专利名称：联通不同供气区域管网的双向计量及联通的方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及天然气，特别涉及天然气的计量与控制技术领域。
背景技术：
随着城市化进程的加速，不少经济发达地区的城市与城市之间，城市与镇区之间， 镇区与镇区之间，已没有明显的疆域划分概念，经济活动紧密联系在一起。鉴于此，原本分 别供应各城市或各镇区的、各自独立的燃气，特别是天然气供应管网，如果能够联通起来， 小管网、局部区域管网变成大管网，不仅有利于平衡整个管网的负荷，均衡各供气点压力； 而且能够极大提高管网利用效率，减少输配管网投资，提高供气的安全可靠性、灵活性；还 能够充分发挥出“大管网”的输配、储气及调峰优势，百利而无一弊！但是，这些各自独立的区域天然气管网的资产产权和经营权，往往分属于不同的 业主，管网联通后由于天然气的流动性，势必存在两个管网(两个业主)之间气源交易，这 就存在贸易计量结算问题。最为难办的是，甲管网与乙管网间，并不是永恒的单向流动关 系，而是随机的、经常变化的、双向流动关系，流量时大时小、甚至停止。由此带来“双向计 量”问题，必须有妥善的解决办法，这是联通的前提和基础，也是两个管网联通的最大障碍。按照目前国内外天然气计量技术现状，国内高精度的天然气计量仪表基本上不具 备双向计量功能。即便国外极个别计量仪表具备双向计量功能，但由于上述两个管网间经 常性的存在气体“静止”或“微流动”工况，也就是低流量工况频繁出现。因此，难以满足计 量仪表的下限值(即最小量程)的要求。因为，无论哪一种计量仪表，都存在低流量的限制， 低于此流量，仪表精度不能得到保证。而单从计量仪表本身的技术层面入手，是难以很好解 决上述计量问题的。可见，有必要避开计量仪表低量程限制的瓶颈，开发出一种简便、实用、可靠的新 技术或方法或装置，既解决双向计量问题，又能较好解决计量仪表低流量状态下的准确计 量问题，这是一个重要而迫切得问题。
发明内容
本发明的目的在于弥补现有技术的缺陷，提供一种可实现不同燃气管网的双向联 通、计量，且有效解决低流量状态下计量仪表准确性缺陷的方法及系统。为了实现以上发明目的，本发明采用了以下技术方案一种联通不同供气区域管 网的双向计量及联通系统，包括用于测量管网A侧管道气体压力的检测仪表A ；用于测量 管网B侧管道气体压力的检测仪表B ；联通管网A与管网B的总联通管道，总联通管道上设 有联通阀；管网A向管网B补充气体时的计量仪表通道(10)，设有气体流量计及表前、表后 阀门；管网B向管网A补充气体时的计量仪表通道(20)，设有气体流量计及表前、表后阀 门。所述联通阀、表前阀门及表后阀门为电动阀或手动控制阀，可手动控制也可通过 自控系统进行自动控制。
一种联通不同天然气区域管网的双向计量及联通方法，包括以下步骤设置联通 管网A及管网B的总联通总管，总联通管道上设有联通阀，分别设置计量气体自管网A流向 管网B的计量仪表通道及自管网B流向管网A的计量仪表通道，所述计量仪表通道上分别 设置有气体流量计及控制阀门，分别设置测量管网A和管网B压力的压力仪表；分别测量管 网A及管网B —侧的管道气体压力，当所测气体压力差大于压差预定值时，开启管网A及管 网B间的联通阀，使所述总联通管道联通，气体自压力高一侧管网流向压力低一侧管网的 计量仪表通道处于联通状态，气体流量计计量该通道上的气体流量，另一条计量仪表通道 处于截断状态；当所测得的气体流量值低于预定值时，截断所述总联通管道及计量仪表通 道。具体来说，所述截断总联通管道是指关闭所述联通阀，所述截断计量仪表通道是 指关闭所述表前阀门，压力高一侧的管网停止向压力低一侧的管网输气，避免所联通的计 量仪表通道上的计量仪表进入其量程下限而导致计量失准。所述联通阀、表前阀门及表后阀门为电动阀门，由自动控制系统依据检测信号而 实现自动控制。当然，依据需要也可进行手动控制。一般来说，流量预定值为气体流量计的下限值，即量程低限值，当低于气体流量计 测量的下限值时，所联通的计量仪表通道即被截断，避免计量失准。此时，两管网压力差较 小，无联通需求。两个管网间压力差过大(高于某一设定值，也就是压力预定值)时，表明一方管网 压力偏低，有联通的需求。若将管网联通阀门开启，另一方高压力管网的天然气即向压力低 的管网这一方补充，可解决其压力低的问题。此时，流经计量仪表的天然气体量一般较大， 高于计量仪表的量程下限，不存在计量不准确的问题。随着低压力管网侧压力的升高，同时 高压力管网侧压力则降低，两个管网间压力差逐渐变小，流经计量仪表的天然气体量也慢 慢降低，直至接近计量仪表的量程下限。此时，关闭联通阀门，避免计量仪表工作在低流量 (量程下限)状态。待到管网运行再次出现压力差过大情况(高于压差预定值)时，联通阀 门再次开启。联通阀门的开启、关闭过程，可由自动控制系统依据检测信号自动完成，也可 由人工操作实现。因此，本发明既可以解决不同管网间的双向联通、双向计量问题，又可以 避免在微流量或低流量状态下计量仪表的检测困难，同时解决贸易结算准确和管网压力点 均衡的难题，对于区域间管道燃气的联网及合理利用具有重要的意义。
图1是两个管网联通时双向计量系统的原理图。
具体实施例方式如图1所示，存在两个不同的天然气管网，管网A及管网B，压力表Pl用于检测管 网A —侧的天然气压力值；压力表P2用于检测管网B —侧的天然气压力值。压力表Pl及 P2分别测得的压力值为P” P2，(P1-P2)为两管网的压力差值。气体通道10为管网A向管网B补充天然气时的计量仪表通道，流量计为计量仪表 A, VA1、Va2分别为流量计表前和表后阀门，可以是自动启闭的电磁阀，也可以是人工手动阀。气体通道20为管网B向管网A补充天然气时的计量仪表通道，流量计为计量仪表B，VB1、VB2分别为流量计表前和表后阀门，可以是自动启闭的电磁阀，也可以是人工手动阀。总联通管道30是两个管网间的联通管道，阀门V设置于总联通管道上，控制该管 道的通、断，可以是自动启闭的电磁阀，也可以是人工手动阀。启动两管网联通的压力差设定值为N值，即联网起点压差(压差预定值)；两个联 通管网断开时的流量计量程下限值设为M值，即管网断开流量差值(流量预定值)。(一)计量系统在“自动”模式下运行1.当A、B两管网压力差较小，未达到联网起点压差，即N > (P1-P2) >_N，表明两 管网间压力差别不大，平衡负荷(管网联通)需求不迫切。若此时联通，流经流量计的流量 较小，计量仪表处于低量程范围(量程下限位置)，不能保证计量精度。因此，此状态下，管 网联通阀门V关闭，切断两管网间的联系(不联通)。2.当管网运行过程中，出现两管网间压力差增大的情况，当(P1-P2)彡N(压差预 定值)时，A管网压力远大于B管网压力，此时B管网迫切需要从A管网得到气源补充，以 提高自身管网压力满足用户用气需求。此时，联通阀门V开启，流量计表前阀门Vai、表后阀 门Va2同时开启，气体通道10联通；VB1、VB2关闭，气体通道20处于断开状态。A管网向B管 网补充供气，并由计量仪表A进行计量。当计量仪表A的流量检测值低于M值(流量预定值)时，联通阀门V、流量计表前 阀门Vai同时关闭，A管网停止向B管网输气，避免计量仪表A进入其量程下限而导致计量 失准。3.而当(P1-P2)彡-N时，A管网压力远小于B管网压力，此时A管网迫切需要从B 管网得到气源补充，以提高自身管网压力满足用户用气需求。此时，联通阀门V开启，流量 计表前阀门Vbi、表后阀门Vb2同时开启，气体通道20联通；VA1、VA2关闭，气体通道10处于断 开状态。B管网向A管网供气，并由计量仪表B进行计量。当计量仪表B的流量检测值低于M值(流量预定值)时，联通阀门V、流量计表前 阀门Vbi同时关闭，B管网停止向A管网输气，避免计量仪表B进入其量程下限而导致计量 失准。( 二)计量系统在“手动”模式运行依据两管网侧压力表的差值，即压差(P1-P2),手动操作各控制阀门，实现两管网的 联通或断开。联网时，视具体情况分别由A通道(计量仪表A)或B通道(计量仪表B)进 行计量，并避开流量计量程下限(低限流量)值，同时解决贸易结算准确和管网压力点均衡 的难题。实施例广东省某市所辖镇区较多，镇区之间紧密相连。其中，相邻两镇区(CA镇与HM镇) 的天然气管网在华南大道附近相距不远。华南大道处距离CA镇其中的一个天然气气源供应点不远，有主干道连接。一般情 况下，此处天然气压力较高。但在上述气源供应点故障或者检修时，此处压力偏低。而对于 HM镇天然气管网来说，华南大道处于HM镇天然气管网的末端，每天的晚高峰时段，特别是 节假日晚高峰时段，该处压力严重不足，导致用户用气受到影响。CA镇与HM镇的两个区域性天然气管网分属于不同的业主，尽管双方对于两管网 在华南大道处联通达成了共识，但苦于一直没有较好的双向计量解决方案而无法实施。采用本发明的技术与管理相结合的方案后，上述问题才得到圆满解决。具体方案如下采用图1所示的双向计量解决方案，CA镇管网为A管网，HM镇管网为B管网。两 天然气管网运行压力为0. 3MPa，设计压力级制为中压(0. 2MPa 0. 4MPa)。两管网未联通前，CA镇管网在华南大道处压力汜值)一般为O.lSMPa，气源供 应点故障时此处的压力低于0. OSMPa ;HM镇天然气管网在华南大道处压力(P2值)一般为 0. 12MPa，晚高峰时段压力低至0. 06MPa以下。PU P2为压力变送器，此外，还设置了一台检测Pp P2这两点压力差别的差压变送 器，相当于(P1-P2)值。气体通道10及气体通道20的管道管径为DNIOOmm，管网联通阀门V上的总联通管 道30管径为DN200mm。总联通管道30上的联通阀门V选用电动阀；VA1、VB1选用电磁阀，VA2, Vb2选用普通 截止阀。计量仪表A、计量仪表B，均选用浙江天信仪表有限公司生产的涡轮流量计，规格 型号为TBQZ-100C ；流量计流量范围为32 650 (m3/h)；经过温度、压力补偿后的计量精度 Qmin 0. 2Qmax 时，2. 5 级，2Qmax Qmax 时，1. 5 级；Qmax 时的压力损失1. 3 (kPa)；始动 流量4.0(m3/h)。压力差设定值N值(联网设定值，MPa)为0. 05MPa ；流量计量程下限值M值(断网设定值，m3/h)为32m3/h。电磁阀、电动阀选用防爆型产品，以策安全。整个系统全自动控制，所有仪表、阀门信号均送入计算机系统。系统工作过程(1)当(P1-P2)彡0·05ΜΙ^时，此时HM镇管网迫切需要从CA镇管网得到气源补充， 以提高自身管网压力满足用户用气需求。此时，联通阀门V、流量计表前、表后阀门VA1、Va2 同时开启；VB1、VB2关闭。CA镇管网向HM镇管网补充供气，并由计量仪表A进行计量。HM镇 管网压力逐渐升高。当计量仪表A的流量检测值低于32m3/h(断网值M)时，联通阀门V及流量计表前 阀门Vai同时关闭，CA镇管网停止向HM镇管网输气，避免计量仪表A进入低流量范围而影 响计量精度。(2)反之，当(P1-P2)彡-0. 05MPa时，表明CA镇管网气源供应点故障。此时CA镇 管网迫切需要从HM镇管网得到气源补充。联通阀门V及流量计表前、表后阀门VB1、Vb2同 时开启；VA1、VA2关闭。HM镇管网向CA镇管网补充供气，并由计量仪表B进行计量。CA镇管 网压力逐渐升高。当计量仪表B的流量检测值低于32m3/h(断网值M)时，联通阀门V、流量计表前阀 门Vbi同时关闭，HM镇管网停止向CA镇管网输气，避免计量仪表B进入低流量范围而影响 计量精度。(3) 0. 05MPa > (P1-P2) >-0. 05MPa时，管网联通阀门V处于关闭状态，切断两管 网间的联系。该项目中，实施本发明的技术方案总投资为12. 8万元人民币，彻底解决了两个镇 区管网在该处压力低的难题，实现了互惠互利、双赢的目标，而且大大提高了各自管网利用效率，减少输配管网投资，提高了运行的安全性、可靠性、灵活性、均衡性，提高了大管网调 峰储气能力。更有价值的是，本发明为其它类似场合解决此类问题，找到了一条经济实用的 新路子。简洁方便、快速有效。 如果不采用本发明，HM镇管网需要另外建设一条长达6. 6公里的DN200mm的输配 管线，投资超过300万元人民币。
权利要求
1.一种联通不同供气区域管网的双向计量及联通系统，其特征在于包括用于测量管网A侧管道气体压力的检测仪表A ；用于测量管网B侧管道气体压力的检测仪表B ；联通管网A与管网B的总联通管道，总联通管道上设有联通阀；管网A向管网B补充气体时的计量仪表通道(10)，设有气体流量计及表前、表后阀门；管网B向管网A补充气体时的计量仪表通道(20)，设有气体流量计及表前、表后阀门。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述联通阀、表前阀门及表后阀门为电动 阀，所述双向计量及联通系统还包括自动控制系统。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于所述联通阀、表前阀门及表后阀门为手动 控制阀。
4.一种联通不同天然气区域管网的双向计量及联通方法，其特征在于包括以下步骤 设置联通管网A及管网B的总联通总管，总联通管道上设有联通阀，分别设置计量气体自管 网A流向管网B的计量仪表通道及自管网B流向管网A的计量仪表通道，所述计量仪表通 道上分别设置有气体流量计及控制阀门，分别设置测量管网A和管网B压力的压力仪表；分 别测量管网A及管网B—侧的管道气体压力，当所测气体压力差大于压差预定值时，开启管 网A及管网B间的联通阀，使所述总联通管道联通，气体自压力高一侧管网流向压力低一侧 管网的计量仪表通道处于联通状态，气体流量计计量该通道上的气体流量，另一条计量仪 表通道处于截断状态；当所测得的气体流量值低于流量预定值时，截断所述总联通管道及计量仪表通道。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述截断总联通管道是指关闭所述联通 阀，所述截断计量仪表通道是指关闭所述表前阀门。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述联通阀、表前阀门及表后阀门为电动 阀门，由自动控制系统依据检测信号而实现控制。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述流量预定值为气体流量计的下限值。
全文摘要
本发明公开了一种联通不同供气区域管网的双向计量及联通系统，包括用于测量管网A侧管道气体压力的检测仪表A；用于测量管网B侧管道气体压力的检测仪表B；联通管网A与管网B的总联通管道，总联通管道上设有联通阀；管网A向管网B补充气体时的计量仪表通道及管网B向管网A补充气体时的计量仪表通道。本发明既可以解决不同管网间的双向联通、双向计量问题，又可以避免在微流量或低流量状态下计量仪表的检测困难，同时解决贸易结算准确和管网压力点均衡的难题，对于区域间管道燃气的联网及合理利用具有重要的意义。
文档编号F17D3/18GK102086970SQ20101056841
公开日2011年6月8日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者李树旺, 罗东晓 申请人:罗东晓