状, 从而获得可控的吹灰强度, 达到最佳吹灰效果。

1.2 爆炸吹灰的作用机理

1.2.1 机械冲击作用

混合气经点燃后, 体积瞬间发生急剧增益, 经加速脉冲罐的激发, 产生较高的压力 (通常1～10kg/cm2) , 较高的速度 (300～350m/s) , 经喷嘴进入炉内, 其动能已冲击波的形式作用于受热面积灰表面并经多次折射, 使积灰脱落飞扬。同时, 受热面管子发生振动, 使附着在管子表面的积灰破裂、脱落, 其作用类似与机械振打, 但其效果远比机械振打强, 且作用时间极短 (毫秒级) , 对受热面无任何损坏, 这种作用特别适合于坚硬的结层积灰。

1.2.2 声波辐射作用

当爆燃气体进入炉体时, 产生巨大响声, 是能量以声能释放出来的体现。

由运行实验可知, 在距喷油嘴6～7m处, 其声压级保持在160d B以上。而目前国际、国内采用的声波除灰装置, 距喷油嘴轴线1m处的声压级只达到150～156dB。

由于本装置采用的声波频率高、能量大, 因此进入炉膛后, 不易衰减, 并以辐射状向炉膛的各个方向传播, 通过声能的作用, 使这些区域的受热管表面积灰层产生振荡。由于声波振荡的反复作用, 使积灰松散、破裂、脱落。

1.2.3 热清洗作用

混合气体点火爆燃后, 产生高温高压燃气。当高温燃气射向积灰层时, 可以使积灰软化, 粘结强度降低, 在高压气流吹扫下, 灰层破碎脱落。则对于燃油锅炉、炼钢厂、加热炉和余热炉的粘结性积灰尤为有效。

2 高能燃气脉冲吹灰装置的工艺

控制系统由触摸屏、可编程序控制器、电动阀、压力流量计量元件、点火装置等组成, 可实现自动、半自动及手动控制。该系统具有良好的安全性、稳定性, 既降低了操作者的劳动强度又提高了生产效率。

3 高能燃气脉冲吹灰装置的现场实施情况

设备现场安装后, 手动点火, 接通风机, 将压力控制在8kPa, 流量控制在100m3h, 打开乙炔气阀, 压力控制在0.1～0.2Pa之间, 启动制动控制程序, 依次从1—4点开始试验。试验会出现以下结果;第一点吹灰面达到70%以上, 第二点达到80%以上, 第三点达到85%以上, 第四点达到82%以上。

根据注汽锅炉尾部受热面特点, 确定乙炔充气时间、压力、风压、流量。

采用现场操作方法, 按着操作程序进行试验:将脉冲加速器固定在注汽锅炉尾部受热面;用快速联接管, 将混合加量与加速器连接;确定移动式吹灰器位置;调整好各参数。

将控制程序确定的手动方式, 由于在线试验指标为注汽锅炉的排烟温度, 记录1到4点的试验结果。

将控制程序确定的自动设置, 根据注汽锅炉的尾部积灰性质, 采用进行单循环, 记录每次循环的试验数据。

4 效果分析

使用高能脉冲吹会装置以来, 经生产实际应用中检验, 发现该系统起到了很好的效果, 实施一次该措施可以:平均降低烟温100～120℃, 在锅炉运行中大幅度的降低烟温, 且无需停炉即可保证锅炉在高效率状态下运行。

高能燃气脉冲吹灰装置一次性投入31万元, 以单炉计算, 该技术使用的乙炔为298元/瓶, 每瓶乙炔可吹灰三次, 每炉每月平均吹灰两次, 则单炉年吹灰投入资金为2384元。

该装置可平均降低烟温110℃, 热效率提高5%, 降低单耗2.8kg/t, 按每炉年注汽量10万方计算, 则年节约燃油296.8。

按燃油费用2000元/吨计算, 则可节约59.3万元。每炉年节约燃油费用59.3万元。投入产出比为0.53。

可见加装该装置第一年初即可收回成本, 全年节约28.06万元。

5 结论

(1) 解决了锅炉吹灰效果不好、吹灰费用高的问题, 为公司的整体效益做出了贡献。