一种燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法及装置与流程

本发明涉及天然气水合物防治技术领域，尤其涉及一种燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法及装置。

背景技术：

在天然气输送过程中，当满足一定的温度、压力条件时，在有液态水存在的情况下将形成笼型冰雪状固体，称为天然气水合物。少量天然气水合物会减少输气系统的有效流通面积，增大压降损失，并会诱发水合物进一步形成。当天然气水合物继续生长聚集后，可能导致管道、阀门、仪表和设备的堵塞、损坏，甚至会造成严重的生产安全事故乃至人员伤亡。天然气水合物防治技术作为一种经济有效的方法已经广泛用于天然气输送系统之中。对于长输管道，天然气水合物防治技术得到了广泛的推广应用，并取得了良好的防治效果。由于技术、认识等多方面的原因，燃气站场内的水合物防治技术发展较慢。随着国家进一步鼓励使用天然气等清洁能源，大量新建管网和燃气站场不断投入使用，同时在用燃气站场服役时间逐渐延长，油气场站及其管网发生天然气水合物堵塞的事故越来越多，从而更加凸显将天然气水合物防治技术应用于燃气站场的重要性和紧迫性。

对于燃气站场水合物抑制剂注入系统的优化设计，最为关键的步骤之一是要确定被保护对象实际所需的水合物抑制剂注入量。由于燃气站场的气源可能会发生变化，且站场运行参数也会随生产工况、环境参数等发生改变，进而导致实际所需的水合物抑制剂注入量是不断变化的。同时，不同于天然气长输管道，燃气站场内空间有限，且存在过滤、节流、加热等工艺处理，从而导致燃气站场内水合物抑制剂注入系统的优化设计不能照搬长输管道的估算法进行，亟需提出适合燃气站场水合物抑制剂注入需求量的确定方法。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的现场可重构配置的柔性连接方法及装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案具体实现过程如下：

本发明的一个方面提供了一种燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法，包括：确定现场仪表信息，其中，现场仪表信息至少包括：质谱仪的数量及位置信息、水露点仪的数量及位置信息、流量计的数量及位置信息、压力表的数量及位置信息和温度表的数量及位置信息；根据现场仪表信息获取现场仪表的检测信息，其中，检测信息至少包括：燃气组份、水露点、流量、压力和温度参数；确定水合物抑制剂的类型；确定热力学模型；利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量。

其中，利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量包括：利用热力学模型计算不同注入量下的水合物生成曲线，通过与检测信息进行比对，获取水合物抑制剂的注入量。

其中，确定热力学模型包括：从bwrs模型、peng-robinson模型和chen-guo模型中选择一个模型确定为热力学模型。

其中，确定现场仪表信息之前，方法还包括：确定现场位置，在确定的现场位置安装现场仪表。

其中，利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量之后，方法还包括：根据计算得到的水合物抑制剂的注入量调整前一次水合物抑制剂的注入量。

本发明另一方面提供了一种燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量装置，包括：第一确定模块，用于确定现场仪表信息，其中，现场仪表信息至少包括：质谱仪的数量及位置信息、水露点仪的数量及位置信息、流量计的数量及位置信息、压力表的数量及位置信息和温度表的数量及位置信息；获取模块，用于根据现场仪表信息获取现场仪表的检测信息，其中，检测信息至少包括：燃气组份、水露点、流量、压力和温度参数；第二确定模块，用于确定水合物抑制剂的类型；第三确定模块，用于确定热力学模型；计算模块，用于利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量。

其中，计算模块通过如下方式利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量：计算模块，具体用于利用热力学模型计算不同注入量下的水合物生成曲线，通过与检测信息进行比对，获取水合物抑制剂的注入量。

其中，第三确定模块通过如下方式确定热力学模型：第三确定模块，具体用于从bwrs模型、peng-robinson模型和chen-guo模型中选择一个模型确定为热力学模型。

其中，装置还包括：第四确定模块；第四确定模块，用于在第一确定模块确定现场仪表信息之前，确定现场位置，在确定的现场位置安装现场仪表。

其中，装置还包括：调整模块；调整模块，用于在计算模块利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量之后，根据计算得到的水合物抑制剂的注入量调整前一次水合物抑制剂的注入量。

由此可见，通过本发明提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法及装置，可根据现有仪表检测点的现场仪表的类型、数量及位置，记录燃气组份、水露点、流量、压力和温度参数，确定拟采用水合物抑制剂的具体类型，通过理论计算确定水合物抑制剂注入量，由此，可以确定燃气站场水合物抑制剂的注入需求量，提高站场水合物抑制剂注入系统优化设计的有效性，降低燃气站场内生成水合物的风险，提高燃气站场等设施的运行安全性。由于本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法是基于实际的现场测试结果，并非依靠经验估算，其测试结果更加接近实际情况，准确性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法的一种具体的流程图；

图3为本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1示出了本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法的流程图，参见图1，本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法，包括：

s1，确定现场仪表信息，其中，现场仪表信息至少包括：质谱仪的数量及位置信息、水露点仪的数量及位置信息、流量计的数量及位置信息、压力表的数量及位置信息和温度表的数量及位置信息。

具体地，现场仪表可以包括但不限于：质谱仪、水露点仪、流量计、压力表和温度表等。

现场仪表信息包括但不限于：质谱仪的数量及位置信息、水露点仪的数量及位置信息、流量计的数量及位置信息、压力表的数量及位置信息和温度表的数量及位置信息。

由此可以利用现场仪表进行对应位置的对应检测，从而得到相关检测信息，以为后续数据处理提供数据支持。

如果预先已经存在了现场仪表，则在本步骤中，可以通过在燃气站场进行实地考察，查明现有仪表检测点的现场仪表的类型、数量及位置。

如果预先并没有存在现场仪表，或者现场仪表的数量不足以获取足够的信息，作为本发明实施例的一个可选实施方式，在本步骤确定现场仪表信息之前，本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法还包括：确定现场位置，在确定的现场位置安装现场仪表。具体地，可以通过燃气站的管道分布等信息，计算分析得到现场位置，并在计算得到的现场位置安装现场仪表。保证可以满足理论计算的参数输入要求。

s2，根据现场仪表信息获取现场仪表的检测信息，其中，检测信息至少包括：燃气组份、水露点、流量、压力和温度参数。

具体地，现场仪表检测得到的检测信息中，质谱仪可以检测燃气组分，水露点仪可以检测水露点，流量计可以检测流量，压力表可以检测压力，温度表可以检测温度参数，通过不同的现场仪表可以得到现场的综合数据，以便提供后续对水合物抑制剂的注入量提供数据支持。

s3，确定水合物抑制剂的类型。

具体地，水合物抑制剂通常为热力学抑制剂，作为本发明实施例的一个可选实施方式，水合物抑制剂包括：甲醇、乙二醇、三甘醇或其他适用水合物抑制剂。可以根据现场仪表的检测信息来确定采用哪种水合物抑制剂。

s4，确定热力学模型。

具体地，作为本发明实施例的一个可选实施方式，确定热力学模型包括：从bwrs模型、peng-robinson模型、chen-guo模型或其他适用模型中选择一个模型确定为热力学模型。由此可以根据具体需求选取合适的热力学模型进行后续计算，保证计算的准确性。

s5，利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量。

具体地，作为本发明实施例的一个可选实施方式，利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量包括：利用热力学模型计算不同注入量下的水合物生成曲线，通过与检测信息进行比对，获取水合物抑制剂的注入量。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量之后，方法还包括：根据计算得到的水合物抑制剂的注入量调整前一次水合物抑制剂的注入量。通过本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法还可以实时获取燃气站场运行参数，及时调整水合物抑制剂的实际注入需求量等信息，这对于提高燃气站场水合物抑制剂注入系统优化设计的有效性具有非常重要的意义。

由此可见，利用本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法，可根据现有仪表检测点的现场仪表的类型、数量及位置，记录燃气组份、水露点、流量、压力和温度参数，确定拟采用水合物抑制剂的具体类型，通过理论计算确定水合物抑制剂注入量，由此，可以确定燃气站场水合物抑制剂的注入需求量，提高站场水合物抑制剂注入系统优化设计的有效性，降低燃气站场内生成水合物的风险，提高燃气站场等设施的运行安全性。由于本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法是基于实际的现场测试结果，并非依靠经验估算，其测试结果更加接近实际情况，准确性更高。

以下结合图2，对本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法的一个具体示例进行说明，本发明的具体示例以一座燃气站场为例进行说明：例如燃气战场输量规模为30×10⁴nm³/d。站内工艺流程包括燃气过滤、计量和调压，以及相应的放空、排污等。由于上游输入燃气的组份发生变化，导致站内工艺系统多个位置处发生水合物冻堵问题，并且在冬季供气高峰期间发生频率明显增加。为此，需要增加一套水合物抑制剂注入系统，根据现场运行实际参数及时注入适量的水合物抑制剂，达到既满足生产安全要求，又最大程度节约运行成本的目的。

参见图2，本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法，包括：

1、燃气站现场考察准备：

在进行理论计算前，先通过站场现场调研，获取现场工艺数据、管道及设备技术参数、与水合物相关的技术问题等。

2、查明现有仪表检测点的类型、数量及位置：

通过现场调研，查明燃气站场的工艺流程，以及质谱仪、水露点仪、流量计、压力表、温度表等的布置位置，并在必要位置新增个别仪表，以满足理论计算的参数输入要求。

3、记录燃气组分、水露点、流量、压力和温度参数：

4、确定水合物抑制剂型式：

通过与燃气站场运行方的沟通，以及邻近燃气站场的现场调研，可以确定采用甲醇作为水合物抑制剂。

5、选择理论计算模型：

经过比选，可以采用peng-robinson模型计算得到了不同注入量下的水合物生成曲线，通过与站场内主要节点位置的运行参数(压力、温度)进行比对，获取了典型运行工况下所需的水合物抑制剂注入量。

其中，peng-robinson模型的主要计算公式如下：

式中，p-压力；t-温度；a、b-状态方程的参数，与燃气物性有关。

由此可见，本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法，解决的问题在于完善现有燃气站场水合物抑制剂注入系统优化设计中水合物抑制剂注入需求量的确定方法，解决燃气站场水合物抑制剂注入系统优化设计的难题，提高燃气站场天然气水合物防治的有效性，降低燃气站场及其管网的运行风险，确保燃气系统的安全运行。

利用本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法，准确度高、技术可行且经济，为燃气站场水合物抑制剂注入系统优化设计时确定合理的水合物抑制剂注入量提供了一种新的思路。同时通过本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法，不但可以计算得到所需水合物抑制剂的注入量，还可以确定燃气中的游离水量、少量重组分形成的凝析油量，以及注入的水合物抑制剂在燃料气、游离水和凝析油中的分布情况等信息，特别适用于燃气站场水合物抑制剂注入系统的优化设计。

图3示出了本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量装置的结构示意图，本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量装置利用上述燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法，在此仅对本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量装置进行简要说明，其他未尽事宜，请参照上述燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法的相关说明，在此不再赘述，参见图3，本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量装置，包括：

第一确定模块，用于确定现场仪表信息，其中，现场仪表信息至少包括：质谱仪的数量及位置信息、水露点仪的数量及位置信息、流量计的数量及位置信息、压力表的数量及位置信息和温度表的数量及位置信息；

获取模块，用于根据现场仪表信息获取现场仪表的检测信息，其中，检测信息至少包括：燃气组份、水露点、流量、压力和温度参数；

第二确定模块，用于确定水合物抑制剂的类型；

第三确定模块，用于确定热力学模型；

计算模块，用于利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，计算模块通过如下方式利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量：计算模块，具体用于利用热力学模型计算不同注入量下的水合物生成曲线，通过与检测信息进行比对，获取水合物抑制剂的注入量。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，第三确定模块通过如下方式确定热力学模型：第三确定模块，具体用于从bwrs模型、peng-robinson模型、chen-guo模型或其他适用模型中选择一个模型确定为热力学模型。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量装置还包括：第四确定模块；第四确定模块，用于在第一确定模块确定现场仪表信息之前，确定现场位置，在确定的现场位置安装现场仪表。

作为本发明实施例的一个可选实施方式，本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量装置还包括：调整模块；调整模块，用于在计算模块利用热力学模型根据检测信息计算水合物抑制剂的注入量之后，根据计算得到的水合物抑制剂的注入量调整前一次水合物抑制剂的注入量。

由此可见，利用本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量装置，可根据现有仪表检测点的现场仪表的类型、数量及位置，记录燃气组份、水露点、流量、压力和温度参数，确定拟采用水合物抑制剂的具体类型，通过理论计算确定水合物抑制剂注入量，由此，可以确定燃气站场水合物抑制剂的注入需求量，提高站场水合物抑制剂注入系统优化设计的有效性，降低燃气站场内生成水合物的风险，提高燃气站场等设施的运行安全性。由于本发明实施例提供的燃气站场确定水合物抑制剂注入量的测量方法是基于实际的现场测试结果，并非依靠经验估算，其测试结果更加接近实际情况，准确性更高。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。