发明名称 一种模拟天然气在土壤中泄漏的试验装置与方法
摘要 本发明是一种模拟天然气在土壤中泄漏的试验装置和方法,试验装置包括了压缩气体钢瓶、减压阀、气体流量计、PC计算机、耐压软管、硬质管道、气体缓冲筒、可燃气探头、多通道可燃气探头控制器、防水屏蔽电缆和刚性软管等,其中气体缓冲筒和可燃气探头埋置于室外的土壤中,通过钢性软管可能对埋在地下的可燃气探头进行标零标定。试验方法为打开天然气压缩气体钢瓶的减压阀,依次通过气体流量计、而压软管、硬质管道向气体缓冲筒充满天然气,利用埋在地下的可燃气探头采集气体缓冲筒中泄漏出来的气体浓度,研究天然气管道泄漏后天然气在土壤中的扩散规律,从而为天然气管道泄漏事故的防范和处置提供技术支持。
申请公布号 CN103712755A 申请公布日期 2014.04.09
申请号 CN201310233742.4 申请日期 2013.06.14
申请人 清华大学 发明人 董晓强;李俊明;晏玉婷;张赫然;陆路;王吉;肖航
分类号 G01M3/28(2006.01)I 主分类号 G01M3/28(2006.01)I
代理机构 中国人民解放军防化研究院专利服务中心 11046 代理人 刘永盛
主权项 一种模拟天然气在土壤中泄漏的试验装置,包括压缩气体钢瓶(1)、减压阀(2)、气体流量计(3)、PC计算机(4)、耐压软管a(5‑1)、耐压软管b(5‑2)、硬质管道a(6‑1)、可燃气探头a(8‑1)、可燃气探头b(8‑2)、可燃气探头c(8‑3)、可燃气探头d(8‑4)、可燃气探头e(8‑5)、可燃气探头f(8‑6),其特征是:该试验装置还包括了气体缓冲筒(7)、多通道可燃气探头控制器(9)、防水屏蔽电缆a(10)、防水屏蔽电缆b(22)、刚性软管(11)、串口通信线(12)、压缩气体(13)、泄漏孔(14)、气体压力传感器(15)、空气压缩机(16)、耐压软管c(5‑3)、大棚(17)、土坑(18)、硬质管道b(6‑2)、堵头(23)、可燃气探头g(8‑7)、可燃气探头h(24)和防水电磁阀(25);压缩气体钢瓶(1)通过自带的螺纹与减压阀(2)紧密连接;减压阀(2)通过耐压软管a(5‑1)与气体流量计(3)的气体入口端紧密连接;气体流量计(3)的气体出口通过耐压软管b(5‑2)与硬质管道a(6‑1)连接;气体流量计(3)和PC计算机(4)通过串口通信线(12)连接;气体缓冲筒(7)为封闭的空心圆柱,气体缓冲筒侧面开有泄漏孔(14),气体缓冲筒的一端平面的中心通过螺孔与硬质管道a(6‑1)连接;硬质管道a(6‑1)包括水平部分和垂直部分呈L形,硬质管道a(6‑1)水平部分通过缠绕生胶带的螺纹连接于气体缓冲筒(7),硬质管道a(6‑1)垂直部分通过喉卡与耐压软管b(5‑2)连接;可燃气探头a(8‑1)、可燃气探头b(8‑2)、可燃气探头c(8‑3)、可燃气探头d(8‑4)、可燃气探头e(8‑5)、可燃气探头f(8‑6)、可燃气探头g(8‑7)、可燃气探头h(24)和多通道可燃气探头控制器(9)与通过防水屏蔽电缆a(10)连接;气体缓冲筒(7)的泄漏孔(14)采用防水电磁阀(25)控制开关;防水的气体压力传感器(15)采用法兰紧固方式密封安装于气体缓冲筒(7)的壁上,不影响气体缓冲筒(7)的密封性,用于测定气体缓冲筒(7)内部的气体压力,其供电和数据接口位于气体缓冲筒(7)外部;气体压力传感器(15)和防水电磁阀(25)控制和数据线为防水屏蔽线缆b(22),在地下与硬制管道a(6‑1)并行布线,在地上与PC计算机(4)连接;气体缓冲筒(7)和可燃气探头a(8‑1)、可燃气探头b(8‑2)、可燃气探头c(8‑3)、可燃气探头d(8‑4)、可燃气探头e(8‑5)、可燃气探头f(8‑6)埋置于室外的土壤中,部分硬质管道a(6‑1)、硬质管道b(6‑2)、防水屏蔽电缆a(10)、防水屏蔽电缆b(22)埋置于土壤中;试验地点上方搭建的大棚(17)四周密闭,可燃气探头g(8‑7)安装在大棚(17)内部贴近地面的位置,用于测量地面的泄漏气体浓度;气体缓冲筒(7)的直径为100~1050mm,长度为300‑3000mm,材料为钢、铸铁或聚烯材料,直径为1‑20mm的1‑4个均匀分布的泄漏孔位于气体缓冲筒(7)沿长度方向的一半位置,气体缓冲筒(7)水平埋在土壤下1.2m处;硬质管道a(6‑1)和硬质管道b(6‑2)的材料为镀锌管,硬质管道a(6‑1)水平部分长度为1.5m‑3m与气体缓冲筒(7)连接,硬质管道a(6‑1) 垂直部分长度为1.3m‑1.5m与耐压软管b(5‑2)连接;气体缓冲筒(7)连接硬质管道a(6‑1)的另一端再连接一个L形的硬质管道b(6‑2)并接出地面,用于气体缓冲筒内气体的排出,硬质管道b(6‑2)水平部分长度为1.5m‑3m与气体缓冲筒(7)连接,硬质管道b(6‑2)垂直部分长度为1.3m‑1.5m,垂直部分地面出气口处安装一个可燃气探头h(24),硬质管道b(6‑2)的地面出气口用堵头(23)堵死;可燃气探头a(8‑1)、可燃气探头b(8‑2)、可燃气探头c(8‑3)、可燃气探头d(8‑4)、可燃气探头e(8‑5)、可燃气探头f(8‑6)、可燃气探头g(8‑7)和可燃气探头h(24)采用自然扩散方式检测,可燃气探头g(8‑7)和可燃气探头h(24)采用泵吸方式检测;可燃气探头a(8‑1)、可燃气探头b(8‑2)、可燃气探头c(8‑3)、可燃气探头d(8‑4)、可燃气探头e(8‑5)、可燃气探头f(8‑6)的气室(19)通过网状不锈钢孔(20)及外覆的防水透气面料(21)与土壤接触,通过钢性软管(11)、耐压软管c(5‑3)、减压阀(2)与压缩气体钢瓶(1)连接;所述甲烷标气浓度为50%爆炸限;可燃气探头a(8‑1)、可燃气探头b(8‑2)、可燃气探头c(8‑3)、可燃气探头d(8‑4)、可燃气探头e(8‑5)、可燃气探头f(8‑6)、可燃气探头g(8‑7)和可燃气探头h(24)检测量程均为可燃气爆炸限的1%‑100%,可燃气浓度超过100%爆炸限时报知浓度超限,检测精度不低于可燃气爆炸限的1%;防水屏蔽电缆a(10)向可燃气探头a(8‑1)、可燃气探头b(8‑2)、可燃气探头c(8‑3)、可燃气探头d(8‑4)、可燃气探头e(8‑5)、可燃气探头f(8‑6)、可燃气探头g(8‑7)和可燃气探头h(24)供电,或向多通道可燃气探头控制器(9)回传可燃气探头a(8‑1)、可燃气探头b(8‑2)、可燃气探头c(8‑3)、可燃气探头d(8‑4)、可燃气探头e(8‑5)、可燃气探头f(8‑6)、可燃气探头g(8‑7)和可燃气探头h(24)的检测数据。
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