燃气输配智能调压站及其控制方法_3

文档序号:8543198阅读:来源:国知局
在一起,同时又将阀位变送器与控制器相连。当调压器阀芯移动开启和关闭时,阀位变送器将阀位信号传给了控制器,而控制器又与调压器进出口管道相连,从而可检测到调压器的进出口压力,这时控制器可根据内置的计量公式Q = F(P1,P2,S,Cg)得到调压器的当前瞬时流量值,公式其中的Q代表瞬时流量,Pl代表进口压力,P2代表出口压力,S代表调压器中的阀位开度信号,Cg代表流量系数,实现了瞬时流量的测量。
[0094]由于本发明采用的气动控制单元和一般的调压器导阀相比作了创新和改变,在保留通过手动设定弹簧改变调压器的出口压力的同时,新增了利用控制导阀的下腔压力的变化来改变调压器出口压力的变化,调压器出口压力约等于弹簧的设定压力与控制导阀的下腔压力之和,比如调压器的弹簧压力设定为3Bar,而控制导阀的下腔压力为2Bar,那么调压器的出口压力就设定为5Bar。如果把调压器的弹簧压力设定为调压器最低保障压力,即不需要多次重复设定的压力,从而要改调压器的出口压力,只需要改变控制导阀的下腔压力即可。为有效改变控制导阀的下腔压力,在气动控制单元中设置了两个电磁阀,一个是进气电磁阀,另一个是排气电磁阀,并与控制导阀的下腔相连。当进气电磁阀开启时,会使控制导阀的下腔压力增加,从引起调压器出口压力随之增加。当排气电磁阀开启时,会使控制导阀的下腔压力下降,引起调压器出口压力随之下降。由于两个电磁阀与控制器连接,而防暴箱又与控制器相连,因此可通过控制器有效控制两个电磁阀的开启。当控制器经过防暴箱到远程的升压指令时,控制器首先检测当前的出口压力,然后有效开启进气电磁阀,从而有效改变调压器出口压力上升,实现有效升压。当控制器经过防暴箱箱接到远程的降压指令时,控制器首先检测当前的出口压力,然后有效开启排气电磁阀,从而有效改变调压器出口压力下降,实现有效降压。为此可有效实现远程自动调压功能。
[0095]在本发明中,出口压力的远程调节模式包含保压、远程、曲线调压三种。当出口压力经过调节达到了预期的目标值,为使出口压力持续按照目标值稳定运行,并且避免其它的操作和干扰,可选择保压模式。由于出口压力的调节要求是一个平缓的过程,因此当需要逐点的改变出口压力,并进行调节过程时,可选择远程调压模式。为了更能接近管网的运行状态,并体现调压站的智能化水平,可选择曲线调压模式。在曲线调压模式下,可将一个星期每一天从星期一到星期天的压力曲线,压力曲线由横坐标时间段、与纵坐标压力值组成,一条压力曲线最多包含7个时间段和7个压力值,输入到控制器。然后确认启动后,智能调压站的出口压力将按照压力曲线开始运行。
[0096]在本发明中,由于控制器可随时检测当前的瞬时流量,当发现当前的瞬时流量已达到或超过远程的设定的流量限定值,根据流量限定优先原则,同时流量和出口压力存在着同步关系,控制器会发出降压指令,通过有效控制气动控制单元中的排气电磁阀,从而有效实现远程流量限定功能。
[0097]在本发明中,为有效紧急关闭对调压器下游的供气,保护下游管网的安全或作应急处理时,可通过控制器持续发出降压指令,通过有效控制气动控制单元中的排气电磁阀,引起调压器出口压力的不断下降升,当出口压力达到或超过调压器紧急切断阀的欠压切断压力时,会引起紧急切断阀的切断,终止调压器的供气,从而有效实现终端用户应急管理功能。
[0098]在本发明中,由于控制器和防暴箱连接,从而可通过防暴箱中的通讯模块采用有线以MODBUS方式或无线以GSM方式,将控制器采集和处理的智能调压站相关信息,发送到SCADA中心、或无线终端等设备,比如可发送到指定的手机上,进行显示,因此有效地实现了远程动态监控功能。
[0099]以上诸功能对于燃气输配领域通过远程方式有效调节管网的压力和流量,实现输配调度的智能化有着较好的实际效果。
[0100]此外,本发明采用可拆卸结构,维修方便。
[0101]此外,本发明采用以内置电池供电作为备用供电模式工作,因此在外供电的中断的情况下,仍可维持至少I个月的工作,所以本发明对现场工况有着更广泛的适用性。
[0102]使用时,先通过气动控制单元中的设定弹簧对调压器的最低保障压力进行设定。然后通过控制器的操作按钮,根据操作手册,点动电磁阀159、161的开启或关闭,完成调压器的初始运行压力的设定。然后使调压器进入运行状态。
[0103]调压器进入运行状态后,可通过两种模式与本发明的智能调压站进行连接,实现远程检测和控制。第一种是通过本智能调压站的专用配套软件,通过专用的监控计算机与防暴箱相连。另一种是通过本智能调压站所在的调压站中的SCADA系统与防暴箱相连。以MODBUS方式通过各种专用指令实现以下功能。
[0104]其一是远程调压:
[0105]当远程压力设定指令发送到防暴箱后,内置通讯模块173将指令经过电气接口以专用电缆,再经控制器的电气接口传给控制器。然后控制器首先通过其压力接口检测当前的出口压力,在判断出口压力设定值大于当前的出口压力值,并超出控制精度时,然后发出升压指令,经电气接口驱动气动控制单元中的进气电磁阀有效开启,从而引起控制导阀下腔压力上升,并从而有效改变调压器出口压力上升,实现有效升压。在判断出口压力设定值小于当前的出口压力值,并超出控制精度时,然后发出降压指令,经电气接口驱动气动控制单元中的进气电磁阀有效开启,从而引起控制导阀下腔压力下降,并从而有效改变调压器出口压力下降,实现有效降压。为此有效实现了远程自动调压功能。
[0106]其二是流量测量:
[0107]本发明采用把阀位变送器和调压器本体连接在一起,同时又将阀位变送器与控制器相连。当调压器的阀芯移动开启和关闭时,阀位变送器中的阀位探测杆随调压器阀芯同步运动,而阀位探测杆又与阀位变送器中的位移传感器相连,从而将阀位开度信号转换成了可供控制器识别的电阻信号,同时控制器又与调压器进出口管道相连,通过控制器的压力接口可检测到调压器的进出口压力,这时控制器可根据内置的计量公式Q = F(P1,P2,S,Cg)得到调压器的当前瞬时流量值,公式其中的Q代表瞬时流量,Pl代表进口压力,P2代表出口压力,S代表调压器中的阀位开度信号,Cg代表流量系数,从而有效实现了瞬时流量的测量。
[0108]其三是远程流量限定:
[0109]当远程限流设定指令发送到防暴箱后,防暴箱中的内置通讯模块,将指令经过电气接口以专用电缆,再经控制器的电气接口传给控制器。在本发明中,由于控制器可随时检测当前调压器的瞬时流量,当发现当前的瞬时流量已达到或超过远程的设定的流量限定值时,根据流量限定优先原则,同时流量和出口压力存在着同步关系,控制器会发出降压指令经控制器的电气接口,通过专用电缆有效控制气动控制单元中的排气电磁阀开启,从而引起控制导阀下腔压力下降,使得调压器的阀芯向下关闭,减小调压器的流量,在有效改变调压器出口压力下降的同时,有效实现了远程流量限定。
[0110]其四是远程动态监控:
[0111]在本发明中,由于控制器和防暴箱连接,从而可通过电源通讯箱中的内置通讯模块采用有线以MODBUS方式或无线以GSM方式,将控制器采集和处理的智能调压器相关信息,包括:进出口压力、瞬时流量、阀位开度、IP地址等信息发送到SCADA中心、或无线终端等设备,比如可通过GPRS以短信的形式发送到指定的手机上,进行显示,因此有效地实现了远程动态监控。
[0112]其五终端用户应急管理:
[0113]在本发明中,为有效紧急关闭对调压器下游的供气,保护下游管网的安全或作应急处理时,可通控制器持续发出降压指令,经控制器的电气接口,通过专用电缆有效控制气动控制单元中的排气电磁阀开启,从而引起控制导阀下腔压力下降,使调压器出口压力随之持续下降,当出口压力达到或超过调压器紧急切断阀的欠压切断压力时,会引起紧急切断阀的切断,终止调压器的供气,从而有效实现终端用户应急管理功能。
[0114]同时本智能调压站内置了泄漏报警器、门禁探测器,过滤器差压变送器,紧急切断阀开关状态探测器等安全运行报警装置。
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