[發明專利]高壓氫氣設備分級報警保護系統和報警保護方法

在審

• 申請號: 201911077898.1
• 申請日: 2019-11-06
• 公開（公告）號: CN112763647A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 劉歡;陶彬;張健中;王振中;趙雯晴;劉全楨
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司青島安全工程研究院
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01M3/02;F17C13/12;F17C13/02
• 代理公司: 北京至臻永信知識產權代理有限公司 11568
• 代理人: 徐秋燕;王正茂

本發明公開了一種高壓氫氣設備分級報警保護系統，其包括：殼體，其罩設在高壓氫氣設備外部，殼體上設有換氣裝置；低濃度氫氣檢測器；高濃度氫氣檢測器；以及PLC控制器，其與換氣裝置、低濃度氫氣檢測器和高濃度氫氣檢測器通信連接。當低濃度氫氣檢測器檢測到的氫氣濃度值大于或等于第一閾值時，PLC控制器觸發一級連鎖報警動作；當高濃度氫氣檢測器檢測到的氫氣濃度值大于或等于第二閾值時，PLC控制器觸發二級連鎖報警動作。本發明還公開了一種高壓氫氣設備分級報警保護方法。本發明不僅可以對低濃度氫氣泄漏和高濃度氫氣泄漏分級執行不同的相關操作，還可以通過雙重檢測，避免漏報發生，提高檢測和報警精度。

技術領域

本發明涉及高壓氫氣設備安全保障領域，特別涉及一種高壓氫氣設備分級報警保護系統和報警保護方法。

背景技術

化石能源(煤、石油、天然氣)屬于典型的一次能源，且不可再生。隨著世界范圍內環境保護意識的不斷增強，煤和石油等使用過程中引發的環境污染受到日益嚴格的限制。作為二十一世紀的綠色能源，氫能具有眾多優勢，如生產方法多樣化，如電解水、光解水、化工廠副產氫等；燃燒之后只產生水，無二次污染；儲存方式較多，可以低溫液氫儲存，也可以高壓氣態儲存；是一種可循環再生的能源。鑒于氫能的眾多優勢，世界范圍內掀起了氫能研究、應用的熱潮，加速氫能產業的快速發展及應用。

氫能在交通運輸領域的巨大優勢日益得到顯現，以豐田生產的家用氫燃料電池汽車“Mirai”為代表的氫能汽車開始在日本、美國及歐洲公開發售，氫燃料電池汽車正在讓交通領域零排放成為現實。與氫燃料電池汽車相配套的，則是加氫站的建設及布局。

氫能的民用過程中，其安全保障問題是核心影響因素之一。氫氣具有密度小、無色無味、燃燒過程中火焰無色、擴散速度快等特點，發生泄漏時難以通過人體器官進行感知，須通過相關儀器進行分析檢測，同時燃燒范圍(4～75vol.％)和爆轟極限(18～59vol.％)寬，且存在氫脆等問題，也加劇了氫能使用過程中的安全風險。

然而，現有技術中缺乏高壓氫氣設備在運轉過程中有效的氫氣泄漏檢測及安全防控措施，可能會導致氫氣燃燒、爆炸、爆轟等多種安全隱患。

公開于該背景技術部分的信息僅僅旨在增加對本發明的總體背景的理解，而不應當被視為承認或以任何形式暗示該信息構成已為本領域一般技術人員所公知的現有技術。

發明內容

本發明的目的之一在于，提供一種高壓氫氣設備分級報警保護系統和報警保護方法，從而提高現有技術中高壓氫氣設備的泄漏檢測精確度和效率。

本發明的另一目的在于，提供一種高壓氫氣設備分級報警保護系統和報警保護方法，從而避免泄漏事故的漏報，確保高壓氫氣設備的安全。

為實現上述目的，根據本發明的第一方面，本發明提供了一種高壓氫氣設備分級報警保護系統，其包括：殼體，其罩設在高壓氫氣設備外部，高壓氫氣設備通過進出管線與外部環境相連通，殼體上設有換氣裝置；低濃度氫氣檢測器，其設置在殼體內部；高濃度氫氣檢測器，其設置在殼體內部；以及PLC控制器，其與換氣裝置、低濃度氫氣檢測器和高濃度氫氣檢測器通信連接，PLC控制器設有第一閾值和第二閾值，第一閾值小于第二閾值。其中，當低濃度氫氣檢測器檢測到的氫氣濃度值大于或等于第一閾值時，PLC控制器觸發一級連鎖報警動作；當高濃度氫氣檢測器檢測到的氫氣濃度值大于或等于第二閾值時，PLC控制器觸發二級連鎖報警動作。

進一步，上述技術方案中，當低濃度氫氣檢測器檢測到的氫氣濃度值小于第一閾值時，PLC控制器關閉換氣裝置或調節換氣裝置的換氣速率至5～10次/小時。

進一步，上述技術方案中，PLC控制器設有第三閾值，第三閾值大于第二閾值，當高濃度氫氣檢測器檢測到的氫氣濃度值大于或等于第三閾值時，PLC控制器觸發三級連鎖報警動作。