Газопровод газоиспользующих установок
Новым техническим результатом является полуавтоматизированный контроль герметичности газопровода с одновременной видеофиксацией процесса его контроля и формированием сигнала разрешения на розжиг газоиспользующих установок.
Достижение заявленного технического результата достигается тем, что стандартный газопровод газоиспользующих установок дополнительно содержит датчик давления, модуль формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки и систему видеонаблюдения за показаниями манометра. Датчик давления соединен с полостью трубопровода между предохранительным запорным клапаном и регулирующей заслонкой газопровода и по сигнальному выходу соединен с входом модуля формирования разрешающего сигнала, а манометр установлен в поле зрения системы видеонаблюдения. Модуль формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки выполнен на логических элементах или в виде спецвычислителя. Внедрение полезной модели не меняет конструкцию газопровода и, как следствие, не требует согласований в разрешительных органах газопотребляющего оборудования. 2 з.п.ф., 2 илл.
Полезная модель относится к энергетике, и в частности, к газопроводам газоиспользующих установок, например котлоагрегатов.
Известен газопровод газоиспользующих установок (RU 21822, МПК 8: F23N 5/00, 2002), включающий в себя последовательно установленные в трубопроводе по ходу газа первый запорный вентиль, предохранительный запорный клапан и регулирующую заслонку, выход которой соединен с манометром непосредственно, через второй запорный вентиль - с горелкой газоиспользующей установки и через третий запорный вентиль - с атмосферой.
Недостатком известного газопровода является отсутствие возможности автоматизированной проверки герметичности предохранительного запорного клапана перед розжигом горелок, что не обеспечивает требуемого уровня безопасности эксплуатации газоиспользующих установок.
С целью устранения этого недостатка указанный газопровод газоиспользующих установок дополнительно снабжен (п. 5.9.8 постановления Госгортехнадзора РФ от 18.03.2003 №9 «Правила безопасности систем газораспределения и газопотребления») вторым предохранительным запорным клапаном, расположенным последовательно с первым, и электромагнитным клапаном, установленным между предохранительными запорными клапанами и связанным по выходу с атмосферой.
Недостатком данного газопровода являются значительные материальные затраты на установку второго дорогостоящего предохранительного запорного клапана, усложнение конструкции газопровода, необходимость доработки проектной, документации для действующих установок, а также возможность игнорирования обслуживающим персоналом отрицательного результата
проверки герметичности, приводящие к снижению безопасности эксплуатации газоиспользующего оборудования.
В основу настоящей полезной модели поставлена задача повышения безопасности эксплуатации газоиспользующего оборудования без вмешательства в конструкцию и проектную документацию газопровода. Техническим результатом, обеспечивающем решение поставленной задачи, является введение полуавтоматизированной проверки герметичности с одновременной видеофиксацией процесса оценки герметичности.
Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата достигается тем, что газопровод газоиспользующих установок, включающий в себя последовательно установленные в трубопроводе по ходу газа первый запорный вентиль, предохранительный запорный клапан и регулирующую заслонку, выход которой соединен с манометром непосредственно, через второй запорный вентиль - с горелкой газоиспользующей установки и через третий запорный вентиль - с атмосферой, согласно полезной модели он дополнительно содержит датчик давления, модуль формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки и систему видеонаблюдения за показаниями манометра, причем датчик давления соединен с полостью трубопровода между предохранительным запорным клапаном и регулирующей заслонкой, выход датчика давления соединен с входом модуля формирования разрешающего сигнала, а манометр установлен в поле зрения системы видеонаблюдения.
При этом модуль формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки выполнен на логических элементах или в виде спецвычислителя. В первом случае он выполнен в виде двух элементов сравнения, причем плюсовой вход первого элемента сравнения и минусовой вход второго элемента сравнения соединены с выходом датчика давления, минусовой вход первого элемента сравнения и плюсовой вход второго элемента сравнения - с выходами соответственно первого и второго задатчиков, а выходы обоих элементов сравнения через устройства для запоминания дискретных сигналов связаны с входами схемы логического умножения. Во втором случае модуль
формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки выполнен в виде микропроцессорного устройства, обеспечивающего определение величин изменения давления газа при проверке герметичности запорной арматуры, сравнение их с заданными значениями и формирование единичного разрешающего сигнала на начало розжига горелки.
Введение датчика давления и модуля формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки, причем датчик давления соединен с полостью трубопровода между предохранительным запорным клапаном и регулирующей заслонкой, а выход датчика давления соединен с входом модуля формирования разрешающего сигнала, позволяет автоматизировать процесс проверки герметичности, уменьшить влияние человеческого фактора (усталость, рассеянность внимания и т.д.) на точность проверки герметичности и, тем самым, повысить безопасность эксплуатации газоиспользующего оборудования. Введение системы видеонаблюдения и установка манометра в поле зрения системы видеонаблюдения дополнительно позволяют повысить безопасность эксплуатации газопровода газоиспользующих установок за счет контроля дисциплины оператора и соблюдения им инструкций по эксплуатации газопотребляющего оборудования.
Схема газопровода газоиспользующих установок представлена на фт.1, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие методику проверки герметичности газопровода в процессе подготовки к розжигу газопотребляющего оборудования. Газопровод газоиспользующих установок состоит из последовательно установленных по ходу газа первого запорного вентиля 1, предохранительного запорного клапана 2, регулирующей заслонки 3, второго запорного вентиля 4 перед горелкой, третьего запорного вентиля 5, соединяющего выход регулирующей заслонки с атмосферой, манометра 6 для измерения давления после регулирующей заслонки 3, датчика 7 давления в трубопроводе после предохранительного запорного клапана 2, модуля 8 формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки, систему 9 видеонаблюдения за показаниями манометра 6. Модуль 8 формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки содержит два элемента 10 и 11
сравнения, причем плюсовой вход первого элемента 10 сравнения и минусовой вход второго элемента 11 сравнения соединены с выходом 7 датчика давления, минусовой вход первого элемента 10 сравнения и плюсовой вход второго элемента 11 сравнения - с выходами соответственно первого задатчика 12 и второго задатчика 13, а выходы элементов 10 и 11 сравнения через устройства 14 и 15 для запоминания дискретных сигналов (например, RS-триггеры) связаны с входами схемы 16 логического умножения. Модуль 8 формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки 8 может быть выполнен также в виде микропроцессорного устройства, обеспечивающего определение величин изменения давления газа Рг на втором и третьем этапах проверки герметичности запорной арматуры, их сравнение с заданными значениями и формирование по результатом сравнения единичного разрешающего сигнала на начало розжига горелки.
Функционирование элементов, входящих в состав газопровода, на стадии проверки герметичности запорной арматуры иллюстрируется графиками, представленными на фиг.2.
На первом этапе при полностью открытом регулирующем клапане 3 происходит открытие запорных вентилей 5, 1 и предохранительного запорного клапана 2 с целью продувки газом проверяемого участка газопровода.
На втором этапе запорный вентиль 5 закрывается, при этом давление газа Рг на этом участке газопровода возрастает до максимального давления. Затем запорный вентиль 1 закрывается и с этого момента модуль 8 формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки начинает контроль выходного сигнала датчика 7 давления. Если через промежуток времени T 1 выходной сигнал датчика давления уменьшился на величину большую, чем 
Р1, которая формируется задатчиком 12 (утечки газа превышают допустимые значения), то на выходе элемента 10 сравнения появляется сигнал Х1=0, в противном случае (герметичность в норме) сигнал Х1=1, который запоминается устройством 14 для запоминания дискретных сигналов.
На третьем этапе закрывается предохранительный запорный клапана 2, приоткрывается запорный вентиль 5 до момента, пока давление газа Р г на
проверяемом участке не снизится до 40-60 процентов от его максимального значения. Затем запорный вентиль 5 полностью закрывается. В случае негерметичности предохранительного запорного клапана 2 давление газа Рг начинает постепенно возрастать, и если через промежуток времени Т 2 выходной сигнал датчика давления 7 увеличится на величину большую, чем Р2, которая формируется задатчиком 13 (утечка газа превышает допустимое значение), то на выходе элемента сравнения 11 появляется сигнал Х2=0, в противном случае (герметичность в норме) сигнал Х1=1, который запоминается устройством для запоминания дискретных сигналов 15.
Если на втором и третьем этапах проверки герметичность запорной арматуры удовлетворяет предъявляемым требованиям, т.е. Х1=Х2=1, то на выходе схемы логического умножения 16 появляется сигнал Х3=1, который является разрешающим сигналом для начала розжига горелки, в противым случае разрешающий сигнал не будет сформирован и розжиг горелки окажется невозможным до устранения негерметичности запорной арматуры.
Система 9 видеонаблюдения осуществляет контроль показаний манометра 6, фиксируя последовательность и результаты действий персонала результаты при проверке герметичности элементов, входящих в состав газопровода.
Предлагаемое техническое решение содержит в своем составе известные элементы и может быть реализовано на базе типовых промышленных устройств.
1. Газопровод газоиспользующих установок, включающий в себя последовательно установленные в трубопроводе по ходу газа первый запорный вентиль, предохранительный запорный клапан и регулирующую заслонку, выход которой соединен с манометром непосредственно, через второй запорный вентиль - с горелкой газоиспользующей установки и через третий запорный вентиль - с атмосферой, отличающийся тем, что он дополнительно содержит последовательно соединенные датчик давления и модуль формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки и систему видеонаблюдения за показаниями манометра, причем датчик давления соединен с полостью трубопровода между предохранительным запорным клапаном и регулирующей заслонкой, а манометр установлен в поле зрения системы видеонаблюдения.
2. Газопровод газоиспользующих установок по п.1, отличающийся тем, что модуль формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки выполнен в виде двух элементов сравнения, причем плюсовой вход первого элемента сравнения и минусовой вход второго элемента сравнения соединены с выходом датчика давления, минусовой вход первого элемента сравнения и плюсовой вход второго элемента сравнения - с выходами соответственно первого и второго задатчиков, а выходы обоих элементов сравнения через устройства для запоминания дискретных сигналов связаны с входами схемы логического умножения, выход которой является разрешающим выходом модуля на розжиг горелки.
3. Газопровод газоиспользующих установок по п.1, отличающийся тем, что модуль формирования разрешающего сигнала на розжиг горелки выполнен в виде микропроцессорного устройства, обеспечивающего определение величин изменения давления газа при проверке герметичности запорной арматуры, сравнение их с заданными значениями и формирование единичного разрешающего сигнала на начало розжига горелки.
