专利名称：一种长输管道截断阀室远程控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及输送管道中的截断阀的远程控制，更具体地讲，涉及一种原油长输管道截断阀室远程控制系统，用于无市电支撑、无光缆伴行的大口径、高压力原油长输管道截断阀室的远程控制，也可用于运送其他介质的大口径长输管道偏远地区截断阀室的远程控制。
背景技术：
长输管道输送原油或成品油时，按规范沿途将设置一定数量的截断阀室，以确保管道维修、抢险时进行关断，在一定程度上降低事故可能带来的损失及环境污染。截断阀室内通常设置有一个截断阀，一个旁通，一个管道介质压力测量装置，一个管道介质温度测量
直ο图1所示为原油长输管道阀室的常用流程，一般情况下，截断阀1为常开状态，导流阀2为常闭状态，介质(原油或成品油等)经截断阀1沿管道向下游输送，工人定期来读取记录温度计9及压力表8上的温度及压力数据。手动关断截断阀1时，若截断阀上下流压差过大打不开时，可打开导流阀2，平衡压力。沿途站点需检修时，关闭截断阀1，导流阀 2也保持关断状态，上游停泵后，打开放空阀5或放空阀6，放出管中余油。事故状态下，需人工手动关闭截断阀1，避免介质的大量泄漏，造成巨大经济损失，并对环境造成过大破坏。依托这种流程，常见的截断阀室配置有以下三种第一种，手动操作，就地显示。阀室采用如图1流程中的配置，截断阀为手动操作， 压力表、温度计等为就地显示，阀室情况不能远程监控，采用人工定期巡线抄表管理方式。 当管线出现异常需要关断阀门时，由控制中心工作人员通知巡线工人，工人赶至阀室进行关阀操作。第二种，手动操作，自动采集。截断阀仍为手动操作，自动采集压力、温度、报警等数据，通信采用CDMA、无线通信电台、光缆等传输方式，将采集到的数据上传至控制中心。本种配置为目前多数长输管道采用的配置，截断阀不能远程控制，需人工定期巡线，但实现了自动采集数据并上传，不需人工抄表。当管线出现异常需要关断阀门时，由控制中心工作人员通知巡线工人，工人赶至阀室进行关阀操作。第三种，远程控制，自动采集。阀室地理位置较好，可以提供市电及光缆支持，截断阀采用220V或380V电驱，压力、温度、报警等数据自动采集后，通过光缆上传至控制中心。 依托光缆传输，部分阀室还设置了视频监控系统，可以实现阀室的远程控制与视频监控。不需人工频繁巡线，不需人工抄表，管线出现异常需要关断阀门时，只需要控制中心给出远程命令，即可实现阀门的开启/关断。现有截断阀控制存在的缺点第一种、第二种配置均无法实现阀门的远程控制， 不能在事故第一时间实现阀门的关断，以把经济损失以及可能对环境造成的损害降低到最小，工人需频繁巡线，劳动强度大，用工人数多。第三种配置，只能在极少数条件好的阀室进行装备，而大多数阀室地处偏僻，无市电、无光缆支持，难以实现阀室的远程控制与视频监控。
发明内容
本发明提供了一种原油长输管道截断阀室远程控制系统，实现无市电支持、无光缆伴行的大口径、高压力原油长输管道截断阀室的远程控制、视频监控、数据自动采集上传、报警等功能，减少工人巡线工作量，降低管道事故状态时可能造成的损失及对环境的影响，使原油长输管道全线实现数字化管理与运行成为可能。为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案一种长输管道截断阀室远程控制系统，包括驱动系统，包括同截断阀的阀杆连接的执行机构、用于驱动执行机构执行截断阀开启或关断动作的电动头、和控制所述电动头工作的控制箱；远程控制与传输系统，包括远程测控终端，用于远程控制所述控制箱及实现长输管道压力数据和温度数据的实时传输；上位操作中心，同所述远程测控终端实现相互通信，所述上位操作中心通过传输给所述远程测控终端控制指令，实现对截断阀的远程控制；和供电系统，用于为所述驱动系统和远程控制与传输系统供电，所述驱动系统采用大功率24V直流驱动电机，驱动执行机构，实现截断阀的开启/ 关断，其供电电源可以与仪表供电系统共用，不需单独的市电供应。所述供电系统为太阳能供电系统，包括接收太阳能的电池板、充电控制器及蓄电池组，所述蓄电池组分别同所述电动头、控制箱及远程测控终端电连接，所述蓄电池组电路输出电压为MV，用于驱动所述电动头及为所述长输管道上的仪表供电。所述远程控制与传输系统还包括3G无线通信系统和/或CDMA无线通信系统，所述远程控制与传输系统通过3G无线通信系统或CDMA无线通信系统实现同上位操作中心间的通讯。所述截断阀室内还设有用于监控所述截断阀状态的视频装置，所述视频装置分别通过线路同所述蓄电池组和远程测控终端连接。所述上位操作系统包括系统软件组态，用于支持数据的自动成表、成图、下载、打印；和操作平台，具备截断阀的远程控制操作功能、视频监控窗口、报警。本发明实施例提供的技术方案的有益效果是1、采用大功率24V直流电机驱动、太阳能供电系统、3G无线通信，实现了无市电、 无光缆地区输油管道阀室的远程控制，为管道的安全运行提供了保障，支持了企业的“三防四责”体系建设；2、实现了阀室的全天侯视频监控、数据自动采集与上传，满足了数字化管理的要求；3、降低了工人的劳动强度，减少了用工量，为企业减轻负担；4、事故状态下可第一时间反应，将经济损失及可能对环境造成的伤害降至最低， 符合目前的HSE要求；5、3G信号的采用，可在无3G信号时，自动搜索CDMA信号。
6、投资费用低，建设速度快，后期管理与维护费用低，对依托条件要求低，可大面积推广应用。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中原油长输管道截断阀室的常用系统；图2是本发明长输管道截断阀室系统。图中1-截断阀；2-导流阀；3-压力变送器；4-温度变送器；5，6_放空阀；7_长输管道； 8-压力表；9、温度计。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。如图2所示，本发明的主要由以下部分组成1)弱电驱动系统包括由24V弱电驱动电机及齿轮箱组成的电动头及执行机构、 控制箱等，采用一种大功率弱电驱动直流电机，配合两级齿轮减速传动，可以进行远程及就地开/关控制，实现截断阀1任意压力下开启/开闭，电机采用弱电驱动，开关阀时间为 20 150s。2)大功率太阳能供电系统由太阳能电池板、充电控制器及深循环蓄电池组组成，给弱电驱动电机、控制箱、RTU远程测控终端、视频装置等供电，满足连续6-10d阴雨天电力供应，耐低温至零下30°C。3)远程控制与传输系统包括RTU远程测控终端、3G无线通信系统、CDMA无线通信系统、压力变送器、温度变送器、报警等部分，可实现压力数据实时传输，温度数据实时传输，入侵信号实时传输，截断阀状态实时监控，视频信号实时传输，蓄电池电量实时监测等。4)上位操作中心，包括系统软件组态、操作平台等，支持数据的自动成表、成图、下载、打印，具备截断阀的远程控制操作功能、视频监控窗口、报警及误报等。工作过程截断阀配置的电动执行机构采用24V弱电驱动，控制室给出关阀或开阀指令，经3G无线通信传送至阀室RTU远程测控终端，通过控制箱将指令下达给电动头及执行机构，执行机构动作，将截断阀关断或打开。阀室内所有信号，包括截断阀控制信号、采集的管温、管压、地温、可燃气体报警、视频、水侵、门禁等，均联接至RTU远程测控终端，由 3G无线通信系统发送至控制中心。弱电驱动电机、控制箱设备、RTU远程测控终端、摄像仪等均由太阳能供电系统供电。通过系统的有机组合，可以实现原油长输管道截断阀室的远程控制、视频监控、无线通信、数据自动采集与上传、报警等功能。当该地区无3G信号或3G 信号弱时，可自动搜索CDMA信号。需要说明的是本发明可以不仅仅应用于对大口径、高压力原油长输管道截断阀室的远程控制，也可用于运送其他介质的大口径长输管道偏远地区截断阀室的远程控制。也可应用于对原始阀室的改造上，一般原始配置阀室，安装有截断阀、旁通阀、放空阀、压力表、温度计。可按附图2所示总图进行改造。截断阀上加装电动头及执行机构， 接至控制箱；温度计更换为温度变送器，压力表更换为压力变送器，墙上安装摄像仪。控制箱、温度变送器、压力变送器、摄像仪，均接至RTU远程测控终端中，通过3G无线通信系统， 将信号发送至上位操作中心，或接收上位操作中心的命令，进行阀门的开启/关断操作。所有设备及仪表用电，由太阳能供电系统提供。太阳能供电系统包括安装在房顶的太阳能电池板、安装在防爆箱中的充电控制器及蓄电池组。为使安装更加紧凑及美观，RTU、控制箱及蓄电池组集中在一个大防爆箱内，也可分别进行安装。通信采用3G通信方式，它基于TCP/IP通信，通过3G的无线电信网络进行数据传输，能同时传输数据和视频。已采集的各类仪表信号接至RTU远程测控终端中，并与采集信号一起通过3G通信系统上传至上位操作中心。RTU远程测控终端与3G通信系统之间是通过标准的RS232通信接口进行通讯。系统通过OPC及其它数据通讯协议提供开放的接口，通过无线或光纤网络，本系统的数据可以上传到上位操作中心实现数据集成。上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。
权利要求
1.一种长输管道截断阀室远程控制系统，包括驱动系统，包括同截断阀的阀杆连接的执行机构、用于驱动执行机构执行截断阀开启或关断动作的电动头、和控制所述电动头工作的控制箱；远程控制与传输系统，包括远程测控终端，用于远程控制所述控制箱及实现长输管道压力数据和温度数据的实时传输；上位操作中心，同所述远程测控终端实现相互通信，所述上位操作中心通过传输给所述远程测控终端控制指令，实现对截断阀的远程控制；和供电系统，用于为所述驱动系统和远程控制与传输系统供电，其特征在于所述用于驱动执行机构的电动头，为24V直流驱动，所述供电系统为太阳能供电系统，包括接收太阳能的电池板、充电控制器及蓄电池组， 所述蓄电池组分别同所述电动头、控制箱及远程测控终端电连接，所述蓄电池组电路输出电压为MV，用于驱动所述电动头及为所述长输管道上的仪表供电。
2.根据权利要求1所述的长输管道截断阀室远程控制系统，其特征在于所述远程控制与传输系统还包括3G无线通信系统和/或CDMA无线通信系统，所述远程控制与传输系统通过3G无线通信系统或CDMA无线通信系统实现同上位操作中心间的通讯。
3.根据权利要求1或2所述的长输管道截断阀室远程控制系统，其特征在于所述截断阀室内还设有用于监控所述截断阀状态的视频装置，所述视频装置分别通过线路同所述蓄电池组和远程测控终端连接。
4.根据权利要求3所述的长输管道截断阀室远程控制系统，其特征在于所述上位操作系统包括系统软件组态，用于支持数据的自动成表、成图、下载、打印；和操作平台，具备截断阀的远程控制操作功能、视频监控窗口、报警。
全文摘要
本发明公开了长输管道截断阀室远程控制系统，包括驱动系统，包括同截断阀的阀杆连接的执行机构、用于驱动执行机构执行截断阀开启或关断动作的24V直流电动头、和控制箱；远程控制与传输系统，包括远程测控终端，用于远程控制所述控制箱及实现长输管道压力数据和温度数据的实时传输；上位操作中心，同所述远程测控终端实现相互通信，所述上位操作中心通过传输给所述远程测控终端控制指令，实现对截断阀的远程控制；和太阳能供电系统，给所述执行机构及各仪表单元供电。所述执行机构采用24V大功率弱电驱动方式，实现了无市电支撑、无光缆伴行的大口径、高压力原油或其它介质长输管道截断阀室的远程控制，减少工人巡线工作量，降低管道事故状态时可能造成的损失及对环境的影响。
文档编号F16K31/04GK102563169SQ20101060462
公开日2012年7月11日 申请日期2010年12月15日 优先权日2010年12月15日
发明者付钢旦, 徐勇, 徐梅赞, 徐永高, 慕立俊, 操红梅, 李丽, 李佩, 李永清, 杨仓海, 程世东, 穆谦益, 赵宏涛 申请人:中国石油天然气股份有限公司