CN107228279A - 一种集成化天然气管道试压供气装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集成化天然气管道试压供气装置，包括依次串联设置的进气管路、供气压力控制部、出气管路和控制柜；进气管路上沿气体流向依次连接有进口压力变送器、过滤器、电加热器和加热温度变送器；供气压力控制部由供气压力极限值成递增设置的若干供气管路以及一旁通路并联而成；出气管路上沿气体流向依次连接有出口压力变送器、出口温度变送器和出口调节阀；控制柜分别与进口压力变送器、加热温度变送器、出口压力变送器、出口温度变送器、可燃气体报警器、门禁、风机和用于开启各供气管路的阀门电连接。通过本发明中的技术方案，智能化程度高，节约了人力成本，且有效的缩短了实验的周期。

Description

一种集成化天然气管道试压供气装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及天然气输配领域，具体涉及一种集成化天然气管道试压供气装置及其控制方法。

背景技术

随着天然气需求与日俱增，采用大口径、高钢级、高压力的长输管道已成为世界天然气管输技术的主流，由此带来的天然气管输安全问题受到越来越多的关注，而全尺寸天然气实气爆破试验是目前获得管道性能数据的最先进技术手段。同时，研究一条管道爆破（爆炸）冲击波、地震波、热辐射等对另一条同沟敷设管道的破坏和影响程度以及对环境的影响，也将为天然气管道同沟敷设的设计标准提供试验依据和支持。这些都将为我国大输量、高压力、高钢级天然气管道建设和安全运行提供重要技术支撑。

然而目前由于天然气管道试压实验装置智能化程度不高，使得这种实验进行的周期比较长，且实施不方便。

有鉴于上述现有的天然气管道试压实验装置存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种集成化天然气管道试压供气装置及其控制方法。

发明内容

通过本发明中的技术方案，提供了一种可以在天然气管道试压过程中同时对天然气的压力和漏气进行监控的供气装置，智能化程度高，节约了人力成本，且有效的缩短了实验的周期。

本发明解决其技术问题的技术方案是：

一种集成化天然气管道试压供气装置，包括依次串联设置的进气管路、供气压力控制部、出气管路和控制柜；

进气管路上沿气体流向依次连接有进口压力变送器、过滤器、电加热器和加热温度变送器；

供气压力控制部由供气压力极限值成递增设置的若干供气管路以及一旁通路并联而成，供气管路用于满足试压过程中多种用气压力的需要，旁通路用于在不需调节用气压力时进行供气；

出气管路上沿气体流向依次连接有出口压力变送器、出口温度变送器和出口调节阀；

控制柜分别与进口压力变送器、加热温度变送器、出口压力变送器、出口温度变送器和用于开启各供气管路的阀门电连接。

进一步地，供气管路上设置有调压阀，用于控制供气压力的极限值。

进一步地，各供气管路间供气压力极限值的递增数值不大于4MPa。

进一步地，集成化天然气管道试压供气装置还包括箱体，用于罩设进气管路、供气压力控制部和出气管路；

箱体侧壁上设置有风机和门禁，箱体内设置有可燃气体报警器；

风机、门禁和可燃气体报警器均与控制柜电连接。

一种集成化天然气管道试压供气装置控制方法，包括供气压力控制和漏气安全控制。

进一步地，供气压力控制包括以下步骤：

A1、供气开始，确保所有阀门关闭；

B1、远程开启出口调节阀；

C1、按照供气压力极限值从小到大的顺序逐一开启各供气管路，且同一时间仅有一条供气管路开启；其中，除第一条供气管路通过远程直接开启外，其余各供气管路的开启的条件均为：上一级供气管路的出口压力大于等于其自身的压力极限值；

D1、最后一级供气管路开启后，且当其出口压力大于等于自身的压力极限值时，开启旁通路，同时关闭供气管路；

E1、当旁通路的出口压力大于其进口压力，远程关闭出口调节阀；

F1、更换气源，重复所述步骤E1。

进一步地，漏气安全控制包括以下步骤：

A2、检测燃气是否泄漏，若是，则启动风机，若否，则执行步骤B2；

B2、检测门禁是否触动，若是，则进行现场巡查，若否，则忽略。

采用了上述技术方案后，本发明具有以下的有益效果：

通过本发明中的技术方案，提供了一种可以在天然气管道试压过程中同时对天然气的压力和漏气情况进行监控的供气装置，小型化、方便运输，可以灵活部署，不受实验环境、场地限制，大大减少实验的前期准备工作，同时智能化程度高，提升实验的效率，是一个安全可靠、技术先进、性能稳定、功能强、操作方便、易于扩展及开发、经济合理、性能价格比高的适用于输气管道工程的天然气供气装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中集成化天然气管道试压供气装置的结构示意图；

图2为本发明中供气压力控制的流程图；

图3为本发明中漏气安全控制的流程图。

附图标记：进口高压软管1、进口压力变送器2、加热温度变送器3、12MPa供气管路4、16MPa供气管路5、门禁6、出口压力变送器7、出口温度变送器8、可燃气体报警器9、控制柜10、出口高压软管11、出口调节阀12、8MPa供气管路13、4MPa供气管路14、旁通路15、电加热器16、过滤器17、箱体18、风机19。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

一种集成化天然气管道试压供气装置，包括依次串联设置的进气管路、供气压力控制部、出气管路和控制柜10；进气管路上沿气体流向依次连接有进口压力变送器2、过滤器17、电加热器16和加热温度变送器3；供气压力控制部由4MPa供气管路14、8MPa供气管路13、12MPa供气管路4、16MPa供气管路5和旁通路15并联而成，供气管路用于满足试压过程中多种用气压力的需要，供气管路上设置有自力式气动调压阀，用于控制供气压力的极限值，旁通路15用于在不需调节用气压力时进行供气；出气管路上沿气体流向依次连接有出口压力变送器7、出口温度变送器8和出口调节阀12；控制柜10分别与进口压力变送器2、加热温度变送器3、出口压力变送器7、出口温度变送器8和用于开启各供气管路的阀门电连接。

为了便于设备运输及现场使用，上述各结构集成在一个橇座上，集成化天然气管道试压供气装置还包括箱体18，用于罩设进气管路、供气压力控制部和出气管路和整个橇座；箱体18侧壁上设置有风机19和门禁6，其中风机19为隔爆型，门禁6用于监测箱体未受控的开门，以保证供气装置运行的安全。箱体18内设置有可燃气体报警器9；风机19、门禁6和可燃气体报警器9均与控制柜10电连接，供气装置进出口设有进口高压软管1和出口高压软管11，方便现场连接。

工作时，供气装置的气源采用由压缩天然气（CNG）槽车提供的CNG，气体来源方便，同时可以提供较高的进口工作压力，满足下游0～18MPa多种用气压力的要求，供气装置具有进口承受20～25MPa压力，出口承受20MPa压力的能力。CNG供气后，首先由过滤器17对CNG进行过滤，去除气体夹带的杂质，保证下游设备的安全。经过过滤器17后经过进口压力变送器2，用于监控CNG进口压力。系统在经过调压后，气体温度将会产生很大的变化，为保证系统及各设备的正常工作，在过滤器17后设有电加热器16，对管道中的气体进行预热。电加热器16后设有加热温度变送器3，用于监控电加热器16出口的温度，以便保证系统正常工作。供气采取逐级并联调压方式，采取4 路自力式气动调压阀调压，分别为4MPa供气管路14、8MPa供气管路13、12MPa供气管路4、16MPa供气管路5，调压阀下游与试验管道之间压差控制在小于4MPa。同时，不调压时则通过旁通路15直接向下游供气。调压阀下游供气总管上设有出口压力变送器7、出口温度变送器8，用于监测调压后的压力、温度情况。供气装置出口总管上设有出口调节阀12，用于和控制系统进行联动，自动调控供气状态。本装置结构紧凑，体积小巧，重量轻，性能可靠，安装和拆卸方便，操作方便，不需要特殊的维护，可以通过平板货车方便转运，安装完成后即可自动运行，无需人工干预。

一种集成化天然气管道试压供气装置控制方法，包括供气压力控制和漏气安全控制。

其中，供气压力控制包括以下步骤：

A1、供气开始，确保所有阀门关闭，其中为了便于装置的检修，装置中设置有多个手动阀门，待所有阀门关闭后，人工开启所有的手动阀门，等待系统正常；

B1、通过控制柜10远程开启出口调节阀12；

C1、4MPa供气管路14、8MPa供气管路13、12MPa供气管路4、16MPa供气管路5的剩下有均设置有与控制柜10连接的气动阀门，首先通过控制器10远程开启4MPa供气管路14的上、下游的气动阀门，以4MPa的输出压力向下游的待检测的试验管道进行供气。随着试验管道逐步充压，当出口压力变送器7检测到出口压力稳定在4MPa时，控制柜10中的PLC控制器将远程开启8MPa供气管路13的上、下游的气动阀门，以8MPa的输出压力向试验管道进行供气，同时关闭4MPa供气管路14。当出口压力变送器7检测到出口压力稳定在8MPa时，控制柜10中的PLC控制器将远程开启12MPa供气管路4的上、下游的气动阀门，以12MPa的输出压力向试验管道进行供气，同时关闭8MPa供气管路13。当出口压力变送器7检测到出口压力稳定在12MPa时，控制柜10中的PLC控制器将远程开启16MPa供气管路5的上、下游的气动阀门，以16MPa的输出压力向试验管道进行供气，同时关闭12MPa供气管路4；

D1、当出口压力变送器7检测到出口压力稳定在16MPa时，控制柜10中的PLC控制器将远程开启旁通路15，同时关闭供气管路不进行调压，直接将供气装置进口气体向试验管道供气；

E1、控制柜10中的PLC控制器将时刻比较进口压力变送器2和出口压力变送器7的数据，当旁通路15的出口压力大于其进口压力，则无法正常向试验管道进行供气，系统发出进口低压报警，同时控制柜10中的PLC控制器远程关闭出口调节阀12，供气装置停止工作；

F1、更换供气槽车，远程打开出口调节阀12，重复所述步骤E1。

漏气安全控制包括以下步骤：

A2、可燃气体报警器9设置在箱体18内，用于监控箱体内的气体成分，从而确定燃气是否泄漏，检测开始后，检测燃气是否泄漏，若是，及时进行报警，并启动风机19，进行强制排风，保障箱体18内气体成分控制在安全范围内，若否，则执行步骤B2；

B2、检测门禁6是否触动，一旦有未经允许的开门，则产生报警，提醒运维人员进行现场巡查，防止无关人员的入侵，以保证供气装置运行的安全，若否，则忽略。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种集成化天然气管道试压供气装置，其特征在于，包括依次串联设置的进气管路、供气压力控制部、出气管路和控制柜（10）；

所述进气管路上沿气体流向依次连接有进口压力变送器（2）、过滤器（17）、电加热器（16）和加热温度变送器（3）；

所述供气压力控制部由供气压力极限值成递增设置的若干供气管路以及一旁通路（15）并联而成，所述供气管路用于满足试压过程中多种用气压力的需要，所述旁通路（15）用于在不需调节用气压力时进行供气；

所述出气管路上沿气体流向依次连接有出口压力变送器（7）、出口温度变送器（8）和出口调节阀（12）；

所述控制柜（10）分别与所述进口压力变送器（2）、加热温度变送器（3）、出口压力变送器（7）、出口温度变送器（8）和用于开启各供气管路的阀门电连接。

2.根据权利要求1所述的集成化天然气管道试压供气装置，其特征在于，所述供气管路上设置有调压阀，用于控制供气压力的极限值。

3.根据权利要求1所述的集成化天然气管道试压供气装置，其特征在于，各供气管路间供气压力极限值的递增数值不大于4MPa。

4.根据权利要求1所述的集成化天然气管道试压供气装置，其特征在于，还包括箱体（18），用于罩设所述进气管路、供气压力控制部和出气管路；

所述箱体（18）侧壁上设置有风机（19）和门禁（6），所述箱体（18）内设置有可燃气体报警器（9）；

所述风机（19）、门禁（6）和可燃气体报警器（9）均与所述控制柜（10）电连接。

5.一种集成化天然气管道试压供气装置控制方法，其特征在于，包括供气压力控制和漏气安全控制。

6.根据权利要求5所述的集成化天然气管道试压供气装置控制方法，其特征在于，所述供气压力控制包括以下步骤：

A1、供气开始，确保所有阀门关闭；

B1、远程开启所述出口调节阀（12）；

C1、按照供气压力极限值从小到大的顺序逐一开启各供气管路，且同一时间仅有一条供气管路开启；其中，除第一条供气管路通过远程直接开启外，其余各供气管路的开启的条件均为：上一级供气管路的出口压力大于等于其自身的压力极限值；

D1、最后一级供气管路开启后，且当其出口压力大于等于自身的压力极限值时，开启所述旁通路（15），同时关闭所述供气管路；

E1、当所述旁通路（15）的出口压力大于其进口压力，远程关闭所述出口调节阀（12）；

F1、更换气源，重复所述步骤E1。

7.根据权利要求5所述的集成化天然气管道试压供气装置控制方法，其特征在于，所述漏气安全控制包括以下步骤：

A2、检测燃气是否泄漏，若是，则启动风机（19），若否，则执行步骤B2；

B2、检测门禁（6）是否触动，若是，则进行现场巡查，若否，则忽略。