CN110939872A

CN110939872A - 一种对海底管道实时监测系统

Info

Publication number: CN110939872A
Application number: CN201911073288.4A
Authority: CN
Inventors: 蒋晓斌; 闫化云; 张福娟; 刘海超; 樊荣兴; 施晓东; 刘伟; 李再春
Original assignee: CNOOC Tianjin Pipeline Engineering Technology Co Ltd
Current assignee: CNOOC Tianjin Pipeline Engineering Technology Co Ltd
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2020-03-31

Abstract

本发明公开一种对海底管道实时监测系统，所述系统包括：超压报警单元、气体监测单元、液体监测单元、电控单元和监测主机；所述气体监测单元，用于监测管道内气体组分的含量；包括：气体监测仪、甲烷探测器；所述气体监测仪实时将管道内气体数据发送给监控主机；所述监控主机通过气体分析模块输出气体组分含量值；所述甲烷探测器将监测到管内甲烷气体数据发送给电控单元；电控单元将甲烷气体数据与预设值进行判断；当甲烷气体数据超过预设值后，电控单元向电磁阀发出关闭信号，令电磁阀阻止气体输入；同时电控单元向监测主机传输甲烷超标报警信号，令监测主机执行报警模块；该系统可以精准、实时地对管道内气体组分含量进行分析，有效地保障天然气管道的安全运营。

Description

一种对海底管道实时监测系统

技术领域

本发明涉及天然气输送管道组分监测领域；特别涉及一种对海底管道实时监测系统。

背景技术

天然气资源是一种清洁能源，管道输送是一种安全高效的运输方式。

天然气中主要含有甲烷，CO₂，H₂S以及水，其中CO₂，H₂S以及水均为腐蚀性物质，如不采取防腐措施，势必会由于内腐蚀而发生泄漏，甚至于爆炸等事故。

如何及时了解天然气中各种腐蚀性介质的组分，进行腐蚀速率的检测，进而采取有效的措施。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种针对海底管道实时监测系统，该系统可以精准、实时地对管道内气体组分含量进行分析，同时对管道内气体压力、露点状况及时预警；该系统有效地保障天然气管道的安全运营。

本发明提供一种对海底管道实时监测系统，所述系统包括：超压报警单元、气体监测单元、液体监测单元、电控单元和监测主机；其中：

所述超压报警单元，用于监测管道内压力情况；其包括：压力传感器、超压关断阀、单向阀、电磁阀；所述压力传器将压力数据发送给电控单元；电控单元将压力数据与预设值进行判断；当压力数据超过预设值后，电控单元向单向阀发出启动信号，令单向阀排空管道内气体；电控单元向电磁阀发出关闭信号，令电磁阀阻止气体输入；电控单元向超压关断阀发出关闭信号，令超压关断阀阻止超压气体进入后续检测气路；电控单元向监测主机传输超压报警信号，令监测主机执行报警模块；

所述气体监测单元，用于监测管道内气体组分的含量；包括：气体监测仪、甲烷探测器；所述气体监测仪实时将管道内气体数据发送给监控主机；所述监控主机通过气体分析模块输出气体组分含量值；所述甲烷探测器将监测到管内甲烷气体数据发送给电控单元；电控单元将甲烷气体数据与预设值进行判断；当甲烷气体数据超过预设值后，电控单元向电磁阀发出关闭信号，令电磁阀阻止气体输入；同时电控单元向监测主机传输甲烷超标报警信号，令监测主机执行报警模块；

液体监测单元，用于对管道内进入液体情况；包括：液体探测器、电磁阀；液体探测器探测大量管内存有大量液体，将触发信号传输到电控单元；电控单元向电磁阀发出关闭信号，令电磁阀阻止液体输入，同时向监测主机传输气路进液记录；当被测管道液体消失后，液体探测器检测不到液体；电控单元向电磁阀发出开启；同时向监测主机传输开启记录。

所述气体监测仪的出气口连接有排气阀和排液阀，所述排液阀连接有排液箱；所述排液箱连接有排液罐，所述排液罐与所述气体监测仪的进气口之间设置有流量计、第二过滤器、气体监测仪控制阀。

所述压力传感器输入端与所述电磁阀输出端之间依次设置有单向阀、第一过滤器、液体探测器、校验截断阀、调压器，所述压力传感器输出端与排液罐输入端之间设置有校验进气阀、表盘温度计、表盘压力计、温度传感器、超压关断阀；所述电磁阀输入端连接有手动阀和储液罐。

所述系统还包括露点监测单元，所述露点监测单元，采用如下步骤进行：监测主机根据压力传感器输出的压力数据、温度传感器输出的温度数据，气体分析模块输出水含量数据计算生成露点值。

有益效果

(1)本发明中气体组分实时监测结合腐蚀探针技术，可以同时实现气体组分的实时监测以及管输气体腐蚀速率检测。

(2)本发明中采用4通路结构，能够同时进行4种气体组分实时监测。

(3)本发明中采用压力控制以及过滤措施，保障了高压气体组分测量精度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种管道天然气组分实时监测装置示意图。

附图标记：

1、入口手动阀 2、储液罐 3、腐蚀探针 4、电磁阀 5、单向阀

6、第一过滤器 7、液体探测器 8、校验截断阀 9、调压器

10、压力传感器 11、校验进气阀 12、表盘温度计 13、表盘压力计

14、温度传感器 15、超压关断阀 16、快速排液罐 17、排液箱

18、流量计 19、第二过滤器 20、气体监测仪控制阀 21、仪器出气口

22、排气阀 23、排液阀 24、电控单元 25、气体检测仪 26、甲烷探测器

具体实施方式

下面结合附图对本发明作出详细说明:

如图1所示，本发明的管输天然气组分实时监测装置，包括入口手动阀1，可以实现设备安装和检修时截断气路，储液罐2可以实现天然气管输液体的收集，腐蚀探针3通过储液罐2实现管输天然气的腐蚀速率检测，电磁阀4实现电路控制气路关断与开启，单向阀5实现介质单向流动，第一过滤器6实现气液分离以及精密过滤，液体探测器7实现液体的探测。校验截断阀8实现校验气体的截断。调压阀9用于控制气路压力。压力传感器10实现测量控制的稳定气压，校验进气阀11实现校准气瓶连接，表盘温度计12实现温度电子仪表的校验，表盘压力计13实现压力电子仪表的校验，温度传感器14实现，超压关断阀15实现气体超压截断，快速排液罐16，排液箱17实现检测液体的收集，流量计18实现检测进气流量测量，第二过滤器19实现精密过滤，仪器进气阀20实现检测气体流入，仪器出气口21实现检测气体流出，排气阀22实现气体的排放，排液阀23实现液体的排放，液体均进入排液箱17，电控单元24实现定期进气控制，超压关停控制，气体泄漏关停控制，管路进液启停控制以及数据远传。气体检测装置25实现4种被测气体的含量检测。如果管路出现甲烷气体泄漏，甲烷探测器26将触发信号传输到电控单元24；电控单元24接到触发信号向电磁阀4发送关闭指令，进行关断。

其中：本发明针对海底管道实时监测系统，实现如下过程：

所述超压报警单元，用于监测管道内压力情况；其包括：压力传感器10、超压关断阀15、单向阀5、电磁阀4；所述压力传感器10将压力数据发送给电控单元24；电控单元24将压力数据与预设值进行判断；当压力数据超过预设值后，电控单元24向单向阀发出启动信号，令单向阀排空管道内气体；电控单元24向电磁阀4发出关闭信号，令电磁阀4阻止气体输入；电控单元向超压关断阀15发出关闭信号，令超压关断阀15阻止超压气体进入后续检测气路；电控单元24向监测主机传输超压报警信号，令监测主机执行报警模块；所述压力传感10器输入端与所述电磁阀4输出端之间依次设置有单向阀5、第一过滤器6、液体探测器7、校验截断阀8、调压器9，所述压力传感器10输出端与排液罐16输入端之间设置有校验进气阀22、表盘温度计12、表盘压力计13、温度传感器14、超压关断阀15；所述电磁阀4输入端连接有手动阀1和和储液罐2。

本发明中压力传感器10检测到压力控制后的压力值超过限定值，已进入装置超压气体由超压关断阀15阻止进入后续检测气路，超压气体经过单向阀直接排放至放空管道；同时压力传感器数据上行至电控单元24，电控单元24根据超压设定值向电磁4阀发送关闭指令，同时向监测主机传输超压报警信号，电磁阀4关闭，气体不再进入装置。

所述气体监测单元，用于监测管道内气体组分的含量；包括：气体监测仪25、甲烷探测器26；所述气体监测仪25实时将管道内气体数据发送给监控主机；所述监控主机通过气体分析模块输出气体组分含量值；所述甲烷探测器26将监测到管内甲烷气体数据发送给电控单元；电控单元24将甲烷气体数据与预设值进行判断；当甲烷气体数据超过预设值后，电控单元24向电磁阀4发出关闭信号，令电磁阀4阻止气体输入；同时电控单元24向监测主机传输甲烷超标报警信号，令监测主机执行报警模块；所述气体监测仪25的出气口连接有排气阀22和排液阀23，所述排液阀22连接有排液箱17；所述排液箱17连接有排液罐16，所述排液罐16与所述气体监测仪25的进气口之间设置有流量计18、第二过滤器19、气体监测仪控制阀20。

本发明在应用中，被测管道接出

出气口与装置进气口连接，待测气体经过手动阀1、电磁阀4、单向阀5进入装置箱体内，气体进入过滤罐6基本消除液体和固体颗粒，气体经过校验截断阀感8，调压阀9，压力传感器10实现压力调节。经过表盘温度计12，表盘压力计13，温度传感器14，超压关断阀15，快速排液罐16，气体经过流量计18，精细过滤器19，仪器进气阀20，仪器出气口21。从气体检测装置25流出的气体通过排气阀22进行放空，液体通过排液阀23进入排液箱17。气体检测装置采用激光吸收光谱原理，对于气体组分进行监测。

液体监测单元，用于对管道内进入液体情况；包括：液体探测器7、电磁阀4；液体探测器7探测大量管内存有大量液体，将触发信号传输到电控单元；电控单元向电磁阀发出关闭信号，令电磁阀4阻止液体输入，同时向监测主机传输气路进液记录；当被测管道液体消失后，液体探测器7检测不到液体；电控单元24向电磁阀4发出开启；同时向监测主机传输开启记录。

所述系统还包括露点监测单元，所述露点监测单元，采用如下步骤进行：监测主机根据压力传感器输出的压力数据、温度传感器输出的温度数据，气体分析模块输出水含量数据计算生成露点值。本发明在实际应用中，当被测管道存在大量液体使液体探测器探测到液体进入，液体探测器7将触发信号传输到电控单元24；电控单元24接到触发信号向电磁阀4发送关闭指令，同时向监测主机传输气路进液记录；电磁阀4关闭，液体不再进入装置；当被测管道液体消失后，液体探测器检测不到液体；电控单元24接收不到触发信号向电磁阀4发送开启指令，同时向监测主机传输开启记录。监测主机通过RS485接收来自装置检测箱和电控单元24的信号，通过监测主机上安装的气体组分分析处理软件，监测主机记录和显示CH₄、 H₂O、CO₂和H₂S气体含量；监测主机记录和显示各位置仪表的测量数值；监测主机记录和显示超压报警、泄漏报警和管路进液记录信息；监测主机通过进气口压力及测量的H₂O的含量，计算得到露点值，并与进气口温度值对比，一旦计算露点值高于实测温度，则记录为露点报警

应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种对海底管道实时监测系统，其特征在于，所述系统包括：超压报警单元、气体监测单元、液体监测单元、电控单元和监测主机；其中：

2.根据权利要求1所述的一种对海底管道实时监测系统，其特征在于，所述气体监测仪的出气口连接有排气阀和排液阀，所述排液阀连接有排液箱；所述排液箱连接有排液罐，所述排液罐与所述气体监测仪的进气口之间设置有流量计、第二过滤器、气体监测仪控制阀。

3.根据权利要求2所述所述的一种对海底管道实时监测系统，其特征在于，所述压力传感器输入端与所述电磁阀输出端之间依次设置有单向阀、第一过滤器、液体探测器、校验截断阀、调压器，所述压力传感器输出端与排液罐输入端之间设置有校验进气阀、表盘温度计、表盘压力计、温度传感器、超压关断阀；所述电磁阀输入端连接有手动阀和储液罐。

4.根据权利要求1所述的一种对海底管道实时监测系统，其特征在于，所述系统还包括露点监测单元，所述露点监测单元，采用如下步骤进行：监测主机根据压力传感器输出的压力数据、温度传感器输出的温度数据，气体分析模块输出水含量数据计算生成露点值。