一种混合气热值自动调节系统的制作方法

本实用新型属于天然气管道运输技术领域，特别是涉及一种混合气热值自动调节系统，用于多气源混输管道。

背景技术：

天然气气源的多元化是中国发展城镇天然气的必然趋势，多气源混输模式从管理体制、管网结构到燃气组成都与常规的天然气输气系统存在很大的差异，因此，其运行过程中的安全性将需要特别重视。

区域性天然气输气管网接收的天然气不可能均从同一气源点接入，这一举动会导致供给下游的天然气组成发生变化；各气源接收量受上游管网、气价、下游用户用气量等多重因素制约，多气源混输工况易造成混合气热值发生变化。燃具是按照一定的燃气热值开发设计的，也能适应热值的某些改变。当热值变化不大时，燃具燃烧工况有改变但仍能正常工作；但热值变化过大时，燃烧工况的改变使得燃具不能正常工作，甚至会造成安全问题，这种变化则不允许出现。

技术实现要素：

针对多气源混输模式混合气热值波动的现象，本实用新型的目的是提供一种混合气热值自动调节系统，以解决现有多气源混输模式下混合气热值频繁变化，进而影响下游用户稳定安全用气的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种混合气热值自动调节系统，包括：上游管道、压缩空气储气罐、压缩丙烷储气罐、终端处理器，所述上游管道依次设有上游带数据远传的在线色谱分析仪、一号三通式电动调节阀、二号三通式电动调节阀和热值调节管道，所述一号三通式电动调节阀与二号三通式电动调节阀串联连通，所述压缩空气储气罐经一号三通式电动调节阀与终端处理器电连接，所述压缩丙烷储气罐经二号三通式电动调节阀与终端处理器电连接；所述热值调节管道上设有下游带数据远传的在线色谱分析仪，所述下游带数据远传的在线色谱分析仪与二号三通式电动调节阀之间的热值调节管道上设有带数据远传的测温仪、压力表和流量计。

该混合气热值自动调节系统设置在门站或分输站内。

所述压缩空气储气罐和压缩丙烷储气罐分别设有一号压力表、二号压力表。

所述一号三通式电动调节阀与二号三通式电动调节阀和终端处理器之间经信号传输电缆连接，所述信号传输电缆为防爆电缆。

所述压缩空气储气罐和压缩丙烷储气罐内部压力均高于上游管道来气压力。

所述压缩空气储气罐设有空气压缩机进行补气；所述压缩丙烷储气罐设有液化气槽车运输再经气化进行补气。

所述上游带数据远传的在线色谱分析仪和下游带数据远传的在线色谱分析仪进行混气采集、分析及数据回传的频率为每三十秒一次。

所述带数据远传的流量计、带数据远传的压力表和带数据远传的测温仪进行数据采集和回传的频率均为每十五秒一次。

所述一号三通式电动调节阀、二号三通式电动调节阀的开度由终端处理器输出信号控制且采用ccs闭环控制系统。

所述终端处理器在监测到混合气热值正常时，关闭一号三通式电动调节阀、二号三通式电动调节阀；在监测到混合气热值高于安全阈值时，根据超出的值自动计算出一号三通式电动调节阀的开度；在监测到混合气热值低于安全阈值时，根据低于的值自动计算出二号三通式电动调节阀的开度。

本实用新型有益效果为：混合气热值自动调节系统适用的是多气源混输供气模式，系统可设置在普通燃气门站或分输站，通过上游管道安装的在线色谱分析仪对上游混合气进行气质分析，得到混合气热值，终端处理器根据混合气热值对两台三通式电动调节阀的开度进行调节，再通过两座储气罐内部分别贮存的可降低热值的压缩空气及升高热值的压缩丙烷气体对热值不符合使用要求的混合气进行二次混气，安装在热值调节管道的在线色谱分析仪对二次混合后的气体进行气质分析，当二次混气后的混合气热值符合使用要求，则停止二次混气动作，达到混合气热值精准调节的效果，实现保障进入下游用户的混合气热值处于稳定状态的目的。

附图说明

图1是本实用新型混合气热值自动调节系统流程图；

图2是本实用新型自控系统流程图。

图中：

1、压缩空气储气罐2、压缩丙烷储气罐

3、一号压力表4、二号压力表

5、上游带数据远传的在线色谱分析仪6、带数据远传的测温仪

7、带数据远传的压力表8、带数据远传的流量计

9、二号三通式电动调节阀10、一号三通式电动调节阀

11、终端处理器12、信号传输电缆

13、下游带数据远传的在线色谱分析仪

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行具体说明：

如图1所示的混合气热值自动调节系统流程图，图2所示的闭环自控制系统(closedcontrolsystem)组成图，本实用新型的一种混合气热值自动调节系统，包括：监测结构、储气结构和自动控制结构，上游管道与上游来气管线连接且经一号三通式电动调节阀、二号三通式电动调节阀和热值调节管道串联后连通热值调节管道，上游管道中的气体为多气源混输工况下的混合气，三通式电动调节阀与燃气管道的连接方式为法兰对焊连接。监测结构包括带数据远传的流量计、压力表、测温仪和两台在线色谱分析仪，所有的监测仪器均采用无线数据远传的方式将采集的数据传输给终端处理器；储气结构包括一座压缩空气储气罐、一座压缩丙烷储气罐和储气罐上分别安装的一号压力表、二号压力表，储气罐的安装位置应遵循规范防火间距要求，不小于三十五米；自动控制结构包括一台终端处理器、一号三通式电动调节阀、二号三通式电动调节阀和信号传输电缆，终端处理器应单独安置于室内，一号三通式电动调节阀、二号三通式电动调节阀的安装间距应不小五米。热值调节管道位于混合气热值自动调节系统所设置的门站或分输站内，该管道设有部分监测结构和自动控制结构，其中所述监测结构由带数据远传的流量计8、带数据远传的压力表7、带数据远传的测温仪6、上游带数据远传的在线色谱分析仪5和下游带数据远传的在线色谱分析仪13构成，为了保障燃气管网系统安全稳定的运行，所述的带数据远传的流量计8、带数据远传的压力表7、带数据远传的测温仪6、上游带数据远传的在线色谱分析仪5和下游带数据远传的在线色谱分析仪13均需将采集的数据按照设定频率上传至终端处理器，且应保障所述设备每天由值守人员进行一次巡检，确保设备正常工作。所述储气结构由压缩空气储气罐1、压缩丙烷储气罐2、一号压力表3、二号压力表4构成，为了满足使用，压缩空气储气罐1和压缩丙烷储气罐2设计压力均需达到10mpa，其中压缩丙烷储气罐2前还应设有丙烷气化装置，压缩空气储气罐1和压缩丙烷储气罐2之间的间距必须不小于30m，储气罐与站内其余建筑物之间的间距必须不小于35m，一号压力表3、二号压力表4。所述自动控制结构由终端处理器11、一号三通式电动调节阀10、二号三通式电动调节阀9和信号传输电缆12构成，其中终端处理器11单独设置在无线电干扰较小的控制室内，控制室需有值守人员24小时不间断值守，其中一号三通式电动调节阀10、二号三通式电动调节阀9与主管道及储气罐输气管道的连接方式均采用法兰对焊，其中信号传输电缆12紧贴与地面固定敷设，不允许电缆距离燃气管道过近。

本实用新型混合气热值自动调节系统其中一种调节是这样实现的：

燃气管网系统属于多气源混输工况，在混合气进入设有混合气热值自动调节系统的门站或分输站后，上游带数据远传的在线色谱分析仪5将对来气进行一次采集分析，数据分析得出的热值信息将无线传输至位于燃气场站控制室内的终端处理器11，同时混合气继续向下游流动，依次经过带数据远传的流量计8、带数据远传的压力表7、带数据远传的测温仪6、下游带数据远传的在线色谱分析仪13，带数据远传的流量计8、带数据远传的压力表7、带数据远传的测温仪6分别对混合气进行流量、压力和温度监测，下游带数据远传的在线色谱分析仪13对混合气进行二次气质分析，并将结果无线传输至终端处理器11，终端处理器11优先对混合气的流量、压力和温度信息进行分析处理，若流量、压力和温度中任意一项值不在预先设定好的安全阈值内，终端处理器11发出报警，在控制室内的值守人员可立即根据应急预案内容进行应急处理；若流量、压力和温度均处于预先设定的安全阈值内，则进行对上游带数据远传的在线色谱分析仪5上传的热值信息分析处理。若混合气热值均在预先设定好的安全阈值内，则终端处理器11不做任何指令且不再分析下游带数据远传的在线色谱分析仪13上传的热值信息，混合气向下游输配，一轮控制完成，终端处理器11等待下一轮无线传输的信息；若混合气热值不在预设定好的安全阈值内，且混合气热值高于安全阈值，终端处理器11自动进行比例积分微分运算，最后将信号经信号传输电缆12送至一号三通式电动调节阀10，一号三通式电动调节阀10受终端处理器11控制按一定比例开启，压缩空气由于压差从压缩空气储气罐1流入热值调节管道，二次混气开始，下游带数据远传的在线色谱分析仪13对二次混合气进行采集分析，数据分析得出的热值信息将无线传输至位于燃气场站控制室内的终端处理器11，若二次采集的混合气热值恢复到安全阈值内，则终端处理器11停止发出新指令，保持现有控制动作，混合气向下游输配，一轮控制完成，终端处理器11等待下一轮无线传输的信息；若没有恢复到安全阈值内，终端处理器11继续对一号三通式电动调节阀10发送指令控制其开度，直至二次采集的混合气热值恢复到安全阈值内；随着上游混气配比的变化，当一次采集的混合气热值也恢复到安全阈值内时，终端处理器11控制一号三通式电动调节阀10关闭，停止混气动作，混合气不经二次混气直接向下游输送，热值调节结束。

所述的实施方式为混合气热值高于安全阈值的调节方式，当混合气热值低于安全阈值时的调节方式与所述类似，故不再累述。