CN114321716B - 具有副路切换功能的智能燃气调压设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及燃气输配设施技术领域，公开了具有副路切换功能的智能燃气调压设备，包括：包括主调压管路、副调压管路和管路调节组件，还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括检测模块和控制模块，所述检测模块用于检测燃气的气压信息，所述控制模块用于根据燃气的气压信息，控制管路调节组件进行调节。通过利用现有的主副管路结构，结合智能控制系统，对检测到的气压信息实时调节，使其在管路内维持最佳压力状态。

Description

具有副路切换功能的智能燃气调压设备

技术领域

本发明涉及燃气输配设施技术领域，具体涉及具有副路切换功能的智能燃气调压设备。

背景技术

在压缩天然气(CNG)汽车加气站中，气源由站外燃气管道引入的，在气源引入的过程中，涉及到前端调压的问题。燃气调压站，是在燃气输配设施中，通过调节阀的自动调节装置使出口燃气保持规定压力的设备。燃气调压站是一种无论气体的流量和上游压力如何变化，都能保持下游压力稳定的装置。燃气调压站的一些过滤网在使用一段时间后容易发生堵塞，为了保证安全用气，需要定期对燃气调压装置进行检查，若发现不正常情况则需要进行停气检修。传统使用的燃气调压站通常采用单路设计，停气检修使得用户无燃气可用，给用户的日常生活带来不便。同时检修时间有限，给工作人员的检修操作也带来不便，容易出现检修匆忙无法完全检修好的状况。

为了解决检修时用户无燃气可用的问题，目前的燃气调压站一般都采用双路设计，包括主调压管路和副调压管路。通过调节主调压管路和副调压管路之间的阀门，来实现对主调压管路和副调压管路之间的切换，使其中一个管路在检修时另一个管路也能使用。

然而，目前的主副管路的设置，只是为了其中一条管路检修时另一条作为备用，并无其他明显作用。随着市场的发展和用户需求的不断提高，燃气管网和燃气调压站正朝着智能化的方向发展。所谓的智能化是指主要体现在监测控制、安全高效、动态管理等多个方面。目前传统的调压站普遍存在着这样的问题：调压站的进出口压力不能智能调节，从而使的下游的管网在用气高峰时段，管网压力低，无法满足用气量要求；用气低峰时段，管网压力高，导致管道泄漏增多、产销差增大。因此，如何利用现有的主副双管路设计实现智能调压功能，成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明意在提供具有副路切换功能的智能燃气调压设备，通过利用现有的主副管路结构，结合智能控制系统，对检测到的气压信息实时调节，使其在管路内维持最佳压力状态。

本发明提供的技术方案为：具有副路切换功能的智能燃气调压设备，包括主调压管路、副调压管路和管路调节组件，所述管路调节组件包括进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，所述进口端管路调节组件一端与输气管前端连通，另一端分别与主调压管路的进口端和副调压管路的进口端连通；所述出口端管路调节组件一端与输气管后端连通，另一端分别与主调压管路的出口端和副调压管路的出口端连通；

还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括检测模块和控制模块，所述检测模块用于检测燃气的气压信息，所述控制模块用于根据燃气的气压信息，控制管路调节组件进行调节。

本发明的工作原理及优点在于：本发明设备中，主调压管路负责多数情况下的燃气调压工作，副调压管路作为备用管路负责少数情况下的调压工作。

管路调节组件包括进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，进口端管路调节组件一端与输气管前端连通，另一端分别与主调压管路的进口端和副调压管路的进口端连通；所述出口端管路调节组件一端与输气管后端连通，另一端分别与主调压管路的出口端和副调压管路的出口端连通。因此主调压管路和副调压管路之间的相互切换通过进口端调节管路调节和出口端管路调节组件共同实现。

智能控制系统包括检测模块和控制模块，控制模块根据检测模块检测的燃气的气压信息，控制管路调节组件进行调节，使管路内维持最佳压力状态。通过智能调节的方式，本发明设备能够根据需要同时启用主副两条管路或单独启用一条管路，来对气压信息进行调节。最大程度地利用了主副调压管路的结构，使其不仅可以用于检修备用，还可用于实时调节。在现有的主副管路结构上结合智能模块，无需对设备主体结构进行改造，降低了一定成本。

进一步，所述检测模块包括进口端气压检测单元和出口端气压检测单元，所述进口端气压检测单元用于检测输气管前端的气压信息，所述出口端气压检测单元用于检测输气管后端的气压信息。

通过对输气管道经过调压设备前和经过调压设备后的燃气压力实时检测，能够判断出调压的效果，根据进口端的气压数据对管路调节组件进行相应调节，使出口端的气压数据能够达到理想数值。

进一步，所述控制模块包括调节计算单元和调节执行单元，所述调节计算单元用于根据检测模块检测的气压信息，计算管路调节组件需要调节的程度，所述调节执行单元用于根据调节计算单元的计算结果，对管路调节组件进行调节。

调节计算单元根据输气管前端的气压数据，结合调压设备主副管路调压器的参数，计算得出管路调节组件需要调节的程度，才能够使出口端的气压数据达到理想状态值。调节执行单元则根据调节计算单元的计算结果，对管路调节组件进行相应程度的调整，并通过输气管后端的气压数据反映调节是否到位。

进一步，所述智能控制系统还包括信息记录模块和数据分析模块，所述信息记录模块用于记录燃气的气压信息，所述数据分析模块用于分析记录的燃气的气压信息，得出燃气各时段的理想状态值。

信息记录模块对燃气的历史气压信息进行记录，数据分析模块则对记录数据进行分析，判断各时段用气的高峰或低谷，并得出各时段在出口端气压数据的理想状态值。控制模块据此得出各时段的气压信息调整方案进行调节，使得调压后的燃气能够更好的满足用气需要。

进一步，所述控制模块还包括检修切换单元，所述检修切换单元用于根据检修指令，控制管路调节组件进行管路切换。

需要对管路进行检修时，传统的调压设备主副路切换方式是人工对管路调节组件进行调节，费时费力。本发明设备在需要对管路进行检修时可以直接对智能控制系统下达检修指令，控制模块根据需要检修的管路进行相应的管路切换，免去了人工操作，省时省心。

进一步，所述检测模块还包括热成像检测单元，所述热成像检测单元用于检测管路的热成像信息。

高压气体从管路中泄漏时，由于泄露时瞬间释放压力造成压力下降，吸收大量热量。因此，通过检测设备管路的热成像能够发现管路哪处出现了泄露的现象。便于智能控制系统进行及时的通知和调节。

进一步，所述控制模块还包括泄露处理单元，所述泄露处理单元用于根据热成像信息判断管路是否发生泄露，并控制管路调节组件进行相应的调节。

通过热成像识别哪条管路哪处出现了泄露，并及时控制管路调节组件对该泄露管路进行隔离，在工作人员到来之前即时采取处理措施，防止泄露事故的进一步扩大。

进一步，还包括通信模块，所述通信模块用于将燃气的气压信息发送至工作人员终端。

工作人员能够在远程终端如手机、电脑上实时了解当前燃气的气压信息，方便快捷，能够减小需要定期检查的频率，节省一部分精力。

进一步，还包括群聊通知模块，所述群聊通知模块用于检测到燃气的气压信息异常时，建立关联工作人员群聊并发送异常信息。

检测到燃气的气压信息过于异常，通信模块将气压信息发送到负责该管路的工作人员，该工作人员不一定能及时看到信息，群聊通知模块则将异常管路相关联的所有工作人员建立一个群聊，并在群聊里发送异常信息，使得关联工作人员都能通知到位，并且使得其他工作人员能及时提醒主要负责的工作人员注意异常信息。

进一步，所述智能控制系统还包括故障预测模块，所述故障预测模块用于检测到燃气的气压信息异常时，根据燃气的异常气压信息，分析预测异常发生的位置及原因。

由于整个管路系统的连贯性，某处管路发生故障会引起下游的管路相继报异常，因此可根据管路系统异常相继发生的时间从而推断异常发送的位置和原因。便于迅速排查故障解决问题。

附图说明

图1为本发明实施例的具有副路切换的智能燃气调压设备的模块框图；

图2为本发明实施例的具有副路切换的智能燃气调压设备的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的标记包括：主调压管路1、副调压管路2、进口端管路调节组件3、出口端管路调节组件4、输气管前端5、输气管后端6。

实施例：

如图2所示，本发明实施例的具有副路切换功能的智能燃气调压设备，包括主调压管路、副调压管路和管路调节组件。

管路调节组件包括进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，两者的结构一致，均为三通式接头，管路调节组件其中两个接头的内部均设有电动调节阀，该电动调节阀可以电动控制阀门开闭程度。

进口端管路调节组件不带电动调节阀的接头与燃气的输气管前端连通，另外两个带电动调节阀的接头分别与主调压管路的进口端和副调压管路的进口端连通。出口端管路调节组件不带电动调节阀的接头与燃气的输气管后端连通，另外两个带电动调节阀的接头分别与主调压管路的出口端和副调压管路的出口端连通。

主调压管路和副调压管路的管路中段均设有圆盘状的调压器。

输气管前端和输气管后端均设有压力传感器，用于检测输气管前端和输气管后端的气压信息。

燃气调压设备外部设有热成像传感器，对整个燃气调压设备进行热成像信息的检测。

本发明实施例的具有副路切换功能的智能燃气调压设备还包括智能控制系统，其模块框图如图1所示，该智能控制系统包括检测模块、控制模块、信息记录模块、数据分析模块、通信模块和群聊通知模块。

检测模块包括进口端气压检测单元、出口端气压检测单元和热成像检测单元，进口端气压检测单元实时采集输气管前端的压力传感器的气压信息，出口端气压检测单元实时采集输气管后端的压力传感器的气压信息。热成像检测单元实时采集设备外部的热成像传感器的热成像信息。

信息记录模块对检测模块采集的信息数据进行记录，并保存至后端存储器。

数据分析模块对记录的信息数据进行分析，判断各时段用气的高峰或低谷，并得出各时段在出口端气压数据的理想状态值。

控制模块包括调节计算单元、调节执行单元、检修切换单元和泄露处理单元。调节计算单元根据当前时段输气管前端的气压信息，结合当前时段输气管后端的理性状态值或人工设定的状态值，计算管路调节组件需要调节的程度。调节执行单元根据调节计算单元的计算结果，对管路调节组件进行相应程度的调整，并通过输气管后端的气压数据反映调节是否到位。检修切换单元根据工作人员发出的检修指令，对相应管路进行切换。泄露处理单元根据热成像信息判断管理是否发送泄露，并控制管路调节组件进行相应的调节，采取相应隔离阻断措施。

通信模块将检测模块实时采集的燃气的气压信息，发送至工作人员终端，便于工作人员随时了解燃气的各项气压信息。

群聊通知模块在检测模块检测到燃气的气压信息异常时，建立关联工作人员群聊并发送异常信息。

本实施例具体实施过程：

燃气管路中输气管前端的气压会大于输气管后端的气压，为了使输气管后端连接的用户用上稳定可用的燃气，需要将燃气通过调压管路进行降压和稳压，通常只开启主调压管路即可满足调压需求。但有时会遇到输气管前端输入燃气压力过大，而输气管后端用电处于低谷，造成前后两端的气压偏大，可能影响燃气输送安全。检测模块实时采集输气管前端及后端的气压信息，以及燃气调压设备的热成像信息，并通过通信模块将实时采集的燃气气压信息发送至工作人员终端。

信息记录模块记录实时采集的燃气气压信息，数据分析模块对采集的燃气气压信息进行分析，首先判断各时段的用气高峰或低谷，在用气高峰时段，适当调高输气管后端的理想状态值，在用气低谷时段，适当降低输气管后端的理想状态值。

控制模块根据当前时段输气管前端的气压信息，计算管路组件需要调节的程度，使得输气管后端的气压信息能够达到理想状态值。

例如当前只启用了主调压管路，副调压管路关闭，此时为用气低谷，需要将输气管后端的气压降低，则控制模块同时控制进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，打开副调压管路的前后阀门，使得主调压管路和副调压管路能同时进行调压工作，最终使得输气管后端的气压减小，达到当前时段的理性状态值。

例如此时到了用气高峰，需要将输气管后端的气压提高以满足集中供气需求，控制模块同时控制进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，缩小或直接关闭副调压管路的前后阀门，弱化主副调压管路的调压效果，使得出气管后端的气压增大，达到当前时段的理性状态值。

在工作人员需要对主调压管路或副调压管路进行检修时，只需用手机终端向燃气调压设备发送至相应的检修指令。例如需要检修主调压管路，则发送主调压管路检修指令，控制模块同时控制进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，先打开副调压管路前后阀门，后完全关闭主调压管路前后阀门，即可对主调压管路进行检修。检修副调压管路的过程同理。

检测模块还实时检测燃气调压设备的热成像信息，若设备某条管路上出现了燃气泄露，气压释放压力会大量吸热，因此能够在热成像信息上检测到热量变化，依此判断是否发送燃气泄露，若检测到某条管路上发生了泄露，则控制模块即时控制进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，对该管路进行切换和隔离。若检测到输气管前端或后端发生泄露，则直接控制管路调节组件关闭输气管的前端输入或后端输出。

在检测模块检测到管路系统某处数据异常，故障预测模块则会以该处为中心，持续采集该处管路的下游管路后五分钟内的状态数据，若下游管路在故障发生后五分钟也逐渐由正常状态数据转变为异常状态数据，则确定该处管路关键故障管路，下游的管路为关联故障管路。此时群聊通知模块则会在工作人员终端APP上自动创立群聊，本实施中终端APP可为燃气系统内网聊天软件，或微信、钉钉等常用聊天软件，群聊人员包括负责关键故障管路的工作人员和其余负责关联故障管路的工作人员。群聊通知模块建立群聊后，会发送异常信息的预测分析结果，包括关键故障管路和关联故障管路分别的气压信息，发生异常的原因，以及建议解决方案。若建议解决方案包括更换部件的内容，则群聊里还会包括后勤运维人员或供应商。通过上述方式，使得故障异常得到分析及相关解决方案，并通知到每一个相关联的工作人员，节约了一定的沟通成本，通过关联工作人员的提醒，也能使关键负责人及时了解异常情况，避免了单独通知信息查看不及时的问题。

以上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，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请得出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。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 (5)

1.具有副路切换功能的智能燃气调压设备，包括主调压管路、副调压管路和管路调节组件，其特征在于：

所述管路调节组件包括进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，所述进口端管路调节组件一端与输气管前端连通，另一端分别与主调压管路的进口端和副调压管路的进口端连通；所述出口端管路调节组件一端与输气管后端连通，另一端分别与主调压管路的出口端和副调压管路的出口端连通；

还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括检测模块和控制模块，所述主调压管路和所述副调压管路能同时进行调压工作；

所述检测模块包括进口端气压检测单元和出口端气压检测单元，所述进口端气压检测单元用于检测输气管前端的气压信息，所述出口端气压检测单元用于检测输气管后端的气压信息；

所述智能控制系统还包括信息记录模块和数据分析模块，所述信息记录模块用于记录燃气的气压信息，所述数据分析模块用于分析记录的燃气的气压信息，得出燃气各时段的理想状态值；

所述控制模块根据当前时段输气管前端的气压信息，计算管路组件需要调节的程度，使得输气管后端的气压信息能够达到理想状态值；

所述控制模块还包括调节计算单元和调节执行单元，所述调节计算单元根据当前时段输气管前端的气压信息，结合当前时段输气管后端的理想状态值或人工设定的状态值，计算管路调节组件需要调节的程度；所述调节执行单元根据调节计算单元的计算结果，对管路调节组件进行相应程度的调整，并通过输气管后端的气压数据反映调节是否到位；

控制模块的调节逻辑为：当处于用气低谷，控制模块同时控制进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，打开副调压管路的前后阀门，使得主调压管路和副调压管路能同时进行调压工作，使输气管后端的气压减小；当处于用气高峰，控制模块同时控制进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，缩小或直接关闭副调压管路的前后阀门，弱化主副调压管路的调压效果，使得出气管后端的气压增大；

所述检测模块还包括热成像检测单元，所述控制模块还包括泄露处理单元，所述热成像检测单元用于检测管路的热成像信息，能够在热成像信息上检测到热量变化，泄露处理单元根据热成像信息判断是否发生燃气泄露，若检测到某条管路上发生了泄露，则泄露处理单元将即时控制进口端管路调节组件和出口端管路调节组件，对该管路进行切换和隔离；若检测到输气管前端或后端发生泄露，则直接控制管路调节组件关闭输气管的前端输入或后端输出；

在检测模块检测到管路系统某处数据异常，故障预测模块则会以该处为中心，持续采集该处管路的下游管路后五分钟内的状态数据，若下游管路在故障发生后五分钟也逐渐由正常状态数据转变为异常状态数据，则确定该处管路关键故障管路，下游的管路为关联故障管路。

2. 根据权利要求1所述的具有副路切换功能的智能燃气调压设备，其特征在于：所述控制模块还包括检修切换单元，所述检修切换单元用于根据检修指令，控制管路调节组件进行管路切换。

3.根据权利要求1所述的具有副路切换功能的智能燃气调压设备，其特征在于：还包括通信模块，所述通信模块用于将燃气的气压信息发送至工作人员终端。

4.根据权利要求3所述的具有副路切换功能的智能燃气调压设备，其特征在于：还包括群聊通知模块，所述群聊通知模块用于检测到燃气的气压信息异常时，建立关联工作人员群聊并发送异常信息。

5.根据权利要求1所述的具有副路切换功能的智能燃气调压设备，其特征在于：所述智能控制系统还包括故障预测模块，所述故障预测模块用于检测到燃气的气压信息异常时，根据燃气的异常气压信息，分析预测异常发生的位置及原因。