一种消除管网阀控能量损失的方法与流程

本发明涉及管道输送系统节能降耗技术领域，特别是涉及一种消除管网阀控能量损失的方法。

背景技术：

在工农业系统及居民日常生活中运行着各类生产及生活管网，根据管道末端对流体压力、流量的需求，需要在管道前端对流体进行升压，然后再通过管网进行输送，整个管网要保证沿程损耗最大的末端分支需求，而在其他分支管道中由于流体压力沿程损耗小，或分支管道末端需求特定压力、流量等参数时，需要在分支管线上安装节流控制阀门进行节流控制，从而造成能量的大量损耗。

以油田开发注水管网为例，现场注水管网能耗占注水系统能耗的50％左右，管网能耗分为管线摩损及阀控损失，其中阀控能耗损失占总能耗损失的25％左右。以油田年注水用电12亿千瓦时，注水系统效率50％计算，年注水能耗6亿千瓦时，阀控能耗25％计算，年阀控能耗1.5亿千瓦时，阀控能耗的存在大大增加了能源的消耗。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种消除管网阀控能量损失的方法，以解决上述现有技术存在的问题，使管网中阀控损失的能量被回收利用，降低生产能耗。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种一种消除管网阀控能量损失的方法，包括在管网各分支管道的末端控制阀门的前部安装至少一台发电机，并将各所述发电机的输出端均与电力控制装置连接，所述电力控制装置用于将各所述发电机产生的电能进行收集、整流并进行输出利用。

优选的，还包括在所述发电机与所述控制阀门之间的分支管道内均安装一台计量仪表，所述计量仪表用于测量管道内流体的流速或流体的压力，所述发电机为可调功率发电机，所述控制阀门为开关阀门。

优选的，所述可调功率发电机为手动控制发电机。

优选的，还包括控制器，所述可调功率发电机为自动控制发电机，所述自动控制发电机和所述计量仪表均与所述控制器电连接。

优选的，所述计量仪表为流量计量表或压力计量表。

优选的，所述发电机为管道水力发电机。

优选的，所述电力控制装置用于与耗电设备连接。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：

本发明提供了一种消除管网阀控能量损失的方法，采用在管网各分支管道的末端控制阀门前部安装至少一台发电机，将各分支管内流体多余的动能转化为电能，电力控制装置将各发电机产生的电能进行整合并输出，使管网中阀控损失的能量被回收利用，降低生产能耗，从而消除管网阀控能量损失。

进一步的，在发电机与控制阀门之间的分支管道内均安装一台计量仪表，发电机为可调功率发电机，根据计量仪表测量分支管道内流体的流速或流体的压力来控制发电机叶轮的转速，来实现发电机输出不同功率，发电机叶轮的转速变化从而使发电机叶片对分支管道内流体的阻力发生变化，从而改变流体的流速和压力，实现阀控能量的最大量回收，从而不需要控制阀门来进行节流控制，只需要设置一开关阀门进行开关控制即可。

进一步的，可调功率发电机为手动控制发电机，当计量仪表显示流体的流速或压力低于要求范围时，工作人员可直接手动调低手动控制发电机的发电功率，使分支管道内流体的流速或压力上升并满足要求范围，当计量仪表显示流体的流速或压力高于要求范围时，工作人员可直接手动调高手动控制发电机的发电功率，使分支管道内流体的流速或压力降低并满足要求范围，从而实现阀控能量的最大量回收，成本低，操纵方便。

进一步的，可调功率发电机为自动控制发电机，计量仪表将测量分支管道内流体的流速值或压力值输入控制器，控制器接收计量仪表输入的流速值或压力值，并将其与工作人员在控制器内设定的预设数值范围进行比较判断，当测量结果大于预设数值范围时，控制器向自动控制发电机输入调高发电功率的控制信号，使自动控制发电机的发电功率增大，使分支管道内流体的流速或压力降低并满足要求范围，当测量结果小于预设数值范围时，控制器向自动控制发电机输入调低发电功率的控制信号，使自动控制发电机的发电功率减小，使分支管道内流体的流速或压力上升并满足要求范围，更加智能化的实现阀控能量的最大量回收，并减少工作人员的工作量。

进一步的，计量仪表为流量计量表或压力计量表，易于购买，价格便宜。

进一步的，发电机为管道发电机，易于购买。

进一步的，电力控制装置与耗电设备连接，便于电能的回收、储存和利用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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为本发明提供的一种消除管网阀控能量损失的方法中管网布置结构示意图；

图中：1-主管、2-分支管道、3-发电机、4-计量仪表、5-控制阀门、6-电力控制装置，7-耗电设备。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种消除管网阀控能量损失的方法，以解决现有技术存在的问题，使管网中阀控损失的能量被回收利用，降低生产能耗。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明提供一种消除管网阀控能量损失的方法，如图1所示，于本实施例中，消除管网阀控能量损失的方法包括在管网各分支管道2的末端控制阀门5的前部安装至少一台发电机3，并将各发电机3的输出端均与电力控制装置6连接，电力控制装置6用于各发电机3产生的电能进行整合并输出，采用在管网各分支管道2的末端控制阀门5前部安装至少一台发电机3，将各分支管内流体多余的动能转化为电能，电力控制装置6将各发电机3产生的电能进行整合并输出，使管网中阀控损失的能量被回收利用，降低生产能耗，从而消除管网阀控能量损失。

于本发明的另一实施例中，还包括在发电机3与控制阀门5之间的分支管道2内均安装一台计量仪表4，计量仪表4用于测量管道内流体的流速或流体的压力，发电机3为可调功率发电机，控制阀门5为开关阀门，可调功率发电机根据计量仪表4测量分支管道2内流体的流速或流体的压力来控制发电机3叶轮的转速，来实现发电机3输出不同功率，发电机3叶轮的转速变化从而使发电机3叶片对分支管道2内流体的阻力发生变化，从而改变流体的流速和压力，实现阀控能量的最大量回收，从而不需要控制阀门5来进行节流控制，只需要设置一开关阀门进行开关控制即可。

于本发明的另一实施例中，可调功率发电机为手动控制发电机，当计量仪表4显示流体的流速或压力低于要求范围时，工作人员可直接手动调低手动控制发电机的发电功率，使分支管道2内流体的流速或压力上升并满足要求范围，当计量仪表4显示流体的流速或压力高于要求范围时，工作人员可直接手动调高手动控制发电机的发电功率，使分支管道2内流体的流速或压力降低并满足要求范围，从而实现阀控能量的最大量回收，成本低，操纵方便。

于本发明的另一实施例中，还包括控制器，可调功率发电机为自动控制发电机，自动控制发电机和计量仪表4均与控制器电连接，计量仪表4将测量分支管道2内流体的流速值或压力值输入控制器，控制器接收计量仪表4输入的流速值或压力值，并将其与工作人员在控制器内设定的预设数值范围进行比较判断，当测量结果大于预设数值范围时，控制器向自动控制发电机输入调高发电功率的控制信号，使自动控制发电机的发电功率增大，使分支管道2内流体的流速或压力降低并满足要求范围，当测量结果小于预设数值范围时，控制器向自动控制发电机输入调低发电功率的控制信号，使自动控制发电机的发电功率减小，使分支管道2内流体的流速或压力上升并满足要求范围，更加智能化的实现阀控能量的最大量回收，并减少工作人员的工作量。

于本发明的另一实施例中，计量仪表4为流量计量表或压力计量表，流量计量表可为电磁流量计、涡轮流量计和涡街流量计中的任意一种，压力计量表可为压力便送器，易于购买，价格便宜。

于本发明的另一实施例中，发电机3为管道水力发电机，易于购买。

于本发明的另一实施例中，电力控制装置6用于与耗电设备7连接，耗电设备7为蓄电池、电网和其他耗电装置中的一种或几种组合，便于电能的回收、储存和利用。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。