一种可预警的长管拖车用安全泄放装置及方法
技术领域
本发明属于高压永久气体长管拖车火灾预警监控及防爆安全技术领域，具体涉及一种可预警的长管拖车用安全泄放装置及应用方法。
背景技术
长管拖车是移动式压力容器的重要品种，由多只容积超过1000L的大容积气瓶(又称长管)通过框架与走行装置固定在一起组成的运输设备，主要用于运输压力较高的天然气、氢气、氦气等永久气体。在充装、运输、使用等过程中，由于火灾等事故发生，会引起瓶内压力上升，而导致气瓶超压爆炸。因此，根据我国《移动式压力容器安全技术监察规程》、《气瓶安全技术监察规程》的相关要求，长管拖车上每只气瓶都应该单独装设安全泄放装置，其作用在于当长管拖车处于火灾工况的高温环境时，气瓶内部气体压力随温度上升，超过设定的压力阈值或温度阈值时泄放装置无预兆自动开启动作，高压气体通过安全泄放装置排放，保护长管拖车本体不发生爆炸。
长管拖车火灾事故按发生地可归为运输过程中道路轮胎起火和加气站场内起火两类，在这两类事故中主要是局部火灾。对于局部火灾事故，现场人员很难在事发瞬间观察到起火信息并做出紧急应对策略。
长管拖车用安全泄压装置的型式主要是单爆破片结构与爆破片-易熔塞组合结构，单爆破片结构响应机理是对压力变化敏感，超过设定阈值立即开启泄压，缺点在于充放气过程爆破片承受反复的交变载荷作用，容易受损失效，而爆破片-易熔塞组合结构作用机理是一方面用爆破片实现压力阈值的控制，另一方面爆破片外侧串联易熔合金实现对温度阈值的控制，只有当温度、压力都达到设定值时才会动作。
这种爆破片-易熔塞组合结构的设计虽然有效地避免了因复杂工况造成爆破片误动作现象，提高了正常使用时安全泄放装置的可靠性，但是仍然存在下列安全隐患：其一，爆破片-易熔合金塞安全泄放装置的动作机理是达到泄放条件时无任何征兆地自动开启泄压，不具备预警功能，而且起火部位多位于拖车管束的后端，远离拖车驾驶室和充卸气场地操作的监控室，发生火灾人员无法第一时间掌握泄放装置受热情况以及判断哪个气瓶的泄放装置发生泄放，减少了逃生时间，不利于消防救援；其二，对于组合结构的泄放装置，由于易熔合金是内置式的，受热升温变化过程不可见，起火时无法判断泄放装置何时开启，也没法通过温度变化进行预测；其三，虽然外界火灾形成了高温环境，但泄放装置普遍受到操作仓外壳的保护，造成易熔合金虽然有一定程度的升温，但是达到熔化状态较为困难，造成泄放装置动作响应仍然滞后，增加了气瓶暴露于火灾高温环境的时间及气瓶爆炸的风险；其四，在操作工况下，长管拖车在加压和泄压时存在交变的充气升温过程和泄压降温过程，由于缺乏对安全泄放装置的温度监控，无法通过远程控制充放气速率减少对安全泄放装置造成交变的温度载荷，以及避免泄压速度过快对安全泄放装置造成冰堵损伤。
发明内容
为了克服原有安全泄放装置中存在问题，本发明专利提供一种可预警的长管拖车用安全泄放装置，该装置基本结构形式为带温度监控预警的爆破片-易熔塞串联组合泄放装置。
本发明采用的技术方案如下：
提供一种可预警的长管拖车用安全泄放装置，包括安全泄放装置，温度传感器，无线温度传输器和信号接收报警器；安全泄放装置设于气瓶上，安全泄放装置上设有连接温度传感器，温度传感器通过导线连接无线温度传输器，无线温度传输器实时接受温度传感器触头传递过来的信号,无线温度传输器通过信号连接信号接收报警器，信号接收报警器置于拖车车头驾驶室和加气站远程操作室内，用于接收无线温度传输器传输过来的温度信号、实时显示温度信息并可以设定阈值，当超过阈值时报警器通过声光进行报警；
安全泄放装置包括夹持器，夹持器与旋塞通过螺纹密封连接，垫环、爆破片、剪切环被固定在旋塞和夹持器之间；套环通过螺纹连接于旋塞外中部，套环，为内直螺纹外六方结构，与旋塞采用螺纹连接，套环和旋塞一侧同位置开孔，旋塞内置易熔合金块，温度传感器触头通过螺纹与套环连接，其前端触头加热至200～300℃后插入易熔合金之中。
作为一种改进，旋塞上端通过螺纹连接有保护盖。
作为一种改进，无线温度传输器包括内置的温度数据采集和转换模块、信号放大模块和无线信号发射模块。
作为一种改进，信号接收报警器内置信号接收器，数显屏，阈值设定模块以及外置声光报警器。
利用一种可预警的长管拖车用安全泄放装置的方法，包括如下步骤：
(1)工作开始前，按信号接收报警器上的按钮进行温度报警阈值数值设置；
(2)正常工作时，长管拖车内部充装气体温度和周围环境温度低于报警温度，报警器处于未触发状态，长管拖车司机及其他相关现场操作人员能正常操作；
(3)当遭遇火灾工况时，信号接收报警器实时显示各个安全泄放装置温度变化数值，当某个泄放装置周围温度高于设定温度报警值时，触发报警，声光报警器闪烁报警，第一时间提醒司机和现场操作人员注意安全并采取相关急救措施。
(4)当火灾现场持续一段时间后，温度超过易熔合金动作温度，易熔合金块融化，同时瓶内气体压力上升，当压力升高到爆破片动作压力，爆破片，长管拖车气瓶内气体从泄放通道安全泄放，气瓶本体不发生爆炸。
本发明原理为：泄放装置本体处于高温环境时，温度传感器触头温度信号传递给无线温度传输器，并向外发射无线信号，无线信号被置于驾驶室或操作室的信号接收报警器接受后，经信号接收报警器判定超过阈值，显示屏显示报警的安全泄放装置所在位置，报警器发出声光报警信号，提醒用户安全泄放装置可能出现火灾工况，现场人员可以在第一时间或选择报警、灭火或逃生等有效措施，尽可能减少事故损失。
与现有技术相比，本发明有益的技术效果：
1、当发生远离驾驶室的长管拖车局部火灾时，人员第一时间掌握泄放装置受热情况以及判断哪个气瓶的泄放装置发生泄放的问题，实现了对安全泄放装置的易熔合金受热情况的预警，能提高现场人员的反应，有利于火灾事故救援；
2、对于内置式易熔合金，通过实时监控受热升温变化过程，对泄放装置的动作情况有一个直观预判，间接对可泄放造成的二次火灾进行预测；
3、在使用工况下通过对安全泄放装置温度信息的实时监控，便于采用远程控制充放气速率等手段减少对安全泄放装置造成交变的温度载荷，并且避免泄压速度过快对安全泄放装置造成冰堵损伤；
4、采用远程预警监控技术对安全装置进行实时监测和预警，能有效提高对高压长管拖车的安全管理。
附图说明
图1是本发明中安全泄放装置的结构示意图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的原理图。
图中：1-夹持器；2-垫环；3-爆破片；4-剪切压环；5-旋塞；6-套环；7-保护盖； 8-易熔合金块；9-防水片；10-温度传感器触头；11-无线温度传输器；12-信号接收报警器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明具体实施方式作进一步描述：
一种可预警的长管拖车用安全泄放装置，包括安全泄放装置，温度传感器，无线温度传输器11和信号接收报警器12。如图2、3所示，安全泄放装置上设有连接温度传感器，温度传感器通过导线连接无线温度传输器11，无线温度传输器11实时接受温度传感器触头10传递过来的信号,无线温度传输器11通过信号连接信号接收报警器12，信号接收报警器12置于拖车车头驾驶室和加气站远程操作室内，用于接收无线温度传输器11传输过来的温度信号、实时显示温度信息并可以设定阈值，当超过阈值时报警器通过声光进行报警。
如图1所示，安全泄放装置包括夹持器1，夹持器1与旋塞5通过螺纹密封连接，垫环2、爆破片3、剪切环被固定在旋塞5和夹持器1之间。套环6通过螺纹连接于旋塞5外中部，套环6，为内直螺纹外六方结构，与旋塞5采用螺纹连接，套环6和旋塞5一侧同位置开孔，旋塞5内置易熔合金块8，温度传感器触头10通过螺纹与套环6连接，其前端触头加热至 200～300℃后插入易熔合金8之中。旋塞5上端通过螺纹连接有保护盖7。旋塞5顶端与保护盖7间设有防水片9。
图2所示部件包括安全泄放装置、无线温度传输器11和信号接收报警器12，其中无线温度传输器11包括内置的温度数据采集和转换模块、信号放大模块和无线信号发射模块。无线温度传输器11可选用北京中特航利科技发展有限公司公司生产的型号为WXCW-1型的产品。
信号接收报警器12分别安放在驾驶室和长管拖车充压泄压站点的控制室，信号接收报警器12内置信号接收器，数显屏，报警温度阈值设置按钮以及外置声光报警器。信号接收报警器12可选用北京中特航利科技发展有限公司公司生产的型号为BJ-1型的产品。信号接收器可以接收并显示长管拖车上所有安装本发明装置的温度信号，实现对异常温度信号的实时监控。设置报警阈值(建议不低于90℃)并通过外置声光报警器，实现对高温信号的报警，一旦发生火灾超温信号，能够第一时间提醒现场人员进行检查。
一种可预警的长管拖车用安全泄放装置的方法，包括如下步骤：
(1)工作开始前，按信号接收报警器12上的按钮进行温度报警阈值数值设置；
(2)正常工作时，长管拖车内部充装气体温度和周围环境温度低于报警温度，报警器处于未触发状态，长管拖车司机及其他相关现场操作人员能正常操作；
(3)当遭遇火灾工况时，信号接收报警器12实时显示各个安全泄放装置温度变化数值，当某个泄放装置周围温度高于设定温度报警值时，触发报警，声光报警器闪烁报警，第一时间提醒司机和现场操作人员注意安全并采取相关急救措施。
(4)当火灾现场持续一段时间后，温度超过易熔合金动作温度，易熔合金块8融化，同时瓶内气体压力上升，当压力升高到爆破片3动作压力，爆破片3爆破，长管拖车气瓶内气体从泄放通道安全泄放，气瓶本体不发生爆炸。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
