CN210601053U - 一种多气源智能保供调压站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有自动储气、补充气源与主气源、备用气自动切换控制等功能的多气源智能保供调压站，包括依次设置的主气源、主管道、副管道及用气管道，主管道上设有第一压力变送器，主管道与主气源之间通过管路并联有第一阀门及储气装置，储气装置包括带有第二压力变送器的储气罐及储气控制子系统，储气罐进出管路上分别设有第二阀门、第三阀门；第一压力变送器、第二压力变送器、第二阀门及第三阀门分别与储气控制子系统电连接。本实用新型设置的储气装置，通过储气控制子系统监控主管道、储气罐的实时压力值，使得调压站能够在“闲”时储气、“忙”时调配，实现了自动储气、备用气与主气源的自动切换，满足了供气量的调节与匹配。

Description

一种多气源智能保供调压站

技术领域

本实用新型涉及燃气输配设备技术领域，具体涉及一种多气源智能保供调压站。

背景技术

天然气调压站是长输管线与地方用气对接的重要环节，它在地方区域供气与外来气源之间起到承上启下的中枢作用，是其下游覆盖的所有用气点的供气源头和保障。

随着天然气在城市中的应用越来越广泛，城市用气的复杂性和多样性已成为供需之间的一大矛盾，现有的天然气调压站主要存在以下缺陷：

1、供气量的匹配问题

1)对复杂用气需求的匹配问题

由于调压站是对城市下游全覆盖供气，因此其下游包括了分输站点、区域站点、民用用户、工业用户及商业用户。下游用户的多样性和复杂性导致实时用气量存在极大差异，用气低谷时调压站处于小流量供气状态，一旦低于供气设备的最小允许供气量时，调压站易出现不稳定的异常状态；用气高峰时，又容易造成调压站的供气不足。

2)下游用气点不断增加的负荷问题

调压站一旦建成，是要常年运行的，而随着城市化建设的发展，调压站下游用户要日益增多，实际用气需求也会逐渐上升，对于天然气运营单位来说下游需求与上游实际供气能力也变得日渐不可调和。当下游用气需求增加到超过调压站的供气负荷时，会出现用气计划量超限的问题，造成城市天然气运营单位与上游能源供应单位的不可调和矛盾。

2、上游气源单一性

调压站的上游气源供应通常为能源供应单位提供的天然气输送干线接口，存在气源单一性，并且上游能源供应单位提供的干线并不是对该调压站专线供应，而是同时给多地的调压站供气，当处于用气高峰时段，整个干线的供气负荷都面临十分大的压力。一旦上游供给不足，调压站就无法满足下游需求。

3、无储备功能

调压站在高峰时供气不足，但在用气低谷时是有很大富裕量的，由于调压站不具备燃气储备功能，就无法做到“闲”时储气，“忙”时调配。

4、调压站的智能化较低

现有技术的调压站智能化程度较低，通常不具备完善的监控和自动控制功能，即使为调压站增加了多个可调配气源，也不能做到自动切换，仍需靠人力来操作和恢复。

5、缺少保供措施

虽然国家和地方政府已规定天然气供气站点必须具备一定比例的临时补气措施，来实现用气旺季和用气高峰保供，但由于现有技术的缺失，导致地方供气站点的保供流于形式。

因此，亟待设计一套具备储备功能、智能化自动控制、能对下游用气需求进行实时和智能调控、并且能提供切实可行的保供调压站。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种多气源智能保供调压站，具有自动储气、补充气源与主气源、备用气自动切换控制等功能，以满足下游所有用气点的需求。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

本实用新型提供的一种多气源智能保供调压站，包括依次设置的主气源、主管道、副管道及用气管道，所述主管道上设有第一压力变送器，所述主管道与主气源之间通过管路并联有第一阀门及储气装置，所述储气装置包括带有第二压力变送器的储气罐及储气控制子系统，所述储气罐进出管路上分别设有第二阀门、第三阀门；所述第一压力变送器、第二压力变送器、第二阀门及第三阀门分别与所述储气控制子系统电连接。

进一步地，所述第二阀门通过管路并联有前后串联的压缩机组、第四阀门，所述压缩机组、第四阀门分别与所述储气控制子系统电连接。

进一步地，所述第一压力变送器、第二压力变送器分别向所述储气控制子系统发送实时压力值，所述储气控制子系统根据所述实时压力值分别控制所述第二阀门、第三阀门及第四阀门开与闭。

进一步地，所述第一阀门、第二阀门、第三阀门及第四阀门均为电动阀、液动阀或者气动阀。

进一步地，所述主管道上游还连接有补气装置，所述补气装置包括补气控制子系统及前后管路连接的补充气源、第五阀门，所述第五阀门、第一阀门、第一压力变送器及第二压力变送器分别与所述补气控制子系统电连接。

进一步地，所述第一压力变送器、第二压力变送器分别向所述补气控制子系统发送实时压力值，所述补气控制子系统根据所述实时压力值分别控制所述第一阀门及第五阀门开与闭。

进一步地，所述补充气源为LNG或者CNG补充气源。

进一步地，所述主管道与副管道之间通过管路串联有净化装置、计量仪器，所述计量仪器电连接有计量数据采集系统；所述副管道与用气管道之间通过管路连接有调压装置；所述用气管道下游并行铺设有多个去往不同用气点的用户支管，所述用户支管上安装有第六阀门，所述第六阀门电连接有限流控制子系统。

进一步地，所述储气控制子系统、补气控制子系统、计量数据采集系统及限流控制子系统均电连接于一智能总控系统。

进一步地，所述第五阀门及第六阀门均为电动阀、液动阀或者气动阀。

与现有技术相比，本实用新型提供的多气源智能保供调压站具有以下有益效果：

1、通过设置的储气装置，利用储气控制子系统监控主管道、储气罐的实时压力值，使得调压站能够在“闲”时储气、“忙”时调配，实现了自动储气、备用气与主气源的自动切换，满足了供气量的调节与匹配；

2、设置的补充气源，使得供气气源不再单一化，且在用气高峰时段，降低了主气源的供气负荷；

3、通过补气控制子系统监控主管道、储气罐的实时压力值，实现了主管道供气气源的自动切换，满足了下游所有用气点的需求，并且为用气旺季和用气高峰提供了有效可行的保供措施；

4、通过计量数据采集系统与限流控制子系统，能够在下游用气点不断增加的情况下保证用气计划量不超限，从而调和城市天然气运营单位与上游能源供应单位的矛盾；

5、通过智能总控系统的控制，各个子系统之间分工协作，共同完成下游各个用气点的供气，提高和完善了调压站的智能化程度和自动控制功能。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

附图标记说明如下：

1：主气源 2：主管道

21：第一压力变送器 3：副管道

4：用气管道 41：用户支管

42：第六阀门 43：限流控制子系统

5：第一阀门 6：储气装置

61：第二压力变送器 62：储气罐

63：储气控制子系统 64：第二阀门

65：第三阀门 66：压缩机组

67：第四阀门 7：补气装置

71：补气控制子系统 72：补充气源

73：第五阀门 8：净化装置

9：计量仪器 10：计量数据采集系统

11：调压装置 12：智能总控系统。

具体实施方式

以下将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。为叙述方便，下文中如出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用。

如图1所示，本实用新型提供了一种多气源智能保供调压站，包括依次设置的主气源1、主管道2、副管道3及用气管道4，主管道2上设有第一压力变送器21，主管道2与主气源1之间通过管路并联有第一阀门5及储气装置6，储气装置6包括带有第二压力变送器61的储气罐62及储气控制子系统63，储气罐62进出管路上分别设有第二阀门64、第三阀门65；第一压力变送器21、第二压力变送器61、第二阀门64及第三阀门65分别与储气控制子系统63电连接。第二阀门64通过管路并联有前后串联的压缩机组66、第四阀门67，压缩机组66、第四阀门67分别与储气控制子系统63电连接。第一阀门5初始时均处于开启状态，第二阀门64、第三阀门65及第四阀门67初始时均处于关闭状态。

第一压力变送器21、第二压力变送器61分别向储气控制子系统63发送实时压力值，储气控制子系统63根据实时压力值分别控制第二阀门64、第三阀门65及第四阀门67开与闭。

储气装置6是利用调压站非用气高峰时段，即“闲”时将主气源1进行储备。设第一压力变送器21发送实时压力值为PT01(即主管道2实时气压值)，第二压力变送器61发送实时压力值为PT02(即储气罐62实时气压值)，储气控制子系统63中预设3个储气压力值：储气气压值P、预设值P1和预设值P2，其中P＞P1＞P2。储气装置6根据这5个压力值来进行主气源1储备的，在本实施例中，储气装置6储气的工作逻辑有以下3种：

1)常规储气

储气控制子系统63通过第一压力变送器21读取PT01，当PT01＞P1时，储气控制子系统63将打开第二阀门64，通过第二阀门64的管路将主气源1导入储气罐62中，进行常规储气。

2)常规储气后增压储气

储气控制子系统63通过第二压力变送器61读取PT02，当PT02＝PT01时，常规储气流程结束；此时储气控制子系统63关闭第二阀门64，并打开第四阀门67，同时启动压缩机组66，将主气源1增压后继续导入储气罐62，直到储气罐62的实时气压值达到储气预设值P(即PT02＝P)时，压缩机组66停机，同时关闭第四阀门67。

3)直接增压储气

当调压站处于非高峰用气时段，但主管道2实时气压值低于预设值P1(即PT01＜P1)时，只要主管道2实时气压值高于预设值P2(即PT01＞P2)，储气控制子系统63将直接启动压缩机组66对主气源1进行增压后导入储气罐62。

当主管道2气源不足(即PT01过低)时，特别是用气高峰出现供气不足情况时，储气控制子系统63将关闭第一阀门5以切断主气源1直接对主管道2的供气，并开启第三阀门65，直接将气源切换到储气罐62，优先使用储备气源进行调峰；当渡过高峰时段再次进入“闲”时状态时，储气控制子系统63将重新按上述3种工作逻辑执行储气流程。通过储气控制子系统63监控主管道2、储气罐62的实时压力值，使得调压站能够在“闲”时储气、“忙”时调配，实现了自动储气、备用气与主气源1的自动切换，满足了供气量的调节与匹配。

主管道2上游还连接有补气装置7，补气装置7包括补气控制子系统71及前后管路连接的补充气源72、第五阀门73，第五阀门73、第一阀门5、第一压力变送器21及第二压力变送器61分别与补气控制子系统71电连接。第一压力变送器21、第二压力变送器61分别向补气控制子系统71发送实时压力值，补气控制子系统71根据实时压力值分别控制第一阀门5及第五阀门73开与闭，在主气源1供应不足时及时为主管道2供气。在本实施例中，补充气源72为LNG或者CNG补充气源。

补气装置7的工作原理如下：

补气控制子系统71中预设补充气源预设值P3，P3＜P2；当上游的主气源1供应不足，并且储气罐62中实时气压值偏低时，补气控制子系统71分别通过第一压力变送器21、第二压力变送器61读取主管道2和储气罐62的实时气压值，判定主管道2气压PT01和储气罐62气压PT02是否低于补充气源预设值P3，即当PT01＜P3和PT02＜P3时，补气控制子系统71将关闭第一阀门5，并打开第五阀门73，此时自动切换至补充气源72进行供气。设置的补充气源72，使得供气气源不再单一化，且在用气高峰时段，降低了主气源1的供气负荷；通过补气控制子系统71监控主管道2、储气罐62的实时压力值，实现了主管道2供气气源的自动切换，满足了下游所有用气点的需求，并且为用气旺季和用气高峰提供了有效可行的保供措施。

主管道2与副管道3之间通过管路串联有净化装置8、计量仪器9，计量仪器9电连接有计量数据采集系统10；副管道3与用气管道4之间通过管路连接有调压装置11；用气管道4下游并行铺设有多个去往不同用气点的用户支管41，用户支管41上安装有第六阀门42，第六阀门42电连接有限流控制子系统43。用气点包括民用用户、工业用户及分输站点等。通过计量数据采集系统10与限流控制子系统43，能够在下游用气点不断增加的情况下保证用气计划量不超限，从而调和城市天然气运营单位与上游能源供应单位的矛盾。

储气控制子系统63、补气控制子系统71、计量数据采集系统10及限流控制子系统43均电连接于一智能总控系统12。通过智能总控系统12的控制，各个子系统之间分工协作，共同完成下游各个用气点的供气，提高和完善了调压站的智能化程度和自动控制功能。

上述的第一阀门5、第二阀门64、第三阀门65、第四阀门67、第五阀门73及第六阀门42均为电动阀、液动阀或者气动阀。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种多气源智能保供调压站，包括依次设置的主气源(1)、主管道(2)、副管道(3)及用气管道(4)，其特征在于，所述主管道(2)上设有第一压力变送器(21)，所述主管道(2)与主气源(1)之间通过管路并联有第一阀门(5)及储气装置(6)，所述储气装置(6)包括带有第二压力变送器(61)的储气罐(62)及储气控制子系统(63)，所述储气罐(62)进出管路上分别设有第二阀门(64)、第三阀门(65)；所述第一压力变送器(21)、第二压力变送器(61)、第二阀门(64)及第三阀门(65)分别与所述储气控制子系统(63)电连接。

2.根据权利要求1所述的多气源智能保供调压站，其特征在于，所述第二阀门(64)通过管路并联有前后串联的压缩机组(66)、第四阀门(67)，所述压缩机组(66)、第四阀门(67)分别与所述储气控制子系统(63)电连接。

3.根据权利要求2所述的多气源智能保供调压站，其特征在于，所述第一压力变送器(21)、第二压力变送器(61)分别向所述储气控制子系统(63)发送实时压力值，所述储气控制子系统(63)根据所述实时压力值分别控制所述第二阀门(64)、第三阀门(65)及第四阀门(67)开与闭。

4.根据权利要求2或3所述的多气源智能保供调压站，其特征在于，所述第一阀门(5)、第二阀门(64)、第三阀门(65)及第四阀门(67)均为电动阀、液动阀或者气动阀。

5.根据权利要求1所述的多气源智能保供调压站，其特征在于，所述主管道(2)上游还连接有补气装置(7)，所述补气装置(7)包括补气控制子系统(71)及前后管路连接的补充气源(72)、第五阀门(73)，所述第五阀门(73)、第一阀门(5)、第一压力变送器(21)及第二压力变送器(61)分别与所述补气控制子系统(71)电连接。

6.根据权利要求5所述的多气源智能保供调压站，其特征在于，所述第一压力变送器(21)、第二压力变送器(61)分别向所述补气控制子系统(71)发送实时压力值，所述补气控制子系统(71)根据所述实时压力值分别控制所述第一阀门(5)及第五阀门(73)开与闭。

7.根据权利要求5所述的多气源智能保供调压站，其特征在于，所述补充气源(72)为LNG或者CNG补充气源。

8.根据权利要求5所述的多气源智能保供调压站，其特征在于，所述主管道(2)与副管道(3)之间通过管路串联有净化装置(8)、计量仪器(9)，所述计量仪器(9)电连接有计量数据采集系统(10)；所述副管道(3)与用气管道(4)之间通过管路连接有调压装置(11)；所述用气管道(4)下游并行铺设有多个去往不同用气点的用户支管(41)，所述用户支管(41)上安装有第六阀门(42)，所述第六阀门(42)电连接有限流控制子系统(43)。

9.根据权利要求8所述的多气源智能保供调压站，其特征在于，所述储气控制子系统(63)、补气控制子系统(71)、计量数据采集系统(10)及限流控制子系统(43)均电连接于一智能总控系统(12)。

10.根据权利要求8所述的多气源智能保供调压站，其特征在于，所述第五阀门(73)及第六阀门(42)均为电动阀、液动阀或者气动阀。

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