CN102155621A - 压缩天然气供气站的中压调压箱及其调压供气方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压缩天然气供气站的中压调压箱，该调压箱包含若干条并行连接的主调压系统，以及若干条并行连接的旁通调压系统；主调压系统和旁通调压系统的进气口管路连接外接的卸气组件；主调压系统和旁通调压系统的出气口管路连接供气站的管网；主调压系统包含通过管路连接在所述卸气组件与供气站的管网之间的主调压部件，旁通调压系统包含通过管路连接在所述卸气组件与供气站的管网之间的旁通调压部件。本发明设有旁通调压系统，在运输车内的气压过小，调压器进出口的气压差甚小，达不到需要的流量时，用旁通调压系统对天然气进行调压，放空运输车内的天然气，使气罐内的天然气得到充分利用，节省运输的资源，同时提高天然气调压和供应的效率。

Description

压缩天然气供气站的中压调压箱及其调压供气方法

技术领域

本发明涉及一种用于天然气供气领域的调压技术，具体涉及一种压缩天然气供气站的中压调压箱及其调压供气方法。

背景技术

目前，天然气的输气管网尚未覆盖到所有区域，例如城市周边的郊区城镇和外来人口居住集中区等一些非管网地区，需要采用压缩天然气的技术，将天然气压缩后通过特种运输车运输到非管网区域的天然气供气站，再将天然气进行减压处理，使天然气的气压和温度达到符合管网标准后传输给各用户使用。在特种运输车在现有技术的供气站进行卸气的过程中，特种运输车储气罐内气体量逐渐减少，储气罐内天然气的气体压力也逐渐减小，在进行中压调压工序时，当储气罐内天然气的气体压力低于0.6兆帕时，由于气体压力过小，将无法将调压器内的弹簧全部打开，天然气流量会减少，阻碍天然气进入供气站的气路管道，然而特种运输车储气罐内仍然存有一定量的天然气没有卸完，特种运输车再将天然气载回燃气来源地，这会造成运输资源的浪费和成本浪费，降低供应天然气的效率。

发明内容

本发明提供一种压缩天然气供气站的中压调压箱及其调压供气方法，将压缩天然气调整至符合天然气管网的标准，并且能卸完压缩天然气运输车储气罐中的天然气，降低生产成本、提高供气效率。

为实现上述目的，本发明提供一种压缩天然气供气站的中压调压箱，其特征在于，该调压箱包含若干条并行连接的主调压系统，以及若干条并行连接的旁通调压系统；

上述的主调压系统和旁通调压系统的进气口管路连接外接的卸气组件；该主调压系统和旁通调压系统的出气口管路连接供气站的管网；

上述的主调压系统包含通过管路连接在所述卸气组件与供气站的管网之间的主调压部件；

上述的旁通调压系统包含通过管路连接在所述卸气组件与供气站的管网之间的旁通调压部件。

上述的主调压部件与卸气组件之间自卸气组件起，还依次设有压力传感器、主路球阀、过滤器、紧急切断阀门和超压切断阀门。

上述的主调压部件包含若干级串联连接的调压器。

上述的主调压系统和旁通调压系统的出气口与供气站的管网之间还设有安全阀。

上述的旁通调压部件与卸气组件之间还设有旁通球阀。

上述的主调压系统和旁通调压系统的管路上设有若干探测装置，该若干个探测装置电路连接外部的控制系统的输入端；该控制系统的输出端电路连接紧急切断阀门。

上述的主调压系统与卸气组件之间的管路上还设有加热装置。

一种压缩天然气供气站的中压调压箱的调压供气方法，其特征在于，该方法还包含以下步骤：

步骤1 运输车将压缩天然气通过卸气组件输入中压调压箱，压力传感器实时检测压缩天然气的气压，若压缩天然气气压高于压力传感器设定的低限值时，则跳转到步骤2，若压缩天然气气压低于压力传感器设定的低限值时，则跳转到步骤5；

步骤2 主路球阀打开，旁通球阀关闭，天然气进入各个主调压系统，同时加热装置对输入主调压系统的天然气进行预加热；

步骤3 主调压系统对天然气进行预处理；

步骤3.1 过滤器对天然气进行过滤，去除气体杂质；

步骤3.2 控制系统根据探测装置探测得到的天然气数据判断管路是否漏气，若是，则跳转到步骤3.2.1，若否，则跳转到步骤3.3；

步骤3.2.1 控制系统控制紧急切断阀门关闭气路；

步骤3.2.2 检修主调压系统的管路，并跳转到步骤3.2；

步骤3.3 压缩天然气传输至超压切断阀门，若天然气气压过高，超压切断阀门切断气路停止调压，若天然气气压不过高，超压切断阀门保持开启，并跳转到步骤4；

步骤4 主调压组件对天然气进行分级气压调整，并传输至供气站管网；

经调压的天然气需传输至安全阀，若天然气气压过高，则安全阀打开，将适量天然气排出，直至天然气气压下降到正常压力，若天然气气压正常不过高，则安全阀保持关闭，不排出天然气，将天然气传输至供气站管网；

步骤5 旁通球阀打开，主路球阀关闭，压缩天然气进入旁通调压系统；

步骤6 旁通调压组件对天然气进行气压调整，并输出至供气站管网；

经调压的天然气需传输至安全阀，若天然气气压过高，则安全阀打开，将适量天然气排出，直至天然气气压下降到正常压力安全阀关闭，若天然气气压正常不过高，则安全阀保持关闭，不排出天然气，将天然气传输至供气站管网。

本发明压缩天然气供气站的中压调压箱及其调压供气方法和现有技术相比，其优点在于，本发明设有旁通调压系统，可在特种运输车压缩天然气气罐内的气压过小，而导致无法满足流量的要求时，打开旁通调压系统，对气压较小的天然气进行调压，充分放空特种运输车压缩天然气气罐内的天然气，使气罐内的天然气得到充分利用，不会因为未放空而导致将运输到供气站的一定量的天然气再运回压缩天然气的充装地，充分利用了交通运输的资源，同时也提高了天然气调压和供应的效率；

本发明的主调压系统的输入管路前设有加热装置，可对进入主调压系统的天然气进行预加热，使天然气不会在降压的同时，温度降到过低，而不符合天然气管网的输气标准，提高输出的天然气的安全性，保证生活和生产用气的安全；

本发明的主调压系统的管路系统中设有控制系统以及与该控制系统电路连接的紧急切断阀门和探测装置，当探测装置检测到中压调压箱内有漏气的情况并传输到控制系统，则控制系统控制紧急切断阀门关闭，将主调压系统的管路切断，使主调压系统的管路不再泄露天然气，保证中压调压箱及其周边装置安全工作，同时保证工作人员的生命安全；

本发明设有安全阀，该安全阀适当调节至特定开关压力，当调压后管路中的气压过高时，可放出适量天然气，当压力低于安全阀的开关开启压力后即安全阀自动关闭，安全阀保证管路中天然气气压不会过高而对下级装置造成损坏，保护系统内各部件及下级系统，延长中压调压箱和供气系统的工作寿命。

附图说明

图1为本发明压缩天然气供气站的中压调压箱的结构示意图；

图2为本发明压缩天然气供气站的中压调压箱的调压供气方法的方法流程图。

具体实施方式

以下结合附图说明本发明的具体实施方式。

本发明说明了一种压缩天然气供气站的中压调压箱，该压缩天然气供气站的中压调压箱设置在各地的天然气供气站内。在天然气供气站内设有卸气组件3，该卸气组件3包含任意多个卸气柱，该若干个卸气柱可与特种运输车压缩天然气气罐通过高压软管连接，可同时满足若干辆特种运输车进行卸气。

如图1所示，压缩天然气供气站的中压调压箱包含两条并行连接的主调压系统1，以及一条旁通调压系统2。在主调压系统1与旁通调压系统2的管路中设有若干探测装置（该探测装置包含气压表、温度计和漏气探头等），该中压调压箱外接一个控制系统4，该控制系统4与探测装置电路连接。该两条主调压系统1和旁通调压系统2的进气口都与供气站内的卸气组件3通过管路连接，通过卸气组件3中的任意卸气柱都可将天然气输入至中压调压箱中，中压调压箱中的管路采用碳素材料制成，其余用于支撑中压调压箱的金属支架和金属部件都刷上灰色防锈漆二底二面。同时，两条主调压系统1和旁通调压系统2的出气口都通过管路连接供气站内的天然气管网，并传输到下级的天然气处理模块。

每个主调压系统1包含通过管路连接在卸气组件3与供气站的管网之间的主调压部件11。在主调压部件11与卸气组件3之间自卸气组件3起，还依次设有加热装置5、压力传感器12、主路球阀13、过滤器14、紧急切断阀门15和超压切断阀门16。其中，加热装置5采用加热带缠绕在输入主调压系统1的管路上，其连接一个电源，通电即发热。主路球阀13采用手动球阀。压力传感器12用于检测输入压缩天然气供气站的中压调压箱的天然气的气压，其最低转换限值的气体压力设为0.6兆帕。超压切断阀门16的压力上限设为4兆帕，当经过的天然气气压超过4兆帕则会触发超压切断阀门16切断气路。紧急切断阀门15采用电磁阀球阀，其电路连接控制系统4的输出端，在中压调压箱的箱体内设有一个漏气探头，该漏气探头电路连接控制系统4的输入端，用于检测是否有漏气现象在中压调压箱中发生，并将漏气信号传输至控制系统4。在加热装置5与主路球阀13之间还设有两个气压表，其中一个气压表电路连接控制系统4的输入端，将天然气气压传输至控制系统4，两个气压表实现在控制系统4处或工作现场都可实时对输入主调压系统1的天然气的气压进行监控。

主调压部件11设置在超压切断阀门16后，本实施例中主调压部件11能将4兆帕的天然气降压到0.3兆帕。在主调压部件11后设有一个蝶阀，该蝶阀为常开蝶阀，当不使用本装置时可关闭蝶阀。

旁通调压系统2包含通过管路连接在卸气组件3与供气站的管网之间的旁通调压部件21。在旁通调压部件21与卸气组件3的管路上，自卸气组件3起依次设有一个气压表，旁通球阀22，在旁通调压部件21的输出口自旁通调压部件21起，依次设有一个气压表和一个截止阀。其中旁通球阀22采用手动球阀，旁通调压部件21可将0.6兆帕的天然气调压至0.3兆帕，而分别设置在旁通调压部件21前后的两个气压表，可分别使操作人员在现场对调压前与调压后的天然气气压进行监控。

在主调压系统1和旁通调压系统2的输出口与供气站管网之间，自主调压系统1和旁通调压系统2的输出口起，依次设有安全阀17、两个温度计、两个气压表和一个截止阀。其中两个温度计中的一个温度计与两个气压表中的一个气压表都通过电路与控制系统4连接，实现在控制系统4与现场都可对经过中压调压箱调压后天然气的温度和气压进行实时监控。上述的安全阀17上管路连接一个排气管，该排气管的出口通向高空，安全阀17的开关压力设为0.45兆帕，当经过中压调压箱调压后天然气的气压过高，超过设定的0.45兆帕，天然气将能打开安全阀17，适量的天然气通过排气管排出到高空，当排出一定量的天然气后，天然气的气压降低至0.45兆帕，安全阀17即关闭，天然气可通过安全阀17输出至供气站管网。

以下结合图2具体说明本发明压缩天然气供气站的中压调压箱的调压供气方法。该方法具体包含以下步骤：

步骤1 若干辆运输车与卸气组件3下的任意卸气柱通过高压软管建立连接。当保证运输车的气罐与卸气柱之间密封连接后，运输车将其气罐内的压缩天然气分别通过卸气组件3的任意卸气柱输入中压调压箱。压力传感器12实时检测输入压缩天然气供气站的中压调压箱的压缩天然气的气压，若压缩天然气气压的压力高于0.6兆帕，压缩天然气供气的气压高于压力传感器12设定的最低转换限值时，则跳转到步骤2，若压缩天然气气压不到0.6兆帕，压缩天然气供气的气压低于压力传感器12设定的最低转换限值时，则跳转到步骤5。

步骤2 主路球阀13打开，同时旁通球阀22关闭，卸气组件3中的压缩天然气平均分布地进入各个主调压系统1。同时设置在卸气组件3与主调压系统1之间的加热装置5对卸气组件3与主调压系统1之间的输气管路进行加热，使输入主调压系统1的天然气受到预加热，保证经过调压后的天然气的温度不会过低（低于-10℃），使天然气符合国家天然气管网系统的标准。

步骤3 主调压系统1对天然气进行预处理。

步骤3.1 过滤器14对压缩天然气进行过滤，去除天然气中的铁屑和油等漂浮在天然气中的杂质。

步骤3.2 漏气探头对中压调压箱内进行实时探测，并将探测信号传输至控制系统4，控制系统4根据漏气探头探测得到的天然气数据判断管路是否漏气，若是，则跳转到步骤3.2.1，若否，则跳转到步骤3.3。

步骤3.2.1 控制系统4发出信号控制紧急切断阀门15关闭气路，防止大量压缩天然气泄漏到工作环境中。

步骤3.2.2 工作人员在控制系统4接收到漏气告警后，则对主调压系统1的管路进行检查，找到漏气源后对主调压系统1的管路进行维修，维修后跳转到步骤3.2。

步骤3.3 压缩天然气传输至超压切断阀门16，若天然气气压过高，超压切断阀门16切断气路，停止对压缩天然气进行调压。若天然气气压不过高，超压切断阀门16保持开启，并跳转到步骤4。

步骤4 压缩天然气通过管路传输至主调压组件11，主调压组件11对压缩天然气进行分级气压调整，将压缩天然气由4兆帕降压到0.3兆帕。

经主调压组件11调压的天然气通过常开的蝶阀和管路传输至安全阀17，若天然气气压过高，超过0.45兆帕，则天然气把安全阀17自动顶开，适量天然气通过排气管排出到高空，当排出一定量的天然气后，天然气的气压下降到正常压力。低于0.45兆帕时天然气无法打开安全阀17，安全阀17即自动关闭。若天然气气压正常不过高，低于0.45兆帕天然气无法打开安全阀17，则安全阀17保持密封关闭不排出天然气。

天然气经过安全阀17后，再依次通过两个温度计和两个气压表，就传输至供气站管网。温度计和气压表现场显示调压后天然气的温度和气压，并同时将信息传输至控制系统4，实时监控中压调压箱的工作状态。

步骤5 当开始卸气时压缩天然气的气压即低于0.6兆帕，或经过一段时间的卸气，随着气量下降，气压下降至低于0.6兆帕时。压缩天气无法达到流量的设定要求，则旁通球阀22打开，主路球阀13关闭，天然气进入旁通调压系统2。

步骤6 旁通调压组件21对天然气进行气压调整，将气压较低的天然气由0.6兆帕降压到0.3兆帕。

经旁通调压组件21调压的天然气通过常开的蝶阀和管路传输至安全阀17，若天然气气压过高，超过0.45兆帕，则天然气把安全阀17自动顶开，适量天然气通过排气管排出到高空，当排出一定量的天然气后，天然气的气压下降到正常压力。低于0.45兆帕时天然气无法打开安全阀17，安全阀17即自动关闭。若天然气气压正常不过高，低于0.45兆帕天然气无法打开安全阀17，则安全阀17保持密封关闭不排出天然气。

天然气经过安全阀17后，再依次通过两个温度计和两个气压表，就传输至供气站管网中。温度计和气压表现场显示调压后天然气的温度和气压，并同时将信息传输至控制系统4，实时监控中压调压箱的工作状态。

尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种压缩天然气供气站的中压调压箱，其特征在于，该调压箱包含若干条并行连接的主调压系统（1），以及若干条并行连接的旁通调压系统（2）；

所述的主调压系统（1）和旁通调压系统（2）的进气口管路连接外接的卸气组件（3）；所述主调压系统（1）和旁通调压系统（2）的出气口管路连接供气站的管网；

所述的主调压系统（1）包含通过管路连接在所述卸气组件（3）与供气站的管网之间的主调压部件（11）；

所述的旁通调压系统（2）包含通过管路连接在所述卸气组件（3）与供气站的管网之间的旁通调压部件（21）。

2.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的中压调压箱，其特征在于，所述的主调压部件（11）与所述的卸气组件（3）之间，自卸气组件（3）起，还依次设有压力传感器（12）、主路球阀（13）、过滤器（14）、紧急切断阀门（15）和超压切断阀门（16）。

3.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的中压调压箱，其特征在于，所述的主调压部件（11）包含若干级串联连接的调压器。

4.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的中压调压箱，其特征在于，所述的主调压系统（1）和旁通调压系统（2）的出气口与供气站的管网之间还设有安全阀（17）。

5.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的中压调压箱，其特征在于，所述的旁通调压部件（21）与卸气组件（3）之间还设有旁通球阀（22）。

6.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的中压调压箱，其特征在于，所述的主调压系统（1）和旁通调压系统（2）的管路上设有若干探测装置，该若干个探测装置电路连接外部的控制系统（4）的输入端；所述的控制系统（4）的输出端电路连接所述的紧急切断阀门（15）。

7.如权利要求1所述的压缩天然气供气站的中压调压箱，其特征在于，所述的主调压系统（1）与卸气组件（3）之间的管路上还设有加热装置（5）。

8.一种压缩天然气供气站的中压调压箱的调压供气方法，其特征在于，该方法还包含以下步骤：

步骤1 运输车将压缩天然气通过卸气组件（3）输入中压调压箱，压力传感器（12）检测压缩天然气的气压，若天然气气压高于压力传感器（12）的低限值，则跳转到步骤2，若天然气气压低于压力传感器（12）的低限值，则跳转到步骤5；

步骤2 主路球阀（13）打开，旁通球阀（22）关闭，天然气进入各个所述的主调压系统（1），同时加热装置（5）对输入主调压系统（1）的天然气进行预加热；

步骤3 主调压系统（1）对天然气进行预处理；

步骤4 主调压组件（11）对天然气进行分级气压调整，并传输至供气站管网；

步骤5 旁通球阀（22）打开，主路球阀（13）关闭，天然气进入所述的旁通调压系统（2）；

步骤6 旁通调压组件（21）对天然气进行气压调整，并输出至供气站管网。

9.如权利要求8所述的压缩天然气供气站的中压调压箱的调压供气方法，其特征在于，所述的步骤3还包含以下步骤：

步骤3.1 过滤器（14）对天然气进行过滤，去除气体杂质；

步骤3.2 控制系统（4）根据探测装置探测得到的天然气数据判断管路是否漏气，若是，则跳转到步骤3.2.1，若否，则跳转到步骤3.3；

步骤3.2.1 控制系统（4）控制紧急切断阀门（15）关闭气路；

步骤3.2.2 检修主调压系统（1）的管路，并跳转到步骤3.2；

步骤3.3 压缩天然气传输至超压切断阀门（16），若天然气气压过高，超压切断阀门（16）切断气路，若天然气气压不过高，超压切断阀门（16）保持开启，并跳转到步骤4。

10.如权利要求8所述的压缩天然气供气站的中压调压箱的调压供气方法，其特征在于，所述的步骤4和步骤6中还包含以下步骤：

经调压的天然气需传输至安全阀（17），若天然气气压过高，则安全阀（17）打开，将适量天然气排出，直至天然气气压下降到正常压力安全阀（17）关闭，若天然气气压正常不过高，则安全阀（17）保持关闭，不排出天然气，将天然气传输至供气站管网。

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