СИСТЕМА КОНТРОЛЯ УТЕЧКИ ГАЗА ПРИ ПЕРЕХОДЕ МАГИСТРАЛЬНОГО ГАЗОПРОВОДА ЧЕРЕЗ АВТОМОБИЛЬНУЮ ИЛИ ЖЕЛЕЗНУЮ ДОРОГУ
CONTROL SYSTEM FOR GAS LEAKS AT GAS MAIN CROSSING MOTOR OR RAIL ROAD

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для повышения безопасности переходов магистральных газопроводов (МГ) через автомобильные или железные дороги.
Известна система того же назначения, содержащая защитный кожух (ЗК) с вытяжной свечой и датчик утечки газа, подключенный выходом к электронному блоку /Патент РФ №2264578, кл. F16L 7/00, F16L 58/00, F17D 5/02, 2005/.
Недостатком известной системы является ее недостаточная надежность, связанная с расположением датчика утечки в защитном кожухе, а не в вытяжной свече, а также с тем, что в системе отсутствует возможность калибровки датчика утечки непосредственно в трассовых условиях.
Известна система контроля утечки газа при переходе МГ через автомобильную или железную дорогу, принятая за прототип.
Прототип содержит ЗК с вытяжной свечой и датчики концентрации газа (ДКГ), подключенные выходами к электронному блоку, а также штуцер для подсоединения устройства калибровки ДКГ в трассовых условиях /Патент РФ №0084503, кл. F17D 5/02, F16L 57/00, 2009/.
В прототипе содержится несколько датчиков утечки (в представленном варианте - три ДКГ), расположенных в патрубке, сообщающемся с вытяжной свечой системы. В патрубке имеется возможность для подсоединения устройства калибровки ДКГ в трассовых условиях.
Недостатком прототипа является отсутствие гарантированного потока газа в патрубке, в котором расположены ДКГ, при появлении утечки газа из МГ, а также невозможность формирования качественного тестового сигнала на входе ДКГ при проведении их калибровки. Перечисленные недостатки снижают надежность контроля утечки газа из МГ.
Техническим результатом, получаемым от внедрения изобретения, является устранение недостатков прототипа за счет формирования на входе ДСК гарантированного потока газа при его утечке из МГ, а также за счет возможности получения на входе ДСК качественного тестового сигнала при его калибровке в трассовых условиях.
Данный технический результат достигают за счет того, что в известной системе контроля утечки газа при переходе магистрального газопровода через автомобильную или железную дорогу, содержащей защитный кожух с вытяжной свечой и датчики концентрации газа, подключенные выходами к электронному блоку, а также штуцер для подсоединения устройства калибровки датчиков концентрации в трассовых условиях, дополнительно содержится обводная трубка, подсоединенная параллельно к вытяжной свече, при этом штуцер и датчики концентрации газа установлены в обводной трубке соответственно между ее входом и выходом.
Система дополнительно содержит сужающее устройство, установленное в вытяжной свече между входом и выходом обводной трубки.
В системе сужающее устройство выполнено в виде диафрагмы.
В системе сужающее устройство выполнено с регулируемым проходным сечением.
В системе сужающее устройство с регулируемым проходным сечением выполнено в виде управляемого клапана.
Система дополнительно содержит блок опорного сигнала и сравнивающее устройство, при этом выход электронного блока подключен к первому входу сравнивающего устройства, ко второму входу которого подсоединен выход блока опорного сигнала, а к выходу - управляемый вход управляемого клапана.
Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1, 2 представлены два варианта системы контроля утечки газа при переходе МГ через дорогу.
Система содержит вытяжную свечу 1, соединенную пневматически с ЗК МГ (на чертеже не показаны).
В свече 1 имеется обводной канал 2 (байпас) и сужающее устройство в виде диафрагмы 3 (фиг 1) или управляемого клапана 4 (фиг.2).
В обводном канале 2 имеется штуцер 5 и ДКГ 6 (как и в прототипе в системе выбрано три ДКГ). Штуцер 5 и ДКГ 6 расположены последовательно между входом и выходом обводного канала 2.
Выходы ДКГ 6 подключены к электронному блоку 7, соединенному выходом с устройством сигнализации 8.
В варианте системы с клапаном 4 (фиг.2) имеется также сравнивающее устройство 9, блок 10 опорного сигнала и блок 11 управления клапаном 4.
Выход электронного блока 7 подключен к первому входу сравнивающего устройства 9, выход блока 10 опорного сигнала соединен со вторым входом сравнивающего устройства 9, выход которого подключен через блок 11 управления к управляемому входу клапана 4. (Блок 11 управления и клапан 4 совместно образуют управляемый клапан.)
Электронный блок 7 как в прототипе может включать в себя последовательно соединенные мультиплексор, аналого-цифровой преобразователь, центральный процессор и преобразователь интерфейса, при этом выход центрального процессора подключен к управляемому входу мультиплексора и устройству сигнализации об опасности состояния перехода (звуковой, световой и т.д.).
Система работает следующим образом.
При появлении утечки газа из МТ газ устремляется через ЗК (не показаны) в вытяжную свечу 1.
Ввиду наличия вдоль полости вытяжной свечи 1 падения давления потока газа последний устремляется также и в обводной канал 2, где расположены ДКГ 6.
Изменение концентрации газа на входе ДКГ 6 приведет к появлению на их выходах сигналов, обрабатываемых в электронном блоке 7. При этом электронный блок 7 приведет в действие устройство 8 сигнализации об опасном состоянии перехода.
Во втором варианте системы (фиг.2) выходной сигнал электронного блока 7 направляется на первый вход сравнивающего устройства 9, где сравнивается с опорным сигналом блока 10 опорного сигнала. Разностный сигнал с выхода сравнивающего устройства 9 направляется на блок 11 управления клапаном 4, который изменяет величину проходного сечения сужающего устройства и перепад давлений на входе и выходе обводного канала 2 до величины, задаваемой значением опорного сигнала. При этом перепад давлений на входе и выходе обводного канала 2 остается постоянным вне зависимости от изменения расхода в вытяжной свече 1. А о величине расхода газа можно судить по степени открытия клапана 4.
При необходимости проведения калибровки ДКГ к штуцеру 5 подключают баллон со сжатым газом (не показан). При открытии вентиля баллона на входах ДКГ 6 формируется ступенчатый тестовый сигнал, позволяющий по отклику датчиков откалибровать систему в трассовых условиях.