一种应用于输气管道站场的在线排污装置及在线排污方法与流程

本发明涉及排污系统、管道系统和自动化控制技术领域，具体而言，涉及一种应用于输气管道站场的在线排污装置及在线排污方法。

背景技术：

对于输气管道站场内的排污系统，传统的装置是排污支路上设置一个球阀和一个排污阀，这种装置只能实现离线手动排污，即当多支路设备不同时运行时(有备用支路时)，首先开启备用支路，关闭需要排污支路的上下游球阀，然后开启放空阀门，将天然气压力放空至安全操作压力以下，再关闭放空阀门，最后再打开球阀和排污阀进行排污。

此种离线排污装置的缺点是：

1、必须启用备用支路后，才可以对当前支路上的设备进行排污；

2、无法控制排放压力，容易对下游设备造成损坏，甚至对运行人员造成伤害；

3、排污自动化程度低，手动排污操作步骤复杂，增加运行人员工作量和误操作机率。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种应用于输气管道站场的在线排污装置及在线排污方法，解决以往工艺方法中存在的问题，保证站场运行的安全，减少操作风险并且有利于节能减排，并且可以通过SCADA系统对其进行监控。

本发明提供了一种应用于输气管道站场的在线排污装置，该装置包括：

至少一台过滤器，所述过滤器下方设有至少一个集液包，所述集液包上设有第一液位变送器和第二液位变送器；

至少一路排污支路，所述排污支路的一端与所述集液包相连，所述排污支路另一端与汇管相连，所述排污支路上依次设有第一安全切断阀、第一工艺球阀、液位调节阀和第二工艺球阀；

排污罐，所述排污罐与所述汇管相连，所述排污罐上设有第三液位变送器；

汇管，所述汇管上靠近所述排污罐的一端设有压力变送器和第二安全切断阀；

仪表接线箱，所述仪表接线箱与所述第一液位变送器、所述第二液位变送器、所述第一安全切断阀、所述液位调节阀、所述压力变送器、所述第二安全切断阀和所述第三液位变送器相连。

作为本发明进一步的改进，所述在线排污装置包括三台过滤器，每台过滤器下方设有两个集液包，每个集液包与一路排污支路相连，六路排污支路与所述汇管相连。

作为本发明进一步的改进，所述第一液位变送器通过第一仪表电缆接入所述仪表接线箱，所述第二液位变送器通过第二仪表电缆接入所述仪表接线箱，所述第一安全切断阀通过第三仪表电缆接入所述仪表接线箱，所述调节阀通过第四仪表电缆接入所述仪表接线箱，所述压力变送器通过第五仪表电缆接入所述仪表接线箱，所述第二安全切断阀通过第六仪表电缆接入所述仪表接线箱，所述第三液位变送器通过第七仪表电缆接入所述仪表接线箱。

作为本发明进一步的改进，所述第一液位变送器与所述液位调节阀连接，所述第二液位变送器与所述第一安全切断阀连接，所述第三液位变送器与所述第二安全切断阀连接，所述压力变送器与所述第二安全切断阀连接。

本发明还提供了一种应用于输气管道站场的在线排污方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，所述第一液位变送器测量所述集液包的液位值，所述第一液位变送器对该液位值进行判断，当该液位值为高液位值时，开启所述液位调节阀；当该液位值为低液位值时，关闭所述液位调节阀；

同时，将所述第一液位变送器的第一液位测量信号接入仪表接线箱，将所述液位调节阀的调节信号接入仪表接线箱；

步骤2，所述第二液位变送器测量所述集液包的液位值，所述第二液位变送器对该液位值进行判断，当该液位值为低液位值时，关闭所述第一安全切断阀；

同时，将所述第二液位变送器的第二液位测量信号接入所述仪表接线箱，将所述第一安全切断阀的第一切断信号接入所述仪表接线箱；

步骤3，所述第三液位变送器测量所述排污罐的液位值，所述第三液位变送器对该液位值进行判断，当该液位值为高液位值时，关闭所述第二安全切断阀；

同时，将所述第三液位变送器的第三液位测量信号接入所述仪表接线箱，将所述第二安全切断阀的第二切断信号接入所述仪表接线箱；

步骤4，每路排污支路均执行步骤1-3；

步骤5，所述压力变送器测量所述排污支路的压力值，所述压力变送器对该压力值进行判断，当该压力值为高压力值时，关闭所述第二安全切断阀；

同时，将所述压力变送器的压力信号接入所述仪表接线箱，将所述第二安全切断阀的第三切断信号接入所述仪表接线箱；

步骤6，所述仪表接线箱接收每路排污支路上的所述第一液位测量信号、所述第二液位测量信号、所述第三液位测量信号、所述第一切断信号、所述调节信号，同时所述仪表接线箱接收所述汇管上的所述第二切断信号、所述压力信号和所述第三切断信号，并通过总线向SCADA系统进行数据传输。

作为本发明进一步的改进，步骤1中，当所述液位调节阀失效无法关闭时，关闭所述液位调节阀上游设置的第一安全切断阀。

作为本发明进一步的改进，步骤1中，所述第一液位变送器的第一液位测量信号通过第一仪表电缆接入仪表接线箱，所述液位调节阀的调节信号通过第四仪表电缆接入仪表接线箱。

作为本发明进一步的改进，步骤2中，所述第二液位变送器的第二液位测量信号通过第二仪表电缆接入所述仪表接线箱，所述第一安全切断阀的第一切断信号通过第三仪表电缆接入所述仪表接线箱。

作为本发明进一步的改进，步骤3中，所述第三液位变送器的第三液位测量信号通过第七仪表电缆接入所述仪表接线箱，所述第二安全切断阀的第二切断信号通过第六仪表电缆接入所述仪表接线箱。

作为本发明进一步的改进，步骤5中，将所述压力变送器的压力信号通过第五仪表电缆接入所述仪表接线箱，将所述第二安全切断阀的第三切断信号通过第六仪表电缆接入所述仪表接线箱。

本发明的有益效果为：解决以往工艺方法中存在的问题，保证站场运行的安全，减少操作风险并且有利于节能减排，并且可以通过SCADA系统对其进行监控。

附图说明

图1为本发明实施例所述的一种应用于输气管道站场的在线排污装置的结构示意图。

图2为本发明实施例所述的一种应用于输气管道站场的在线排污流程的示意图。

图中，

1、过滤器；2、第一液位变送器；3、第二液位变送器；4、第三液位变送器；5、排污支路；6、第一安全切断阀；7、第一工艺球阀；8、液位调节阀；9、第二工艺球阀；10、第二安全切断阀；11、压力变送器；12、排污罐；13、仪表接线箱；14、集液包；15、第一仪表电缆；16、第二仪表电缆；17、第三仪表电缆；18、第四仪表电缆；19、第五仪表电缆；20、第六仪表电缆；21、第七仪表电缆；22、汇管。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

实施例1，如图1所示，本发明实施例的一种应用于输气管道站场的在线排污装置，该装置包括三台过滤器1、六路排污支路5、汇管22、仪表接线箱13和排污罐12。

每台过滤器1下方设有两个集液包14，共有六个集液包14，每个集液包14上设有第一液位变送器2和第二液位变送器3。

每路排污支路5的一端与一个集液包14相连，每路排污支路5另一端均与汇管22相连，每路排污支路5上依次设有第一安全切断阀6、第一工艺球阀7、液位调节阀8和第二工艺球阀9。

排污罐12与汇管22相连，排污罐12上设有第三液位变送器4。

汇管22上靠近排污罐12的一端设有压力变送器11和第二安全切断阀10。

仪表接线箱13与第一液位变送器2、第二液位变送器3、第一安全切断阀6、液位调节阀8、压力变送器11、第二安全切断阀10和第三液位变送器4相连。

其中，第一液位变送器2通过第一仪表电缆15接入仪表接线箱13，第二液位变送器3通过第二仪表电缆16接入仪表接线箱13，第一安全切断阀6通过第三仪表电缆17接入仪表接线箱13，液位调节阀8通过第四仪表电缆18接入仪表接线箱13，压力变送器11通过第五仪表电缆19接入仪表接线箱13，第二安全切断阀10通过第六仪表电缆20接入仪表接线箱13，第三液位变送器4通过第七仪表电缆21接入仪表接线箱13。

进一步的，为了保证对液位调节阀8的连锁控制，将第一液位变送器2与液位调节阀8连接；为了保证对第二液位变送器3对第一安全切断阀6的连锁控制，将第二液位变送器3与第一安全切断阀6连接；为了保证第三液位变送器4对第二安全切断阀10的连锁控制，将第三液位变送器4与第二安全切断阀10连接；为了保证压力变送器11对第二安全切断阀10的连锁控制，压力变送器11与第二安全切断阀10连接。

其中，

每个排污支路5的排污管线的口径为2寸class600#。

液位调节阀8采用轴流式液位调节阀，口径为1寸，应配带执行机构，类型为故障安全型，事故状态为FC。液位调节阀8与上游第一工艺球阀7(截断球阀)的安装间距不低于600mm。为了实现自动排污功能，液位调节阀8的调节功能有效降低排污流速，并控制排污压力在排污罐12的操作压力以下。

第一液位变送器2和第二液位变送器3均为磁致伸缩液位变送器，变送器通过侧面法兰安装。第一液位变送器2用于连锁控制液位调节阀8，设置高报警限值和低报警限值；第二液位变送器3用于连锁控制第一安全切断阀6，设置低报警限值。

为了防止排污操作时排污罐12的液位超高导致溢流事故的发生，在排污罐12上设置第三液位变送器4。

为防止液位调节阀8失效(无法关闭时)导致气体窜漏至排污装置，在液位调节阀8上游设置第一安全切断阀6。第一安全切断阀6应配带执行机构，类型为故障安全型，事故状态为FC。

为了防止由于液位调节阀8失效以后无法控制排放压力，导致的排污罐12超压，在汇管22上且在靠近排污罐12进口处设置第二安全切断阀10。第二安全切断阀10应配带执行机构，类型为故障安全型，事故状态为FC。

实施例2，一种应用于输气管道站场的在线排污装置的在线排污方法,该方法包括以下步骤：

步骤1，第一液位变送器2测量集液包14的液位值，第一液位变送器2对该液位值进行判断，当该液位值为高液位值时，开启液位调节阀8，进行自动排污的启动触发；

当该液位值为低液位值时，关闭液位调节阀8，进行自动排污的停止触发；

当液位调节阀8失效无法关闭时，触发关闭液位调节阀8上游设置的第一安全切断阀6。

同时，将第一液位变送器2的第一液位测量信号通过第一仪表电缆15接入仪表接线箱13，将液位调节阀8的调节信号通过第四仪表电缆18接入仪表接线箱13。

步骤2，第二液位变送器3测量集液包14的液位值，第二液位变送器3对该液位值进行判断，当该液位值为低液位值时，连锁关闭第一安全切断阀6，进行自动排污的紧急切断；

同时，将第二液位变送器3的第二液位测量信号通过第二仪表电缆16接入仪表接线箱13，第一安全切断阀6的第一切断信号通过第三仪表电缆17接入仪表接线箱13。

步骤3，第三液位变送器4测量排污罐12的液位值，第三液位变送器4对该液位值进行判断，当该液位值为高液位值时，触发关闭第二安全切断阀10，进行自动排污的紧急切断；

同时，将第三液位变送器4的第三液位测量信号通过第七仪表电缆21接入仪表接线箱13，第二安全切断阀10的第二切断信号通过第六仪表电缆20接入仪表接线箱13。

步骤4，每路排污支路5均执行步骤1-3。

步骤5，压力变送器11测量排污支路5的压力值，压力变送器11对该压力值进行判断，当该压力值为高压力值时，连锁关闭第二安全切断阀10，进行自动排污的紧急切断；

同时，将压力变送器11的压力信号通过第五仪表电缆19接入仪表接线箱13，将第二安全切断阀10的第三切断信号通过第六仪表电缆20接入仪表接线箱13。

步骤6，仪表接线箱13接收每路排污支路5上的第一液位测量信号、第二液位测量信号、第三液位测量信号、第一切断信号、调节信号，同时仪表接线箱13接收汇管22上的第二切断信号、压力信号和第三切断信号，并通过总线向SCADA系统进行数据传输。

本发明对于输气站场采用在线自动排污的方法后可以实现在线自动排污。在线排污装置内的设备均为露天安装设计，其防护等级不低于IP65，防爆等级不低于EXdIIBT4，完全满足露天环境及现场防爆要求；在线排污装置的设备均由SCADA系统自动控制，也可以切换到远程手动控制模式和就地手动控制模式，方便后续的管理控制。

本发明利用液位调节阀的调节功能有效降低排污流速，并控制排污压力在排污罐的操作压力以下。此外，在排污罐入口管线设置一个安全切断阀，在安全切断阀前设置一个压力变送器，在排污罐上设置液位变送器，将液位和压力与安全切断阀进行连锁，当压力达到排污罐的设计压力时或排污罐液位达到设定值时，连锁关闭排污管入口的安全切断阀并报警，可以防止由于液位调节阀失效以后无法控制排放压力和流量导致的排污罐超压或溢流事故的发生。

同时，在线自动排污是根据过滤设备(集液包)内液位的高低进行自动排污。当过滤设备内液位达到高液位值时，液位调节阀自动打开，将液体排往下游的封闭式排污罐；当过滤器内液位达到低液位值时，液位调节阀自动关闭。同时，为防止液位调节阀失效(无法关闭时)导致气体窜漏至排污系装置下游，在液位调节阀上游设置安全切断阀。当集液包内的液位达到低报警值时，将触发安全切断阀关闭，从而防止液位进一步降低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。