一种分布式部署居民楼栋防燃气泄漏系统及方法

技术领域

本发明涉及燃气泄露检测技术领域，具体涉及一种分布式部署居民楼栋防燃气泄漏系统及方法。

背景技术

近年来，我国城镇燃气建设快速发展，居民住宅小区管道燃气用户数量呈现爆炸式增长态势，燃气管网规模不断扩大，安全隐患和风险也随之增加，城市人口密集，一旦发生燃气事故，将导致重大人员伤亡和财产损失事故，对城市经济发展和社会稳定产生严重影响。

城镇燃气在官网建设时，在门站、调压站、调压柜、调压箱等设备上大量使用指针式压力表、压力变送器、或者带远传的压力变送器实现官网压力监测功能，其主要作用在于监测输配管网调压器是否正常工作，以及当用气量大幅提升时是否需要调整输气压力，但是在低压侧后即居民区内及用户端未实现压力监测，且无根据压力判定燃气泄漏的自动化设备及系统实现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题：在用户侧的居民区内没有根据压力判定燃气泄露的自动化设备及系统，无法对燃气泄露位置进行精准定位。采用如下技术方案：一种分布式部署居民楼栋防燃气泄漏系统，包括监控云平台、燃气立管监控终端与户用燃气表；

所述监控云平台与所述燃气立管监控终端和所述户用燃气表通信连接；所述燃气立管监控终端设置于小区燃气管网的调压器出口或楼栋、单元的燃气立管，用于获取小区燃气管网的调压器出口或楼栋、单元的燃气立管的燃气压力；所述户用燃气表设置于单个燃气用户的户内管道，用于获取单个燃气用户中燃气入户前和入户后的燃气压力和气体流速；

所述监控云平台用于接收所述燃气立管监控终端和所述户用燃气表的燃气压力数据，根据所述燃气立管监控终端的燃气压力数据判断各楼栋或单元是否存在燃气泄露，若是则根据所述户用燃气表的燃气压力数据对燃气泄露进行定位。

作为一种优选的实施方式，所述燃气立管监控终端包括出口立管终端、楼栋立管终端和单元立管终端，所述出口立管终端设置于小区燃气管网的调压器出口，所述楼栋立管终端设置于楼栋，所述单元立管终端设置于单元，每个所述出口立管终端后连接若干个所述楼栋立管终端，每个所述楼栋立管终端后连接若干个所述单元立管终端。

作为一种进一步优选的实施方式，所述监控云平台根据所述出口立管终端、所述楼栋立管终端和所述单元立管终端的燃气压力数据判断是否存在燃气泄露，并逐级判断燃气泄露发生于哪个小区、楼栋或单元。

作为一种优选的实施方式，所述监控云平台与所述燃气立管监控终端和所述户用燃气表通过移动物联网通信连接。

作为一种优选的实施方式，所述户用燃气表包括压力传感器、气体流量计量单元、远程通信单元。

第二方面，本发明还提供一种分布式部署居民楼栋防燃气泄漏方法，应用于如上述任一项所述的系统，所述方法包括：

以第一时间间隔定时获取燃气压力；

计算燃气压力的降低斜率；

将所述降低斜率与预设的若干泄露阈值比较；

根据比较结果确定当前是否有燃气泄漏及泄露等级。

作为一种优选的实施方式，所述泄露阈值包括超流量泄露阈值、中流量泄露阈值、微小流量泄露阈值、和正常用气阈值。

作为一种优选的实施方式，所述方法还包括：

启动压力复核，将所述燃气压力的获取间隔设置为第二时间间隔，所述第二时间间隔小于所述第一时间间隔。

作为一种优选的实施方式，在启动所述压力复核时检测当前是否处于用气时段，若处于用气时段则将所述压力复核延迟至所述用气时段结束。

本发明的有益技术效果包括：本发明的分布式部署居民楼栋防燃气泄漏系统及方法，在居民区调压柜后根据立管处燃气管道压力及用户端管道压力实现燃气泄漏预警及处理方法，并采用了分布式结构部署系统及终端设备，能够高效逐级精确定位泄露位置。

本发明的其他特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

图1为本发明实施例的燃气立管监控终端和户用燃气表的部署示意图；

图2为本发明实施例的户用燃气表的的结构示意图；

图3为本发明实施例的燃气立管监控终端的分布示意图；

图4为本发明实施例的泄露阈值的斜率示意图。

具体实施方式

下面结合本发明实施例的附图对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。

在下文描述中，出现诸如术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或者位置关系仅是为了方便描述实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

本申请提供一种分布式部署居民楼栋防燃气泄漏系统，包括监控云平台、燃气立管监控终端与户用燃气表；

监控云平台与燃气立管监控终端和户用燃气表通信连接；燃气立管监控终端设置于小区燃气管网的调压器出口或楼栋、单元的燃气立管，用于获取小区燃气管网的调压器出口或楼栋、单元的燃气立管的燃气压力；户用燃气表设置于单个燃气用户的户内管道，用于获取单个燃气用户中燃气入户前和入户后的燃气压力和气体流速。

具体的，燃气立管监控终端和户用燃气表的部署如图1所示，燃气立管监控终端部署在调压器出口、或楼栋立管处，或单元立管处，负责居民小区调压器之后至户用燃气表之前的燃气管道层级压力监控及泄漏检测。

本申请的一个实施例提供了燃气立管监控终端的一种优选实施方案，由终端阀门、气体压力传感器、气体流量传感器、远程通信单元及本地通信单元、人机交互终端组成；气体压力传感器设置在终端阀门后端，测量管道压力表压值，选用表压型传感器的原因在于能够检测管道气体相对大气压的压力值，以利于高压、低压超过阈值时实现远程告警；气体流量传感器实时测量管道内气体流速；远程通信单元用于传输管道气体压力、流速等监控数据并接受云平台系统下发的压力复核、开关阀控制等指令。

本申请的一个实施例还提供了户用燃气表的一种优选实施方案，其结构示意图如图2所示，基于常规基表或者智能表改造，由表阀门、压力传感器、气体流量计量单元、远程通信单元及本地通信单元、人机接口等组成；压力传感器设置在阀门后端，测量表内气体压力，气体流量计量单元实现用气计量，并可测量或者通过流量计算出管道气体流速。该户用燃气表将燃气计量和压力监控功能一体化，负责入户后经燃气表后至各用气设备间得压力监控及泄漏检测。

监控云平台用于接收燃气立管监控终端和户用燃气表的燃气压力数据，根据燃气立管监控终端的燃气压力数据判断各楼栋或单元是否存在燃气泄露，若是则根据户用燃气表的燃气压力数据对燃气泄露进行定位。

在本申请的一个实施例中，进一步的，如图3所示的分布示意图所示，燃气立管监控终端包括出口立管终端、楼栋立管终端和单元立管终端，出口立管终端设置于小区燃气管网的调压器出口，楼栋立管终端设置于楼栋，单元立管终端设置于单元，每个出口立管终端后连接若干个楼栋立管终端，每个楼栋立管终端后连接若干个单元立管终端。

使用这样的分级式分布以后，整套系统以监控云平台为发起点，系统下发压力复核任务至各个小区立管终端执行范围内压力复核；当确定某一小区内存在燃气泄露情况时，再下发压力复核任务至该小区的各个楼栋立管终端执行范围内压力复核以确定楼栋燃气泄漏情况；当确定某一楼栋内存在燃气泄露情况时，再下发压力复核任务至该楼栋的各个单元立管终端执行范围内压力复核以确定单元燃气泄漏情况；若在某一单元处判定为可能存在泄漏，则启动该单元下的户用燃气表进行用户侧压力复核，实现全流量量程内泄漏点的诊断及快速定位，并告知云监控平台。

上述云监控平台通过移动物联网通信技术实现与燃气立管终端及居民户用智能燃气表实现远程通信，完成数据采集、数据解析、数据处理等功能，并根据数据实现信息展示、异常告警及信息推送功能。实现远程燃气泄漏检测模型下发到指定立管终端和/或户用燃气表，实现分层分级压力复核及用户端侧燃气泄漏探测目的。

本发明的一个实施例还提供一种分布式部署居民楼栋防燃气泄漏方法，应用于如上述任一实施例的分布式部署居民楼栋防燃气泄漏系统，方法包括：

以第一时间间隔定时获取燃气压力；

计算燃气压力的降低斜率；

将降低斜率与预设的若干泄露阈值比较；

根据比较结果确定当前是否有燃气泄漏及泄露等级。

上述方法中泄露阈值的斜率如图4所示，泄露阈值包括超流量泄露阈值、中流量泄露阈值、微小流量泄露阈值、和正常用气阈值。该方法根据压降-时间关系，利用设定时间内的压力降低计算斜率，与预先设定的不同泄漏情况下的阈值做比较，压力降低斜率超过指定阈值时则判定为对应的泄漏情况，生成事件并启动相关警报流程。

在另一个实施例中，方法还包括：

启动压力复核，将燃气压力的获取间隔设置为第二时间间隔，第二时间间隔小于第一时间间隔。

该实施例的方法在正常运行时以较长的时间间隔采样计算立管或者用户侧燃气管道压力并生成压力-时间曲线。当收到云监控平台的指令，要求开启压力复核检测时，按设定的第二时间间隔进行密集采样并计算压力数据，进而快速生成精确的检测结果。

更进一步的，上述方法在启动压力复核时先检测确定当前是否处于用气时段，若处于用气时段则延迟关阀，将压力复核延迟至用气时段结束。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，熟悉该本领域的技术人员应该明白本发明包括但不限于附图和上面具体实施方式中描述的内容。任何不偏离本发明的功能和结构原理的修改都将包括在权利要求书的范围中。