一种天然气站输气方法与流程

本发明属于天然气输气技术领域，具体的说是一种天然气站输气方法。

背景技术：

天然气是指自然界中天然存在的一切气体，包括大气圈、水圈、和岩石圈中各种自然过程形成的气体(包括油田气、气田气、泥火山气、煤层气和生物生成气等)，天然气主要用途是作燃料，可制造炭黑、化学药品和液化石油气，由天然气生产的丙烷、丁烷是现代工业的重要原料，由于天然气用处广泛，人们对于天然气的需求也越来越大。

利用天然气管道输送天然气，是陆地上大量输送天然气的方式，天然气管道运输具有运输成本低、占地少、建设快、油气运输量大、安全性能高、运输损耗少、无“三废”排放、发生泄露危险小、对环境污染小、受恶劣气候影响小、设备维修量小、便于管理、易于实现远程集中监控等优势，然而，由于天然气从地下开采出来时，就含有一定量的饱和水蒸汽和游离水，在天然气输送过程中，水蒸汽和游水随着压力的降低及与输送管道周围地表之间的传热会连续凝结析出水，冬季，在东北地区，当温度很低时，在输送管道的某个区段，水就会开始形成冰，一旦形成大面积的冰，就会阻断天然气运输，且排查较为困难。

技术实现要素：

为了弥补现有技术的不足，解决在东北寒冷地区天然气在运输过程中由于温度太低而被冻结，堵塞管道以及排查检修困难等问题，本发明提出了一种天然气站输气方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种天然气站输气方法，该输气方法包括以下步骤：

s1：天然气从井下采出，进行分离与除尘处理，除去开采中参杂的焊渣、赃物和岩屑粉尘等杂质，然后进行净化处理，除去去天然气中的含硫组分、二氧化碳、氧和氮等气体，达到管输天然气的气质要求；

s2：天然气达到管输条件后，经过输气管道装置输送到各地区的分站点，分站点对天然气再次进行处理，确保气质安全后，根据各地区的需求，合理分配天然气资源；

s3：天然气输送到用户家中，根据房屋结构设计管道路径，将天然气通过管道输送到卫生间、厨房或其他场所，以供用户使用；

本发明中采用的输气管道装置包括输气管道、供热箱和控制器，所述输气管道包括管道外壁和输气管，输气管位于管道外壁内部，输气管道内部设有两个半圆形孔道，且两孔道间不互通，相邻两个输气管道间通过法兰连接，所述输气管材料选用形状记忆合金，此材质受冷时会收缩，温度升高后恢复原状，输气管形状制成半圆形，分别安装在两个半圆形孔道间，通过输气管内部输送天然气，当温度降低到一定值造成天然气被冻住时，输气管会缩成一团，阻断天然气的输送，控制器报警灯开始闪烁，便于迅速找到故障位置，减小检修排查难度；所述供热箱焊接在输气管道外部，供热箱用于输气管收缩后向输气管道内部供热，使输气管恢复原状；使用时，通过输气管道输送天然气，当输气管道外界温度降低使天然气被冻结时，输气管开始收缩，阻断天然气的输送，控制器控制供热箱开始工作，供热箱内产生的热气被输送到输气管道内部，使得输气管道内部温度上升，输气管恢复原状，继续输送天然气。

优选的，所述管道外壁与输气管间存在间隙，间隙大小为2mm，可实现初级保温；使用时，管道外壁与输气管间的间隙可实现保温作用，当输气管道外部空气温度骤然降低时，由于管道外壁与输气管间存在间隙，不会使输气管道内部温度骤然变化，避免输气管因急剧收缩导致功能丧失，同时，还可保留供热箱提供的热量，不会使热量快速散失，使供热箱内部反应产生的热量得到充分的利用。

优选的，所述供热箱内设有供热单元；所述供热单元包括水箱、橡胶塞、一号板、一号弹簧、导热板、导热管、一号柱、伸缩软管和二号板；所述供热箱顶部设有进水口；所述水箱位于进水口下方，水箱固连在供热箱内壁的顶部；所述一号板位于水箱下方，与供热箱内壁固连，一号板中间位置开有一号孔；所述橡胶塞大小与一号孔大小相同，橡胶塞与导热板固连，且橡胶塞塞入一号孔内；所述导热板位于一号板下方，导热板与一号板间通过一号弹簧相连，氧化钙放置在导热板上；所述导热管一端固连在导热板上，另一端伸入一号柱内，且导热管由耐热软性材料制成；所述一号柱一端通过供热箱底部中心处伸入管道外壁，且一号柱内部设有空心腔；所述伸缩软管一端伸入一号柱的空心腔内，另一端固连在二号板上，伸缩软管外围设有导热孔；所述二号板固连在输气管上；氧化钙与水反应产生的热气通过导热管传入一号柱的空心腔内，再由一号柱空心腔传入伸缩软管，通过伸缩软管上的导热孔排放到管道外壁与输气管间的间隙区；使用时，天然气通过输气管内部输送，当温度降低导致天然气被冻结时，输气管开始收缩，此时控制器控制水箱中的出水孔打开，水箱开始放水，随着水量的增多，橡胶塞所受水的压力越来越大，橡胶塞通过一号孔向导热板移动，当水的压力可使一号弹簧发生弹性形变时，此时橡胶塞离开一号孔，橡胶塞上积聚的水会从一号孔与橡胶塞之间的空隙处流向一号板与导热板之间的区域，与导热板上的氧化钙发生反应，放出热量，反应所产生的热量通过导热板传递到导热管，再由导热管通入一号柱空心腔内部，避免热量的流失，使氧化钙与水反应产生的热量得到充分利用，节约资源；同时，输气管的收缩会带动固连在输气管上的二号板一起运动，继而二号板拉动伸缩软管，当伸缩软管被拉伸时，伸缩软管上的导热孔打开，氧化钙与水反应产生的热量由一号柱空心腔传入伸缩软管，再通过伸缩软管上导热孔快速的发散到管道外壁与输气管间的间隙，使得管道外壁与输气管的间隙处的温度快速回升，输气管恢复原状，实现天然气再次输送；当输气管完全恢复原状后，通过控制器控制水箱下部的出水口关闭，水箱停止放水，同时控制器控制一号储存箱向供热箱内供给氧化钙，以便下次使用，当伸缩软管恢复收缩状态时，使得导热孔闭合，避免管道外壁与输气管间隙处的热气再回传到一号柱空心腔，加强保温效果。

优选的，所述供热箱内还设有防冻单元；所述防冻单元包括挡板和控制构件；所述挡板位于供热箱内壁底部，铰接于供热箱内壁，且供热箱底部位于挡板下方的位置开设有二号孔，二号孔贯穿供热箱与管道外壁，导热板下方空区放置防冻液，通过控制构件控制挡板打开，防冻液通过二号孔流入管道外壁与输气管间的间隙区；当输气管受冷开始收缩时，控制器控制供热箱开始工作，供热箱向输气管道输送热气的同时，控制构件控制挡板打开，防冻液通过二号孔被注入到管道外壁与输气管间的间隙区，避免输气管道恢复工作后天然气再次被冻结；同时，控制器控制二号储存箱向内添加防冻液，以便下次使用。

优选的，所述控制构件包括一号绳和滑轮；所述滑轮固连在供热箱内壁，位于导热板下方；所述一号绳一端与挡板相连，另一端绕过滑轮固连在一号柱上，通过二号板的移动，利用一号柱与一号绳及滑轮间的配合，拉起挡板，防冻液通过挡板下方的二号孔流出；使用时，输气管的收缩会带动固连在输气管上的二号板一起运动，通过二号板的移动拉伸伸缩软管，当伸缩软管被拉直时，伸缩软管拉动一号柱移动，使得一号柱利用一号绳与滑轮，拉起挡板，防冻液通过挡板下方的二号孔流入管道外壁与输气管的间隙处，防止天然气输送过程中再次被冻结。

优选的，所述二号孔截面为梯形，且梯形状的二号孔大端与供热箱内壁连通，二号孔小端与管道外壁连通；使用时，当供热箱开始工作后，随着橡胶塞上部水量的不断增多，橡胶塞所受的水的压力越来越大，当水的压力刚好可使弹簧发生弹性形变时，橡胶塞开始移动，同时橡胶塞会压动导热板向下移动，使得导热板下方的压强不断增大，当一号绳拉动挡板打开时，由于压强增大，防冻液会通过挡板下方的二号孔喷射而出，而梯形状的二号孔会使喷射而出的防冻液动力更强，当防冻液碰到输气管时会向四处飞溅，使得防冻液扩散到输气管各处，起到更好的防冻效果。

本发明的有益效果如下：

1.本发明所述的一种天然气站输气方法，输气管道内部设有由形状记忆合金制成的输气管，当天然气被冻结时可自动收缩，阻碍天然气继续输送，便于排查，减小检修难度，受热时可恢复原状，实现天然气的再次输送，适用于冬季较为寒冷的东北地区。

2.本发明所述的一种天然气站输气方法，输气管道外部设有加热箱，当输气管受冷收缩时，加热箱开始工作，向输气管道内部提供热量，使输气管恢复原状，保证天然气的再次输送，同时，加热箱中设有防冻单元，可向输气管道内部注入防冻液，避免天然气再次被冻结。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明中输气管道装置的立体结构示意图；

图3是图2中a-a剖视图；

图4是图3中b处局部放大图；

图中：输气管道1、供热箱2、管道外壁11、输气管12、供热单元21、水箱211、橡胶塞212、一号板213、一号弹簧214、导热板215、导热管216、一号柱217、伸缩软管218、二号板219、防冻单元22、挡板221、控制构件222、二号孔223、一号绳2221、滑轮2222。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，本发明所述的一种天然气站输气方法，该输气方法包括以下步骤：

s1：天然气从井下采出，进行分离与除尘处理，除去开采中参杂的焊渣、赃物和岩屑粉尘等杂质，然后进行净化处理，除去去天然气中的含硫组分、二氧化碳、氧和氮等气体，达到管输天然气的气质要求；

s2：天然气达到管输条件后，经过输气管道装置输送到各地区的分站点，分站点对天然气再次进行处理，确保气质安全后，根据各地区的需求，合理分配天然气资源；

s3：天然气输送到用户家中，根据房屋结构设计管道路径，将天然气通过管道输送到卫生间、厨房或其他场所，以供用户使用；

上述输气工艺s2中所采用的输气管道装置包括输气管道1、供热箱2和控制器，所述输气管道1包括管道外壁11和输气管12，输气管12位于管道外壁11内部，输气管道1内部设有两个半圆形孔道，且两孔道间不互通，相邻两个输气管道1间通过法兰连接，所述输气管12材料选用形状记忆合金，此材质受冷时会收缩，温度升高后恢复原状，输气管12形状制成半圆形，分别安装在两个半圆形孔道间，通过输气管12内部输送天然气，当温度降低到一定值造成天然气被冻住时，输气管12会缩成一团，阻断天然气的输送，控制器报警灯开始闪烁，便于迅速找到故障位置，减小检修排查难度；所述供热箱2焊接在输气管道1外部，用于输气管12收缩后进行供热，使输气管12恢复原状，且供热箱2外围设有一号储存箱和二号储存箱，用于向供热箱2内供给氧化钙和防冻液；使用时，通过输气管道1输送天然气，当输气管道1的外界温度降低使天然气被冻结时，输气管12开始收缩，阻断天然气的输送，控制器控制供热箱2开始工作，供热箱2内产生的热气被输送到输气管12的内部，使得输气管道1内部温度上升，输气管12恢复原状，继续输送天然气。

作为本发明的一种实施方式，所述管道外壁11与输气管12间存在间隙，间隙大小为2mm，可实现初级保温；使用时，管道外壁11与输气管12间的间隙可实现保温作用，当输气管道1外部空气温度骤然降低时，由于管道外壁11与输气管12间存在间隙，不会使输气管道1内部温度骤然变化，避免输气管12因急剧收缩导致功能丧失，同时，还可保留供热箱2提供的热量，不会使热量快速散失，使供热箱2内部反应产生的热量得到充分的利用。

作为本发明的一种实施方式，所述供热箱2内设有供热单元21；所述供热单元21包括水箱211、橡胶塞212、一号板213、一号弹簧214、导热板215、导热管216、一号柱217、伸缩软管218和二号板219；所述供热箱2顶部设有进水口；所述水箱211位于进水口下方，水箱211固连在供热箱2内壁的顶部；所述一号板213位于水箱211下方，与供热箱2内壁固连，一号板213中间位置开有一号孔；所述橡胶塞212大小与一号孔大小相同，橡胶塞212与导热板215固连，且橡胶塞212塞入一号孔内；所述导热板215位于一号板213下方，导热板215与一号板213间通过一号弹簧214相连，氧化钙放置在导热板215上；所述导热管216一端固连在导热板215上，另一端伸入一号柱217内，且导热管216由耐热软性材料制成；所述一号柱217一端通过供热箱2底部中心处伸入管道外壁11，且一号柱217内部设有空心腔；所述伸缩软管218一端伸入一号柱217的空心腔内，另一端固连在二号板219上，伸缩软管218外围设有导热孔；所述二号板219固连在输气管12上；氧化钙与水反应产生的热气通过导热管216传入一号柱217的空心腔内，再由一号柱217空心腔传入伸缩软管218，通过伸缩软管218上的导热孔排放到管道外壁11与输气管12间的间隙区；使用时，天然气通过输气管12内部输送，当温度降低导致天然气被冻结时，输气管12开始收缩，此时控制器控制水箱211中的出水孔打开，水箱211开始放水，随着水量的增多，橡胶塞212所受水的压力越来越大，橡胶塞212通过一号孔向导热板215移动，当水的压力可使弹簧发生弹性形变时，此时橡胶塞212离开一号孔，橡胶塞212上积聚的水会从一号孔与橡胶塞212之间的空隙处流向一号板213与导热板215之间的区域，与导热板215上的氧化钙发生反应，放出热量，反应所产生的热量通过导热板215传递到导热管216，再由导热管216通入一号柱217空心腔内部，避免热量的流失，使氧化钙与水反应产生的热量得到充分利用，节约资源；同时，输气管12的收缩会带动固连在输气管12上的二号板219一起运动，继而二号板219拉动伸缩软管218，当伸缩软管218被拉伸时，伸缩软管218上的导热孔打开，氧化钙与水反应产生的热量由一号柱217空心腔传入伸缩软管218，再通过伸缩软管218上导热孔快速的发散到管道外壁11与输气管12间的间隙，使得管道外壁11与输气管12的间隙处的温度快速回升，输气管12恢复原状，实现天然气再次输送；当输气管12完全恢复原状后，通过控制器控制水箱211下部的出水口关闭，水箱211停止放水，同时控制器控制一号储存箱向供热箱2内供给氧化钙，以便下次使用，当伸缩软管218恢复收缩状态时，使得导热孔闭合，避免管道外壁11与输气管12间隙处的热气再回传到一号柱217空心腔，加强保温效果。

作为本发明的一种实施方式，所述供热箱2内还设有防冻单元22；所述防冻单元22包括挡板221和控制构件222；所述挡板221位于供热箱2内壁底部，铰接于供热箱2内壁，且供热箱2底部位于挡板221下方的位置开设有二号孔，二号孔贯穿供热箱2与管道外壁11，，且导热板215下方空区放置防冻液，通过控制构件222控制挡板221打开，防冻液通过二号孔流入管道外壁11与输气管12间的间隙区；当输气管12受冷开始收缩时，控制器控制供热箱2开始工作，供热箱2向输气管道1输送热气的同时，控制构件222控制挡板221打开，防冻液通过二号孔被注入到管道外壁11与输气管12间的间隙区，避免输气管道1恢复工作后天然气再次被冻结；同时，控制器控制二号储存箱向内添加防冻液，以便下次使用。

作为本发明的一种实施方式，所述控制构件222包括一号绳2221和滑轮2222；所述滑轮2222固连在供热箱2内壁，位于导热板215下方；所述一号绳2221一端与挡板221相连，另一端绕过滑轮2222穿过一号柱217的空心腔固连在二号板219上，通过二号板219的移动，利用一号柱217与一号绳2221及滑轮2222间的配合，拉起挡板221，防冻液通过挡板221下方的二号孔流出；使用时，输气管12的收缩会带动固连在输气管12上的二号板219一起运动，通过二号板219的移动拉伸伸缩软管218，当伸缩软管218被拉直时，伸缩软管218拉动一号柱217移动，使得一号柱217利用一号绳2221与滑轮2222的配合，拉起挡板221，防冻液通过挡板221下方的二号孔流入管道外壁11与输气管12的间隙处，防止天然气输送过程中再次被冻结。

作为本发明的一种实施方式，所述所述二号孔223截面为梯形，且梯形状的二号孔223大端与供热箱2内壁连通，二号孔223小端与管道外壁11连通；当橡胶塞212压动导热板215向下移动时，使得导热板215下方的压强不断增大，当一号绳231拉动挡板221打开时，由于压强增大，防冻液会通过挡板221下方的二号孔223喷射而出，而梯形状的二号孔223会使喷射而出的防冻液动力更强，当防冻液碰到输气管12时会向四处飞溅，使得防冻液扩散到输气管12各处，起到更好的防冻效果。

使用时，天然气通过输气管12内部输送，当温度降低到一定值导致天然气被冻结时，输气管12开始收缩，此时控制器控制水箱211中的出水孔打开，水箱211开始放水，随着水量的增多，橡胶塞212所受水的压力越来越大，当水的压力刚好可使弹簧发生弹性形变时，此时橡胶塞212刚好离开一号孔，一号板213上积聚的水会从一号孔与橡胶塞212之间的空隙处流向一号板213与导热板215之间的区域，与导热板215上的氧化钙发生反应，放出热量，反应所产生的热量通过导热板215传递到导热管216，再由导热管216通入一号柱217的空心腔内部，使得空心腔内部的热量与空心腔外部的防冻液隔绝，避免热量的流失，使反应产生的热量得到充分利用，节约资源；同时，输气管12的收缩会带动固连在输气管12上的二号板219一起运动，继而拉动伸缩软管218，当伸缩软管218被拉伸时，伸缩软管218上的导热孔打开，反应产生的热量由一号柱217空心腔传入伸缩软管218，再通过导热孔快速的发散到管道外壁11与输气管12间的间隙，管道外壁11与输气管12间隙处的温度快速回升，使得输气管12快速恢复原状，实现天然气再次输送，当输气管12完全恢复原状后，通过控制器控制水箱211下部的出水口关闭，水箱211停止放水；在此过程中，输气管12的收缩会带动固连在输气管12上的二号板219一起运动，二号板219通过伸缩软管218拉动一号柱217向输气管道1内部移动，使得一号绳231被拉动，从而一号绳231通过固连在箱体内壁的滑轮232拉起挡板221，且随着橡胶塞212上部水量的不断增多，橡胶塞212所受的水的压力越来越大，当水的压力刚好可使弹簧发生弹性形变时，橡胶塞212开始移动，同时橡胶塞212会压动导热板215向下移动，使得导热板215下方的压强不断增大，当一号绳231拉动挡板221打开时，由于压强增大，防冻液会通过挡板221下方的二号孔223喷射而出，而梯形状的二号孔223会使喷射而出的防冻液动力更强，当防冻液碰到输气管12时会向四处飞溅，使得防冻液扩散到输气管12各处，避免天然气输送过程中再次被动住，起到更好的防冻效果；管道外壁11与输气管12间的间隙可实现保温作用，当输气管道1外部空气温度骤然降低时，由于管道外壁11与输气管12间存在间隙，不会使输气管道1内部温度骤然变化，避免输气管12因急剧收缩导致功能丧失，同时，还可保留供热箱2提供的热量，不会使热量快速散失，使供热箱2内部反应产生的热量得到充分的利用。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。