天然氣泄露緊急處理裝置的研究設計

邢婧

摘要：為了預防天然氣泄漏后火災和中毒事故的發生，本文研究設計集濃度檢測、報警裝置、聯動控制裝置于一體的天然氣泄露緊急處理裝置。當天然氣發生泄漏，室內濃度達到限定值時，反饋聲光報警，實現控制天然氣閥門的自動關閉、通風門窗的自動開啟等功能，有效降低室內天然氣濃度，減少爆炸及窒息事故的發生。在天然氣泄漏時將自動報警的聲音信號和光信號轉為動作信號，實現自動關閉管道閥門、開窗通風等聯動控制功能，無需人員操作，自動處理泄漏事故的發生。

關鍵詞：天然氣;泄露;報警;通風;聯動

在封閉環境中，天然氣泄漏聚集，達到爆炸極限，遇點火源，將引起威力巨大的爆炸。此外，天然氣泄漏到居室內會造成空氣中氧濃度降低，空氣中甲烷含量達10%時，會使人體窒息。因此，及時發現泄漏、防止天然氣聚集顯得尤為重要。目前市面上絕大多數家用天然氣安全裝置只能起到報警作用，并無聯動控制裝置。為提高天然氣安全裝置的安全性能和可靠性，本文設計了天然氣濃度檢測、報警裝置、聯動控制裝置于一體的天然氣泄露緊急處理裝置。當天然氣發生泄漏，室內濃度達到限定值時，反饋聲光報警，實現控制天然氣閥門的自動關閉、通風門窗的自動開啟等功能，有效降低室內天然氣濃度，減少爆炸及窒息事故的發生。

天然氣作為較為清潔的能源，已經進入千家萬戶。然而隨著天然氣的快速普及，其引發的事故也觸動了人們的神經。即使探測到了天然氣泄漏事故的發生，市面上的安全裝置依然無法處理事故。只能依靠人員操作處理，而研究表明人在事故發生后處于慌亂的狀態，人的可靠性較低，處理事故的能力一般。該裝置能夠在天然氣泄漏濃度達到限制時，在反饋聲光報警的同時，自動處理泄漏事故。

一、裝置設計

（一）自動報警與關閉閥門設計

當天然氣的泄露濃度達到1.25%時，通過裝置的自動報警功能讓人覺察天然氣的泄露，在人不在房間的時候通過閥門的切斷降低天然氣繼續泄露的風險。

裝置自動報警和關閉閥門的設計原理如圖1所示：檢測器1的檢測信號的輸入端與控制器2的檢測信號的輸入端聯通。控制器2的無線報警啟動控制信號的輸出端與無線發送器4的報警啟動控制信號的輸出端聯通。控制器2的顯示信號的輸出端與顯示器5的顯示信號的輸入端聯通。控制器2的報警啟動控制信號的輸出端與報警器6的報警啟動控制信號的輸入端聯通。無線發送器4的關閉電磁閥控制信號的輸出端通過無線通信和無線接收器8的關閉電磁閥控制信號的輸入端聯通。無線接收器8的關閉電磁閥控制信號的輸出端與電磁閥7的關閉控制信號的輸入端聯通。

（二）自動開窗通風設計

當天然氣發生泄露后，即使通過切斷閥門仍然不能降低室內天然氣的濃度。通過裝置使得天然氣濃度達到1.25%時，窗戶自動開啟，當感應層接收到圖1無線發送器4信號時，將源信號傳給接收轉換器，經轉換器處理后，轉化為電信號，再傳給控制器，其中控制器設定閥值，室內天然氣濃度達到1.25%，控制器將啟動傳動裝置中的電機，從而達到開、關窗的作用。有效地進行室內通風，降低事故發生概率，保證人員和財產安全。

二、結論

根據天然氣泄漏導致事故發生的機理分析，進行天然氣泄漏處理裝置的研究設計，通過天然氣泄露自動報警的聲光信號轉為動作信號，得出以下結論：

1.該裝置能夠在天然氣泄漏濃度達到1.25%時，在反饋聲光報警的同時，能夠自動處理泄漏事故。

2.針對煤氣泄漏事故采用天然氣閥門的自動關閉或自動開窗的冗余設置，提高系統的安全性。

3.對于煤氣泄漏的處理采用自動化的方式，無需人員操作，更大程度上地提高了煤氣裝置的可靠性，最終達到系統本質安全化的目的。

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