天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，包括重整器温度监测设备、一氧化碳转换器温度监测设备、第一、第二故障处理机构、以及信号处理控制模块；信号处理控制模块判断发生重整器温度异常故障或一氧化碳转换器温度异常故障时，发出指令至对应的故障处理机构使其解除故障；第一故障处理机构包括：设置在燃烧用天然气缓冲储罐的输入管上的电动流量调节阀；设置在重整器的燃烧用天然气进气管上的电动流量调节阀和流量计；设置在空气进气管上的电动流量调节阀和流量计；第二故障处理机构包括：设置在一氧化碳转换器夹套层的导热介质回路上的泵和流量计。本发明专利技术能在不停机的情况下自动解除故障，从而有效提高制氢生产效率。

【技术实现步骤摘要】
天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置
本专利技术涉及天然气重整制氢设备

技术介绍
目前的天然气重整制氢生产线，主要包括：安装在设备安装壳体中的重整器、一氧化碳转换器、变压吸附器，重整器上连接有一对缓冲储罐——燃烧用天然气缓冲储罐和反应用天然气缓冲储罐，一对缓冲储罐的输入端均与天然气输送总管相连通，原料天然气由天然气输送总管输入，燃烧用天然气缓冲储罐的输出端与重整器的壳体内部的燃烧群器相连通，反应用天然气缓冲储罐的输出端通过脱硫机构与重整器内的反应器相连通；重整器上还设置有水蒸气输入管和空气进气管，水蒸气输入管与重整器内的反应器相连通，空气进气管与重整器的壳体内部相连通，重整器的输出端与一氧化碳转换器相连通，一氧化碳转换器的输出端连通至变压吸附器。在目前的天然气重整制氢生产线的制氢的过程中经常会出现重整器温度异常故障和一氧化碳转换器温度异常故障。目前应对这两种故障的处理方式为：人工紧急停机后进行设备维修，从而解除故障。这种解除故障的弊端在于：停机进行维修处理，这会大大影响生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的是：提供一种天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，其能在不停机的情况自动修复重整器温度异常故障以及一氧化碳转换器温度异常故障。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，包括设置在重整器内部的重整器温度监测设备、设置在一氧化碳转换器内部的一氧化碳转换器温度监测设备、用于解除重整器温度异常故障的第一故障处理机构、用于解除一氧化碳转换器温度异常故障的第二故障处理机构、以及信号处理控制模块；重整器温度监测设备、一氧化碳转换器温度监测设备、第一故障处理机构、第二故障处理机构均与信号处理控制模块通信连接；重整器温度监测设备、一氧化碳转换器温度监测设备分别将监测信号发送至信号处理控制模块，信号处理控制模块根据重整器温度监测设备的监测信号判断发生重整器温度异常故障时，发出指令至第一故障处理机构使其解除该故障；信号处理控制模块根据一氧化碳转换器温度监测设备的监测信号判断发生一氧化碳转换器温度异常故障时，发出指令至第二故障处理机构使其解除该故障；所述的第一故障处理机构包括：设置在燃烧用天然气缓冲储罐的输入管上的燃烧用天然气缓冲储罐电动流量调节阀；设置在重整器的燃烧用天然气进气管上的燃烧用天然气电动流量调节阀和燃烧用天然气流量计；设置在重整器的空气进气管上的空气电动流量调节阀和空气流量计；所述的第二故障处理机构包括：设置在一氧化碳转换器的夹套层的导热介质回路上的导热介质泵和导热介质流量计。进一步地，前述的天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，其中，还包括设置在天然气重整制氢生产线的电源总电路中的用于监测电源总电路通断的电路监测设备、用于解除电源总电路断电故障的断电故障处理机构，电路监测设备、断电故障处理机构均与信号处理控制模块通信连接，电路监测设备将监测信号发送至信号处理控制模块，信号处理控制模块根据电路监测设备的监测信号判断发生电源总电路断电故障时，发出指令至断电故障处理机构使其执行安全停机步骤，所述的断电故障处理机构包括：能为天然气重整制氢生产线提供电力的备用电源、以及惰性气体储罐，惰性气体储罐上设置有第一惰性气体输出管、第二惰性气体输出管，第一惰性气体输出管、第二惰性气体输出管分别连通至重整器和一氧化碳转换器，第一惰性气体输出管上设置有第一惰性气体电动流量调节阀，第二惰性气体输出管上设置有第二惰性气体电动流量调节阀；设置在天然气输送总管上的天然气总阀；设置在重整器上的重整器放散管路，重整器放散管路上设置有重整器放散阀和重整器放散压力表，设置在一氧化碳转换器上的一氧化碳转换器放散管路，一氧化碳转换器放散管路上设置有一氧化碳转换器放散阀和一氧化碳转换器放散压力表；设置在设备安装壳体上的强制风扇；安全停机步骤包括：第一步，开启备用电源；第二步，关闭天然气输送总管上的天然气总阀，从而切断原料天然气供应，使得整个天然气重整制氢系统停止加热；第三步，打开重整器放散阀，使得重整器内反应器中的反应气体通过重整器放散管路排出；打开一氧化碳转换器放散阀，使得一氧化碳转换器中的反应气体通过一氧化碳转换器放散管路排出；打开强制风扇，从而对设备安装壳体进行通风；第四步，打开第一惰性气体电动流量调节阀和第二惰性气体电动流量调节阀，使得惰性气体储罐分别向重整器内的反应器和一氧化碳转换器中充入惰性气体，从而对重整器内反应器中的催化剂和一氧化碳转换器中的催化剂进行保护，再然后关闭重整器放散阀和一氧化碳转换器放散阀，当重整器放散压力表、一氧化碳转换器放散压力表的压力显示为1.5Mpa时，分别关闭第一惰性气体电动流量调节阀和第二惰性气体电动流量调节阀，从而停止充入惰性气体；第四步，关闭天然气重整制氢系统的生产控制系统软件，然后关闭电源。更进一步地，前述的天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，其中，所述的信号处理控制模块包括PLC和计算机，重整器温度监测设备、一氧化碳转换器温度监测设备、电路监测设备的监测信号均发送至PLC中，PLC将监测信号转换成对应的实测值后发送至计算机，计算机中预设有与每项实测值分别相对应的预设值，计算机将实测值与对应的预设值进行比较，当某项实测值超出对应的预设值范围时，计算机判断发生与该项实测值相对应的故障；当发生重整器温度异常故障时，PLC发指令至第一故障处理机构使其解除该故障；当发生一氧化碳转换器温度异常故障时，PLC发指令至第二故障处理机构使其解除该故障；当发生电源总电路断电故障时，PLC发指令至断电故障处理机构使其执行安全停机步骤。更进一步地，前述的天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，其中，燃烧用天然气缓冲储罐电动流量调节阀、燃烧用天然气电动流量调节阀、燃烧用天然气流量计、空气电动流量调节阀以及空气流量计均与PLC通信连接；计算机判断发生重整器温度异常故障中的重整器温度偏高故障时，计算机通过PLC发指令至第一故障处理机构中的燃烧用天然气缓冲储罐电动流量调节阀、燃烧用天然气电动流量调节阀和空气电动流量调节阀，使其分别减小开度，从而减小进入重整器中进行燃烧的天然气和空气的流量来降低重整器温度，以此解除重整器温度偏高故障；计算机判断发生重整器温度异常故障中的重整器温度偏低故障时，计算机通过PLC发指令至第一故障处理机构中的燃烧用天然气缓冲储罐电动流量调节阀、燃烧用天然气电动流量调节阀和空气电动流量调节阀，使其分别增大开度，从而增大进入重整器中进行燃烧的天然气和空气的流量来提高重整器温度，以此解除重整器温度偏低故障。更进一步地，前述的天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，其中，导热介质泵和导热介质流量计均与PLC通信连接；计算机判断发生一氧化碳转换器温度异常故障中的一氧化碳转换器温度偏低故障时，计算机则通过PLC发指令至第二故障处理机构中的导热介质泵，使其降低导热介质流速，提高一氧化碳转换器温度，从而解除一氧化碳转换器温度偏低故障；计算机判断发生一氧化碳转换器温度异常故障中的一氧化碳转换器温度偏高故障时，计算机则通过PLC发指令至导热介质泵，使其增大导热介质流速，降低一氧化碳转换器温度，从而解除一氧化碳转换器温度偏高故障。进一步地，前述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，其特征在于：包括设置在重整器内部的重整器温度监测设备、设置在一氧化碳转换器内部的一氧化碳转换器温度监测设备、用于解除重整器温度异常故障的第一故障处理机构、用于解除一氧化碳转换器温度异常故障的第二故障处理机构、以及信号处理控制模块；重整器温度监测设备、一氧化碳转换器温度监测设备、第一故障处理机构、第二故障处理机构均与信号处理控制模块通信连接；重整器温度监测设备、一氧化碳转换器温度监测设备分别将监测信号发送至信号处理控制模块，信号处理控制模块根据重整器温度监测设备的监测信号判断发生重整器温度异常故障时，发出指令至第一故障处理机构使其解除该故障；信号处理控制模块根据一氧化碳转换器温度监测设备的监测信号判断发生一氧化碳转换器温度异常故障时，发出指令至第二故障处理机构使其解除该故障；所述的第一故障处理机构包括：设置在燃烧用天然气缓冲储罐的输入管上的燃烧用天然气缓冲储罐电动流量调节阀；设置在重整器的燃烧用天然气进气管上的燃烧用天然气电动流量调节阀和燃烧用天然气流量计；设置在重整器的空气进气管上的空气电动流量调节阀和空气流量计；所述的第二故障处理机构包括：设置在一氧化碳转换器的夹套层的导热介质回路上的导热介质泵和导热介质流量计。...

【技术特征摘要】
1.天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，其特征在于：包括设置在重整器内部的重整器温度监测设备、设置在一氧化碳转换器内部的一氧化碳转换器温度监测设备、用于解除重整器温度异常故障的第一故障处理机构、用于解除一氧化碳转换器温度异常故障的第二故障处理机构、以及信号处理控制模块；重整器温度监测设备、一氧化碳转换器温度监测设备、第一故障处理机构、第二故障处理机构均与信号处理控制模块通信连接；重整器温度监测设备、一氧化碳转换器温度监测设备分别将监测信号发送至信号处理控制模块，信号处理控制模块根据重整器温度监测设备的监测信号判断发生重整器温度异常故障时，发出指令至第一故障处理机构使其解除该故障；信号处理控制模块根据一氧化碳转换器温度监测设备的监测信号判断发生一氧化碳转换器温度异常故障时，发出指令至第二故障处理机构使其解除该故障；所述的第一故障处理机构包括：设置在燃烧用天然气缓冲储罐的输入管上的燃烧用天然气缓冲储罐电动流量调节阀；设置在重整器的燃烧用天然气进气管上的燃烧用天然气电动流量调节阀和燃烧用天然气流量计；设置在重整器的空气进气管上的空气电动流量调节阀和空气流量计；所述的第二故障处理机构包括：设置在一氧化碳转换器的夹套层的导热介质回路上的导热介质泵和导热介质流量计。2.根据权利要求1所述的天然气重整制氢生产线中的故障检测与处理装置，其特征在于：还包括设置在天然气重整制氢生产线的电源总电路中的用于监测电源总电路通断的电路监测设备、用于解除电源总电路断电故障的断电故障处理机构，电路监测设备、断电故障处理机构均与信号处理控制模块通信连接，电路监测设备将监测信号发送至信号处理控制模块，信号处理控制模块根据电路监测设备的监测信号判断发生电源总电路断电故障时，发出指令至断电故障处理机构使其执行安全停机步骤，所述的断电故障处理机构包括：能为天然气重整制氢生产线提供电力的备用电源、以及惰性气体储罐，惰性气体储罐上设置有第一惰性气体输出管、第二惰性气体输出管，第一惰性气体输出管、第二惰性气体输出管分别连通至重整器和一氧化碳转换器，第一惰性气体输出管上设置有第一惰性气体电动流量调节阀，第二惰性气体输出管上设置有第二惰性气体电动流量调节阀；设置在天然气输送总管上的天然气总阀；设置在重整器上的重整器放散管路，重整器放散管路上设置有重整器放散阀和重整器放散压力表，设置在一氧化碳转换器上的一氧化碳转换器放散管路，一氧化碳转换器放散管路上设置有一氧化碳转换器放散阀和一氧化碳转换器放散压力表；设置在设备安装壳体上的强制风扇；安全停机步骤包括：第一步，开启备用电源；第二步，关闭天然气输送总管上的天然气总阀，从而切断原料天然气供应，使得整个天然气重整制氢系统停止加热；第三步，打开重整器放散阀，使得重整器内反应器中的反应气体通过重整器放散管路排出；打开一氧化碳转换器放散阀，使得一氧化碳转换器中的反应气体通过一氧化碳转换器放散管路排出；打开强制风扇，从而对设备安装壳体进行通风；第四步，打开第一惰性气体电动流量调节阀和第二惰性气体电动流量调节阀，使得惰性气体储罐分别向重整器内的反应器和一氧化碳转换器中充入惰性气体，从而对重...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕青青，丁桓展，唐健，严岩，魏蔚，熊波，王朝，
申请(专利权)人：张家港氢云新能源研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32