一種基于水合物技術(shù)天然氣管道調(diào)峰方法與裝置的制造方法
【專利說明】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于水合物技術(shù)天然氣管道調(diào)峰方法與裝置，屬于天然氣管道調(diào)峰技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]天然氣從開采到使用要經(jīng)歷采、凈、輸、儲(chǔ)、配五代環(huán)節(jié)。由礦區(qū)開采來的天然氣匯集到集氣管網(wǎng)，經(jīng)過中間壓氣站，最終進(jìn)入城市管網(wǎng)。由于氣體的特殊性原因，在五個(gè)環(huán)節(jié)緊密連接在一起，構(gòu)成了一個(gè)密閉的、連續(xù)的、統(tǒng)一的系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，各個(gè)環(huán)節(jié)都必須相互協(xié)調(diào)、緊密配合來共同完成天然氣到用戶這一過程。
[0003]城市用氣量不斷變化，有月不均勻性、日不均勻性和時(shí)不均勻性，但氣源的供應(yīng)量不可能完全按用氣量的變化而隨時(shí)改變，特別是長(zhǎng)距離輸氣管道，為求得最高效益和最佳管道輸送效率，總希望在某一最佳輸量下工作。這樣輸氣與供氣經(jīng)常處于一種不平衡狀態(tài)，為保證用戶需求同時(shí)不間斷供氣，利用各種儲(chǔ)氣設(shè)備解決用氣不均勻是最有效的方法之
O
[0004]傳統(tǒng)天然氣管道調(diào)峰設(shè)備有:建立地下儲(chǔ)氣庫、地上儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣、將天然氣轉(zhuǎn)化為L(zhǎng)NG儲(chǔ)存。比較傳統(tǒng)儲(chǔ)氣方式，存在眾多缺陷。首先地下儲(chǔ)氣庫建設(shè)和地面儲(chǔ)氣庫建設(shè)耗資都比較巨大，而且在管理上也極為不變。地下儲(chǔ)氣庫對(duì)地質(zhì)要有一定的要求，因?yàn)樘烊粴鈨?chǔ)存在密閉性上必須嚴(yán)格保證，一方面是防火安全，另一方面是天然氣如果泄漏，對(duì)大氣污染會(huì)很大，天然氣的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20多倍，必須嚴(yán)格管理。天然氣轉(zhuǎn)化為液態(tài)LNG造價(jià)很高，這樣會(huì)大大增加天然氣成本，不利于長(zhǎng)期大型采用。
[0005]目前在天然氣儲(chǔ)存設(shè)備中，在用戶用氣少時(shí)將天然氣在高壓、低溫下轉(zhuǎn)化為水合物，在需求大的時(shí)候水合物再分解出天然氣是最經(jīng)濟(jì)有效的方法。本發(fā)明提供一種便于自動(dòng)化控制的天然氣管道調(diào)峰裝置，大大提高和優(yōu)化了長(zhǎng)距離輸氣管道運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供一種基于水合物技術(shù)天然氣管道調(diào)峰方法與裝置包括:邏輯壓力控制器(LPC)⑴；天然氣儲(chǔ)腔(2);電動(dòng)機(jī)(3);壓力控制器⑷；螺紋式腔體壓盤(5);水合物生成/分解器￠);天然氣干燥裝置(7);壓力控制閥(8);調(diào)峰器殼面(9);壓力傳感器
(10);天然氣管線(11);數(shù)據(jù)線(12);給水泵(13);其具體連接順序?yàn)?電動(dòng)機(jī)(3)通過螺紋桿與螺紋式腔體壓盤(5)相連，螺紋式腔體壓盤(5)根據(jù)螺紋桿旋進(jìn)長(zhǎng)度，在天然氣儲(chǔ)腔
(2)中移動(dòng)，管線通過單向閥后依次將四個(gè)并列式水合物生成/分解器￠)、天然氣干燥裝置(7)和壓力控制閥(8)連成一體，最后連接壓力控制閥(8)的管線與干線管道連在一起；壓力控制器(4)通過數(shù)據(jù)線(12)與邏輯壓力控制器(LPC) (I)連接在一起。
【附圖說明】
[0007]圖1天然氣管道調(diào)峰裝置
[0008]圖2 LPC I/O 端口功能
[0009]圖3水合物生成/分解器
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下結(jié)合附圖和實(shí)例來具體說明本發(fā)明。
[0011]本發(fā)明所述一種基于水合物技術(shù)天然氣管道調(diào)峰方法與裝置，其中裝置包括:邏輯壓力控制器(LPC) (I);天然氣儲(chǔ)腔(2);電動(dòng)機(jī)(3);壓力控制器(4);螺紋式腔體壓盤
(5);水合物生成/分解器(6);天然氣干燥裝置(7);壓力控制閥⑶；調(diào)峰器殼面(9);壓力傳感器(10);天然氣管線(11);數(shù)據(jù)線(12);給水泵(13);具體連接順序?yàn)?電動(dòng)機(jī)(3)通過螺紋桿與螺紋式腔體壓盤(5)相連，螺紋式腔體壓盤(5)根據(jù)螺紋桿旋進(jìn)長(zhǎng)度，在天然氣儲(chǔ)腔(2)中移動(dòng)，管線通過單向閥后依次將四個(gè)并列式水合物生成/分解器￠)、天然氣干燥裝置(7)和壓力控制閥(8)連成一體，最后連接壓力控制閥(8)的管線與干線管道連在一起；壓力控制器(4)通過數(shù)據(jù)線(12)與邏輯壓力控制器(LPC) (I)連接在一起。
[0012]邏輯壓力控制器(LPC) (I)是具有可編程的功能的微型計(jì)算機(jī)，通過對(duì)初始值得設(shè)定，可以對(duì)閥門端口、冷機(jī)/熱機(jī)端口、電動(dòng)機(jī)端口發(fā)出指令進(jìn)行控制，由于管道供氣受季節(jié)供氣影響，可以通過分析后，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)不同季節(jié)管道壓力初始值設(shè)定不同壓力值。
[0013]水合物生成/分解器(6)是由四個(gè)并列水合物生成分解裝置構(gòu)成的，由于在天然氣儲(chǔ)腔(2)中天然氣已經(jīng)有很大的壓力，再經(jīng)過螺紋式腔體壓盤(5)加壓后，擁有更高的壓力非常有利于水合物的形成，當(dāng)給水泵(13)通過管路向四個(gè)并列水合物生成/分解器裝置注入一定量的水后，當(dāng)冷機(jī)開始制冷一段時(shí)間后，就會(huì)有大量水合物形成；當(dāng)干線管道需要加大天然氣壓力時(shí)，熱機(jī)開始加熱裝置中生成的水合物，水合物受熱分解后氣體進(jìn)入干線管道，最終實(shí)現(xiàn)管道的調(diào)峰。
[0014]由于晝夜用氣不均衡，干線輸氣段末端管道內(nèi)氣體壓力會(huì)有很大的變化。
[0015]當(dāng)處于夜間時(shí)，由于處于用氣低谷，管道內(nèi)氣體壓力會(huì)增加，此時(shí)邏輯壓力控制器(LPC) (I)得到管道內(nèi)壓后，會(huì)與設(shè)定值作比較，如果管道內(nèi)的壓力之大與設(shè)定值的時(shí)候，邏輯壓力控制器(LPC)⑴就會(huì)向閥門端口發(fā)出指令，控制閥門端口關(guān)閉干線方向閥門，此時(shí)干線輸氣管道中天然氣就會(huì)沿著管道進(jìn)入天然氣儲(chǔ)腔(2)中，起初螺紋式腔體壓盤(5)處于天然氣儲(chǔ)腔(2)頂部，使天然氣儲(chǔ)腔(2)有著足夠的氣體空間容納天然氣，隨著天然氣的不斷充入，天然氣儲(chǔ)腔(2)壓力不斷提高，壓力傳感器(10)通過數(shù)據(jù)線將天然氣儲(chǔ)腔(2)壓力值傳輸給邏輯壓力控制器(LPC) (I)，當(dāng)壓力值達(dá)到設(shè)定值時(shí)，邏輯壓力控制器(LPC)
(I)就會(huì)向電機(jī)端口發(fā)出指令，讓電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將螺紋式腔體壓盤(5)壓到天然氣儲(chǔ)腔(2)底部，在螺紋式腔體壓盤(5)壓向天然氣儲(chǔ)腔(2)底部時(shí)，腔體壓強(qiáng)會(huì)驟然增大，會(huì)將天然氣經(jīng)過管道壓開單向閥，天然氣進(jìn)入水合物生成/分解器￠);同時(shí)也向冷/熱機(jī)端口發(fā)出指令，此時(shí)冷機(jī)開始制冷，由于水合物生成/分解器￠)中可以通過給水泵(13)獲得足夠的水，水合物生成/分解器(6)系統(tǒng)在高壓、低溫情況下生成水合物而儲(chǔ)存在水合物生成/分解器(6)中，由于水合物的生成使得裝置體系壓力減小，當(dāng)壓力傳感器(10)傳輸壓力信號(hào)小于壓力控制器⑷設(shè)定值時(shí)，壓力控制器⑷向邏輯壓力控制器(LPC)⑴發(fā)出信號(hào)，此時(shí)邏輯壓力控制器(LPC) (I)就會(huì)向電機(jī)端口發(fā)出指令，此時(shí)電機(jī)逆向旋轉(zhuǎn)，螺紋式腔體壓盤(5)再次提升到天然氣腔體(2)頂部。
[0016]當(dāng)白天用氣處于高峰的時(shí)候或者用氣量處于大的月份，如冬季，隨著對(duì)天然氣需求加大，管道內(nèi)壓力會(huì)減小，當(dāng)干線管道壓力值小于邏輯壓力控制器(LPC) (I)設(shè)定值時(shí)，邏輯壓力控制器(LPC) (I)就會(huì)向閥門端口發(fā)出指令，此時(shí)管道閥門打開向干線方向，而調(diào)峰裝置管線方向閥門關(guān)閉，此時(shí)邏輯壓力控制器(LPC)⑴向冷/熱機(jī)端口發(fā)出指令，此時(shí)水合物生成/分解器￠)中熱機(jī)開始工作，由于水合物生成/分解器￠)中的溫度升高，水合物就會(huì)分解，體系中壓力就會(huì)增大，當(dāng)壓力達(dá)到一定值就會(huì)沖開與天然氣干燥裝置(X)相連的單向閥，從而進(jìn)入天然氣干燥裝置(7)，經(jīng)干燥后的天然氣會(huì)沿著管線經(jīng)過壓力控制閥(8)后進(jìn)入干線輸氣管。
[0017]壓力控制閥(8)不受邏輯壓力控制器(LPC)控制，但是只有當(dāng)天然氣干燥裝置(7)管線中壓力大于干線管道壓力才會(huì)開啟，水合物調(diào)峰裝置中的天然氣才會(huì)進(jìn)入干線管道。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于水合物技術(shù)天然氣管道調(diào)峰方法與裝置，方法中采用的裝置包括:邏輯壓力控制器(LPC) (I);天然氣儲(chǔ)腔(2);電動(dòng)機(jī)(3);壓力控制器(4);螺紋式腔體壓盤(5);水合物生成/分解器￠);天然氣干燥裝置(7);壓力控制閥(8);調(diào)峰器殼面(9);壓力傳感器(10);天然氣管線(11);數(shù)據(jù)線(12);給水泵(13);其具體連接順序?yàn)?電動(dòng)機(jī)(3)通過螺紋桿與螺紋式腔體壓盤(5)相連，螺紋式腔體壓盤(5)根據(jù)螺紋桿旋進(jìn)長(zhǎng)度，在天然氣儲(chǔ)腔(2)中移動(dòng)，管線通過單向閥后依次將四個(gè)并列式水合物生成/分解器￠)、天然氣干燥裝置(7)和壓力控制閥(8)連成一體，最后連接壓力控制閥(8)的管線與干線管道連在一起；壓力控制器(4)通過數(shù)據(jù)線(12)與邏輯壓力控制器(LPC) (I)連接在一起。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于水合物技術(shù)天然氣管道調(diào)峰方法與裝置，其特征在于，邏輯壓力控制器(LPC) (I)是可編程控制器，可根據(jù)管道運(yùn)行參數(shù)與季節(jié)氣候不同，設(shè)定其控制值。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于水合物技術(shù)天然氣管道調(diào)峰方法與裝置，其特征在于，邏輯壓力控制器(LPC) (I)有一個(gè)壓力低壓高壓輸入端口，和三個(gè)輸出端口:閥門端口、電機(jī)端口、冷/熱機(jī)端口，其通過管道內(nèi)壓力值大小來向閥門端口發(fā)出指令，通過數(shù)據(jù)線(12)傳輸?shù)男盘?hào)值來向電機(jī)端口、冷/熱機(jī)端口發(fā)出指令。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于水合物技術(shù)天然氣管道調(diào)峰方法與裝置，其特征在于，壓力控制閥(8)在天然氣干燥裝置(7)管線中壓力大于干線管道壓力才會(huì)開啟，水合物調(diào)峰裝置中的天然氣才會(huì)進(jìn)入干線管道。
【專利摘要】長(zhǎng)距離輸氣管道，時(shí)常處于輸氣與供氣不平衡狀態(tài)，利用各種儲(chǔ)氣設(shè)備解決這種不平衡是最有效的方法之一，本發(fā)明涉及一種基于水合物技術(shù)天然氣管道調(diào)峰方法與裝置，其中裝置主要有：邏輯壓力控制器(LPC)(1)；天然氣儲(chǔ)腔(2)；電動(dòng)機(jī)(3)；壓力控制器(4)；螺紋式腔體壓盤(5)；水合物生成/分解器(6)；天然氣干燥裝置(7)；壓力控制閥(8)；調(diào)峰器殼面(9)；壓力傳感器(10)；天然氣管線(11)；數(shù)據(jù)線(12)；給水泵(13)，本發(fā)明是一種便于自動(dòng)化控制的天然氣管道調(diào)峰裝置，大大提高和優(yōu)化了長(zhǎng)距離輸氣管道運(yùn)行。
【IPC分類】F17D3-01, F17D1-02
【公開號(hào)】CN104819381
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510241033
【發(fā)明人】韋雪蕾, 馬貴陽, 孫東旭, 劉俊杰, 潘振, 佟偉偉, 商麗艷
【申請(qǐng)人】遼寧石油化工大學(xué)
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年5月9日