天然气放空回收管路稳定性主动控制方法、相关设备及系统与流程

本发明涉及长输管道天然气放空回收管路，尤其涉及一种天然气放空回收管路稳定性主动控制方法、相关设备及系统。

背景技术：

1、在长输管道日常管理工作中，换管抢修作业是一项重要的管道天然气放空回收工艺，其对保障长输管道长期、安全、稳定运行影响巨大。为确保管道运行安全、稳定，需要对管道进行换管抢修。长输管道换管抢修方法：停输换管抢修。放空待作业管段之中的输送介质，并对作业管道进行氮气完全置换，然后在进行换管抢修作业。高压管道应用停输换管抢修方法，风险比较小，且对施工技术、施工设备的要求均比较低。但会导致输送介质的大量损失，作业时间比较长，管道停输也会直接影响对下游用户的供气。

2、换管抢修作业管段天然气完全放空，应将换管抢修作业管道上下游的阀室线路截断阀关闭，之后再将干线放空阀开启，完全放空换管抢修作业管段之中的天然气，与此同时，还要在放空立管处进行点火，且要控制火焰大小，主要通过放空阀进行控制，应坚持不扰民原则。随着天然气的逐渐放空，压力表逐渐减小直至显示为零，此时，需要把其换成小量程的压力表，直至放空火焰呈非常微弱的状态或者熄灭的时候，才可以认为天然气放空作业完成，之后再将干线放空阀妥善关闭。

3、目前的站场停运或者检修放空需要手动操作放空阀，较为繁琐。若管道放空过程中放空阀保持恒定的阀门开度，会产生天然气放空回收管路的失稳，造成管道振动以及产生噪声，对长输管道长期稳定运行影响巨大。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种天然气放空回收管路稳定性主动控制方法、相关设备及系统。

2、为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种天然气放空回收管路稳定性主动控制方法，包括：利用截断阀将待放空天然气干线管道截取连接至放空管道，在放空管道放空回收天然气；以预设放空阀值开启设置于放空管道上的放空阀，并实时检测放空管道内的流体状态信息和实际流速；根据所述放空管道内的流体状态信息和管道自身特性参数确定当前状态下的临界流速；动态调整所述放空阀的阀门开度，使所述实际流速与所述临界流速满足预设关系，直至完全放空管道内的天然气，关闭放空阀。

3、为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种天然气放空回收管路稳定性主动控制装置，包括：

4、截取控制模块，用于利用截断阀将待放空天然气干线管道截取连接至放空管道，在放空管道放空回收天然气；

5、状态监控模块，用于以预设放空阀值开启设置于放空管道上的放空阀，并实时检测放空管道内的流体状态信息和实际流速；

6、临界流速确定模块，用于根据所述放空管道内的流体状态信息和管道自身特性参数确定当前状态下的临界流速；

7、动态调整模块，用于动态调整所述放空阀的阀门开度，使所述实际流速与所述临界流速满足预设关系，直至完全放空管道内的天然气，关闭放空阀。

8、为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种天然气放空回收管路稳定性主动控制装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述技术方案提供的天然气放空回收管路稳定性主动控制方法。

9、为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如上述技术方案提供的天然气放空回收管路稳定性主动控制方法。

10、为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种计算机程序，上述技术方案提供的天然气放空回收管路稳定性主动控制方法能够被编译为相应的程序代码或指令，并被编程为计算机程序，机器可读存储介质中存储有计算机程序或指令，当程序代码或指令被处理器执行时，能够实现上述技术方案提供的天然气放空回收管路稳定性主动控制方法。

11、为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种天然气放空回收管路稳定性主动控制系统，包括设置于待放空天然气干线管道上下游的截断阀，与待放空天然气干线管道连通的放空管道，设置于放空管道上的放空阀、设置于放空阀两侧的第一压力传感器和第二压力传感器、设置于放空阀两侧的第一温度传感器和第二温度传感器，以及流量计，还包括与所述截断阀、放空阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和流量计连接的如上述技术方案提供的天然气放空回收管路稳定性主动控制装置。

12、本发明的有益效果是：本发明通过流量反馈自动调节控制放空阀的阀门开度，使实际流速保持在临界流速范围内，避免管道放空失稳，保证天然气放空回收管路的稳定性，减小管道振动，以及减小振动带来的噪声影响。保证天然气放空回收管路的稳定性，为天然气输送管道长期稳定运行以及安全保障提供了重要依据，通过保证管道稳定的前提下控制放空流速可以使得放空时间控制在一定范围内，降低管道停输对下游用户的影响，具有重大的经济价值。

13、本发明附加的方面及其优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。

技术特征：

1.一种天然气放空回收管路稳定性主动控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述放空管道内的流体状态信息和管道自身特性参数确定当前状态下的临界流速，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述流体温度、管道压力以及混合物特性参数，通过求解pr状态方程，获得放空管道内的流体密度，公式如下：

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述流体密度、管道压力、单位长度管道及流体的总质量和管道自身特性参数，通过求解系统运动微分方程，获得当前状态下的临界流速，公式如下：

5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述动态调整所述放空阀的阀门开度，使所述实际流速与所述临界流速满足预设关系，包括：根据所述放空阀的特性方程动态调整所述放空阀的阀门开度，所述放空阀的特性方程公式如下：

6.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述实际流速与所述临界流速满足的预设关系为：所述实际流速保持在0.5至0.8倍临界流速之间。

7.一种天然气放空回收管路稳定性主动控制装置，其特征在于，包括：

8.一种计算机可读存储介质，包括指令，其特征在于，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行如权利要求1至6任一项所述的天然气放空回收管路稳定性主动控制方法。

9.一种天然气放空回收管路稳定性主动控制装置，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上的并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至6任一项所述的天然气放空回收管路稳定性主动控制方法。

10.一种天然气放空回收管路稳定性主动控制系统，其特征在于，包括设置于待放空天然气干线管道上下游的截断阀，与待放空天然气干线管道连通的放空管道，设置于放空管道上的放空阀、设置于放空阀两侧的第一压力传感器和第二压力传感器、设置于放空阀两侧的第一温度传感器和第二温度传感器，以及流量计，还包括与所述截断阀、放空阀、第一压力传感器、第二压力传感器、第一温度传感器、第二温度传感器和流量计连接的如权利要求9所述的天然气放空回收管路稳定性主动控制装置。

技术总结本发明涉及长输管道天然气放空回收管路技术领域，公开了一种天然气放空回收管路稳定性主动控制方法、相关设备及系统。方法包括：利用截断阀将待放空干线管道截取连接至放空管道，开启设置于放空管道上的放空阀，并实时检测放空管道内的流体状态信息和实际流速；根据放空管道内的流体状态信息和管道自身特性参数确定当前状态下的临界流速；动态调整放空阀的阀门开度，使实际流速与临界流速满足预设关系，直至完全放空管道内的天然气，关闭放空阀。本发明通过流量反馈自动调节控制放空阀的阀门开度，使实际流速保持在临界流速范围内，避免管道放空失稳，保证天然气放空回收管路的稳定性，减小管道振动，以及减小振动带来的噪声影响。技术研发人员：冯庆善,胡江锋,惠文颖,张晓春,牛健壮,向东,王朝璋,郑承勇,费晗瑞,罗鹏,闾宏为,许建超,胡月受保护的技术使用者：国家石油天然气管网集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23