一种燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位方法，适用于燃气管道安全领域使用。试验装置由气源系统，可视化管道系统，泄漏源系统，中央控制系统和循环回收系统组成。首先进行管道泄漏试验准备工作，先充入燃气，再充入示踪气体，模拟出真实的燃气管道，待混合气体充满气体混合罐后，分别布置出密闭和开放环境，然后打开可视化管道上泄漏点，记录下不同环境下打开泄漏点后的数据，最后对收集到的试验数据进行处理和分析；其操作简单、安全，系统研究燃气管道不同环境下发生泄漏时在该泄漏点出现的压力、温度、流速、声波和振动的变化情况，由此作为判断燃气管道输送燃气时发生泄漏的依据，对于确定燃气管道泄漏点具有广泛的意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位方法


[0001]本专利技术涉及一种模拟试验装置及泄漏源定位方法，尤其适用于燃气管道安全检测使用的一种燃气模拟试验装置及定位方法。

技术介绍

[0002]燃气泄漏是由意外导致燃气从管道、钢瓶中意外泄漏在空气中的一种现象，其特征是在很短的时间内，造成燃气大量泄漏，并且可能会持续很长的时间，对周边的环境和设备可能会造成严重损害。比如近期发生的大连金州天然气管道2次爆炸，在事故发生不久后，经初步判断，事故系金州天成燃气公司燃气管道泄漏导致爆炸，最终导致了3人死亡、8人轻伤的严重后果；还有发生在重庆渝北回兴“3.14”燃气闪爆事故，是在重庆市渝北区回兴镇发生一起天然气泄漏爆炸伤亡事故，此次事故共造3人死亡、5人重伤和5人轻伤以及重大财产损失，所以燃气管道泄漏已经成为了一项严重的问题。
[0003]目前现状来看，随着城市化的进程，城镇燃气管道的发展也越来越迅速，许多的城市相应就面临着燃气管道泄漏的问题。所以对于燃气管道泄漏的治理一直是我们关注的重点其前提条件是如何准确识别燃气泄漏点，尽管目前有多种燃气泄漏源定位方法，然而效果却不理想。为了提高燃气泄漏源定位的精确性和方便性，需要针对深埋管道、地面管道等不同条件下燃气泄漏状况进行研究，常规的研究不仅费时费力，也存在一定的安全风险，为了提高研究效率和经济性、保障研究安全，有必要开发可在室内模拟燃气泄漏的大型物理模拟试验装置，并基于多种传感器识别数据进行泄漏源定位研究，以优化燃气泄漏源定位方法，保障燃气管道安全。

技术实现思路
/>[0004]针对上述技术的不足之处，体用过一种结构简单，使用方便，检测灵活，试验精准的一种燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位方法。
[0005]为实现上述技术目的，本专利技术的一种燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位装置，包括气源系统、可视化管道系统、泄漏源系统、中央控制系统和循环回收系统；利用气源系统向可视化管道系统和泄漏源系统中充入燃气，再充入示踪气体模拟真实的燃气管道，待混合气体充满可视化管道系统和循环回收系统后，分别布置出密闭和开放环境，然后打开泄漏源系统中预设的泄漏点，记录下不同环境下打开泄漏点后的数据，对收集到的数据进行处理和分析；
[0006]气源系统包括燃气气瓶、示踪气气瓶和气体混合罐，燃气气瓶和示踪气气瓶的出口分别与气体混合罐连接，燃气气瓶和示踪气气瓶的出口设有开关，通过控制开关，从而在气体混合罐内混合燃气和示踪气；
[0007]循环回收系统为燃气回收气罐以及与气体混合罐连接的循环管道，循环管道上设有开关阀门
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；
[0008]可视化管道系统为可视化管道，可视化管道上间隔设有多种传感器；
[0009]泄漏源系统为泄漏管道，泄漏管道上预设有多个泄漏点，泄漏管道的一端连接有真空机，另一端与燃气回收气罐连接，其中泄漏管道靠近真空机处设有燃气气瓶，泄漏管道与燃气回收气罐连接的一端还通过通风机管路连接有集气瓶；
[0010]燃气回收气罐和气体混合罐之间通过循环管道相互连接，可视化管道的两端分别通过管路与燃气回收气罐和气体混合罐连接；
[0011]中央控制系统包括数据处理器和高速摄像机，高速摄像机通过数据线与数据处理器连接，同数据处理器时通过线路与多种传感器相连接，并收集传感器中发送的数据。
[0012]进一步，设置在可视化管道上的多种传感器包括压力传感器Ⅱ、声发射传感器、振动传感器、温度传感器和流速传感器。
[0013]进一步，泄漏管道上的泄漏点包括泄漏点Ⅰ、泄漏点Ⅱ、泄漏点Ⅲ、泄漏点Ⅳ，泄漏点Ⅰ、泄漏点Ⅱ、泄漏点Ⅲ、泄漏点Ⅳ等间距间隔设置在泄漏管道上，泄漏管道与真空机连接处还设有压力传感器Ⅳ。
[0014]进一步，气体混合罐与可视化管道连接的管路上设有开关阀门Ⅰ，开关阀门Ⅰ上设有流量计Ⅰ，开关阀门Ⅰ与气体混合罐之间的管路上设有压力传感器Ⅰ；燃气回收气罐与可视化管道连接的管路上设有开关阀门Ⅱ，开关阀门Ⅱ上设有流量计Ⅱ，开关阀门Ⅱ与燃气回收系统气罐之间的管路上设有压力传感器Ⅲ。
[0015]进一步，燃气回收气罐与泄漏管道之间的管路上设有开关阀门Ⅲ；泄漏管道与通风机的管路上设有开关阀门Ⅳ。
[0016]一种燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位方法，其步骤如下：
[0017]1)试验前期准备工作：
[0018]1.1)将燃气气瓶，示踪气气瓶与气体混合罐连接起来，做好气体供应；
[0019]1.2)将各个传感器与数据处理器连接好；
[0020]1.3)打开开关阀门Ⅰ、开关阀门Ⅱ、开关阀门Ⅲ和开关阀门
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，关闭开关阀门Ⅳ，开启真空机，对循环回收系统、可视化管道系统和泄漏源系统进行抽真空处理，当压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅲ、压力传感器Ⅳ反馈信息达到真空时的压力后即关闭真空机，同时关闭开关阀门Ⅰ、开关阀门Ⅱ、开关阀门Ⅲ和开关阀门
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；
[0021]2)进行燃气不泄漏情况下的对照试验：
[0022]2.1)打开开关阀门
Ⅴ
，打开燃气气瓶和示踪气气瓶往气体混合罐中缓慢充入燃气和示踪气体，使其在气体混合罐中混合；
[0023]2.2)观看数据处理器中压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅲ反馈过来的数据信息，待数据达到所需要进行试验的要求后立刻关闭燃气气瓶和示踪气气瓶；
[0024]2.3)停止一段时间，待混合气体可完全扩散到视化管道系统和循环回收系统，开始进行试验，利用高速摄像机采集此时可视化管道系统和循环回收系统的视频，同时使用数据处理器记录下此时所有传感器的数据信息；
[0025]3)进行密闭环境下的模拟管道泄漏试验：
[0026]3.1)在进行完不泄漏的试验后，保持可视化管道系统和循环回收系统不变；
[0027]3.2)保持开关阀门Ⅲ、开关阀门Ⅳ的关闭状态，在数据处理器处查看压力传感器Ⅳ的压力数据，如果此时泄露管道不是真空状态下的压力，启动真空机抽成真空；
[0028]3.3)打开任意一处泄漏点，启动数据处理器和高速摄像机进行数据记录和拍摄；
[0029]3.4)改变试验条件，包括更换设有不同位置、形状、面积、间距及流量泄漏点的可视化管道，重复上述步骤进行试验；
[0030]4)进行开放环境下的模拟管道泄漏：
[0031]4.1)保持开关阀门Ⅲ、开关阀门Ⅳ关闭状态，打开燃气气瓶和示踪气气瓶向气体混合罐充入气体，当数据处理器显示压力传感器Ⅰ、压力传感器Ⅲ反馈的数据信息达到试验要求后停止充气；
[0032]4.2)根据压力传感器Ⅳ在数据处理器的数据信息进行如下操作：如果上次试验泄漏的气体没有使在泄漏管道内达到大气压的压力时，打开燃气气瓶向泄漏管道充入燃气，直至达到一个标准大气压后停止充气；如果超过大气压就打开开关阀门，启动通风机将多余的气体吸入集气瓶，达到大气压后关闭开关阀门，关闭通风机；
[0033]4.3)打开任意一处泄漏点，启动数据处理器和高速摄像机进行数据记录和拍照；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位装置，其特征在于：包括气源系统、可视化管道系统、泄漏源系统、中央控制系统和循环回收系统；利用气源系统向可视化管道系统和循环回收系统中充入燃气，再充入示踪气体模拟真实的燃气管道，待混合气体充满可视化管道系统和循环回收系统后，分别布置出密闭和开放环境，然后打开泄漏源系统中预设的泄漏点，记录下不同环境下打开泄漏点后的数据，对收集到的数据进行处理和分析；气源系统包括燃气气瓶(1)、示踪气气瓶(2)和气体混合罐(3)，燃气气瓶(1)和示踪气气瓶(2)的出口分别与气体混合罐(3)连接，燃气气瓶(1)和示踪气气瓶(2)的出口设有开关，通过控制开关，从而在气体混合罐(3)内混合燃气和示踪气；循环回收系统为燃气回收气罐(17)以及与气体混合罐(3)连接的循环管道(21)，循环管道(21)上设有开关阀门
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(5e)；可视化管道系统为可视化管道(6)，可视化管道(6)上间隔设有多种传感器；泄漏源系统为泄漏管道(12)，泄漏管道(12)上预设有多个泄漏点，泄漏管道(12)的一端连接有真空机(18)，另一端与燃气回收气罐(17)连接，其中泄漏管道(12)靠近真空机(18)处设有燃气气瓶(13)，泄漏管道(12)与燃气回收气罐(17)连接的一端还通过通风机(15)管路连接有集气瓶(16)；燃气回收气罐(17)和气体混合罐(3)之间通过循环管道(21)相互连接，可视化管道(6)的两端分别通过管路与燃气回收气罐(17)和气体混合罐(3)连接；中央控制系统包括数据处理器(20)和高速摄像机(19)，高速摄像机(19)通过数据线与数据处理器(20)连接，同数据处理器(20)时通过线路与多种传感器相连接，并收集传感器中发送的数据。2.根据权利要求1所述的燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位装置，其特征在于：设置在可视化管道(6)上的多种传感器包括压力传感器Ⅱ(7b)、声发射传感器(8)、振动传感器(9)、温度传感器(10)和流速传感器(11)。3.根据权利要求1所述的燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位装置，其特征在于：泄漏管道(12)上的泄漏点包括泄漏点Ⅰ(14a)、泄漏点Ⅱ(14b)、泄漏点Ⅲ(14c)、泄漏点Ⅳ(14d)，泄漏点Ⅰ(14a)、泄漏点Ⅱ(14b)、泄漏点Ⅲ(14c)、泄漏点Ⅳ(14d)等间距间隔设置在泄漏管道(12)上，泄漏管道(12)与真空机(18)连接处还设有压力传感器Ⅳ(7d)。4.根据权利要求1所述的燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位装置，其特征在于：气体混合罐(3)与可视化管道(6)连接的管路上设有开关阀门Ⅰ(5a)，开关阀门Ⅰ(5a)上设有流量计Ⅰ(4a)，开关阀门Ⅰ(5a)与气体混合罐(3)之间的管路上设有压力传感器Ⅰ(7a)；燃气回收气罐(17)与可视化管道(6)连接的管路上设有开关阀门Ⅱ(5b)，开关阀门Ⅱ(5b)上设有流量计Ⅱ(4b)，开关阀门Ⅱ(5b)与燃气回收系统气罐(17)之间的管路上设有压力传感器Ⅲ(7c)。5.根据权利要求1所述的燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位装置，其特征在于：燃气回收气罐(17)与泄漏管道(12)之间的管路上设有开关阀门Ⅲ(5c)；泄漏管道(12)与通风机(15)的管路上设有开关阀门Ⅳ(5d)。6.一种使用权利要求1
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5所述燃气泄漏模拟试验装置及泄漏源定位装置的定位方法，其特征在于步骤如下：1)试验前期准备工作：
1.1)将燃气气瓶(1)，示踪气气瓶(2)与气体混合罐(3)连接起来，做好气体供应；1.2)将各个传感器与数据处理器(20)连接好；1.3)打开开关阀门Ⅰ(5a)、开关阀门Ⅱ(5b)、开关阀门Ⅲ(5c)和开关阀门
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(5e)，关闭开关阀门Ⅳ(5d)，开启真空机(18)，对循环回收系统、可视化管道系统和泄漏源系统进行抽真空处理，当压力传感器Ⅰ(7a)、压力传感器Ⅲ(7c)、压力传感器Ⅳ(7d)反馈信息达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超林，曾伟，王奕博，王培仲，王恩元，王金鑫，刘晓斐，李忠辉，刘明亮，姜巧真，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
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