一种天然气管道气体在线控制装置及方法与流程

本发明主要涉及天然气管道控制，具体涉及一种天然气管道气体在线控制装置及方法。

背景技术：

1、天然气场站属于易燃易爆场所，管道打开作业是天然气场站常见的高风险作业，管道打开前需用氮气置换天然气，管线升压前需要用氮气置换空气，因此气体置换合格是保证作业安全的前提条件，对于天然气计量检定站，每天管道打开作业多大4-6次，具备频次高、风险高的特点。

2、目前的气体置换是通过人工开阀导通气体置换流程，气体检测是利用压力表或压力变送器等的放空口进行放气，使用手持式复合气体检测报警器在放气口进行检测，气体直接排放到场站内，安全性低，且很大程度依赖于人员的操作水平。

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的不足，提供一种天然气管道气体在线控制装置及方法。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种天然气管道气体在线控制装置，包括入气口电磁阀、取气口电磁阀、放空口电磁阀、控制系统、气体检测仪和氮气输入设备；

3、所述入气口电磁阀、取气口电磁阀和放空口电磁阀分别安装在待控制天然气管道的入气口、取气口和放空口处；

4、所述氮气输入设备通过所述入气口电磁阀与所述待控制天然气管道连通，所述控制系统与所述入气口电磁阀电性连接；所述气体检测仪通过所述取气口电磁阀与所述待控制天然气管道连通，所述控制系统与所述气体检测仪电性连接；所述控制系统还与所述放空口电磁阀电性连接；

5、所述控制系统用于根据选择的放空模式从所述气体检测仪中实时获得待控制天然气管道内的多个第一压力值，并根据多个所述第一压力值对所述放空口电磁阀的开度进行控制；

6、所述控制系统还用于根据选择的置换模式在预设时间段结束时，从所述气体检测仪中获得待控制天然气管道内的第二压力值，并根据所述第二压力值确定待控制天然气管道内的气体是否排空，若是，则控制所述放空口电磁阀关闭，并控制所述入气口电磁阀开启；

7、所述控制系统还用于根据选择的检测模式从所述气体检测仪中实时获得待控制天然气管道内的氮气含量参数，根据所述氮气含量参数判断是否检测合格，若合格，则控制所述入气口电磁阀关闭。

8、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

9、进一步，所述控制系统中，根据多个所述第一压力值对所述放空口电磁阀的开度进行控制，包括：

10、分别将多个所述第一压力值与设定安全范围值进行比较，若大于所述设定安全范围值，则减小所述放空口电磁阀的开度，若小于所述设定安全范围值，则增大所述放空口电磁阀的开度，若等于所述设定安全范围值，则保持所述放空口电磁阀的当前开度。

11、进一步，所述控制系统中，根据所述第二压力值确定待控制天然气管道内的气体是否排空，包括：

12、将所述第二压力值与常压值进行比较，若所述第二压力值等于所述常压值，则确定待控制天然气管道内的气体已排空。

13、进一步，所述控制系统中，根据所述第二压力值确定待控制天然气管道内的气体是否排空，还包括：

14、若所述第二压力值大于或小于所述常压值，则根据第二压力值对所述放空口电磁阀的开度进行控制，在预设时间段结束时，从所述气体检测仪中获得待控制天然气管道内的第二压力值，并根据所述第二压力值确定待控制天然气管道内的气体是否排空，以此循环。

15、进一步，所述控制系统中，根据所述氮气含量参数判断是否检测合格，包括：

16、将所述氮气含量参数与设定氮气含量标准参数范围进行比较，若所述氮气含量参数在所述设定氮气含量标准参数范围内，则检测合格，否则，检测不合格，继续开启所述入气口电磁阀。

17、进一步，天然气管道气体在线控制装置还包括放空火炬，所述放空火炬通过放空口电磁阀与所述待控制天然气管道连通，所述放空火炬与所述气体检测仪电性连接；

18、所述控制系统用于根据选择的放空模式开启所述放空火炬。

19、进一步，所述入气口电磁阀安装在待控制天然气管道的上游段入气口处，所述取气口电磁阀安装在待控制天然气管道的下游段取气口处，所述放空口电磁阀安装在待控制天然气管道的上游段和下游段之间的放空口处。

20、本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下：一种天然气管道气体在线控制方法，包括如下步骤：

21、根据选择的放空模式从气体检测仪中实时获得待控制天然气管道内的多个第一压力值，并根据多个所述第一压力值对放空口电磁阀的开度进行控制；

22、根据选择的置换模式在预设时间段结束时，从气体检测仪中获得待控制天然气管道内的第二压力值，并根据第二压力值确定待控制天然气管道内的气体是否排空，若是，则控制放空口电磁阀关闭，并控制入气口电磁阀开启；

23、根据选择的检测模式从气体检测仪中实时获得待控制天然气管道内的氮气含量参数，根据所述氮气含量参数判断是否检测合格，若合格，则控制入气口电磁阀关闭。

24、本发明的有益效果是：在待控制天然气管道上安装了入气口电磁阀、取气口电磁阀、放空口电磁阀、气体检测仪和氮气输入设备，并且通过控制系统从气体检测仪中获得管道内气体状态相关信息，从而来控制各个电磁阀的运行，实现了管道气体放空、气体置换和气体检测的自动控制功能，降低了管道换气作业的风险。

技术特征：

1.一种天然气管道气体在线控制装置，其特征在于，包括入气口电磁阀、取气口电磁阀、放空口电磁阀、控制系统、气体检测仪和氮气输入设备；

2.根据权利要求1所述的天然气管道气体在线控制装置，其特征在于，所述控制系统中，根据多个所述第一压力值对所述放空口电磁阀的开度进行控制，包括：

3.根据权利要求1所述的天然气管道气体在线控制装置，其特征在于，所述控制系统中，根据所述第二压力值确定待控制天然气管道内的气体是否排空，包括：

4.根据权利要求3所述的天然气管道气体在线控制装置，其特征在于，所述控制系统中，根据所述第二压力值确定待控制天然气管道内的气体是否排空，还包括：

5.根据权利要求1所述的天然气管道气体在线控制装置，其特征在于，所述控制系统中，根据所述氮气含量参数判断是否检测合格，包括：

6.根据权利要求1至5任一项所述的天然气管道气体在线控制装置，其特征在于，天然气管道气体在线控制装置还包括放空火炬，所述放空火炬通过放空口电磁阀与所述待控制天然气管道连通，所述放空火炬与所述气体检测仪电性连接；

7.根据权利要求1至5任一项所述的天然气管道气体在线控制装置，其特征在于，所述入气口电磁阀安装在待控制天然气管道的上游段入气口处，所述取气口电磁阀安装在待控制天然气管道的下游段取气口处，所述放空口电磁阀安装在待控制天然气管道的上游段和下游段之间的放空口处。

8.一种天然气管道气体在线控制方法，采用权利要求1至7任一项所述的天然气管道气体在线控制装置，其特征在于，包括如下步骤：

9.根据权利要求8所述的天然气管道气体在线控制方法，其特征在于，所述根据多个所述第一压力值对所述放空口电磁阀的开度进行控制，包括：

10.根据权利要求8所述的天然气管道气体在线控制方法，其特征在于，所述根据所述第二压力值确定待控制天然气管道内的气体是否排空，包括：

技术总结本发明提供一种天然气管道气体在线控制装置及方法，涉及天然气管道控制技术领域；入气口电磁阀、取气口电磁阀和放空口电磁阀分别安装在待控制天然气管道的入气口、取气口和放空口处，氮气输入设备通过入气口电磁阀与待控制天然气管道连通，控制系统与所述入气口电磁阀电性连接，气体检测仪通过取气口电磁阀与待控制天然气管道连通，控制系统与气体检测仪电性连接，控制系统还与放空口电磁阀电性连接；本发明实现了管道气体放空、气体置换和气体检测的自动控制功能，降低了管道换气作业的风险。技术研发人员：闫海明,徐明,裴全斌,裴勇涛,薛永鑫,陈颖,王吉开,刘畅,周长松,杨科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：2024/7/25