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智能调压站的功能及在中低压管网中的应用.pdf

智能调压站的功能及在中低压管网中的应用

勤劳的mango222
2017-07-06 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《智能调压站的功能及在中低压管网中的应用pdf》,可适用于领域

智能调压站的功能及在中低压管网中的应用上海航天能源股份有限公司上海飞奥燃气设备有限公司高宇李建军摘要:介绍了一种新型智能调压站的设计参数、功能特点、主要组成与核心控制原理指出传统调压站存在的弊端与燃气公司对安全管理和分配调度的需求并预测了智能调压站在市场发展和用户需求下的市场前景。关键字:智能调压站安全压力调节流量限制中低压燃气调压站是城市燃气输配管道的重要组成部分是燃气管网供气调节和安全管理的一个重要环节具有分布广且无人值守的特点。目前中低压燃气调压站的输配管理还处于人工现场管理的阶段出口压力、流量等需要工作人员进入现场进行调整作业效率及安全性较低一旦发生故障时需要用户报修才能进行维修管理比较被动处理不及时甚至会造成重大安全事故。随着城市燃气管网发展快速发展传统管理手段已不能满足城镇燃气发展的要求为了提升管网运行安全性需要采用先进电子技术、物联网技术实现城镇燃气管网智能化管理。本文主要介绍一种应用于中低压管网负荷管理的创新性智能调压站产品。智能调压站技术参数与功能特点智能调压站是在传统的自力式调压器基础之上技术创新开发新型智能控制器和专用自力式调压器控制导阀通过智能控制器实现对控制导阀进行控制实现调压器出口压力和出口流量智能控制。智能调压站产品由于是在自力式调压器技术之上开发的因此其调压技术参数及精度与自力式调压器相同并具备本质安全特性。.设计参数智能调压站的主要设计参数见表。表智能调压站主要设计参数内容性能描述内容性能描述工作介质人工煤气、天然气和液化气混空气等非腐蚀性气体自动放散功能有工作温度.,℃主副路自动切换功能有设计温度一,.,℃调压器在线维修功能有进口压力pl.MPa~o.MPa采用内置锂电池供电在每周实现一次数据通方式出口压力P.O心akPa讯的省电模式下可持续供电日。设计压力内O.~口a采用伏直流电、伏交流电或太阳能调压精度等级可达AC供电等外接装置供电当外接供电装置失效供电方式时内置的充电电池持续工作时间如下:关闭压力等级可达SGl方式mdashmdash全功能状态持续工作日。过滤精度umdashmdash在每周实现一次数据通讯的省电模式下温度测量精度士O.。C(i.。C/kh)可持续供电日(流量计采用低频)或日调压器阀位测量精度士.%FSf流量计采用高频。压力测量进口压力士O.%FS仕O.%FS/年)数据记录存储数每个变量个精度出口压力士O.kPa(士o.kPa/年周期秒一小时可调超压有传输方式光纤通信切断功能通讯欠压可选通讯协议ModbusfTCP/IP或RaV)middot省电模式是指每周与控制平台通讯一次压力变化幅度低控制两路调压器。))年第期上海煤气万方数据.功能特点..监测功能智能控制器支持有线通信或无线通信方式可以将采集的运行参数实时发送到调度中心同时支持短信通信方式用户可以通过手机短信实时了解调压站运行参数信息监测参数包括:()进站压力监测f):t站压力监测()出站温度监测()调压器阀位监测(流量监测。自动根据进口压力、出口压力、出口温度和调压器开度等计算问接流量用于流量自动控制流量计算符合《城镇燃气调压器》(GB)。计量仪表流量用于贸易结算(仅适用于安装有流量计的型号。..报警功能报警信息可以通过有线或无线方式发送、传输至调度中心也可以短信形式发送至指定手机。可实现的报警功能有以下几种形式:()过滤器压差超限报警。当过滤器压差达到设定值时会自动报警提醒用户及时更换或清洗滤芯。()切断阀切断报警。当任何一路的紧急切断阀切断后会自动报警提醒用户设备出现故障需要现场维修。()燃气泄露报警。若有燃气泄露并达到内置燃气泄露报警器设定值后会自动报警提醒用户调压站内有燃气泄露需要现场排查解决。f)开门报警。打开调压站任一个门会自动报警提醒用户有人打开调压站门需要核实是否为操作人员在现场操作还是有非法人员闯入。..控制功能...出口压力设定值的调整智能调压站的调压器其导阀采用带气包式控制导阀调压器出口压力设定值为调压器主弹簧设定压力(固定值)、导阀弹簧设定压力(固定值)和气包压力(调整值)叠加后的压力值故调节气包压力能实现智能调压站出口压力设定值的调整。通过对调压站出口压力设定值的调整使调压站出口压力与用气量关联能够实现两方面的功能:()用气低峰时较低的出口压力减少燃气泄漏量、提高管道安全性。()用气高峰时较高的出口压力增大调压站供气能力提高用气安全。调压站出口压力设定值的调节模式有根据预制压力控制曲线和临时设置出口压力等两种其中预制压力曲线是根据管网压力变化趋势预先设置今后一段时间内管网压力调节曲线调压站根据预设压力调节曲线自动控制调压站出口压力实现管网压力自动调节功能见图。临时设置出口压力是根据管理需要临时提高或降低调压站出口压力设定值调压器按照设定出口压力进行调节。彝一俐肚力ldquoj制小恿以上两种控制模式均可以通过本地控制或远程控制两种方式实现。本地控制模式是通过智能调压站内置控制器设定调压站出口压力而远程控制模式通过配置管理软件平台设定调压站出口压力。...流量限制流量限制见图。.::鎏嚣瓣蘸lsquo嚣鬻骄H流撼限制卅divide意上海煤气年第期((矽嚣鬻万方数据在城镇燃气管网中不仅有居民用户还有工商和公福等用户在管网有限供气的能力下为保障居民和公福用户的用气安全在合同规定的范围内对工商用户进行流量限制以保障供气安全。用户流量限制通过设定调压站控制流量值来实现其调节控制模式与压力控制模式相似。..调压站远程切断功能智能调压站可在下游管网出现异常(如泄漏、超流和超压等)时为保障用气安全可由控制中心发布远程切断指令智能调压站自动关闭紧急切断阀以停止对下游管网的供气。该方式也适用于对欠费用户的管理。..备用调压路设定压力自动调整.单元功能..进口单元AB过滤嚣智能调压站工作调压路调压器设定压力调整时备用调压路调压器设定压力自动同步升高过降低。若智能调压站工作调压路调压器发生故障使其内置紧急切断阀切断备用调压路调压器自动切换至工作状态并且其设定压力自动调整至原主调压路调压器设定压力。智能调压站组成.主要设备组成智能调压站的组成设备按功能分为进口单元A、过滤调压单元B、出口单元C和智能控制单元D等见图所示。进口单元从调压站的进口法兰开刃))年第期上海煤气羁智能调限站主要设备组成B叨断阀B旁通悯进口开关阀(蝶形球阀B)为止由压力表(A)、调试球阀(A)和压力传感器等设备组成并实现将进始至过滤单元的口压力上传至智能控制器的功能。万方数据..过滤调压单元B进口单元之后气体进入过滤调压单元该单元是整个智能调压站的核心部分之一可实现对燃气的过滤、调压、流量控制和远程控制等功能。该单元由能自动切换的主、副过滤调压路所组成每条路均由进口开关阀(蝶形球阀B)、过滤器(B附排污球阀和带触电开关的压差计和五通阀)、调压器(B附内装式紧急切断阀、预调阀导阀系统、切断阀阀位传感器和调压器阀位传感器)、压力表(B)、调试球阀(B)和出口开关阀(蝶形球阀B)等设备组成。其中过滤器本体底部设有排污阀用于定期排污或更换、清洁滤芯时泄压过滤器本体上设置了易开式头部保证整个设备正常、安全工作的同时头部开启简单、方便过滤器上设有带触电开关的压差计f带五通阀组)可显示滤芯的阻塞程度以便及时清洁及更换当达到设定的压差(一般设定为lea)时向智能控制器发出触点信号提醒用户对滤芯进行更换或清洗。调压器内置了紧急切断阀当出口压力达到主路紧急切断阀设定值时能自动切断主路紧急切断阀(向智能控制器发出触点信号提醒用户主路调压器故障)保障下游用气的安全同时当出口压力小于等于副路调压器设定值时副路调压器自动启动并通过智能控制器自动升高出口压力至主路调压器设定压力。..出口单元C计量单元之后气体进入出口单元出口管路由安全放散N(C)、排空阀(C)、压力传感器(智能控制器自带和温度传感器等设备组成并实现将出口压力和温度上传至智能控制器的功能。..智能控制单元D智能调压站的控制核心为智能控制器(D)可实现.中所述的功能。控制原理.远程调压原理智能控制器接收到调压控制命令及压力设定值P。时智能控制器将出口压力P与Ps作比较从而控制进气或排气的电磁阀间歇性启闭来改变导阀的设定值见图。|冬|远Wi/i#ll№原理智能调压站使用的导阀是一种特殊导阀其显著的特点是导阀腔体的压力变化可以和弹簧的设定压力产叠加共同驱动调压器的出口压力。在弹簧设定不变的情况下导阀腔体压力的上升可引起调压器出口压力的上升导阀腔体压力的下降可引起调压器出口压力的下降而且比例达到:l满足公式:出口压力=弹簧的设定压力导阀腔体压力。.间接流量计算原理通过采集调压器阀位开度和调压器的进口压力与出口压力控制器利用内置的计量公式Q=F(pPSC。)计算调压器的瞬时流量值。其中Q为瞬时流量值Pl为进压力P为出E压力S为阀位开度Cg为流量系数。..已知调压参数输入进口压力最大值P。。x(MVa)进口压力最小值Plni。(MPa)出口压力最大值P。。(MPa)出口压力最小值Pmi。(MPa)其中P。表示调压器进口压力为绝对压力值一般取最小值输入进行计算。压差Ap取..MPa介质相对密度p取.进口介质温度t正常为℃。Cg系数可查表:表调压器流量系数I规格DNIcgll对于一台固:的调压器其全量程的Cg值是一上海煤气年第期((万万方数据个常数而不同开度下的Cg值与量程基本上成线性关系比如:全量程为min当开度为mm时其Cg值就为全量程Cg的%。..流量计算依据选定的Cg值通过进气压力(最大、最小)计算输出流量。流量计算公式:当plp时:Q:.timesCgtimesPtimessin(.times.Ap.times.VPl()『Ptimes(.r)当Pl一p时:Q=.xCgxp。x屎篙()报警监控。訇多台智能调压站向下游管网供气().向下游用户供气.限流原理智能控制器接收到限流控制命令及流量设定值Qs时智能控制器将自己计算出的流量Q与Qs作比较从而通过降压的方式(控制排气的电磁阀间歇性启闭来改变导阀的设定值)来限制流量。如图所示通过智能调压站向下游用户供气除了可对用户进行调压也可实现限流和数据监控功能。拧制、i台rsquo。一====permil.。ldquomdashmdash.mdashmdash◇一Irsquo}o■=:磊mdashmdashmdashmdash二£mdashmdashmdash一≮一、.远程切断智能调压站的远程切断功能是通过欠压切断方式来实现其原理是通过管理软件打开导阀组件中的排气电磁阀(或称降压电磁阀)超过秒钟从而使得设定压力低于欠压切断压力引起调压器切断。结语智能调压站的应用举例.并联向下游管网供气如图所示由多台智能调压站并联向下游供气可实现的功能有:()高峰前统一升压满足下游需求()高峰后统一降压减少管道泄露()高峰时限流减小上游管网输配压力()分配各站流量()多气源的经济性分析()数据监控廖))年第期上海煤气智能调胜女天然气行业经过多年的快速发展我国城市燃气管网也得到了同步发展。城市燃气供气以中低压管网为主每个城市都需要配置大量区域调压站和计量站对终端用户供气。经过初步统计我国各城市基于中低压管网区域调压站和计量站已投运存量超过万台并且每年都有万台计%的新增量投入运行而且随着我国城镇化、新农村战略发展以及节能减排生态文明建设进程的发展该部分调压站还会有更大增量。而目前传统的中低压调压站鲜有重要数据实时监控与故障报警功能且完全没有及时调度、灵(下转第页)▲▲万方数据道阴极防护系统的重要补充也将是今后燃气管道杂散电流防护领域的一个重要研究方向。结语本文对某轨交站附近的杂散电流进行测试并分析现场测试结果。分别测量了管道的通断电电位、管道附近的地电位梯度以及轨地电压。三组数据均在机车运行时不断波动停运后趋于平稳。管道的通电电位波动十分剧烈受到严重干扰断电电位不满足国家标准中的相关规定存在腐蚀风险。机车运行期间管道附近的地电位梯度波动频繁梯度值甚至超过了.mV/m根据国家标准规定管道不仅存在腐蚀风险甚至还需额外的防护措施。管地电位、地电位梯度变化均与轨地电压具有时间同步性充分说明轨交系统对管道的干扰。在讨论管道的真实保护情况时应使用更接近管道的真实保护电位的断电电位而在评价管道受干扰情况时则应使用波动更为明显的通电电位。对于有防腐层且已施加阴极防护的管道若其在受到严重直流杂散电流干扰仍需要额外的防护措施时可考虑对管道进行排流保护。排流是对管道阴极防护系统的重要补充也将是今后燃气管道杂散电流防护领域的一个重要研究方向。MeasurementandAnaIysiSofStrayCurrentnearBuriedGasPipeIiReTongjiUniversityCollegeofMechanicalandEnergyEngineeringQinChaokuiZhouCeChenZhiguangAbstract:Straycurrenthasprofoundinfluenceonelectricfieldofgaspipelineandthenearbysoil.Inthispaper,fieldtestshavebeendoneinastaffonofShanghaimetroincludingon/offpipe.tomdashsoilpotential.soilpotentialgradienttoestimatetheprotectionandaffectedconditionofpipeline.Railmdashto.soilpotentialhasalsobeentestedtoinvestigatethestraycurrentinterferencefromrailtransituponnearburiedgaspipelinebasedonthesynchronism.Finally,effectiveprotectivemeasuresagainststraycurrentcorrosionareintroduced.Keywords:straycurrent(sc)railtransitcorrosionprotectioninterferenceestimationgaspipeline(上接第页)活性调配供气的功能。因此如何加强对城市燃气中低压管网安全管理采取有效的措施预防和减少事故的发生确保燃气管网安全运行保护用户和燃气企业财产不受损失是城市燃气企业面对的首要问题。智能调压站的技术成果所形成的产品将覆盖、、l、、和m/h几个系列基本上满足了城市燃气中低压管网负荷管理要求。管网智能调压站产品不仅符合行业需求也具有广阔市场前景有力促进我国燃气产业的智能化技术进步有力推动天然气行业的安全健康快速发展由此带来巨大的社会效益同时也会给市场带来巨大的经济效益。App|cationoftheSmartGasStarioninMPLPGasPipeNetworkShanghaiAerospaceEnergyCo.Ltd.GaoYuShanghaiFiorentiniGasEquipmentCo.Ltd.LiJianjunAbstract:Comparedwithtraditionalgasregulator,thesmartgasstationhasmoreadvantagesinMPLPgasdistributionandsafetymanagement.Thispaperintroducesanewtypeofsmartgasstationincludingitsdesignparametersfunctionmaincompositionandcorecontrolprincipleandpredictsthemarketprospectunderitsdevelopmentandcustomerdemands.Keywords:smartgasstationsafety,:】移))年第期上海煤气ssureregulationflowlimitation万方数据

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