CN106382466B - 一种输气管道计量调压装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种输气管道计量调压装置，包括：第一法兰、第二法兰、第一工艺管线、第二工艺管线、第一汇管、第二汇管、管帽、多路压力流量控制装置和仪表接线箱，第一工艺管线一端与第一法兰连接，第一工艺管线另一端与第一汇管连接，第二工艺管线一端与第二法兰连接，第二工艺管线另一端与第二汇管连接，第一汇管和第二汇管的两端均连接管帽，第一工艺管线和第二工艺管线之间设有多路压力流量控制装置。本发明还提供了一种输气管道计量调压方法。本发明的有益效果：可实现输气管道站场压力、流量的实时检测和控制，具有准确度高、运行稳定、便于SCADA系统远程检测及控制、利于日后的维护检修。
Description
技术领域
本发明涉及管道系统技术领域，具体而言，涉及一种输气管道计量调压装置及方法。
背景技术
在输气管道站场，为满足管道的正常运行需对管道输送气体的流量和压力进行检测及控制。以往主要采用的工艺方法有两种：方法一，采用分别设置计量系统和调压系统，两个系统相对独立，其中，计量系统主要包括前后汇气管、上下游直管段、上下游截断阀和流量计，调压系统主要包括前后汇气管、上下游截断阀和调节阀，将计量系统和调压系统的数据上传至站控系统，由站控系统实现流量和压力的检测及控制；方法二，通过计算调压系统的差压核算出气体流量。
但是这两种方法都存在各自的缺点。对于方法一，流量计和调节阀无法实现一一对应，流量控制响应时间慢、系统调节精度低。对于方法二，计量数据精度低，无法实现流量的精确计量和控制；流量计无远程维护及远程故障诊断功能；对调节阀的结构和调节精度无要求，造成调节精度低、噪音大；流量计前整流器无保温和伴热，冬季运行容易发生冰堵；汇管、阀门多增加安全隐患和维护工作量；设备占地面积大、投资高。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种输气管道计量调压装置及方法，提高检测及控制的连续性、精确度和稳定性、方便运行维护。
本发明提供了一种输气管道计量调压装置，包括：第一法兰、第二法兰、第一工艺管线、第二工艺管线、第一汇管、第二汇管、管帽、多路压力流量控制装置和仪表接线箱；
所述第一工艺管线一端与第一法兰连接，所述第一工艺管线另一端与所述第一汇管连接，所述第二工艺管线一端与所述第二法兰连接，所述第二工艺管线另一端与所述第二汇管连接，所述第一汇管和所述第二汇管的两端均连接所述管帽，所述第一工艺管线和所述第二工艺管线之间设有多路压力流量控制装置；
所述第一汇管上设置第一排污管线，所述第一排污管线一端与所述第一汇管连接，所述第一排污管线另一端通过第三法兰与站场排污系统相连，所述第一排污管线上沿排污流向依次串接第五工艺球阀和第一排污阀；
所述第二汇管上设置第二排污管线，所述第二排污管线一端与所述第二汇管连接，所述第二排污管线另一端通过第五法兰与站场排污系统相连，所述第二排污管线上沿排污流向依次串接第六工艺球阀和第二排污阀；
其中，每路压力流量控制装置包括一条计量支路管线，所述计量支路管线的两端分别与所述第一汇管和所述第二汇管连接，所述计量支路管线上依次串接有第一工艺球阀、整流器、流量计、就地温度计、一体化温度变送器、第一就地压力表、降噪装置、流量调节阀、第二智能压力变送器、第二就地压力表和第二工艺球阀；
所述第一工艺球阀上设有旁路管线，所述旁路管线一端连接在所述第一汇管和所述第一工艺球阀之间的计量支路管线上，所述旁路管线另一端连接在所述第一工艺球阀和所述整流器之间的计量支路管线上，所述旁路管线上沿天然气流向依次串接第三工艺球阀和第一截止阀；
所述流量计上设有第一智能压力变送器；
所述第二就地压力表和所述第二工艺球阀之间设有放空管线，所述放空管线一端连接在所述第二就地压力表和所述第二工艺球阀之间的计量支路管线上，所述放空管线另一端通过第四法兰与站场放空系统相连，所述放空管线上沿天然气流向依次串接第四工艺球阀和第二截止阀；
所述流量计通过第一仪表电缆与所述仪表接线箱连接，所述第一智能压力变送器通过第二仪表电缆与所述仪表接线箱连接，所述一体化温度变送器通过第三仪表电缆与所述仪表接线箱连接，所述流量调节阀和所述第二智能压力变送器均通过第四仪表电缆与所述仪表接线箱连接，所述第二工艺球阀通过第五仪表电缆与所述仪表接线箱连接，所述仪表接线箱与SCADA系统连接。
作为本发明进一步的改进，所述流量计为多通道气体超声波流量计。
作为本发明进一步的改进，所述流量调节阀为轴流式或迷宫式多级减压结构阀门。
作为本发明进一步的改进，所述第一工艺球阀和所述第二工艺球阀均为全通径焊接式双关双泄阀门。
作为本发明进一步的改进，所述整流器、所述第一排污管线、所述第二排污管线上均设置电伴热保温装置。
作为本发明进一步的改进，所述第五工艺球阀、所述第一排污阀、所述第六工艺球阀和所述第二排污阀上均设置电伴热保温装置。
本发明还提供了一种输气管道计量调压方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，天然气进入进口的所述第一汇管，经上游进口的所述第一工艺阀门进入所述计量支路管线；
步骤2，通过所述整流器对气体流态进行调整；
步骤3，通过所述流量计对气体进行流量计量；
步骤4，通过所述第一智能压力变送器、所述就地温度计、所述一体化温度变送器和所述第一就地压力表对气体进行温度、压力检测；
步骤5，通过所述降噪装置对气体进行降噪处理；
步骤6，通过所述流量调节阀对气体进行流量调节；
步骤7，通过所述第二智能压力变送器和所述第二就地压力表调节后的气体进行压力检测；
步骤8，通过所述放空管线进行放空；
步骤9，通过所述第一排污管线和所述第二排污管线排污；
步骤10，调节后的气体经下游出口的所述第二工艺阀门到出口的所述第二汇管；
步骤11，将所述流量计的流量计量信号、所述第一智能压力变送器的压力测量信号、所述一体化温度变送器的温度测量信号、所述流量调节阀的流量调节监控信号、所述第二智能压力变送器的压力测量信号和所述第二工艺阀门的监控信号接入所述仪表接线箱后再送入SCADA系统。
本发明的有益效果为：
可实现输气管道站场压力、流量的实时检测和控制，具有准确度高、运行稳定、便于SCADA系统远程检测及控制、利于日后的维护检修。
附图说明
图1为本发明实施例所述的一种输气管道计量调压的结构示意图；
图2为本发明实施例所述的一种输气管道计量调压方法的流程示意图。
图中，
1、第一法兰；2、第一汇管；3、管帽；4、计量支路管线；5、第一工艺球阀；6、第三工艺球阀；7、第一截止阀；8、流量计；9、降噪装置；10、流量调节阀；11、第二工艺球阀；12、第一智能压力变送器；13、就地温度计；14、一体化温度变送器；15、第一就地压力表；16、第二智能压力变送器；17、第二就地压力表；18、第二截止阀；19、第四工艺球阀；20、第二法兰；21、第五工艺球阀；22、第一排污阀；23、第六工艺球阀；24、第二排污阀；25、第一仪表电缆；26、第二仪表电缆；27、第三仪表电缆；28、第四仪表电缆；29、第五仪表电缆；30、仪表接线箱；31、第三法兰；32、第四法兰；33、整流器；34、旁路管线；35、放空管线；36、第一排污管线；37、第二排污管线；38、第五法兰；39、第一工艺管线；40、第二工艺管线；41、第二汇管。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1，如图1所示，本发明实施例所述的一种输气管道计量调压装置，包括：第一法兰1、第二法兰20、第一工艺管线39、第二工艺管线40、第一汇管2、第二汇管41、管帽3、多路压力流量控制装置和仪表接线箱30。
第一工艺管线39一端与第一法兰1连接，第一工艺管线39另一端与第一汇管2连接，第二工艺管线40一端与第二法兰20连接，第二工艺管线40另一端与第二汇管41连接，第一汇管2和第二汇管41的两端均连接管帽3，第一工艺管线39和第二工艺管线40之间设有四路压力流量控制装置。
第一汇管2上设置第一排污管线36，第一排污管线36一端与第一汇管2连接，第一排污管线36另一端通过第三法兰31与站场排污系统相连，第一排污管线36上沿排污流向依次串接第五工艺球阀21和第一排污阀22。
第二汇管41上设置第二排污管线37，第二排污管线37一端与第二汇管41连接，第二排污管线37另一端通过第五法兰38与站场排污系统相连，第二排污管线37上沿排污流向依次串接第六工艺球阀23和第二排污阀24。
其中，每路压力流量控制装置包括一条计量支路管线4，计量支路管线4的两端分别与第一汇管2和第二汇管41连接，计量支路管线4上依次串接有第一工艺球阀5、整流器33、流量计8、就地温度计13、一体化温度变送器14、第一就地压力表15、降噪装置9、流量调节阀10、第二智能压力变送器16、第二就地压力表17和第二工艺球阀11。
第一工艺球阀5上设有旁路管线34，旁路管线34一端连接在第一汇管2和第一工艺球阀5之间的计量支路管线4上，旁路管线34另一端连接在第一工艺球阀5和整流器33之间的计量支路管线4上，旁路管线34上沿天然气流向依次串接第三工艺球阀6和第一截止阀7。
流量计8上设有第一智能压力变送器12。
第二就地压力表17和第二工艺球阀11之间设有放空管线35，放空管线35一端连接在第二就地压力表17和第二工艺球阀11之间的计量支路管线4上，放空管线35另一端通过第四法兰32与站场放空系统相连，放空管线35上沿天然气流向依次串接第四工艺球阀19和第二截止阀18。
流量计8通过第一仪表电缆25与仪表接线箱30连接，第一智能压力变送器12通过第二仪表电缆26与仪表接线箱30连接，一体化温度变送器14通过第三仪表电缆27与仪表接线箱30连接，流量调节阀10和第二智能压力变送器16均通过第四仪表电缆28与仪表接线箱30连接，第二工艺球阀11通过第五仪表电缆29与仪表接线箱30连接，仪表接线箱30与SCADA系统连接。
其中，流量计8为多通道气体超声波流量计。流量调节阀10为轴流式或迷宫式多级减压结构阀门。第一工艺球阀5和第二工艺球阀11均为全通径焊接式双关双泄阀门。
在环境温度低于0℃的地区，整流器33、第一排污管线36、第二排污管线37上均设置电伴热保温装置。第五工艺球阀21、第一排污阀22、第六工艺球阀23和第二排污阀24上均设置电伴热保温装置。
该装置橇装露天设计，其防护等级为IP65，防爆等级为EXdIIBT4，完全满足露天环境及现场防爆要求；该装置与工艺管道之间采用标准法兰连接，并且适用于高压力的工况；该装置将计量系统和调压系统整合为一套系统，流量计和调节阀一一对应、串联连接，来自于流量计算机的计量数据可直接输入对应的调节阀表头进行精确地流量控制，大大缩短了调节响应时间，提高了调节精度；通过在流量调节阀和流量计之间安装针对特定工况进行设计的降噪装置，解决了流量计和流量调节阀直接串联时，由于调节阀噪声影响使得流量计无法正常工作的难题，通过降噪装置，可以有效地吸收流量调节阀产生的噪音，保证气体超声流量计正常工作；采用高精度检测和控制仪表保证整个系统的整体精度，采用高精度气体超声流量计作为流量检测仪表，气体超声波流量计具有高精度、适应流量范围大、无压力损失、节省能源、无运动部件、维护量小、占地面积小等优点；采用轴流式或迷宫式多级减压调节阀，具有调节精度高、噪音小、维护成本低、适用于高压力、苛刻工况等优点。
通过在装置内设置高精度的压力变送器和温度变送器用于气体流量测量的补偿计算和压力控制，提高了压力流量检测控制的准确性和稳定性；在装置内配有相关的放空、排污管线和阀门，可对装置内的管道和设备进行排污、关断及排放处理，便于日常的维护和检修；装置内的排污管道和整流器设置了恒温电拌热及保温措施，确保装置露天设置并在冬季能正常工作。
该装置在保证计量精度和流量调节精度的前提下，实现了计量调压的实时连续性，便于远程SCADA系统的检测及控制，利于日后的维护、检修，并且可以实现露天橇装设置，节省了占地空间。使管道建设更趋于标准化、模块化、人性化、减少施工工序、方便运行维护、减少设备投资和施工费用。
实施例2，如图2所示，本发明还提供了一种输气管道计量调压方法，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，天然气进入进口的第一汇管2，经上游进口的第一工艺阀门5进入计量支路管线4；
步骤2，通过整流器33对气体流态进行调整；
步骤3，通过流量计8对气体进行流量计量；
步骤4，通过第一智能压力变送器12、就地温度计13、一体化温度变送器14和第一就地压力表15对气体进行温度、压力检测；
步骤5，通过降噪装置9对气体进行降噪处理；
步骤6，通过流量调节阀10对气体进行流量调节；
步骤7，通过第二智能压力变送器16和第二就地压力表17对调节后的气体进行压力检测；
步骤8，通过放空管线35进行放空；
步骤9，通过第一排污管线36和第二排污管线37排污；
步骤10，调节后的气体经下游出口的第二工艺阀门11到出口的第二汇管41；
步骤11，将流量计8的流量计量信号、第一智能压力变送器12的压力测量信号、一体化温度变送器14的温度测量信号、流量调节阀10的流量调节监控信号、第二智能压力变送器16的压力测量信号和第二工艺阀门11的监控信号接入仪表接线箱30后再送入SCADA系统。
采用基于微处理器的高性能流量计算机处理计量数据，站控制室的流量计算机选用32bit微处理器，其内存的容量不少于2M；增加流量计的远程维护、诊断功能，通过站控制系统以太网将整条管道的通信网络以及互联网通过总线进行数据传输，计量终端可以在任何地方方便的读取流量计的详细的有关流量计的各种数据，并对流量计的运行情况进行分析、诊断和维护。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种输气管道计量调压装置，其特征在于，包括：第一法兰(1)、第二法兰(20)、第一工艺管线(39)、第二工艺管线(40)、第一汇管(2)、第二汇管(41)、管帽(3)、多路压力流量控制装置和仪表接线箱(30)；
所述第一工艺管线(39)一端与第一法兰(1)连接，所述第一工艺管线(39)另一端与所述第一汇管(2)连接，所述第二工艺管线(40)一端与所述第二法兰(20)连接，所述第二工艺管线(40)另一端与所述第二汇管(41)连接，所述第一汇管(2)和所述第二汇管(41)的两端均连接所述管帽(3)，所述第一工艺管线(39)和所述第二工艺管线(40)之间设有多路压力流量控制装置；
所述第一汇管(2)上设置第一排污管线(36)，所述第一排污管线(36)一端与所述第一汇管(2)连接，所述第一排污管线(36)另一端通过第三法兰(31)与站场排污系统相连，所述第一排污管线(36)上沿排污流向依次串接第五工艺球阀(21)和第一排污阀(22)；
所述第二汇管(41)上设置第二排污管线(37)，所述第二排污管线(37)一端与所述第二汇管(41)连接，所述第二排污管线(37)另一端通过第五法兰(38)与站场排污系统相连，所述第二排污管线(37)上沿排污流向依次串接第六工艺球阀(23)和第二排污阀(24)；
其中，每路压力流量控制装置包括一条计量支路管线(4)，所述计量支路管线(4)的两端分别与所述第一汇管(2)和所述第二汇管(41)连接，所述计量支路管线(4)上依次串接有第一工艺球阀(5)、整流器(33)、流量计(8)、就地温度计(13)、一体化温度变送器(14)、第一就地压力表(15)、降噪装置(9)、流量调节阀(10)、第二智能压力变送器(16)、第二就地压力表(17)和第二工艺球阀(11)；
所述第一工艺球阀(5)上设有旁路管线(34)，所述旁路管线(34)一端连接在所述第一汇管(2)和所述第一工艺球阀(5)之间的计量支路管线(4)上，所述旁路管线(34)另一端连接在所述第一工艺球阀(5)和所述整流器(33)之间的计量支路管线(4)上，所述旁路管线(34)上沿天然气流向依次串接第三工艺球阀(6)和第一截止阀(7)；
所述流量计(8)上设有第一智能压力变送器(12)；
所述第二就地压力表(17)和所述第二工艺球阀(11)之间设有放空管线(35)，所述放空管线(35)一端连接在所述第二就地压力表(17)和所述第二工艺球阀(11)之间的计量支路管线(4)上，所述放空管线(35)另一端通过第四法兰(32)与站场放空系统相连，所述放空管线(35)上沿天然气流向依次串接第四工艺球阀(19)和第二截止阀(18)；
所述流量计(8)通过第一仪表电缆(25)与所述仪表接线箱(30)连接，所述第一智能压力变送器(12)通过第二仪表电缆(26)与所述仪表接线箱(30)连接，所述一体化温度变送器(14)通过第三仪表电缆(27)与所述仪表接线箱(30)连接，所述流量调节阀(10)和所述第二智能压力变送器(16)均通过第四仪表电缆(28)与所述仪表接线箱(30)连接，所述第二工艺球阀(11)通过第五仪表电缆(29)与所述仪表接线箱(30)连接，所述仪表接线箱(30)与SCADA系统连接；
所述流量计(8)为多通道气体超声波流量计；
所述流量调节阀(10)为轴流式或迷宫式多级减压结构阀门。
2.根据权利要求1所述的输气管道计量调压装置，其特征在于，所述第一工艺球阀(5)和所述第二工艺球阀(11)均为全通径焊接式双关双泄阀门。
3.根据权利要求1所述的输气管道计量调压装置，其特征在于，所述整流器(33)、所述第一排污管线(36)、所述第二排污管线(37)上均设置电伴热保温装置。
4.根据权利要求1所述的输气管道计量调压装置，其特征在于，所述第五工艺球阀(21)、所述第一排污阀(22)、所述第六工艺球阀(23)和所述第二排污阀(24)上均设置电伴热保温装置。
5.一种利用如权利要求1-4中任意一项所述的输气管道计量调压装置的计量调压方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：
步骤1，天然气进入进口的所述第一汇管(2)，经管道上游进口的所述第一工艺阀门(5)进入所述计量支路管线(4)；
步骤2，通过所述整流器(33)对气体流态进行调整；
步骤3，通过所述流量计(8)对气体进行流量计量；
步骤4，通过所述第一智能压力变送器(12)、所述就地温度计(13)、所述一体化温度变送器(14)和所述第一就地压力表(15)对气体进行温度、压力检测；
步骤5，通过所述降噪装置(9)对气体进行降噪处理；
步骤6，通过所述流量调节阀(10)对气体进行流量调节；
步骤7，通过所述第二智能压力变送器(16)和所述第二就地压力表(17)对调节后的气体进行压力检测；
步骤8，通过所述放空管线(35)进行放空；
步骤9，通过所述第一排污管线(36)和所述第二排污管线(37)排污；
步骤10，调节后的气体经下游出口的所述第二工艺阀门(11)到出口的所述第二汇管(41)；
步骤11，将所述流量计(8)的流量计量信号、所述第一智能压力变送器(12)的压力测量信号、所述一体化温度变送器(14)的温度测量信号、所述流量调节阀(10)的流量调节监控信号、所述第二智能压力变送器(16)的压力测量信号和所述第二工艺阀门(11)的监控信号接入所述仪表接线箱(30)后再送入SCADA系统。
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