【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及，具体涉及一种储氢设施泄漏扩散安全防护系统及防护方法。
技术介绍
1、液氢一旦发生液氢泄漏后，会迅速发生汽化，形成大量低温氢气云，并伴随空气中的水分冷凝和结霜现象。由于氢气无色无味且扩散迅速，泄漏往往难以察觉，更容易在低洼区域或封闭空间内积聚，形成易燃气体云，极易引发火灾或爆炸。氢气的爆炸极限范围广(4％-75％)，一旦达到浓度临界值并达到最小点火能(0.02j)，可能导致严重的爆炸事故。此外，液氢的极低温度会对泄漏区域周边产生冻伤风险，并导致周围材料脆化损坏，加剧设备和结构的失效。液氢泄漏还可能引发氧气浓度骤降，导致人员窒息，尤其在封闭空间内更为危险。为了防止这些潜在危害，泄漏发生后应迅速采取围堰、通风和隔离等措施，以控制扩散和减小事故影响。
2、在以往的液氢储存设施防护措施中，围堰通常采用土制结构，围绕液氢储存罐或管道进行布置，旨在发生泄漏时将液氢限制在特定区域内。土制围堰相对经济且具有较好的隔热性能，能够有效延缓液氢的扩散。围堰的设计会考虑足够的高度和容量，以便在泄漏时容纳液氢，并控制其蒸发速度，降低氢气浓度上升的风险。此外，在围堰外围常设置防火隔离堤，防止氢气云扩散至更大区域，并隔绝可能的火源。这种围堰设计提供了初步的防护，为进一步的通风稀释和应急处理争取了时间。
3、但是围堰对于液氢的防护效果较为有限，因为液氢泄漏后产生的氢气具有高度移动性和扩散性，液氢在泄漏后会经历两阶段的扩散过程。初期，液氢蒸发形成的氢气由于温度较低，比周围空气重，会以重气扩散方式向低处积聚，但随着温度上升，氢
4、因此，仅依靠围堰来阻挡氢气扩散难以真正降低风险。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种储氢设施泄漏扩散安全防护系统及防护方法，旨在解决仅依靠围堰来阻挡氢气扩散难以真正降低风险的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，一种储氢设施泄漏扩散安全防护系统，包括：
4、气流管线系统，包括：多个风机、导流管线与多个气流出口转向装置，多个所述风机分别在不同方位与所述导流管线连接，所述导流管线设置有多个出风口，多个所述气流出口转向装置分别安装于所述出风口，所述导流管线围绕储氢设施设置；
5、数据收集系统，包括：多个氢气浓度传感器，多个所述氢气浓度传感器围绕所述储氢设施设置，所述氢气浓度传感器用于测量氢气浓度；
6、控制系统，所述控制系统与所述风机连接，用于控制所述风机的开关与输出功率；所述控制系统与所述气流出口转向装置连接，用于控制所述气流出口转向装置调节所述出风口的气流流速；所述控制系统与所述氢气浓度传感器连接，用于接收处理所述氢气浓度传感器检测的信号。
7、进一步地，所述数据收集系统还包括：传感器阵列，所述传感器阵列包括多个安装立杆，多个所述安装立杆围绕所述储氢设施设置，多个所述氢气浓度传感器安装在所述传感器阵列，且任意一个所述安装立杆在不同的高度安装有所述氢气浓度传感器。
8、进一步地，所述数据收集系统还包括：
9、多个温度传感器，所述温度传感器用于测量温度，所述温度传感器与所述控制系统连接，所述控制系统接收处理所述温度传感器检测的信号，多个所述温度传感器安装在所述传感器阵列，且任意一个所述安装立杆在不同的高度安装有所述温度传感器；
10、多个风速仪，所述风速仪用于测量风速与风向，所述风速仪与所述控制系统连接，所述控制系统接收处理所述风速仪检测的信号，多个所述风速仪分别安装在多个所述安装立杆。
11、进一步地，所述数据收集系统还包括：多个风象传感器，所述风象传感器用于测量风速、风向、温度、湿度、气压，所述风象传感器与所述控制系统连接，所述控制系统接收处理所述风象传感器的信号，多个所述风象传感器安装在所述传感器阵列，且任意一个所述安装立杆在不同的高度安装有所述风象传感器。
12、进一步地，所述控制系统包括：plc控制器，所述plc控制器分别连接所述气流管线系统与所述数据收集系统。
13、进一步地，所述控制系统包括：视频监控系统，所述视频监控系统包括多个摄像头，多个摄像头围绕所述储氢设施设置，所述摄像头与所述plc控制器连接。
14、进一步地，所述导流管线各段与所述储氢设施的距离大于一定距离。
15、第二方面，一种储氢设施泄漏扩散安全防护系统的防护方法，包括：
16、步骤1：通过数据收集系统实时采集储氢设施周围的氢气浓度与气象信息，并将氢气浓度与气象信息数据传送给控制系统；
17、步骤2：通过控制系统接收处理数据收集系统传送的氢气浓度与气象信息数据，判断储氢设施是否泄漏；
18、步骤3：若判断储氢设施没有泄漏，则控制系统定期控制风机工作测试整机性能，且控制整机处于待机状态，执行步骤1与步骤2；
19、步骤4：若判断储氢设施发生泄漏，则控制系统控制风机工作到最大输出功率形成空气墙；
20、步骤5：控制系统的空气墙气流控制模型自动根据数据收集系统采集的数据调节风机的输出功率与气流出口转向装置的朝向；
21、步骤6：控制系统通过数据收集系统采集的数据确认氢气无残留，手动调节风机与气流出口转向装置到待机状态，执行步骤1与步骤2。
22、进一步地，在步骤5中空气墙气流控制模型的执行步骤包括：
23、实时读取数据收集系统采集的数据；
24、在空气墙被激活后，在初始阶段控制风机保持最大功率输出，以便最快速的建立起空气墙；
25、根据历史实际数据、实验数据、仿真数据自动调整空气墙为当前状况匹配的气流速度和气流角度；
26、根据实际数据实时评估当前空气墙的效果；
27、将当前的数据被导入到用于实时预测空气墙作用效果的数值模型中，实时计算和预测空气墙的效果；
28、根据实际数据和数值模型的计算结果实时调整空气墙的气流速度和角度；
29、调整后再次评估实际效果和数值模型的计算结果，实时交互，达到实时的最佳效果。
30、进一步地，数值模型的执行步骤包括：
31、将数据收集系统实时采集的数据导入到数值模型中；
32、数值模型根据实时数据建立实时的方程组；
33、数值模型通过对方程组进行离散、求解，获得实时的速度场与浓度场；
34、数值模型根据速度场与浓度场评估空气本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，所述数据收集系统还包括：传感器阵列，所述传感器阵列包括多个安装立杆，多个所述安装立杆围绕所述储氢设施设置，多个所述氢气浓度传感器安装在所述传感器阵列，且任意一个所述安装立杆在不同的高度安装有所述氢气浓度传感器。
3.根据权利要求2所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，所述数据收集系统还包括：
4.根据权利要求2所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，所述数据收集系统还包括：多个风象传感器，所述风象传感器用于测量风速、风向、温度、湿度、气压，所述风象传感器与所述控制系统连接，所述控制系统接收处理所述风象传感器的信号，多个所述风象传感器安装在所述传感器阵列，且任意一个所述安装立杆在不同的高度安装有所述风象传感器。
5.根据权利要求1所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，所述控制系统包括：PLC控制器，所述PLC控制器分别连接所述气流管线系统与所述数据收集系统。
6.根据权利要
7.根据权利要求1所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，所述导流管线各段与所述储氢设施的距离大于一定距离。
8.一种储氢设施泄漏扩散安全防护系统的防护方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统的防护方法，其特征在于，在步骤5中空气墙气流控制模型的执行步骤包括：
10.根据权利要求9所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统的防护方法，其特征在于，数值模型的执行步骤包括：
...【技术特征摘要】
1.一种储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，所述数据收集系统还包括：传感器阵列，所述传感器阵列包括多个安装立杆，多个所述安装立杆围绕所述储氢设施设置，多个所述氢气浓度传感器安装在所述传感器阵列，且任意一个所述安装立杆在不同的高度安装有所述氢气浓度传感器。
3.根据权利要求2所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，所述数据收集系统还包括：
4.根据权利要求2所述的储氢设施泄漏扩散安全防护系统，其特征在于，所述数据收集系统还包括：多个风象传感器，所述风象传感器用于测量风速、风向、温度、湿度、气压，所述风象传感器与所述控制系统连接，所述控制系统接收处理所述风象传感器的信号，多个所述风象传感器安装在所述传感器阵列，且任意一个所述安装立杆在不同的高度安装有所述风象传感器。
5.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁艳伟，左建生，柯长磊，李空荣，彭楠，
申请(专利权)人：中国科学院理化技术研究所，
类型：发明
国别省市：
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