低浓度瓦斯输送安全保障系统(2015)

1、 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 1低浓度瓦斯输送安全保障系统淄博淄柴新能源有限公司 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 2瓦斯对煤矿构成严重威胁，预先抽采，可降低煤矿的危险性；全国煤矿瓦斯抽采量巨大，其中至少2/3为甲烷浓度低于30的煤矿低浓度瓦斯。不加以利用，大量能源将白白浪费；低浓度瓦斯为甲烷浓度在8%30%的瓦斯；常温常压下瓦斯的爆炸极限范围为5%15%；发动机正是利用瓦斯爆炸产生的能量带动发电机发电； 低浓度瓦斯输送存在一定的爆炸危险性，为了解决这一问题，淄博淄柴新能源有限公司设计开发了低浓度瓦斯安全输送保障系统。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实

2、创新 追求领先动力 3功能：功能： 将低浓度瓦斯从输气端安全的输送到用气端，并保证输送气体到品质；涉及到的输气端为瓦斯抽排站，涉及到到用气端为低浓度瓦斯发电机组。安装：安装： 直接接在瓦斯抽排站排空口处的三通管口，无需进行管道改造。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 4系统简介 系统组成系统组成 低浓度瓦斯输送安全保障系统主要有：电动放散阀、溢流水封阻火器、湿式放散阀、干式阻火器、篮式过滤器、水雾发生器、气液分离器等设备组成。 全程采取多道安全保障措施，其中有阻火、防爆、抑爆三级主要安全措施，分别由单体式水封阻火溢流泄爆装置、水雾发生器、阻火器等设备实现。此外还有过滤器、气液

3、分离器、避雷针、接地系统、放散系统等多级安全辅助系统。 主要作用主要作用 降低低浓度瓦斯输送的危险性，防止管道爆炸向输气端和用气端传播。其中，过滤器和气液分离器保证低浓度瓦斯达到用气端的要求；接地、避雷针等帮助输送管道规避雷击、电火花等危险。全面保障输送安全的同时，确保气体的使用质量。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 5与系统末端长度小于30m水雾发生器每隔1520m一个距离抽排站距离不小于10m放水阀每隔一段距离一个 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 6该系统必须严格按照系统工艺设计流程施工，各系统的组件为必须件，不得删减；未经淄博淄柴新能源有限公司专门

4、技术培训、考试合格，任何人不得操作、维修该系统； 本教材所述水质均应达到中水水质标准，或符合以下指标:总碱度450mg/L，PH值范围在6.58.5，颗粒悬浮物10g/L。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 7原理与功能原理与功能 干式阻火器利用火焰在狭缝中猝熄的原理，用不锈钢板折弯、重叠成具有很小缝隙的熄火层。当管道有火焰产生时，会受到干式阻火器的阻断，使火焰熄灭或者降低火势。对火焰的传播起到一个阻碍的作用。阻火器阻火器放水阀放水阀阻火芯阻火芯 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 8安装要求安装要求根据输气管路，选择相应规格的阻火器；为了确保阻火器的性能达到

5、使用目的，在安装阻火器前，必须认真阅读说明书，并仔细核对标牌与所装管线要求是否一致；在安装阻火器前，管道必须清洗干净，安装时管道内不得残留焊渣等杂物，流体中若杂质含量过大，阻火器前应加装过滤器；安装时应在法兰处加装密封垫片，保证其在额定压力下的气密性；不要将阻火器安装于管道低凹处，以免因冷凝水、杂质等沉积在阀内而影响阻火功能；安装时注意放水阀安装在底部，便于放水。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 9 使用与维护时常打开阻火器底部放水阀放水，防止阻火芯内积水过多，影响使用；阻火器应每隔半年保养一次，如果流体杂质过多，则保养期应缩短；保养时应该将阻火器从输气管网上取下，观察阻火

6、芯受污染的情况（这与输送气体的清洁度有关），如果污染严重，并已经有污染物将波纹阻火芯堵塞，则应将阻火器外壳连接部拆开，轻轻取出阻火芯，用清洁剂加水进行清洗，去除污染区；应采用高压蒸汽、非腐蚀性溶剂或压缩空气吹扫；如果污染严重清洗无效时，应及时更换阻火芯；清洗后的阻火芯自然干燥，重新装入阻火器外壳内，并更换所有的密封垫。n注意：注意： 清洗时不得使用硬物碰触阻火芯，以免改变阻火器的性能指标，更严重时将导致阻火失败，造成严重的灾害事故！ 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 10原理与功能：原理与功能： 篮式过滤器主要采用拦截、碰撞机理过滤所输送气体中的颗粒、水汽和粉尘等杂质。滤芯采

7、用不锈钢丝网。篮式过滤器主要安装在干式阻火器的前，能够对输送的气体起到有效的过滤作用。防止杂质对干式阻火器的堵塞，延长了干式阻火器以及管道阀门的使用寿命。过滤网过滤网 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 11 安装要求：安装要求：安装时注意过滤器体上的气流方向，进气口朝向篮式滤芯的斜切面，切忌装反；水平吊装，下设底座；安装在水封阻火器和干式阻火器之间。使用要求：使用要求：时常打开篮式过滤器的排水阀进行排水，以免影响过滤器的过滤效果当过滤器前后进出口压差大于2kPa时，应及时拆除滤芯进行清洗；若滤芯有损坏，应及时更换滤芯。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 12

8、 原理与功能：原理与功能：释放输送管路中的超压力，保护输送设备及管道的安全；通过水位的变化来调节控制管路的压力。 玻璃管液位计玻璃管液位计液位变送器液位变送器排污口排污口补水口补水口排水口排水口 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 13 安装要求安装要求：湿式放散阀安装在水封阻火器和干式阻火器之后的旁通管路上；湿式放散阀的安装以管路简单为准则；水平安装在水泥基础；湿式放散阀的放散管口，应高出直径14m范围内的建筑物2m以上，且距地面高度不得小于15m。 使用维护说明：使用维护说明：当环境温度低于0时，应对阀体及玻璃管液位计进行加热保温，防止阀体内的水冻结。必要时可添加伴热带或选

9、用带盘管的湿式放散阀；若液位变送器传出的液位不准，可能的原因有两个： 一是长时间使用出现老化现象，需返厂维护； 二是压力传感器孔眼堵塞，可将其取出清洗干净为。定时排污；定期校准液位传感器。修改比例值与基值。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 14计算说明：计算说明： 湿式放散阀内水位和系统压力存在着一定的关系。参照FSF300湿式放散阀举例进行说明。 阀体内的理论水位、管道内的瓦斯压力和设计放散压力的关系如下： H=16P1+84P+H0 （1） 式中：H 通瓦斯气体时水面的高度，mm； P 管道的设计放散压力，kPa； P1 管道内的气体压力，kPa； H0 阀体内腔齿圈距

10、阀体底部的距离，本设计中取200mm。不同压力下的液位高度表不同压力下的液位高度表 压力/kPa246810水位高度/mm10721104113611681200液位计显示高度/mm572604636668700 若对应放散压力下液位计的高度小于以上的数值，应对湿式燃气安全放散阀进行补水。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 15原理与功能：原理与功能： 水雾发生器利用冷却和稀释的作用降低了输送管道内瓦斯的温度和浓度，有效的抑制了燃烧的发生。 水雾发生器水雾发生器进水母管进水母管水雾喷头水雾喷头进水支管进水支管 可拆卸法兰，水雾喷可拆卸法兰，水雾喷头发生问题时，可头发生问题时，

11、可随时拆开此法兰进随时拆开此法兰进行检修或更换。行检修或更换。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 16 安装要求安装要求: :水雾发生器安装时要注意方向，切勿装反；q 水雾发生器入口处水压宜在0.8 1.2MPa之间，水泵应符合供水要求，并设置一用一备两个水泵；q 有水雾发生器的输送管道，管道压力应不大于20kPa；q 瓦斯输送管道上水雾发生器设置间隔应不超过20m，若瓦斯输送管道长度不足20m，则应至少设置一个水雾发生器；q 在寒冷季节或寒冷地区使用时，应采取防冻措施。 使用与维护：使用与维护：当系统供水流量明显下降时，要及时对水雾发生器的喷头进行检修；拆卸喷头组件时，应确

12、认周围没有明火，保证操作安全； 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 17原理与功能：原理与功能： 溢流水封阻火器通过内部的溢流装置对液位进行控制，从而达到对管路压力的调节，既要保证气体能够顺利的在输送管道内流通，又要实现阻火功能，同时起到了抑制爆炸传播的功能。 溢流水封阻火器液位变送器液位变送器溢流水封阻火器溢流水封阻火器玻璃管液位计玻璃管液位计防爆胶片防爆胶片 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 18 安装要求：安装要求：水封阻火器安装时要注意安装方向，切勿装反；水封阻火器安装在输气主管路上，前端水封阻火器与抽放泵站出口距离不小于10m；后端水封阻火器与管道末

13、尾不得超过30m；水封阻火器周围不再设置常用人员操作装置，以避免发生危险；水平安装，要有水泥基座。 使用说明：使用说明：当环境温度低于0时，应对装置进行加热，并防护玻璃管液位计；若压力变送器传出的液位与液位计观测到的液位不一致时，应对压力变送器、液位计进行检测，排除故障并修好后再继续使用；定期除污清洁。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 19 液位设定：液位设定：使用前，应先对压力传送器进行设置，将补水压力变送器的补水上下限分别设置为270mm和240mm：液位低于240mm时，补水电磁阀开始补水，当液位达到270mm时，停止补水。将排水变送器的排水上下限分别设置为220mm

14、和200mm：液位高于220mm时，排水电磁阀开始排水，当液位达到200mm时，停止排水。n 注意：注意： 水封阻火泄爆装置到初次加水350mm350mm，玻璃管液位计显示值为270mm270mm。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 20原理与功能：原理与功能： 高效复合式气液分离器具有脱水、除尘、稳压等多重功能，是一种燃气净化处理设备。 采用旋风分离技术，利用离心力的作用进行气液分离。分离出来的水分沿筒壁下流，瓦斯气则沿筒壁螺旋上升，经过顶部分离层的破沫补雾二级净化作用进入用气端，实现对燃气的净化，达到燃气机所需要的气体指标。进气口压力调节口排气口排污口 淄柴机器 诚心诚意

15、 求知 务实 创新 追求领先动力 21 安装要求：安装要求：高效复合式气液分离器要求水平安装，并用膨胀螺栓对其进行固定；当多台发电机组工作时，各气液分离器的排水口可串联后接入雾化水池，雾化水池出口有效水封高度应大于2m； 使用与维护：使用与维护：定期打开底部的放水阀进行放水；出口压力明显减小时，应拆除气液分离器的上盖板清洗上层滤网；气液分离器顶部出气装置出气口的方向可根据现场要求进行调整；气液分离器的泄爆压力可通过调节弹簧的压缩量进行调整；安装在燃气进机支管前，每台低浓度瓦斯发电机组对应一台； 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 22原理与功能原理与功能： 电动放散装置主要有电

16、动蝶阀和电磁阀两种，其功能用来实现系统压力的紧急放散，安装在输送管路的始末两端，更侧重与对煤矿瓦斯抽排站和燃气发电机组的保护。 安装要求：安装要求：电动蝶阀安装在输送管路的末端放散管上，电磁阀安装在煤矿瓦斯抽排站的出口排空管道。电动蝶阀和电磁阀的后端均要安装一个干式阻火器，确保放散的气体不会对管道产生影响；电动蝶阀实现自动需要两个条件：电动蝶阀控制箱上将按钮打到自动；PLC控制柜上将电动蝶阀开关打到工作状态；电磁阀一般保持自动，只有当自动失效或紧急状况时，可采取手动。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 23 使用维护说明：使用维护说明：p 电动蝶阀电动蝶阀开机前将压力手动调节

17、到电动蝶阀设定压力的上、下限附近，然后再打到集控上。例如：设定的压力上限为1.8kPa，下限为1.3kPa，在开机前，我们可以先将压力手动调到1 2kPa左右，然后再自动控制。这样可以避免接触器频繁动作，延长使用寿命；当接触器频繁动作时，压力波动比较频繁，此时应当注意一下后端压力。如果此时没有开机，或不需要稳定压力，可以将旋钮打到手动位置，p 电磁阀电磁阀根据发电站及煤矿瓦斯抽排站的情况，适时调节电磁阀开启压力：当电磁阀安装在进机前时，电磁阀的开启压力应大于湿式放散阀的开启压力；当电磁阀安装在煤矿瓦斯抽放站出口管路时，电磁阀开启起到电动蝶阀放散、湿式放散阀放散之外的紧急放散，能够瞬间降低主管道

18、内的压力。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 24 作用：作用： 在低浓度瓦斯输送安全保障系统中，水循环系统非常重要：水封阻火器、湿式放散阀需要不定时的补水，水雾发生器要求连续供水。水循环系统始于雾化水池，雾化水池中的水在雾化水泵的作用下，被输送到需水设备中，需水设备依次为溢流水封阻火器、湿式放散阀、水雾发生器、溢流水封阻火器。供水线路分为两路： 一路：水封阻火器和湿式放散阀的供水线，这两者补水频繁，但补水量不大； 二路：水雾发生器的供水线，水雾发生器需要连续补水且补水量大。回水线路可并作一起，也可分别引回雾化水池。水循环系统水循环系统 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新

19、追求领先动力 25n注意：注意： 水路系统要求水质达到中水水质标准，否则会缩短各设备的清洗时间，影响使用寿命；雾化水泵一备一用，保证连续运行，水泵前后加过滤器；视管道布置具体情况，适当添加集水器。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 26 主要功能：主要功能：q 监测记录功能监测记录功能：本系统将各监测点的温度、液位、压力、浓度、缸温、转速等参数数据实时显示在主控机上，将数据的过程变化以曲线的形式显示出来，并将数据记录、整理、生成报表，可根据实际需求进行查询，打印输出和调用等。q 参数设置功能参数设置功能：实现了对各设备自动运行条件的设置 。包括紧急放散电磁阀的压力，水封阻火器

20、的液位，湿式放散阀的液位等参数的设置。q 远程远程/ /手动控制功能手动控制功能：有些设备在特定状况下需要手动操作，在控制室我们可以根据监测到的参数信息，远程控制相应设备的运转。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 27界面组成界面组成 : : 组态系统界面主要由工艺流程界面、集中监控界面、历史曲线界面、实时数据采集界面、报警界面等组成。下面就典型的操作界面进行介绍。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 28 工艺流程画面工艺流程画面 工艺流程界面将厂区的工艺流程、设备名称和管道走向等形象的展现在组态画面中，便于操作人员对整个工艺流程的了解。 淄柴机器 诚心诚意

21、 求知 务实 创新 追求领先动力 29集中监控界面集中监控界面 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 实时数据查询画面：实时数据查询画面： 以数据的形式实时的显示各变量的当前值。包括发电机组的三相电压，三相电流，功率，功率因数，频率，缸温，转速，油温，油压，水温，转速等参数的实时值。相应的需要注意参数值设置为红色字体。 单机机组按钮可以切换机组控制画面。30 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 31 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 32直观的显示出各工艺参数当前时间段数据变化情况，也可以查询以前某一时间段的数据变化，方便操作人员分析工艺运行情况

22、，并做出正确判断，从而保证厂区的正常运转。可动态地显示各数据的变化情况，形象直观，针对某段时间的变化趋势可以方便的看出数据的稳定性和准确度。在工具栏中常用的有标尺按钮，时间范围选择按钮。标尺按钮主要用来精确显示曲线图上对应的各个时间点的变量值，鼠标拖动标尺，在数据框中对应显示当前时刻的变量值。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 33通过点击“上翻”“下翻”按钮就可以查看某一时间段的数据变化情况。“选择时间范围”主要用来对较长段时间的数据查询，按钮输入一个时间段查看此时间段的历史记录。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 34 右上角右“选择”按钮可以选择想要查

23、看的曲线。有选择曲线变量和选择查询方案两种：（1）选择曲线变量时可以同时查询多个变量曲线。（2）选择查询方案可以单个查看变量曲线。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 35 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 36 历史报表界面将各工艺参数归纳为报表形式，便于查看和存档。在报表中数据30S更新一次，实时的显示在对应区域中。注意：当切换到此画面时，有时数据会因为更新时间不够而出现乱码，这时先单击一下停止按钮，然后再开始刷新，数据 就恢复过来了。在F盘biaobiao文件夹里有每日数据记录。n 注意：注意： 当切换到此画面时，有时数据会因为更新时间不够而出现乱码，这

24、时先单击一下停止按钮，然后再开始刷新，数据就恢复过来了。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 37当监测点超过所设范围时本系统可以显示出报警点的具体位置和报警内容以便值班员快速发现运行系统的异常状况；同时值班员也可以通过从历史数据库中取出历史报警数据查看某一时间段的系统报警点情况，便于统计不正常情况，查找原因。在此项目中我们监视的是瓦斯管道压力，当压力超过设定值时，记录一次报警，此时PLC会输出一信号，控制声光报警器动作，提醒操作人员进行处理，当压力值回到正常值以后，声光报警器依然会工作，此时需要按下画面右下角的报警消音按钮，即报警需要操作人员的确认，才会取消报警。 淄柴机器

25、诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 38 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 39 开关机操作开关机操作 一般情况下，工控机是长时间工作的，当出现意外断电时，在UPS电源的作用下，工控机也能保证继续工作15分钟左右。工控机开关按钮在机箱前端，有个上下翻转的按钮，按一下就会开机（它会自动弹回），开机后跳过密码提示，直接回车。进入系统后，就进入了主监控界面。 进出系统操作进出系统操作 进入操作系统有三种方法： 点击桌面的图表“FameView”进入杰控操作系统界面； 点击 开始FameView运行系统进入操作系统。 同时设置了开机直接进入杰控操作系统界面。当系统意外掉电关机时

26、，再开机后会自动进入监控画面。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 40 点击操作界面左上角的绿色小箭头激活操作系统，系统激活后进入组态系统。 点击操作界面左上角的红色方框可以退出激活状态。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 41 组态界面的切换组态界面的切换 每个组态界面都有5个按钮点击按钮就会进入相对应的操作界面例如点击按钮“历史曲线”就能进入历史曲线界面。q 注意注意现场设备运行，包括雾化水泵，补水泵，采暖泵，软化水泵，通风机等都能在控制柜上实现手动操作，开启设备时，注意相应的名称，不要急中按错。手动开启软化水泵和补水泵补水时，不要忘记关。工控机禁止插U

27、盘等可移动设备。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 调试前的准备调试前的准备细水雾管路上的电缆布好线并准确可靠的接完。细水雾PLC柜上的控制电缆及动力线接完。柜子上电，检查没有任何故障报警。上电前，检查输入电源及接地保护。细水雾操作琴台安装就位。工控机安装完毕。内部端子接线正确。各操作台与PLC柜网线连接正常，通讯正常。操作台已从低压配电柜上接完交流220V，并可以送电。 系统调试系统调试 PLC柜体及操作琴台送电，开启工控机，安装软件及下载相应程序，调试采集所需要的数据并控制完成相应的动作。最后，实现上述画面及相应的操作。42 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先

28、动力 43 系统供水量明显下降系统供水量明显下降检查雾化水池的液位，看水池液位是否在正常液位范围内；检查雾化水泵：打开水泵放气旋塞给水泵放水；拆除水泵前后的过滤器，检查滤芯是否污染严重，并清洗滤芯。 设备参数显示不正确设备参数显示不正确相关传感器断路或损坏，长时间运行时，传感器应进行重新校核，每隔一个月，传感器也应进行重新校核；远传信号有干扰；根据接线图检查相关的传感器及线路是否连接正常。 淄柴机器 诚心诚意 求知 务实 创新 追求领先动力 44 系统供气量明显下降系统供气量明显下降检查煤矿瓦斯抽排站真空循环泵是否工作正常；检查放散用电动蝶阀、电磁阀是否故障开启，必要时进行更换；检查湿式放散阀内的液位，看液位是否未达到设定数值，如果未达到，应进行补水，并检查补水电磁阀和液位传感器是否工作正常；检查篮式过滤器，当篮式过滤器前后两段的压差大于2kPa时，应