泄漏气体回收系统的制作方法

专利2022-05-09  89


本申请涉及泄漏气体回收技术领域,具体而言,涉及一种泄漏气体回收系统。



背景技术:

变电站gis站室发生突发性故障或泄漏时,具有外泄气量大、泄气速度快的特点,若无外界助力,泄漏的sf6气体会在gis室内逐步扩散到整个空间,并集中积聚到地面附近,超过安全浓度的sf6将致使运维人员难以安全进入现场进行故障诊断及设备修复。因此需要在gis室内发生sf6气体泄漏后,迅速判定泄漏并定位泄漏源,然后通过sf6气体泄漏预警回收系统进行迅速回收。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解,因此,背景技术中可能包含某些信息,这些信息对于本领域技术人员来说并未形成在本国已知的现有技术。



技术实现要素:

本申请的主要目的在于提供一种泄漏气体回收系统,以解决现有技术中难以及时回收泄露气体的问题。

根据本发明实施例的一个方面,提供了一种泄漏气体回收系统,包括:气体泄漏监测子系统,用于监测空气中泄漏气体的浓度,得到浓度数据;管理平台,与所述气体泄漏监测子系统通信连接,用于接收所述浓度数据并根据所述浓度数据确定是否发生泄漏,以及在确定发生泄漏的情况下发送回收指令;泄漏气体回收子系统,与所述管理平台通信连接,用于接收所述回收指令并根据所述回收指令回收所述泄漏气体。

可选地,所述管理平台包括分析单元,所述分析单元在所述浓度数据大于预定时间内所述浓度数据的平均值的预定倍数的情况下,确定发生泄漏。

可选地,所述气体泄漏监测子系统包括多个红外光传感器和/或多个量子级联激光传感器,任意两个相邻的所述红外光传感器或者所述量子级联激光传感器的间距均相同。

可选地,所述管理平台的工作模式包括第一工作模式和第二工作模式,在没有确定发生泄漏的情况下,所述管理平台进入所述第一工作模式,以根据所述浓度数据预测可能发生泄漏的泄漏点的位置,在确定发生泄漏的情况下,所述管理平台进入所述第二工作模式,以根据所述浓度数据确定泄漏点的位置。

可选地,所述第一工作模式的采样周期为第一采样周期,所述第一工作模式的采样周期为第二采样周期,所述第一采样周期和所述第二采样周期的比值大于100,所述采样周期为所述管理平台接收所述浓度数据的周期。

可选地,所述泄漏气体回收子系统包括:集气装置,用于收集混合所述泄漏气体的空气;净化回收装置,与所述集气装置连接,用于对所述集气装置收集的空气进行处理,得到净化后的所述泄漏气体。

可选地,所述集气装置包括集气口和运动机构,所述集气口为混合所述泄漏气体的空气进入所述集气装置的入口,所述运动机构用于在水平方向和/或垂直方向移动所述集气口。

可选地,所述净化回收装置包括:处理单元,与所述集气装置连接,用于去除所述集气装置收集的空气的杂质;冷阱单元,与所述处理单元连接,用于实现空气与所述泄漏气体分离,得到净化后的所述泄漏气体。

可选地,所述系统还包括:数据传输子系统,与所述气体泄漏监测子系统、所述管理平台和所述泄漏气体回收子系统分别通信连接,用于将所述气体泄漏监测子系统采集的所述浓度数据传输至所述管理平台,还用于将所述管理平台的发送的所述回收指令传输至所述泄漏气体回收子系统。

可选地,所述数据传输子系统具有有线传输模式和无线传输模式,所述无线传输模式为常规传输模式,所述有线传输模式为备用传输模式。

在本发明实施例中,上述泄漏气体回收系统中,气体泄漏监测子系统监测空气中泄漏气体的浓度,得到浓度数据,管理平台根据上述浓度数据确定是否发生泄漏,以及在确定发生泄漏的情况下发送回收指令,泄漏气体回收子系统根据上述回收指令回收上述泄漏气体。该泄漏气体回收系统通过监测空气中泄漏气体的浓度,以确定是否发生泄漏,并在确定发生泄漏的情况下,控制泄漏气体回收子系统回收上述泄漏气体,使得泄漏气体可以及时回收,使得运维人员可以安全进入现场进行故障诊断及设备修复,解决了现有技术中难以及时回收泄露气体的问题。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:

图1示出了根据本申请的一种实施例的气体泄漏监测子系统的示意图;

图2示出了根据本申请的一种实施例的红外光传感器和量子级联激光传感器的分布示意图;

图3示出了根据本申请的一种实施例的集气装置的分布示意图。

其中,上述附图包括以下附图标记:

10、气体泄漏监测子系统;20、管理平台;30、泄漏气体回收子系统;31、集气口;32、运动机构;40、数据传输子系统。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

应该理解的是,当元件(诸如层、膜、区域、或衬底)描述为在另一元件“上”时,该元件可直接在该另一元件上,或者也可存在中间元件。而且,在说明书以及权利要求书中,当描述有元件“连接”至另一元件时,该元件可“直接连接”至该另一元件,或者通过第三元件“连接”至该另一元件。

为了便于描述,以下对本申请实施例涉及的部分名词或术语进行说明:

gis室:用于放置气体绝缘全封闭组合电器设备的半封闭空间。

正如背景技术中所说的,现有技术中难以及时回收泄露气体,为了解决上述问题,本申请的一种典型的实施方式中,提供了一种泄漏气体回收系统。

根据本申请的实施例,提供了一种泄漏气体回收系统,如图1所示,该系统包括:

气体泄漏监测子系统10,用于监测空气中泄漏气体的浓度,得到浓度数据;

管理平台20,与上述气体泄漏监测子系统10通信连接,用于接收上述浓度数据并根据上述浓度数据确定是否发生泄漏,以及在确定发生泄漏的情况下发送回收指令;

泄漏气体回收子系统30,与上述管理平台20通信连接,用于接收上述回收指令并根据上述回收指令回收上述泄漏气体。

上述泄漏气体回收系统中,气体泄漏监测子系统监测空气中泄漏气体的浓度,得到浓度数据,管理平台根据上述浓度数据确定是否发生泄漏,以及在确定发生泄漏的情况下发送回收指令,泄漏气体回收子系统根据上述回收指令回收上述泄漏气体。该泄漏气体回收系统通过监测空气中泄漏气体的浓度,以确定是否发生泄漏,并在确定发生泄漏的情况下,控制泄漏气体回收子系统回收上述泄漏气体,使得泄漏气体可以及时回收,使得运维人员可以安全进入现场进行故障诊断及设备修复,解决了现有技术中难以及时回收泄露气体的问题。

本申请的一种实施例中,上述管理平台包括分析单元,上述分析单元在上述浓度数据大于预定时间内上述浓度数据的平均值的预定倍数的情况下,确定发生泄漏。具体地,本领域技术人员可以根据实际情况选择合适的预定时间和预定倍数,以降低误判的可能性,例如,预定时间为3min,上述预定倍数为2倍。

本申请的一种实施例中,如图2所示,上述气体泄漏监测子系统包括多个红外光传感器和/或多个量子级联激光传感器,任意两个相邻的上述红外光传感器或者上述量子级联激光传感器的间距均相同。具体地,以泄漏气体sf6为例,多个红外光传感器均匀分布在gis室,以便于全面监测gis室的各个部分的空气中泄漏气体sf6的浓度,红外光传感器和量子级联激光传感器均可以检测泄漏气体sf6的浓度,可以采用单独一种传感器进行监测,也可以采用两种传感器同时进行监测。具体地,图2中i至xvi为16个泄漏气体的储存装置,例如,钢瓶,1至21为21个红外光传感器,22a、23a、24a和25a为四个量子级联激光传感器的发射端,22b、23b、24b和25a为四个量子级联激光传感器的接收端,相邻两个红外光传感器的间距为11m,量子级联激光传感器发射端和接收端的间距为22m。

本申请的一种实施例中,上述管理平台的工作模式包括第一工作模式和第二工作模式,在没有确定发生泄漏的情况下,上述管理平台进入上述第一工作模式,以根据上述浓度数据预测可能发生泄漏的泄漏点的位置,在确定发生泄漏的情况下,上述管理平台进入上述第二工作模式,以根据上述浓度数据确定泄漏点的位置。具体地,第一工作模式还可以分为微量泄漏检测模式和gis室运行状态分析模式,微量泄漏检测模式下,此时智能管理平台定期获取浓度数据,根据一段时间的泄漏气体浓度数据分析是否存在泄漏气体微量泄漏,若存在微量泄漏,则启动泄漏气体微量泄漏源定位功能。gis室运行状态分析模式下,该模式定期利用历史数据进行大数据分析,主动识别系统运行异常状态,预测可能出现的泄漏源位置,该模式是对常规泄漏检测模式的重要补充,随着大数据分析技术与状态识别技术的发展,可以应对更复杂情况下的泄漏气体泄漏故障判别。而上述第二工作模式下,需要对泄漏点进行迅速定位,以便于控制泄漏气体回收子系统进行高效回收。

本申请的一种实施例中,上述第一工作模式的采样周期为第一采样周期,上述第一工作模式的采样周期为第二采样周期,上述第一采样周期和上述第二采样周期的比值大于100,上述采样周期为上述管理平台接收上述浓度数据的周期。上述第一采样周期和上述第二采样周期的比值大于100,采用长采样周期获取浓度数据进行微量泄漏判别的原因为当气室内发生微量泄漏气体sf6泄漏后,气室内的泄漏气体sf6浓度在周围空气的进一步稀释作用下短时间内无法体现到传感器数值差异上,并且安全标准规定范围内的泄漏气体sf6微量累积不会造成严重后果,因此考虑采取增大采样间隔的方法,让微量泄漏气体sf6充分累积到传感器可以准确识别的范围内,再进行微量泄漏判断,以此来降低误判的可能性。

需要说明的是,泄漏点的定位方法中,首先计算ki(t),ki(t)=[yi(t)-yi(t-dt)]/yi(t),其中,yi(t)为监测点i处t时刻的泄漏气体浓度,dt为第二采样周期,然后,对ki(t)进行指数拟合,得到min||ki(t)-ae-pi(t)||2,t=0,dt,2dt,…t,t是样本区间长度,||·||是2范数,pi(t)是监测点i处t时刻的浓度特征量,即求解pi(t)的最优解,从而根据pi(t)确定单点泄漏点的位置或多点泄漏点的范围。

本申请的一种实施例中,上述泄漏气体回收子系统包括集气装置和净化回收装置,其中,上述集气装置,用于收集混合上述泄漏气体的空气;上述净化回收装置与上述集气装置连接,用于对上述集气装置收集的空气进行处理,得到净化后的上述泄漏气体。具体地,集气装置收集混合上述泄漏气体的空气,送入上述净化回收装置进行处理,得到净化后的上述泄漏气体,完成泄漏气体的回收再利用。

本申请的一种实施例中,如图3所示,上述集气装置包括集气口31和运动机构32,上述集气口31为混合上述泄漏气体的空气进入上述集气装置的入口,上述运动机构32用于在水平方向和/或垂直方向移动上述集气口31。具体地,上述运动机构驱动集气口在轨道上移动,使得集气口分布在合适的位置和高度,提高回收泄露气体的效率。

本申请的一种实施例中,上述净化回收装置包括处理单元和冷阱单元,其中,上述处理单元与上述集气装置连接,用于去除上述集气装置收集的空气的杂质;上述冷阱单元与上述处理单元连接,用于将上述泄漏气体冷却为液态,得到净化后的上述泄漏气体。具体地,以泄漏气体sf6为例,上述净化回收装置还包括倒转单元、动力单元和存储单元,倒转单元包含sf6气体钢瓶倒转装置和汽化装置。钢瓶倒转装置由夹紧机构、举瓶机构、转瓶机构组成,可将装满sf6的钢瓶夹紧后,进行提升,并旋转至任何位置锁紧。其作用是使钢瓶中的sf6液体快速流出,防止或减少杂气进入处理系统。汽化装置主要由加热机构、动力机构、过滤系统和控制机构等组成,用于流入液态sf6的快速汽化,sf6气体流速和压力控制,增加sf6气体净化处理效率,处理单元主要由缓冲装置、吸附塔、流量计、碱液箱、进口过滤器、出口过滤器、在线采样仪表、各种阀门、减压阀、压力表、管路以及附件等组成,其作用是除去sf6中的四氟化碳、一氧化碳、二氧化碳、二氧化硫、硫化氢、六氟乙烷、八氟丙烷、硫酰氟、亚硫酰氟、四氟化硫酰、固体颗粒及水分等杂质,并能实时监控sf6气体的处理状态,动力单元由入口手动球阀、入口真空压力表、入口减压阀、入口缓冲罐、压缩机、真空泵、入口安全阀、出口安全阀、出口单向阀、冷凝系统、空气分离装置、出口真空压力表、出口手动球阀等组成。其作用是将处理单元中处理过的气体用压缩机打入系统的冷阱单元中,进一步净化分离,冷阱单元由深冷主机、深冷容器、低温注液系统及控制系统等组成。深冷主机主要是为sf6的固液分离提供制冷动力和回温动力,深冷容器主要用于sf6的固液分离,低温注液系统主要是将合格的sf6以液态方式注入干净钢瓶中,该单元主要是去除sf6气体中的空气和其他微量杂质,该sf6气体净化处理系统可使处理后的sf6气体完全满足gb/t12022—2006《工业六氟化硫》的标准要求,可进一步实现sf6气体的循环再利用。

本申请的一种实施例中,如图1所示,上述系统还包括数据传输子系统40,上述数据传输子系统40与上述气体泄漏监测子系统10、上述管理平台20和上述泄漏气体回收子系统30分别通信连接,用于将上述气体泄漏监测子系统10采集的上述浓度数据传输至上述管理平台20,还用于将上述管理平台20的发送的上述回收指令传输至上述泄漏气体回收子系统30。具体地,上述数据传输子系统包括数据传输控制器、输入/输出接口,数据传输控制器负责对数据的传输方向和方式进行分配和管理。

本申请的一种实施例中,上述数据传输子系统具有有线传输模式和无线传输模式,上述无线传输模式为常规传输模式,上述有线传输模式为备用传输模式。具体地,数据输入/输出接口兼容有线传输和无线传输双模式,并支持5g传输模式,以5g传输模式为常规模式,以有线传输模式为应急备用传输模式。

从以上的描述中,可以看出,本申请上述的实施例实现了如下技术效果:

本申请的泄漏气体回收系统中,气体泄漏监测子系统监测空气中泄漏气体的浓度,得到浓度数据,管理平台根据上述浓度数据确定是否发生泄漏,以及在确定发生泄漏的情况下发送回收指令,泄漏气体回收子系统根据上述回收指令回收上述泄漏气体。该泄漏气体回收系统通过监测空气中泄漏气体的浓度,以确定是否发生泄漏,并在确定发生泄漏的情况下,控制泄漏气体回收子系统回收上述泄漏气体,使得泄漏气体可以及时回收,使得运维人员可以安全进入现场进行故障诊断及设备修复,解决了现有技术中难以及时回收泄露气体的问题。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。


技术特征:

1.一种泄漏气体回收系统,其特征在于,包括:

气体泄漏监测子系统,用于监测空气中泄漏气体的浓度,得到浓度数据;

管理平台,与所述气体泄漏监测子系统通信连接,用于接收所述浓度数据并根据所述浓度数据确定是否发生泄漏,以及在确定发生泄漏的情况下发送回收指令;

泄漏气体回收子系统,与所述管理平台通信连接,用于接收所述回收指令并根据所述回收指令回收所述泄漏气体。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述管理平台包括分析单元,所述分析单元在所述浓度数据大于预定时间内所述浓度数据的平均值的预定倍数的情况下,确定发生泄漏。

3.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述气体泄漏监测子系统包括多个红外光传感器和/或多个量子级联激光传感器,任意两个相邻的所述红外光传感器或者所述量子级联激光传感器的间距均相同。

4.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述管理平台的工作模式包括第一工作模式和第二工作模式,在没有确定发生泄漏的情况下,所述管理平台进入所述第一工作模式,以根据所述浓度数据预测可能发生泄漏的泄漏点的位置,在确定发生泄漏的情况下,所述管理平台进入所述第二工作模式,以根据所述浓度数据确定泄漏点的位置。

5.根据权利要求4所述的系统,其特征在于,所述第一工作模式的采样周期为第一采样周期,所述第一工作模式的采样周期为第二采样周期,所述第一采样周期和所述第二采样周期的比值大于100,所述采样周期为所述管理平台接收所述浓度数据的周期。

6.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述泄漏气体回收子系统包括:

集气装置,用于收集混合所述泄漏气体的空气;

净化回收装置,与所述集气装置连接,用于对所述集气装置收集的空气进行处理,得到净化后的所述泄漏气体。

7.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述集气装置包括集气口和运动机构,所述集气口为混合所述泄漏气体的空气进入所述集气装置的入口,所述运动机构用于在水平方向和/或垂直方向移动所述集气口。

8.根据权利要求6所述的系统,其特征在于,所述净化回收装置包括:

处理单元,与所述集气装置连接,用于去除所述集气装置收集的空气的杂质;

冷阱单元,与所述处理单元连接,用于将所述泄漏气体冷却为液态,得到净化后的所述泄漏气体。

9.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述系统还包括:

数据传输子系统,与所述气体泄漏监测子系统、所述管理平台和所述泄漏气体回收子系统分别通信连接,用于将所述气体泄漏监测子系统采集的所述浓度数据传输至所述管理平台,还用于将所述管理平台的发送的所述回收指令传输至所述泄漏气体回收子系统。

10.根据权利要求9所述的系统,其特征在于,所述数据传输子系统具有有线传输模式和无线传输模式,所述无线传输模式为常规传输模式,所述有线传输模式为备用传输模式。

技术总结
本申请提供了一种泄漏气体回收系统,该系统包括:气体泄漏监测子系统,用于监测空气中泄漏气体的浓度,得到浓度数据;管理平台,与气体泄漏监测子系统通信连接,用于接收浓度数据并根据浓度数据确定是否发生泄漏,以及在确定发生泄漏的情况下发送回收指令;泄漏气体回收子系统,与管理平台通信连接,用于接收回收指令并根据回收指令回收泄漏气体。该泄漏气体回收系统通过监测空气中泄漏气体的浓度,以确定是否发生泄漏,并在确定发生泄漏的情况下,控制泄漏气体回收子系统回收上述泄漏气体,使得泄漏气体可以及时回收,使得运维人员可以安全进入现场进行故障诊断及设备修复,解决了现有技术中难以及时回收泄露气体的问题。

技术研发人员:石磊;侯宇程;王谦;赵禹辰;李明忆;蔡睿;于彤;方烈;任志刚
受保护的技术使用者:国网北京市电力公司;国家电网有限公司
技术研发日:2021.06.08
技术公布日:2021.08.03

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