CN112013273A

CN112013273A - 一种输气站计划性放空天然气引射回收系统

Info

Publication number: CN112013273A
Application number: CN202010753786.XA
Authority: CN
Inventors: 游赟; 段伽亦; 张兵强; 李琳; 周博涵; 赵雪纯; 余双江
Original assignee: Chongqing University of Science and Technology
Current assignee: Chongqing University of Science and Technology
Priority date: 2020-07-30
Filing date: 2020-07-30
Publication date: 2020-12-01

Abstract

本发明涉及天然气管道输送领域，具体公开了一种输气站计划性放空天然气引射回收系统，包括高压气体可调减压装置、引射回收装置、压力控制装置和介质输送装置；本发明与现有技术相比能够实现高压天然气输气站正常工况和放空工况的流程自动切换，并且可以对计划性放空气的回收利用，有利于减少天然气直接放空燃烧及排入大气，提高资源综合利用水平，促进环境保护，解决了当前国内在输气站放空天然气回收利用方面不足，导致资源浪费的问题。

Description

一种输气站计划性放空天然气引射回收系统

技术领域

本公开涉及到天然气管道输送领域，具体涉及一种输气站计划性放空天然气引射回收系统。

背景技术

天然气作为洁净、方便、高效的优质能源，对国民经济建设有着重要的支撑作用。安全可靠的天然气地面输送系统是天然气生产和消费利用的有力保障，输气站是该系统的重要组成部分。随着国内天然气管道的不断建设投用，管道里程数增加的同时也使得沿线输气站由于事故抢修、计划检修、站场改扩、设备保养维护及配件更换等造成的天然气放空量逐年攀升。设备设施的正常检维修和改扩建工程等的放空都属于计划性放空，具有一定的规律性。根据部分统计数据，仅西气东输管道公司由于过滤器排污和压缩机起停而产生的计划放空量就占总放空量的50％以上，这部分放空气具有良好的回收利用价值。

现阶段国内绝大多数输气站场的各类计划放空仍采取的是直接放空烧掉排入大气，大量合格天然气的直接放空处理的方式，一方面造成了极大的资源浪费，增加了营运企业的经济损失，另一方面造成了一定的环境污染，增加了碳排放量。通过利用射流的紊动扩散作用，可将高压工作流体与低压引射流体相互混合并进行能量交换，使得引射流体在未消耗额外动力源的情况下压力增大，由此可合理利用输气站压能，且实现计划性放空天然气的回收利用。为此，采取行之有效的技术措施经济合理地回收利用计划放空天然气是适应国家安全环保和节能减排要求的当务之急。

发明内容

本发明的目的在于解决当前国内在输气站放空天然气回收利用方面不足，导致资源浪费的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案提供一种输气站计划性放空天然气引射回收系统，一种输气站计划性放空天然气引射回收系统，包括高压气体可调减压装置、引射回收装置、压力控制装置和介质输送装置；

所述高压气体可调减压装置包括设在放空汇管、用于调节介质流量和压力的可调式减压阀，放空汇管连通放空管路，可调式减压阀出口端与放空管路相连；

引射回收装置包括与放空管路连通的引射器、用于计量介质流量且设于放空管路上的第一流量计和设在引射器出口端的第二流量计，引射器内设收缩段，第二流量计的出口端连通下游管路；

介质输送装置包括引射支线管路和若干控制阀；所述引射支线管路与所述引射回收装置、压力控制装置相连，所述控制阀用于通过启闭实现介质在引射支线管路与放空管路的流向转换；

压力控制装置包括与控制阀电连接的压力控制器、与压力控制器电连接的压力感应器，压力感应器用于感应放空气体的压力变化，压力控制器用于启动/闭合控制阀。

进一步，所述压力控制器为采用带PID调节模块的PLC为基础组成独立的压力控制器。

进一步，引射回收装置通过引射支线管路与输气站的调压撬装置并联。

进一步，若干所述控制阀包括位于支线管路上的控制阀一、二、三以及位于放空管路上的控制阀四，所述控制阀一至四均与压力控制器电连接。

本发明的原理及效果：

1.该回收方式适合有分输用户的天然气站场，无需压缩机，储气罐等复杂工艺。

2.改造成本较低，整个回收工艺无动设备，对于原有生产工艺几乎无影响。

3.该系统连接点选择位置灵活，只要连接在站内高压天然气侧既可保证回收装置正常运行。

4、引射器可以实现两股气体的混合，通过站内的高压天然气，把低压放空气引射过来，然后两者混合压力降低，满足用户需要；这种混合后的压力取决于高压气的压力和低压气的压力，采用可调式减压阀来调节检修时计划放空天然气压力，从而使引射回收混合后的天然气压力满足下游所需。

本发明与现有技术相比能够实现高压天然气输气站正常工况和放空工况的流程自动切换，并且可以对计划性放空气的回收利用，有利于减少天然气直接放空燃烧排入大气，提高资源综合利用水平，促进环境保护，解决了当前国内在输气站放空天然气回收利用方面不足，导致资源浪费的问题。

附图说明

图1为本发明一种输气站计划性放空天然气引射回收系统中引射回收装置与调压撬的连接装配示意图；

图2为本发明一种输气站计划性放空天然气引射回收系统中引射回收装置结构示意图；

图3为本发明一种输气站计划性放空天然气引射回收系统的工艺流程图；

图4为本发明一种输气站计划性放空天然气引射回收系统正常工作状况的流程图；

图5为本发明一种输气站计划性放空天然气引射回收系统中计划检修工况的流程；

图6为本发明实施例中压力控制系统中引射支线管路的压力控制图；

图7为本发明实施例中压力控制系统中放空管路的压力控制图。

具体实施方式

说明书附图中的附图标记包括：截止阀一1、截止阀二2、截止阀三3、控制阀一4、截止阀四5、截止阀五6、截止阀六7、控制阀二8、调压器一9、调压器二10、第二流量计11、放空汇管12、可调式减压阀13、控制阀四14、控制阀三15、第一流量计16、压力控制器17、第一连接管18、第二连接管19。

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

实施例：

一种输气站计划性放空天然气引射回收系统，

如图1和图2所示，包括高压气体可调减压装置、引射回收装置、压力控制装置、介质输送装置；

高压气体可调减压装置为在放空工作管路上设置放空汇管12、可调式减压阀13，站内各设备工艺检修放空的天然气经放空管路至放空汇管12汇集，通过可调式减压阀13调节介质流量和压力，在进口压力可变化的情况下，使阀后压力即出口压力值保持在一定范围内，实现减压稳压功能。

引射回收装置包括与放空管路连通的引射器、用于计量介质流量且设于放空管路上的第一流量计16和设在引射器出口端的第二流量计11，引射器内设收缩段，第二流量计11的出口端连通下游管路，工作中，一股高压天然气通过引射支线管路引入引射器内收缩段，由于气流流通截面减小，压缩气体压强增大，在被引射放空气体的进口处会产生一个真空度，由此可将放空管路中的天然气通过引射支线管路引射进入引射器内，引射器可以实现两股气体的混合，通过站内的气，把低压放空气引射过来，然后两者混合压力降低，满足用户需要；这种混合后的压力取决于高压气的压力和低压气的压力，采用可调式减压阀13来调节检修时计划放空天然气压力，从而使引射回收混合后的天然气压力满足下游所需，两股气流在混合段混合后压力降低，且满足外输压力条件，并经过计量后送入下游管道。

压力控制装置包括压力感应器、压力控制器17，采用带PID调节模块的PLC为基础组成独立的压力控制器17，压力感应器负责收集感应放空气体的压力变化，并将压力变化值转化为偏差信号传递给控制器，偏差信号通过压力控制器17作用到控制阀上，实现自动响应联锁控制引射回收流程的建立和隔离。

介质输送装置包括引射支线管路、放空管路和若干控制阀；引射支线管路与引射回收装置、压力控制装置相连，可调式减压阀13出口端与放空管路相连，放空管路设有用于连接放空火炬的第一连接管18，若干控制阀包括位于引射支线管路上的控制阀一4、控制阀二8、控制阀三14以及位于放空管路上的控制阀四15，控制阀一4、控制阀二8、控制阀三14与控制阀四15均与压力控制器17电连接，控制阀用于通过启闭实现介质在引射支线管路与放空管路的流向转换。

控制阀一4、控制阀二8、控制阀三14、控制阀四15分别为：控制阀XV3601、控制阀XV3602、XV3604、控制阀XV3605。

可调式减压阀13为可调式减压阀13XV3603。

将本方案引射回收系统与现有的输气站的调压撬装置并联，调压撬装置包括若干管路、设在管路上的六个截止阀和两个调压器，六个截止阀分别为截止阀一1、截止阀二2、截止阀三3、截止阀四5、截止阀五6和截止阀六7，两个调压器分别为调压器一9和调压器二10，调压器一9设在截止阀二2和截止阀五6之间，调压器二10设在截止阀三3和截止阀六7之间，截止阀一1和截止阀四5之间连接有用于连接检修旁通路的第二连接管19，当开始引射回收放空气体时，高压气体经由支路进入引射回收装置，通过引射作用将被引射的放空气体在引射器内进行混合后，满足合理压力并计量后输送至下游用户。

在输气站计划检修工况下，如图3所示，检修设备放空天然气经由缓冲罐后进入放空汇管，放空汇管上安装可调式减压阀13，高压放空天然气经放空管路至放空汇管12汇集后，经由可调式减压阀13调节稳定放空压力；当压力控制模块通过感应放空气压力值符合回收条件，自动响应联锁开启引射支线管路上控制阀一4、控制阀二8、控制阀三14，关闭放空管路上控制阀四15，站内高压气体进入引射器，利用引射作用将被引射的放空气体在引射器内进行混合后，满足合理压力并计量后输送至下游；当压力控制模块通过感应放空气压力值不符合回收条件，自动响应联锁关闭引射支线工作管路上控制阀一4、控制阀二8、控制阀三14，开启放空管路上控制阀四15，引射回收模块在流程中处于隔离状态，放空气体经放空工作管路送至放空火炬。

利用引射支线管路将引射回收装置与原流程中的调压撬装置并联，通过控制阀门的启闭将一股高压天然气引入引射器中；引射管路联通放空管路，可调式减压阀13为常开阀，用于调节低压引射放空气压力；高压天然气与低压引射放空气在引射器内相互混合并进行能量交换，引射器出口的天然气经计量后送往下游。

在输气站正常工况下，如图4，1#、5#阀门开启，2#、3#和4#阀门关闭，引射回收装置在流程中处于隔离状态，放空气体经放空管路至放空火炬；高压气体经由正常流程中的计量撬和调压撬后输送至下游用户。

在输气站计划检修工况下，如图5，若需要回收放空天然气，1#阀门关闭，2#、3#、4#、5#阀门开启，引射回收装置在流程中处于工作状态，高压天然气实现引射低压放空气，并在引射器内两股气流混合后调整压力并计量后输送至下游用户。

放空气回收中根据压力变化由压力控制系统进行阀门控制联锁，如图6和图7所示，控制器预先设置压力值，当可调式减压阀13将放空气体降压并稳定在合理回收压力值时，响应联锁开启引射支线管路上的控制阀一4、控制阀二8、控制阀三14、关闭放空管路上的控制阀四15，由此建立引射回收流程；当可调式减压阀13出口压力不满足回收压力时，响应联锁关闭引射支线管路上的控制阀一4、控制阀二8、控制阀三14、开启放空管路上的控制阀四15，实现隔离引射回收流程。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims

1.一种输气站计划性放空天然气引射回收系统，包括高压气体可调减压装置、引射回收装置、压力控制装置和介质输送装置；

2.根据权利要求1所述的一种输气站计划性放空天然气引射回收系统，其特征在于：所述压力控制器为采用带PID调节模块的PLC为基础组成独立的压力控制器。

3.根据权利要求1或2所述的一种输气站计划性放空天然气引射回收系统，其特征在于：引射回收装置通过引射支线管路与输气站的调压撬装置并联。

4.根据权利要求3所述的一种输气站计划性放空天然气引射回收系统，其特征在于：若干所述控制阀包括位于引射支线管路上的控制阀一、二、三以及位于放空管路上的控制阀四，所述控制阀一至四均与压力控制器电连接。